Свойства мясных эмульсий
  • Ноябрь 13, 2018

Пищевые продукты – в большинстве своем, представляют сложные дисперсные системы. Понимание основных процессов, происходящих в этих системах, а также строения, позволяет управлять технологическими процессами и свойствами готовых изделий.

Что такое «эмульсия»?

Эмульсия – это (новолат. emulsio; от лат. emulgeo — дою, выдаиваю) — дисперсная система, состоящая из микроскопических капель жидкости (дисперсной фазы), распределенных в другой жидкости (дисперсионной среде).

Эмульсии могут быть образованы двумя любыми несмешивающимися жидкостями; в большинстве случаев одной из фаз эмульсий является вода, а другой — вещество, состоящее из слабополярных молекул (например, жидкие углеводороды, жиры). Одна из первых изученных эмульсий — молоко. В нём капли молочного жира распределены в водной среде. Ниже представлено схематическое изображение основных видов эмульсий.

Для получения высокодисперсных и устойчивых эмульсий в системе необходимо присутствие эмульгатора.

            Эмульгаторы — это вещества, делающие возможным или облегчающие получение эмульсий и стабилизирующие их.

Термины «эмульгатор» или «эмульгирующий агент» подразумевают химическое вещество, которое при растворении или диспергировании в жидкости может образовывать и стабилизировать эмульсию благодаря своей способности концентрироваться на поверхности раздела фаз и снижать межфазное поверхностное натяжение. Это обусловлено поверхностно-активными свойствами, поэтому применительно к рассматриваемым системам термины «эмульгатор», «эмульгирующий агент» и «поверхностно-активное вещество» (ПАВ) можно рассматривать как синонимы.

Мясной фарш, как эмульсия

Сырой колбасный фарш (для вареных колбас, сосисок, сарделек, паштетов и т.д.), представляет собой тонкодисперсную систему — эмульсию. Мясной эмульсия образуется в результате интенсивного измельчения (куттерования) животных тканей. Она, как и любая другая эмульсия состоит из дисперсной фазы и из дисперсионной среды.

Дисперсионная среда в ней состоит из растворимых саркоплазматических, солерастворимых и миофибриллярных белков, низкомолекулярных соединений органического и неорганического происхождения, а также добавленной при куттеровании воды. Вода, связываясь с белками, образует гель или матрицу, в которой удерживаются частицы дисперсной фазы.

Дисперсная фаза, состоит из эмульгированных частичек жира, окруженных растворимым миозином, а также набухших частичек мышечных и соединительнотканных волокон разного размера. Получаемая тиксотропная структура фарша имеет определенные реологические (липкость, пластичность) и технологические (водосвязывающая, жиросвязывающая способность) свойства.

Проще говоря, фарш — это эмульсия «жира в воде», при этом роль стабилизатора выполняют миофибриллярные солерастворимые белки; одновременно миофибриллярные белки участвуют как в формировании каркаса-матрикса, так и в связывании воды. Белковый компонент дисперсионной среды выполняет функцию структурообразователя и стабилизатора эмульсии; основные свойства этого компонента (гелеобразующая, эмульсионная, водо- и жиросвязывающая способности) играют решающую роль и зависят от многих факторов.

Факторы, влияющие на стабильность мясных эмульсий

Эмульсия может быть образована только при наличии определенного количества солерастворимых миофибриллярных белков, степень экстракции которых зависит от степени разрушения (открытия) клеток мышечной ткани, концентрации поваренной соли, количества воды, температуры, pH среды, степени автолиза и других факторов.

Вторым важным моментом в образовании эмульсии является степень дисперсности жира. При измельчении сырья на куттере происходит частичное разрушение жировой ткани. Наряду с твердыми частицами, состоящими из неповрежденных клеток, некоторая часть жировых клеток разрушается, в результате чего вытекает жировая капля.

Высвободившийся жир необходимо связать и стабилизировать, чтобы предупредить разрушение эмульсии и его последующее выделение из продукта. Количество высвободившегося жира должно быть таким, чтобы хватило растворенных белков (собственно мясных или дополнительно внесенных), покрывающих его поверхность.

