Помимо фосфолипидов, в мышечной ткани содержатся стерин (холестерин), стероиды (мг/%): в говядине — 52, свинине — 49, баранине — 66.
В состав фосфолипидов и триглицеридов входят жирные кислоты, причем 90% из них с четным числом углеродных атомов (от Сн до С,8). Соотношение непредельных (ненасыщенных) и насыщенных жирных кислот в составе триглицеридов предопределяет температуру плавления и пластичность жиров. Образование в процессе гидролиза триглицеридов летучих жирных кислот (уксусной, пропионо- вой, валериановой и др.) оказывает существенное влияние на вкусоароматические характеристики мяса и мясопродуктов.
Белки стромы входят в состав сарколеммы и соединительнотканных оболочек, окружающих мышечные волокна. Основными белковыми компонентами являются коллаген и эластин. В межклеточном веществе мышечной ткани содержатся муцины и мукоиды.
Ферменты мышечной ткани при жизни катализируют аэробные и анаэробные процессы, влияют на ход гликогенолиза, окисления жирных кислот, протеолиза.
1.2. Содержание витаминов в мышечной ткани различных видов жи- вотных, мг %
uiiTiiMiiiioii (н первую очередь нодорастворимых), как правило, разрушается под действием воды, кислорода, воздуха, света, температуры.
Минеральные вещества мышечной ткани. Катионы натрия (Na ), калия (К+), кальция (Са++), магния (Mg++), связанные с анионами и белками, регулируют биохимические процессы, поддерживают осмотическое давление, влияют на гидратацию белков мяса, на развитие автолиза (Са++, Mg++). Железо (Fe++) входит в состав миог- лобина. Микроэлементы — медь (Си), кобальт (Со), цинк (Zn), никель (Ni) входят в состав ферментных систем.
Следует отметить, что в связи с широким использованием промышленных методов выращивания животных, изменениями в их генотипе, применением модифицированных рационов кормления за последние 30-40 лет количественное содержание микро-, макроэлементов (особенно железа и кальция) в мясном сырье резко (в 1,5-2 раза) сократилось, в связи с чем возникла необходимость обогащения ряда мясных продуктов, включая мясные изделия функционального назначения, минерально-витаминными комплексами.
Соединительная ткань состоит из аморфного межклеточного вещества, тончайших волокон и клеток. Соединяет различные части организма, принимает участие в передаче механических усилий. В зависимости от свойств и строения различают собственно соединительную, хрящевую и костную ткани.
Соединительная ткань характеризуется значительным количеством межклеточного вещества, которое имеет гомогенную структуру и большое количество мукополисахаридов. Основу соединительной ткани составляют эластиновые, ретикулиновые и коллагеновые волокна, причем преобладают последние (рис.
Рис. 1.3. Химико-морфологический состав соединительной ткани
Рис. I. Схематическое строение мышечной ткани
Коллагеновые волокна (рис. 1.4) состоят из фибрилл — макромолекул коллагена (тропоколлагена). С помощью электронной микроскопии установлено, что молекула коллагена состоит из трех по- липептидных цепей, которые образуют спиральную систему, являющуюся структурной единицей коллагена (рис. 1.5). Ее длина — 2800 А; диаметр — 14 А. Эти единицы носят название протофибрилл коллагена и имеют поперечную исчерченность.
Рис. 1.4. Структурная единица коллагена
Рис. 1.5. Структура коллагена
Протофибриллы укладываются в определенном порядке и образуют фибриллы. Каждая полипептидная цепь имеет молекулярную массу 1200 (у тропоколлагена — 3600), причем полипептидная цепочка включает 1000 кислотных остатков.
Третичную структуру коллагена — тропоколлаген — образуют волоконца протофибрилл и пучок фибрилл.
Химический состав коллагеновых волокон представлен на рис. 1.6.
Характеристика белков соединительной ткани. Нативный коллаген нерастворим в воде и растворах нейтральных солей; в воде набухает, особенно при pH 5-7, многократно (в 3 раза) увеличиваясь в объеме. Выдержка коллагена в слабых растворах кислот и щелочей повышает степень его гидратации. Под воздействием нагревания коллаген денатурирует и гидролизуется до глютина, желатоз и желатина, которые обладают выраженной набухаемостью, водоудерживающей и гелеобразующей способностями (рис. IV).
