Процессы, происходяшие при тепловой обработке мяса

При тепловой обработке мяса и мясопродуктов происходят: размягчение продукта, изменения формы, объема, массы, цвета, пищевой ценности, структурно-механических характеристик, а также формирование вкуса и аромата. Характер происходящих изменений зависит в основном от температуры и продолжительности нагрева.

Изменение мышечных белков. 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. При температуре немногим выше 40°С он практически полностью денатурирует.

Миоглобин, придающий сырому мясу красный цвет, при денатурации подвергается деструкции. Денатурация миоглобина сопровождается окислением ионов двухвалентного железа, входящего в активную группу молекулы этого белка (гем), до трехвалентного. При этом исчезает красная окраска мяса, образуется гемин серо-коричневого цвета. Полная денатурация миоглобина наступает при 80°С. Поэтому по изменению окраски мяса можно судить о степени его прогрева.

Так, при температуре 60°С окраска говядины ярко-красная, свыше 60—70°С — розовая, при 70—80°С и выше — серовато-коричневая, свойственная мясу, доведенному до кулинарной готовности.

Причины аномальной (розоватой) окраски мяса, подвергнутого достаточной тепловой обработке, могут быть следующими: использование мяса сомнительной свежести, в котором накапливается аммиак; свежие мясные продукты в нарушение требований технологии разогреты или сварены в хранившемся уже бульоне; повышенное содержание нитратов в мясе.

В результате взаимодействия гема с аммиаком или нитратами образуется вещество (гемохромоген, нитрозогемохромоген), имеющее розовато-красную окраску.

Гем, в состав которого входит трехвалентное железо, проявляет себя как индикатор: он имеет серовато-коричневую окраску в нейтральной и слабокислой среде и красную — в щелочной. Свежесваренный бульон имеет слабокислую среду. Порча бульона может протекать по-разному. При прокисании бульона (сдвиг рН в кислую сторону) порчу легко обнаружить, а при | сдвиге рН в щелочную сторону (действие гнилостной микрофлоры) изменения менее заметны. Вареное мясо, разогретое в таком бульоне, может приобрести розовую окраску.

Сохранение розовой окраски мяса, подвергнутого тепловой обработке, в любом случае говорит о санитарном неблагополучии. Исключение составляет ростбиф, который готовят с разной степенью прожаренности.

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 варке (при варке температура 95°С). Для доведения мяса до готовности необходимо дальнейшее нагревание денатурированных мышечных белков. В этих условиях происходят более глубокие изменения их — деструкция с образованием таких летучих веществ, как сероводород, фосфористый водород, аммиак, углекислый газ и др.

Изменение соединительнотканных белков. 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 нагреве происходит деструкция коллагеновых волокон — распад их на отдельные полипептидные цепочки; коллаген превращается в растворимый глютин.

Переход коллагена в глютин — основная причина размягчения мяса. По достижении кулинарной готовности в глютин переходит 20—45% коллагена.

Скорость перехода коллагена в глютин и, следовательно, скорость достижения кулинарной готовности зависят от ряда факторов: вида и возраста животного; особенностей морфологического строения мышцы; температуры; реакции среды и т. д. Те части мяса, в которых коллаген очень устойчив, непригодны для жарки.

При повышении температуры распад коллагена ускоряется. Особенно быстро он происходит при температуре выше 100°С (в условиях автоклавирования).

Кислая среда ускоряет распад коллагена. На этом основано маринование мяса, тушение его с кислыми соусами и приправами.

Изменение массы и содержания растворимых веществ мясных продуктов. Изменение массы мясных продуктов 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.

Мясные полуфабрикаты, кроме мышечной ткани, содержат и жировую. Жир частично вытапливается и это также вызывает потери массы. При варке из мяса выделяется до 40% жира. При жарке жир частично впитывается продуктом, улучшая его пищевую ценность, частично вытапливается (при жарке продуктов со значительным содержанием жира).

Потери массы рубленых натуральных изделий меньше, чем порционных. Так, потери массы при жарке бифштекса рубленого составляют 30%, а порционного — 37%. Это связано с тем, что при нарушении целостности соединительной ткани уменьшается выпрессовывание влаги в результате сваривания коллагена.

