Изменения, протекающие в рыбе и нерыбных морепродуктах

Лекция 1. Изменения, протекающие в рыбе и нерыбных морепродуктах.

ТЕМА № 4 ИЗМЕНЕНИЯ, ПРОИСХОДЯЩИЕ В РЫБЕ И НЕРЫБНЫХ МОРЕПРОДУКТАХ

Особенности морфологического строения и химического состава мяса рыб, моллюсков и других продуктов моря в значительной мере предопределяют содержание технологического процесса производства полуфабрикатов, блюд и кулинарных изделий из них.

Рыба

Мясо рыб и нерыбных морепродуктов — важный источник полноценных белков, липидов, витаминов, минеральных солей.

Основное пищевое значение имеют туловищные поперечнополосатые мышцы рыб. Они расположены вдоль позвоночника: две спинные и две брюшные, разделенные продольными соединительнотканными перегородками — септами. Мышцы рыб, как и мышцы теплокровных животных, состоят из мышечных волокон, собранных в миотомы, которые имеют форму полых конусов, обращенных вершиной к наружной стороне мышцы (рис. 1).

Мышца состоит из определенного числа миотом, соответствующего числу позвонков. Миотомы скреплены между собой

Рис. 1. Строение мышц рыбы:

а — поперечный разрез: 1 — продольные септы;

2— поперечные септы (миосепты); 3 — мышечные волокна (направление их показано штрихами); 4— миотомы; б — продольный разрез: 1 — поперечная септа; 2— мышечное волокно; 3 — перимизий; 4 — кровеносные и лимфатические сосуды

соединительнотканными прослойками — миосептами. Мышечные волокна в миотомах расположены вдоль мышц, они собраны в пучки соединительной тканью — эндомизием.

Прослойки соединительной ткани, скрепляющие пучки мышечных волокон, а также миосепты образуют перемизий мышечной ткани рыб. В миотомах концы мышечных волокон прикреплены к миосептам. Таким образом, длина мышечных волокон определяется шириной миотом и составляет 10...20 мм, толщина — 10... 100 мкм. Внутреннее строение мышечных волокон аналогично строению мышечных волокон теплокровных животных.

Соединительнотканные прослойки состоят из переплетающихся коллагеновых и эластиновых волокон, между которыми встречаются жировые и пигментные клетки. Некоторые участки тела рыб представляют собой сплошную жировую ткань. Здесь же, между мышечными волокнами и миотомами, проходят кровеносные и лимфатические сосуды, нервы и небольшое количество полужидкого бесструктурного вещества (межклеточной жидкости). Таким образом, мясо рыб представляет собой мышцы вместе с соединительной и жировой тканями.

Содержание воды, жира, азотистых и минеральных веществ в мясе рыб колеблется в широком диапазоне и зависит от вида рыбы, а в пределах одного вида — от сезона и места лова, возраста рыбы и других факторов. Рыба, выловленная в период преднерестовых миграций и в период нереста, как правило, тощая, с низкими вкусовыми качествами.

Мясо рыб содержит белые и бурые (темные) мышцы. Бурые мышцы составляют около 10 % съедобного мяса, они располагаются вдоль боковой линии тела рыбы, отличаются повышенным содержанием миоглобина (1...3 %), своеобразным составом экстрактивных веществ, липидов, микроэлементов. Как следствие этого, бурое мясо имеет более низкие вкусовые показатели по сравнению с белым мясом.

Количественное содержание съедобного мяса у рыб разных видов обусловлено особенностями их анатомического строения (массой головы, внутренних органов, плавников) и колеблется в пределах 40...65 %. Мясо большинства видов рыб употребляют в пищу с кожей, масса которой составляет 2,5...3 % (хек серебристый, кета), 4,5...6 % (морской окунь, сом, осетр, севрюга). Кожа рыб имеет определенное пищевое значение. Так, в коже морского окуня содержится 28,3 % азотистых веществ (в основном коллагена), 2,2 % липидов, 3 % минеральных веществ. При тепловой кулинарной обработке кожа способствует сохранению целостности порционных кусков рыбы, что улучшает внешний вид блюд. В то же время при жарке некоторых видов рыб (навага, сом, осетровые, угорь и др.) кожа сильно уплотняется вследствие денатурации коллагена и сокращения длины коллагеновых волокон, происходит ее деформация во всех направлениях. В результате этих изменений кожа становится слишком жесткой и несъедобной. Внешний вид порционных кусков рыбы при этом ухудшается. В связи с тем что для размягчения кожи требуется длительный влажный нагрев, рыбу для жарки во фритюре и приготовления изделий из котлетной массы разделывают на филе без кожи и костей (мякоть).