Рис. 1.6. Химический состав коллагеновых волокон
Глютин легко расщепляется протеолитическими ферментами.
Характер изменения коллагена при тепловой обработке мясных продуктов влияет на консистенцию, водосвязывающую способность, выход готовых изделий.
Эластин — фибриллярный белок, нерастворим в воде и других растворителях, химически очень устойчив, не изменяется при нагревании до 100 °С, гидрофильные свойства практического значения не имеют. Эластин не расщепляется трипсином и химотрипсином, медленно гидролизуется пепсином при величине pH 2. Под воздействием эластаз подвергается расщеплению с выделением белка, мукополисахаридов.
Ретикулиновые волокна входят в состав костного мозга, селезенки, легких. Ретикулин состоит из тонких поперечно-исчерченных фибрилл, как и коллаген. Является неполноценным белком, содержит оксипролин и пролин. Ретикулин — сложный белок, его просте- тическая группа — полисахарид. Ретикулин плохо набухает в воде, устойчив к нагреванию, щелочам, кислотам.
Жировая ткань — разновидность рыхлой соединительной ткани, в которой находятся жировые клетки.
Химический состав жировой ткани представлен на рис. 1.7.
Белки в жировой ткани представлены коллагеном и эластином.
Высокая пищевая ценность жира обусловлена его калорийностью, присутствием жирорастворимых витаминов, высоконенасыщенных жирных кислот.
Жиры — смесь триглицеридов с примесями фосфатидов, стери- дов, витаминов, пигментов, азотистых веществ, воды. Свойства триг
лицеридов определяются составом и соотношением входящих в них жирных кислот.
Рис. 1.7. Химический состав жировой ткани
Насыщенные жирные кислоты — пальмитиновая, стеариновая, арахиловая, миристиновая. Содержание в различных видах жира ненасыщенных жирных кислот — олеиновой (одна двойная связь), линолевой (две двойные связи), линоленовой (три двойные связи), арахидоновой (четыре двойные связи) представлено в табл. 1.3.
1.3. Содержание ненасыщенных жирных кислот в различных видах жира, %
Чем больше в жире ненасыщенных жирных кислот, тем более выражены мазеобразные свойства консистенции. Уровень усвояемости жира зависит от степени его эмульгирования, скорости расщепления до свободных жирных кислот, температуры плавления и составляет, %: свиного жира — 96-98, говяжьего — 94, бараньего — 86.
фосфитиды — лецитин, кефалин (
0,012-0,035%); они являются хорошими эмульгаторами, легко окисляются и выполняют роль синергистов антиокислителей; разрушаются при нагреве; стериды — холестерин, который является исходным материалом для образования витамина D; липохромы — пигменты окраски: каротин — провитамин А и ксантофил, имеющий желтый цвет. Больше всего липохромов содержится в говяжьем и костном жирах. Пигменты являются одновременно естественными антиокислителями, так как каротин, например, имеет 11 двойных связей; витамины — жирорастворимые витамины А (до 1,4 мг/%); Е (0,6-2,5 мг/%); D и К (0,2-0,6 мг/%); азотистые вещества представлены белками эластином и коллагеном.
Физические свойства жира. Консистенция жира может быть твердой (бараний, говяжий), мазеобразной (свиной, птичий) и жидкой; чем больше ненасыщенных жирных кислот в жире, тем более жидкая у него консистенция. Плотность жира составляет 915-960 кг/м .
Жиры — смесь триглицеридов, поэтому у них нет единой точки плавления. За точку плавления принимают верхний предел температуры плавления. Жир имеет три кристаллические формы: а, Р, у; а- и у-формы со временем переходят в p-форму, которая является наиболее устойчивой.
Температура плавления жиров зависит: от вида (говяжий — 40—50 °С; свиной — 28—40 °С; бараний — 44-55 °С; конский — 30-43 °С; гусиный — 26-34 °С; коровье масло — 28-30 °С); от анатомического расположения жира (внутренний жир имеет более низкую температуру плавления); от упитанности, пола животного (у жира самцов — более высокая температура плавления); от вида откорма (при кормлении животного сеном температура плавления жира выше); от климатических условий (у животных, обитающих на юге, жир более мягкий).
Температура застывания жира несколько ниже температуры его плавления. Например, у говяжьего жира температура плавления составляет 40-50 °С, а температура застывания — 34-38 °С.