Потери массы рубленых изделий с хлебом значительно меньше, чем натуральных рубленых. Так, если шницель натуральный рубленый теряет при жарке 27% массы, то биточки, котлеты — 19%, что обусловливается поглощением влаги хлебом. Панировка задерживает испарение влаги и вытекание сока. Так, филе, лангет, антрекот теряют при жарке 37% массы, а панированный ромштекс — 27%. Четкой зависимости между потерями массы и видом мяса нет.

При варке крупных кусков наблюдается зависимость между температурой плавления жира и потерей массы: свинина — 40% (температура плавления 28—48°С), говядина — 38 (42— 52°С), баранина — 36% (44—55°С).

Официальные нормы потерь массы при изготовлении мясных блюд указаны в Сборниках рецептур.

Субпродукты теряют массу в пределах от 25% (языки с кожей) до 57% (почки).

Наибольшие потери растворимых соединений наблюдаются при варке мяса. В процессе варки говядины в бульон переходит белка 0,1% (массы мяса), экстрактивных веществ — 1,55 и минеральных — 0,55%. По отношению к содержанию этих веществ в мясе белка выделяется немного — около 0,5%, минеральных веществ — более 50, экстрактивных (органических) веществ — около 40%. Объясняется это тем, что, во-первых, не все белки мяса растворяются в воде (есть солерастворимые), во-вторых, при нагревании в результате денатурации большая часть мышечных белков теряет способность растворяться, поэтому они могут переходить в отвар только в первый период варки, пока куски еще не прогрелись. На этом основаны рекомендации солить мясо при варке за 20—30 мин до готовности.

На переход растворимых веществ в бульон влияет температурный режим варки. Так, при погружении мяса в холодную воду белка извлекается в 2 раза больше, чем при погружении в горячую воду (соответственно 0,03 и 0,06%). Однако разница эта незначительна. Потери остальных растворимых веществ практическиодинаковы.

Гораздо большее значение имеет температура, при которой варится мясо. При варке без кипения (97—98°С) белковые гели меньше уплотняются, удерживают больше влаги, а вместе с ней и растворимых веществ. Меньше всего теряют растворимых веществ мозги (0,72—0,79%), несколько больше языки (1,29—1,64%) и очень много почки (2,68—3,9%).

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

Количество растворимых веществ, выделяемых при других способах тепловой обработки (тушение, припускание), занимает промежуточное положение между варкой и жаркой.

Изменение витаминов. Содержащиеся в мясе витамины относительно хорошо сохраняются при тепловой обработке. Наиболее устойчивыми являются витамины В₂ (рибофлавин) и Pi? (никотиновая кислота), содержание которых в вареном и припущенном мясе составляет 80—85%. Витамин B1 (тиамин) сохраняется в пределах 68—75%. Витамин В₆ (пиродоксин) менее устойчив, в вареном мясе его сохраняется 60%, а в жареном — 50%.

В процессе варки от 30 до 65% водорастворимых витаминов переходит в варочную среду. При припускании потери витаминов в окружающую среду значительно меньше. При жарке потери витаминов еще меньше вследствие меньшей продолжительности тепловой обработки. По этой же причине лучше сохраняются витамины в мясных изделиях, обработанных в поле СВЧ.

Формирование специфических вкуса и запаха мяса. 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 (АК), содержащимися в мясе. Всего обнаружено 17—18 свободных АК. Из них сладковатый вкус имеют: серии, 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 тепловой обработке мяса, особенно при жарке.

При всех способах жарки поверхность мясных полуфабрикатов подвергается воздействию высоких (150—280°С) температур. В результате теплопроводности и массопереноса происходит нагрев продукта, причем более интенсивный, чем при варке. Поверхностный слой быстро обезвоживается, температура в нем поднимается до 135°С. Образуется корочка, толщина и цвет которой зависят от температуры греющей среды и продолжительности нагрева. В корочке накапливаются продукты пирогенетического распада белков, жиров, углеводов, экстрактивных веществ, сообщающие жареному продукту специфические вкус и аромат.

Дальнейшее повышение температуры корочки отрицательно сказывается на органолептических показателях качества мяса: появляются привкус и запах горелого мяса, цвет корочки меняется от серого до коричневого.