Для специализированных цехов предприятий общественного питания, перерабатывающих значительное количество рыбы, технологическое и экономическое значение имеет размер экземпляров рыб. Как правило, у мелкой рыбы соотношение съедобного мяса и костей меньше, чем у крупной. Так, при разделке сазана на филе с кожей и реберными костями количество отходов и потерь у крупных экземпляров составляет 47%, у мелких — 51%. Эти различия учтены в действующей нормативной документации.

Внутримышечная соединительная ткань в тушках рыб распределена более или менее равномерно, поэтому мясо рыб не делят по сортам и кулинарному назначению, как мясо теплокровных мясопромышленных животных.

Тем не менее известно, что мясо очень крупных экземпляров рыб (треска, тунцы, белуга, щука и др.) в приготовленном виде более жесткое по сравнению с мясом рыб этих же пород средних и мелких по размеру экземпляров. Часть мышц, находящихся в области хвостового плавника, в приготовленном виде обычно более жесткая по сравнению с мышцами, расположенными в средней и передней частях тушки рыбы.

Азот белков составляет в среднем 85 % общего азота мяса рыб. Большая часть белков мяса рыб (55...65 %) представлена белками актомиозинового комплекса (миозин, актин, актомиозин), они входят в состав мио- фибрилл мышечных волокон. Саркоплазматические белки (мио- ген, миоальбумин, глобулин X) составляют 20...25 %. На долю белков соединительной ткани (коллаген и эластин) в мясе рыб приходится в среднем 2...4 %, у хрящевых рыб — до 8 %. В мясе рыб содержатся денатурированные нерастворимые белки (5...8 %), нуклеопротеиды, липопротеиды, мукопротеиды, хромопротеиды и другие белковые вещества.

Мышечные белки мяса рыб биологически полноценные, содержат все незаменимые аминокислоты, однако в мясе разных видов рыб количественное содержание их колеблется в широких пределах: валин — 0,6...9,4 %, лейцин — 3,9... 18,0, изолейцин — 2,6…7,7, лизин — 4,1... 14,4, метионин — 1,5...3,7, треонин — 0,6...6,2, триптофан — 0,4...1,4, фенилаланин — 1,9...14,8 %.

К изменениям условий окружающей среды мышечные белки рыб более чувствительны, чем белки теплокровных животных. Сразу после вылова рыбы в ее мышечных тканях наступают необратимые изменения: актин, миозин и актомиозин частично денатурируют уже через несколько часов. По мере хранения рыбы денатурация белков усиливается. При замораживании рыбы характер распределения жидкости между мышечными волокнами и межмышечным пространством имеет такой же характер, как и в мясе теплокровных животных.

При размораживании рыбы (в технологическом процессе) структурные элементы мышечных волокон восстанавливаются не полностью из-за потери белками способности к гидратации. Установлено, что при медленном размораживании рыбы денатурационные изменения мышечных белков усиливаются. В связи с этим в производственных условиях рыбу с костным скелетом рекомендуется размораживать быстро, для чего ее погружают в холодную воду (10... 15 °С) на 2...3 ч. В процессе размораживания рыбы в воде происходят массообменные процессы: масса рыбы увеличивается на 5... 10 % в результате поглощения воды, а из рыбы в воду переходит около 0,25 % органических и 0,1 % минеральных веществ вследствие диффузии. Для торможения процесса диффузии при размораживании рыбы в воду рекомендуется добавлять натрия хлорид в количестве 0,8 %.

Вымачивание соленой рыбы сопровождается поглощением воды мышечной тканью (до 45 %) и переходом из рыбы в воду минеральных и органических азотистых веществ, поэтому блюда, приготовленные из соленой вымоченной рыбы, обычно имеют слабовыраженный вкус и аромат свежей рыбы, который обусловлен экстрактивными и минеральными веществами. В связи с этим консервирование свежей рыбы методом крепкого посола в последнее время применяют ограниченно, за исключением выработки малосольной гастрономической рыбной продукции (семга, сельдь, кета, рыба холодного копчения).

На стадии приготовления полуфабрикатов порционные куски рыбы можно хранить до 24 ч при температуре около 0 °С. Панировать рыбу рекомендуется непосредственно перед жаркой, так как свежая и размороженная рыба содержат значительное количество слабосвязанной воды, увлажняющей панировку.