Поскольку температуру застывания жира трудно определить, то чаще всего определяют температуру застывания свободных жирных кислот, которые выделяют из жира. Этот показатель называют титром жира.
Вязкость жира превышает вязкость воды. При 60 °С вязкость говяжьего жира в 42 раза выше вязкости воды. Это играет большую роль при расчете диаметра и конфигурации труб для перекачки жира, при прессовании шквары.
Растворимость жиров. Жир — вещество неполярное и плохо растворяется (всего 0,5%) в полярных жидкостях (воде). В них происходит коалесценция, т. е. разделение фаз. Однако, в присутствии эмульгаторов — веществ дифильного строения — системы «жир- вода» можно превратить в относительно устойчивые эмульсии первого или второго рода («вода в жире», «жир в воде»).
В практике колбасного производства в качестве эмульгаторов, как правило, рассматривают низкомолекулярные поверхностноактивные вещества (лецитин, фосфолипиды, ди-, моноглицериды) и высокомолекулярные (миофибриллярные белки, соевые и молочнобелковые препараты).
Использование диспергирования, ультразвуковых и гидроимпульсных воздействий, загустителей и стабилизаторов повышает стабильность получаемых эмульсий.
Процесс эмульгирования является основным в колбасном производстве.
Обычно используемые водожировые эмульсии содержат 50-63% воды, 18-34% жира и 9-10% белка.
Значение эмульсий: качество готовых колбасных изделий зависит от уровня термодинамической устойчивости гетерогенных мясных эмульсий,
которыми является большая часть колбасных фаршей; жиры лучше усваиваются, повышается пищевая ценность колбас.
Жир растворяется в органических растворителях: хлороформе,
4-хлористом углероде, эфирах и т. п. В спиртах жир растворяется только при повышенных температурах.
В жире могут растворяться газы (10-12%). Растворение в жире углекислого газа (С02) увеличивает стойкость жира при хранении. Окисление жира кислородом воздуха приводит к его порче.
Химические свойства жиров определяются наличием эфирной связи между радикалом глицерина и радикалами жирных кислот, а также наличием двойных связей в самих радикалах кислот, поэтому жиры легко изменяются в процессе производства и хранения. Окисление происходит за счет присоединения кислорода к радикалам жирных кислот, а гидролитическое расщепление — за счет присоединения воды (гидролиз) по эфирной связи.
Присоединение галогенов (I2, CI) и, в частности, водорода — гидрогенизация (отвердение маргаринов) — осуществляется по месту двойных связей.
Гидролиз ускоряется в присутствии воды, при температуре выше 100 °С, в присутствии липазы (особенно в кишечном сырье при температуре 37 °С), в присутствии щелочей и кислот. Щелочь с жиром образует мыла, которые являются эмульгаторами. Серная кислота (H2SO4) ускоряет процесс гидролиза за счет образования тио- жирных кислот. На скорость гидролиза влияет степень диспергирования и присутствие ионов ОН , Н , Fe .
Развитие гидролиза имеет как положительное, так и отрицательное значение. Положительное: накопление свободных жирных кислот повышает эмульгирующую способность жира, что позитивно влияет на процесс получения мясных эмульсий в колбасном производстве; кроме того, чем больше степень гидролиза, тем лучше жир усваивается в организме. Отрицательное значение гидролиза: ускоряется процесс окисления жира. Полный гидролиз происходит при кислотном числе выше 20. Кислотное число — качественный показатель жира.
Кислотное число (1,2-2,0) характеризуется количеством (в см ) 0,1 н раствора NaOH, пошедшего на титрование свободных жирных кислот, содержащихся в 1 г жира.
Переэтерификация жира — это процесс перераспределения радикалов жирных кислот между отдельными глицеридами или внутри одной молекулы одного и того же глицерида. Переэтерификация изменяет физические свойства жира, позволяет повысить его качество, увеличив долю тугоплавких глицеридов с последующим их отделением.
Переэтерификация производится как без катализаторов (при температуре 250 °С, при этом имеет малую скорость и сопровождается распадом эфиров), так и с катализаторами (серная кислота, щелочи, некоторые метилы и др.) при 100-120 °С под вакуумом или в инертном газе. При этом жир не должен содержать воды и свободных жирных кислот во избежание их взаимодействия с катализаторами.
По характеру протекания процесса переэтерификацию подразделяют на направленную и ненаправленную.