Нельзя исключать и другую ситуацию, когда для стабилизации поверхности частиц жира белка достаточно, но его концентрация в водной фазе мясной системы падает ниже критической концентрации гелеобразования. Это отрицательно сказывается на структуре фарша и качестве готовой продукции. Это означает, что рецептура не сбалансирована.

Таким образом, при приготовлении фарша необходимо стремиться к максимальной экстракции солерастворимых белков мяса и одновременно к достижению максимального набухания оставшейся части неповрежденных волокон мяса.

При недостаточном потенциале мясных белков или замене части мясного сырья на препараты белков, что широко практикуется при производстве вареных колбас, вводимые белки хотя бы частично должны выполнять функции мясных белков. То есть, при недостатке миозина роль эмульгаторов и гелеобразователей матрицы могут выполнять препараты белков животного и растительного происхождения со схожими свойствами.

Температура мясного сырья является важным фактором, определяющим эффективность эмульгирования. Миозин и актомиозин — термолабильны (температура денатурации лежит в интервале 42-50 °С), и в случае локального нагрева фарша при куттеровании белки могут денатурировать раньше, чем начнется эмульгирование.

Экстракция белка наиболее эффективно происходит при температуре мяса около точки замерзания (около -2 °С), в связи с чем при куттеровании сырья целесообразно использовать подмороженное мясо, либо добавлять снег, лёд или ледяную воду. По выше рассмотренной причине температура сырья перед началом куттерования не должна превышать 1±1 °С.

При этом использование чрезмерно перемороженного сырья, превращающегося при измельчении в гранулы либо порошок с низкой вязкостью и гомогенностью, непригодно для приготовления эмульсий вследствие нахождения воды в кристаллическом твердом состоянии (лёд), что ограничивает уровень растворения белков.

После термообработки в результате денатурации белков мяса, дисперсионная среда образует термотропный гель, имеющий конденсационно-кристаллизационную структуру, в котором удерживаются частицы дисперсной фазы.

Формируется непрерывный пространственный каркас, придающий жесткость и монолитность продукту. Схематическое строение фарша, представляющего собой эластичную белковую сетку по подобию пчелиных сот, внутри которой инкапсулированы жировые шарики.

Регулирование свойств мясных эмульсий

Направленное повышение величины водосвязывающей способности мясных эмульсий можно осуществлять с применением пищевых добавок и компонентов трех видов:

  • веществ, повышающих гидратацию мышечных бел­ков за счет сдвига рН и разблокирования гидрофильных центров, к которым относятся натриевые соли фосфорных кислот;
  • веществ, не влияющих на степень гидратации мышечных белков, но хорошо связывающих воду (как правило после термообработки), к которым относятся крахмал, пшеничная мука, желатин, белковый стабилизатор из свиной шкурки;
  • веществ — белкового происхождения (соевый изолят, казеинат натрия, сухое молоко, кровь и ее фракции), обеспечивающих повышение как концентрации растворимых белков в системе, так и пищевой ценности готовых мясных изделий.

Свойства получаемых мясных эмульсий зависят не только от ФТС индивидуальных белков, но и от соотношения в системе солерастворимых белков и жира. Эмульгирующая способность белка ограничена, поэтому наиболее рациональным соотношением жир:белок в гомогенизированных фаршах является диапазон от 0,6:1,0 до 0,8:1.

Контроль за содержанием мышечного белка в эмульсии — главное условие получения стабильных мясных систем. Высокое содержание общего белка (и мышечной и соединительной ткани) ещё не свидетельствуют о высоком уровне потенциальной эмульгирующей способности, т. к. коллаген в нативном виде не участвует в процессе жиропоглощения, эмульгирования и стабилизации эмульсий. Эти функции выполняют только мышечные белки.

Уменьшение содержания солерастворимых белков в системе или чрезмерное введение жира неизбежно (в отсутствии специальных стабилизаторов эмульсий) приведет к получению мясных фаршей с нестабильными свойствами, что обусловлено дефицитом группировок, находящихся на поверхности белка и ответственных за взаимодействие с жировыми каплями.

Напротив, чрезмерное повышение содержания мышечных белков в системе при одновременном снижении доли жира, хотя и сопровождается образованием весьма стойких эмульсий, но приводит после термообработки к ухудшению органолептических показателей (появление сухости, повышение жесткости, снижение пластических свойств).

Метки:

Похожие записи:

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *