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. 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 (водосвязующая способность является характерным свойством мяса, по изменению которого можно судить о потерях массы в процессе тепловой обработки и качестве продукта) 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 NН⁺-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^-10-1•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•10⁹ Гц) 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, следовательно, сопровождаются меньшим выделением влаги.

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