Глава 11. Изменения, протекающие в мясе и мясопродуктах . 230
Глава 12. Изменения, протекающие в рыбе и нерыбных море­
продуктах 293
Глава 13. Структурно-механические характеристики продук­
ции общественного питания 306
Глава 14. Активность воды как фактор стабильности качества
продукции общественного питания 335

Глава 1 1
ИЗМЕНЕНИЯ, ПРОТЕКАЮЩИЕ В МЯСЕ
И МЯСОПРОДУКТАХ
СОСТАВ, СВОЙСТВА, ПИЩЕВАЯ ЦЕННОСТЬ МЯСА
И МЯСОПРОДУКТОВ
Мясо сельскохозяйственных животных
В пищевом отношении мясо — ценный пищевой продукт, со­
держащий большое количество полноценных белков, липидов,
экстрактивных, минеральных веществ и витаминов.
Для приготовления пищи пригодно мясо любых животных и
птицы, если оно удовлетворяет санитарно-гигиеническим требо­
ваниям. Основным сырьем служит мясо крупного рогатого скота
(говядина), мелкого рогатого скота (баранина) и свиней (свини­
на), а также мясо кур, уток, гусей, индеек и кроликов.
230
Говяжье мясо обычно темно-красного цвета с малиновым
оттенком. Интенсивность окраски зависит от пола и возраста
животного и обусловлена содержанием в мышцах миоглобина,
количество которого колеблется в пределах 0,25...0,37 % массы
мышечной ткани. Для говяжьего мяса характерны сравнительно
грубая зернистость и выраженная мраморность, т. е. прослойки
жировой ткани на поперечном разрезе мышц хорошо упитанных
животных, исключая мясо некастрированных самцов (бугаев).
Сырая говядина обладает слабым специфическим запахом.
У вареной говядины запах сильный, приятный и более четко вы­
ражен, чем вкус. Консистенция жировой ткани говядины твердая,
крошливая и окрашена в светло-желтый цвет различных оттенков
от кремово-белого до интенсивно-желтого, иногда шафранового.
Говяжий жир обладает высокой температурой плавления и свое­
образным приятным запахом.
В свинине имеются мышцы более светлой и более темной ро­
зово-красной окраски; особенно заметна разница в окороках, у
которых внутренние части окрашены темнее внешних. Содержа­
ние миоглобина в более светлых мышцах составляет примерно
0,08...0,13 %, в более темных — 0,16...0,23 %. Темные и светлые
мышцы различаются и в другом отношении: в темных содержит­
ся несколько меньше сухих веществ, в том числе и белковых, чем
в светлых.
Для свинины характерна более мягкая консистенция. Поверх­
ность поперечного разреза тонко- и густозернистая. Соединитель­
ная ткань менее грубая, чем у говядины, и легче разваривается.
Сырая свинина (исключая мясо некастрированных самцов) почти
лишена запаха, вареная обладает нежным и приятным запахом и
вкусом. Жировая ткань — молочно-белого цвета, иногда с розо­
ватым оттенком, почти без запаха. Мясо свиней, откормленных и
забитых в холодное время года, темнее и с более выраженной мра-
морностью по сравнению с забитыми в летний период.
Баранина — кирпично-красного цвета, оттенки которого зави­
сят от возраста и упитанности животного. На разрезе баранина ха­
рактеризуется тонкой и густой зернистостью, мраморности нет.
У сырой баранины специфический запах, иногда напоминающий
запах аммиака. Запах вареной баранины значительно сильнее
запаха говядины. В составе пахучих веществ обнаружено больше
летучих кислот, чем у говядины. Жировая ткань твердая, плотная,
но некрошливая, матово-белого цвета, иногда с чуть желтоватым
оттенком. Жир обладает сильным специфическим запахом.
231
Химический состав и пищевая ценность мяса
Мясо — исключительно ценный продукт питания, так как по
химическому составу, структуре и свойствам оно близко к основ­
ным тканям человека.
Обычно под химическим составом мяса подразумевают хими­
ческий состав его мякотной части, состоящей из мышечной, жи­
ровой и соединительной тканей в их естественном соотношении.
Поэтому химический состав, энергетическая ценность, усвояе­
мость и вкусовые качества мяса зависят от соотношения в нем
этих тканей и от качественного и количественного состава вхо­
дящих в них веществ.
Химический состав мяса зависит от вида животного, его поро­
ды, пола, возраста, упитанности и условий содержания (табл. 11.1).
На химический состав мяса также оказывают влияние предубой-
ное состояние животного, степень обескровливания, время, про­
шедшее после убоя, условия хранения и другие факторы, под
воздействием которых происходят постоянные изменения в со­
держании и качественном составе компонентов тканей.
Данные табл. 11.1 показывают, что в зависимости от вида, упи­
танности и возраста животного наибольшим колебаниям под­
вержено содержание воды (38,7...78%) и липидов (1,2...49,3 %),
подавляющую часть которых составляют жиры.
Суммарное содержание влаги и липидов в мясе в среднем со­
ставляет 80 %, и чем больше в мясе липидов, тем соответственно
меньше воды. В связи с этим в свинине, отличающейся высоким
содержанием липидов, меньше воды, чем в говядине и баранине,
а в мясе взрослых животных по той же причине меньше воды,
чем в мясе молодых животных. Количество общего белка в мясе
колеблется в сравнительно узких пределах (11,4...20,8 %) и изме­
няется в значительно меньшей степени в зависимости от вида,
упитанности и возраста животного: с увеличением содержания
липидов содержание белков несколько уменьшается.
Содержание минеральных веществ в мясе в среднем составля­
ет 0,8...1,1 %, т. е. изменяется в весьма небольших пределах в за­
висимости от указанных выше факторов. В говядине минераль­
ных веществ несколько больше, чем в баранине и свинине, мясо
более упитанное, содержит минеральных веществ меньше, чем
мясо менее упитанное.
Энергетическая ценность мяса в целом достаточно высокая,
она тем больше, чем выше упитанность мяса и старше возраст
животного, так как такое мясо богато жирами, обладающими в
232
11.1. Химический состав говядины, свинины и баранины
Вид и категория мяса  Содержание, %  Энергети­
ческая цен­
ность, кДж
Вид и категория мяса
Вода  Белки  Липиды  Зола
Энергети­
ческая цен­
ность, кДж
Говядина:
1-й категории
2-й категории
Телятина 1-й категории
Свинина:
беконная
мясная
жирная
Баранина:
1-й категории
2-й категории
Ягнятина
67,7
71,7
78
54,8
51,6
38,7
67,6
68,9
68,9
18,9
20,2
19,7
16,4
14,6
11,4
16,3
16,2
16,2
12,4
7,0
1,2
27,8
33,0
49,3
15,3
14,1
14,1
1,0
1,1
1,1
1,0
0,8
0,6
0,8
0,8
0,8
782
602
377
1322
1485
2046
849
686
803
2,25 раза большей энергией по сравнению с белками (соответст­
венно 37,7 и 16,7 кДж на 1 г).
Химический состав говядины зависит от породы скота в
меньшей степени, чем от пола, а на химический состав баранины
пол животных оказывает небольшое влияние.
На химический состав и пищевую ценность мяса влияет его
анатомическое происхождение, поскольку в различных частях (от­
рубах) одной и той же туши основные ткани находятся в различных
соотношениях и обладают разными свойствами. По общему коли­
честву белка, жира и влаги мясо со спинной, поясничной и задней
частей туши отличается весьма незначительно от мяса передних
частей туши — лопаточной, грудной, плечевой. Мясо нижних ко­
нечностей характеризуется более высоким содержанием общего
белка и меньшим количеством жира, чем мясо других отрубов.
Кормовой рацион, условия содержания, живая масса скота,
способ предубойного содержания животного также в той или
иной мере влияют на химический состав мяса. Так, при сниже­
нии содержания протеина в кормах свиней белой крупной поро­
ды в мясе уменьшается количество общего белка, относительно
увеличивается доля жира. Введение в рацион, бедный протеина­
ми, небольшого количества лизина повышает количество белка в
мясе и снижает содержание жира.