Порционные куски осетровой рыбы перед основной тепловой обработкой подвергают кратковременному (1...2 мин) бланшированию в горячей воде (95 °С) при гидромодуле 1:3. При этом происходят денатурация некоторой части белков в поверхностных слоях порционных кусков рыбы, уменьшение их объема, снижение массы рыбы на 10... 15 % в результате отделения в окружающую среду воды с растворенными в ней экстрактивными и минеральными веществами. При массовом приготовлении полуфабрикатов из рыбы осетровых пород воду, оставшуюся после ошпаривания порционных кусков, используют для приготовления супов и соусов.

При изготовлении рубленых полуфабрикатов, измельчении рыбы в мясорубке мышечные волокна и соединительнотканные прослойки разделяются на более мелкие фрагменты с выходом цитоплазмы в окружающее пространство. Однако липкость рыбного фарша и его упругопластично-вязкие свойства значительно уступают аналогичным свойствам мясного фарша. В связи с этим ассортимент полуфабрикатов из натуральной рубленой рыбы ограничен, преобладают полуфабрикаты из рыбной котлетной массы, в которой в качестве водоудерживающего компонента используют хлеб или густой молочный соус.

К рыбному сырью, перерабатываемому на предприятиях общественного питания, предъявляют определенные гигиенические требования в отношении его безопасности по физико-химическим и микробиологическим показателям. В живой рыбе, охлажденной и мороженой, в рыбном фарше и филе лимитируется содержание токсических элементов (свинца, меди, мышьяка, кадмия, ртути, цинка), гистамина (тунцы, скумбрия, лососевые, сельди), нитрозаминов, пестицидов, полихлорированных бифенилов, радионуклидов (цезий-137 и стронций-90), а также содержание общего количества микроорганизмов, условнопатогенных и патогенных микроорганизмов.

При тепловой кулинарной обработке в мясе рыб протекают сложные физико-химические процессы: денатурация белков, образование новых вкусовых и ароматических веществ, разрушение некоторой части витаминов, превращения пигментов, выплавление жира и выход части его в окружающую среду.

Тепловая денатурация мышечных белков сопровождается уплотнением мышечных волокон, отделением некоторой части воды вместе с растворенными в ней экстрактивными и минеральными веществами. Тепловая денатурация коллагена и последующая за ней дезагрегация этого белка приводят к разрыхлению структуры мяса рыб. В отличие от мяса теплокровных животных коллаген мяса рыб менее устойчив к гидротермическому воздействию, денатурация его происходит при 40 °С, в соответствии с этим и переход коллагена в глютин происходит более быстрыми темпами и в более низком температурном интервале.

Формирование своеобразного вкуса и аромата рыбы, подвергнутой тепловой кулинарной обработке, связано со своеобразные составом экстрактивных, минеральных веществ и липидов. Специфический вкус приготовленной рыбы обусловлен сравнительно высоким содержанием азотистых экстрактивных веществ (9... 18 % общего азота мышц) и своеобразием их состава. В мясе морских рыб, как правило, содержится больше экстрактивных веществ, чем в мясе пресноводных рыб. Среди свободных аминокислот в мясе рыб мало глутаминовой кислоты, обладающей вкусом, свойственным говяжьему мясу, и очень много циклических аминокислот — гистидина, фенилаланина, триптофана. Гистидин в значительных количествах содержится в темном мясе морских рыб: в скумбрии до 280 мг/100 г, в тунцах до 400, в сайре до 500 мг/100 г. В процессе посмертного автолиза рыб5ы в результате ферментативного декарбоксилирования гистидин превращается в гистамин, обладающий высокой биологической активностью и токсичностью. В малых концентрациях (до 100 мг/кг) гистамин оказывает сосудорасширяющее действие на (организм человека, одновременно стимулирует деятельность желудочно-кишечного тракта. В более высоких концентрациях гистамин может вызывать тяжелые пищевые отравления. В связи с этим океанических рыб, содержащих повышенное количество темного мяса (сайру, сардину, скумбрию и др.), после вылова сразу направляют на промышленную переработку (консервы, копчение).

Креатин и креатинин в мясе рыб содержатся в сравнительно небольших количествах. В мясе морских рыб из веществ этой группы обнаружен метилгуанидин, которого нет в мясе пресно-водяных рыб и теплокровных животных. Метилгуанидин в большие концентрациях токсичен.

В мясе большинства рыб содержится мало пуриновых оснований производных имидазола и холина. Так, карнозина в мясе пресноводных рыб содержится 3 мг/100 г, а в говядине — 300 мг/100 г, холина — соответственно 2,5 и 110 мг/100 г.

В составе экстрактивных веществ мяса рыб содержатся значительные количества азотистых оснований. Они подразделяются на летучие и триметиламмониевые. Среди летучих оснований преобладают моно, ди и триметиламин и аммиак. В свежевыловленной морской рыбе триметиламина содержится 2...2,5 мг/100 г, в пресноводной — 0,5 мг/100 г. Аммиака в морской рыбе содержится 3...9 мг/100 г, в пресноводной — до 0,05 мг/100 г. При хранении охлажденной рыбы под действием микроорганизмов количество летучих оснований в мясе рыб может возрастать. Среди триметиламмониевых оснований преобладают триметиламин- оксид и бетаины, в морской рыбе они содержатся в количествах соответственно 100... 1080 и 100... 150 мг/100 г.

При варке на переход экстрактивных и минеральных веществ из рыбы в бульон оказывают влияние не только денатурация мышечных белков и их постденатурационные изменения, но и диффузия. Количество растворимых веществ, переходящих из рыбы в бульон в результате диффузии, зависит от гидромодуля. В связи с этим порционные куски рыбы ценных пород обычно готовят припусканием с добавлением жидкости в количестве, не превышающем 30 % к массе рыбы. Образующийся при этом бульон используют для приготовления соусов.

В рыбных бульонах содержится в среднем 28 % экстрактивных и 24 % минеральных веществ, 48 % глютина. В бульонах, приготовляемых из рыбных отходов (голов, плавников, костей, кожи), содержание экстрактивных веществ не превышает 4 %, минеральных —11%. Остальная часть сухого остатка бульона состоит из глютина (74 %) и эмульгированного жира. Существенные различия в составе бульонов из рыбы и рыбных отходов объясняются тем, что экстрактивные и минеральные вещества сосредоточены в основном в мышечных волокнах. Минеральные вещества костей представлены нерастворимыми в воде фосфатами и карбонатами кальция.

По качественному составу экстрактивных азотистых веществ рыбные бульоны существенно отличаются от мясных. В рыбных бульонах преобладают циклические (гистидин, триптофан, фенилаланин) и серосодержащие (цистин, цистеин, метионин, таурин) свободные аминокислоты. В бульонах из океанических рыб содержится метилгуанидин — сильное основание, в больших концентрациях оказывающее токсическое действие на живые организмы. К особенностям рыбных бульонов относится содержание в них значительных количеств аминов, среди которых важная роль принадлежит метиламинам и гистамину. Гигиеническими требованиями к качеству и безопасности продовольственного сырья и пищевых продуктов установлен предельно допустимый уровень содержания гистамина в мясе некоторых видов рыб (тунец, скумбрия, лосось, сельдь), который составляет 100 мг/кг.

Содержащийся в мясе рыб креатин при тепловой кулинарной обработке частично превращается в креатинин, который вступает в химические реакции с продуктами карбониламинных реакций, свободными аминокислотами и сахарами с образованием гетероциклических ароматических аминов, обладающих сильным мутагенным и канцерогенным действием на живые организмы. В мясе беспозвоночных, не содержащем креатина, при тепловой кулинарной обработке гетероциклические ароматические амины не образуются.

Общие потери массы при тепловой кулинарной обработке рыбы находятся в пределах 18...20 %, что вдвое меньше потерь массы мяса крупного рогатого скота. При жарке рыбы потери обусловлены обезвоживанием продукта, а при жарке жирной рыбы дополнительные потери могут возникать в результате выплавления и выхода в окружающую среду некоторого количества жира. При варке рыбы определенную долю в общих потерях составляют экстрактивные, минеральные вещества и белки. Как при варке, так и при жарке рыбы 90...95 % общих потерь массы составляют потери воды, отделяемой денатурирующими мышечными белками.

Динамика выделения воды мясом крупного рогатого скота и рыбы при одних и тех же параметрах тепловой кулинарной обработки выглядит по-разному. При температурах выше 75 °С потери рыбой воды прекращаются, в то время как говядина теряет воду вплоть до достижения температуры 90...95 °С, что указывает на более низкие температурные границы денатурации и свертывания белков рыбы по сравнению с мышечными белками теплокровных животных.

Сравнительно небольшие потери воды мясом рыб при тепловой кулинарной обработке объясняются особенностями его химического состава и гистологического строения: высоким содержанием белков актомиозинового комплекса в миофибриллах мышечных волокон; простым строением перимизия мышц; сравнительно низкой температурой денатурации и деструкции коллагена внутримышечной соединительной ткани. Тепловая денатурация мышечных белков сопровождается сравнительно слабой их дегидратацией. Вода, отделяемая белковыми гелями мышечных волокон и поступающая в пространство между пучками мышечных волокон, слабо выпрессовывается в окружающее пространство из-за незначительной деформации внутримышечных соединительнотканных образований мышц рыбы и сравнительно быстрой желатинизации коллагена. В результате этого мясо рыб при тепловой обработке теряет не более 25 % содержащейся в ней воды.

При варке, жарке и при СВЧ-нагреве потери массы рыбы практически одинаковые. При жарке рыбы ИК-лучами потери массы снижаются на 4...5 % благодаря повышенной проникающей способности инфракрасного излучения и сокращению продолжительности тепловой обработки.

Исследования белков мышечной ткани сырой и подвергнутой тепловой кулинарной обработке рыбы показало, что изменения направлены на значительное уменьшение растворимости мио- фибриллярных белков по сравнению с белками саркоплазмы, возрастание в 3...3,5 раза количества денатурированных белков и растворимых азотистых веществ, в том числе белковой природы, в связи с переходом коллагена в глютин.

Автолиз, протекающий в мясе рыб под действием тканевых ферментов при холодильном хранении, способствует дополнительному накоплению азотистых оснований и других соединений, характерных для мяса рыб. В результате этого специфические запах и вкус рыбных блюд усиливаются. Интенсивнее эти процессы протекают при хранении морской рыбы.

Липиды рыб обладают высокой биологической эффективностью. Они сосредоточены в мясе, икре и молоках, в печени некоторых видов рыб. По содержанию липидов в съедобном мясе рыб подразделяют на жирные, средней жирности и тощие. К жирным рыбам (содержание жира 12...30 %) относятся миноги, угорь речной, палтус черный, скумбрия тихоокеанская, осетровые, угольная рыба; к рыбам средней жирности (содержание жира 2...8 %) — карп, лещ, сазан, ставрида и др.; к тощим (содержание жира до 2 %) — судак, щука, треска, пикша, сайда, минтай, зубатка, макрурус, навага и др.

В состав липидов рыб входят триглицериды, свободные жирные кислоты, моно- и диглицериды, фосфолипиды, а также стерины, витамины, каротиноиды.

Для жира рыб характерны сравнительно низкая температура плавления (12...28 °С) и высокое содержание ненасыщенных жирных кислот (76...87 %) очень сложного состава. В состав триглицеридов межмышечного и подкожного жира рыб входят 17 ненасыщенных жирных кислот, различающихся как длиной алифатической цепи, так и числом двойных связей (от одной до шести). Высокая биологическая эффективность липидов рыб связана с наличием в их составе линолевой (18: 2) и арахидоновой (20: 4) жирных кислот, которые не синтезируются в организме человека и должны поступать с пищей. Из двух названных жирных кислот незаменимой является линолевая кислота. Источником поступления ее в организм человека служат животные жиры и растительные масла. Присутствие в липидах мяса рыб высоконенасыщенных жирных кислот, их окисление с образованием пероксидов, гидропероксидов, оксикислот и других продуктов окисления являются причиной снижения пищевой ценности готовой продукции. Особенно лабильны жирные кислоты, имеющие 4, 5, 6 двойных связей. Их содержание в жире пресноводных рыб составляет 6...30 %, морских — 13...57 % общей массы жирных кислот.

В мышечной ткани рыб содержатся очень активные гидролитические ферменты, поэтому скорость автолиза высокая. Липаза рыб сохраняет активность в мороженой мышечной ткани и инактивируется только при -22 °С. При хранении рыбы может происходить гидролиз липидов с одновременным интенсивным окислением продуктов гидролиза кислородом воздуха. Особенно интенсивно гидролизуются и окисляются фосфолипиды.

Продукты гидролиза и окисления липидов имеют неприятные вкус и запах, которые сохраняются в готовых кулинарных изделиях. Для снижения их накопления применяют глазирование замороженной рыбы, упаковку в газовлагонепроницаемые материалы и другие способы.

Физико-химические изменения экстрактивных веществ и липидов рыб — одна из причин того, что пищевая ценность блюд, приготовляемых из рыбы длительного хранения, обычно значительно ниже, чем блюд, приготовляемых из живой или охлажденной рыбы. Эти различия особенно заметны при использовании морской рыбы, что необходимо учитывать в технологическом процессе: увеличивать закладку специй и ароматической зелени и кореньев при варке и припускании рыбы, добавлять уксус, рассол, подбирать соответствующие соусы и гарниры.