В воде, содержащейся в тканях мяса, протекают все биохи­
мические процессы. Она находится в связанном или свободном
состоянии. Связанная вода мяса прочно удерживается химиче-
233
скими компонентами клетки, главным образом белками. Свобод­
ная вода удерживается в тканях благодаря осмотическому давле­
нию и адсорбции клеточными элементами, она выделяется из мяса
при прессовании или центрифугировании. Свойство мяса прочно
удерживать воду обусловлено его влагосвязывающей способно­
стью, а поглощать добавляемую в него воду — влагопоглотитель-
ной способностью. Чем выше влагосвязывающая и влагопоглоти-
тельная способности мяса, тем нежнее и сочнее продукция из него,
тем больше выход изделия при тепловой обработке. Содержание
прочно связанной воды в мясе колеблется от 55 до 85 % в зависи­
мости от стадии послеубойных изменений и других факторов.
Белки мяса обладают высокой биологической ценностью,
так как их аминокислотный состав хорошо сбалансирован и наи­
более близок к составу аминокислот белков человека. Белки мяса
служат для построения его тканей, ферментов, гормонов. Благо­
даря высокому содержанию белков мясо стимулирует рост, поло­
вое созревание, рождаемость потомства и его выживаемость, ус­
вояемость других компонентов пищи и снижает потребности в
ней, активизирует обмен веществ в организме. Дневная потреб­
ность взрослого человека в животном белке (50 г) обеспечивает­
ся 100 г свинины жирной на 23 %, мясной — на 29, беконной —
на 33, говядины или баранины 1-й категории — на 33...38, а 2-й
категории упитанности — на 40 %.
Полноценные белки (миозин, актин, миоген и др.), в состав
которых входят все восемь незаменимых для человека аминокис­
лот (валин, лейцин, изолейцин, фенилаланин, лизин, метионин,
треонин, триптофан), составляют основную массу белков мяса
убойных животных. Соотношение трех важнейших незамени­
мых аминокислот — триптофана, метионина и лизина — в мясе
соответствует формуле сбалансированного питания. По относи­
тельному содержанию незаменимых аминокислот (30...40 % мас­
сы всех белков) белки говядины, баранины и свинины сущест­
венно не различаются, однако по абсолютному их количеству
(в расчете на 100 г съедобной части продукта) говядина несколь­
ко превосходит баранину, а последняя значительно превосходит
свинину; в нежирном мясе их содержится больше, чем в упитан­
ном. Полноценных белков в мясе крупного рогатого скота и овец
содержится 75...85 %, в мясе свиней — 90 % и более. Неполно­
ценных, трудно усвояемых белков (коллаген, эластин, ретику­
лин) в свинине меньше, чем в говядине и баранине, так как мясо
свиней содержит меньше соединительнотканных образований.
234
Липиды мяса играют важную биологическую роль в пи­
тании и влияют на органолептические показатели мяса. Они
представлены триглицеридами, фосфолипидами и холестери­
ном, находящимися в мышечной и подкожной жировой тканях.
Содержание их зависит от вида и упитанности мяса, возраста
животного и других факторов.
Триглицериды (жиры) — резервный материал, содержа­
щий большие запасы потенциальной энергии, хороший раство­
ритель для жирорастворимых витаминов, источник незамени­
мых полиненасыщенных жирных кислот, а также насыщенных
жирных кислот, необходимых для синтеза жиров, и заменимых
аминокислот в организме человека.
Содержание жира оказывает большое влияние на качество
мяса. Чрезмерно высокое содержание жира, обусловливая его
высокую энергетическую ценность, снижает вкусовые достоин­
ства, белковую ценность и усвояемость мяса. Мясо без жира или
с очень малым его количеством характеризуется невысоким ка­
чеством: оно недостаточно сочное, нежное, вкусное. Оптималь­
ным считается соотношение между мясом и содержащимся в нем
жиром (точнее, между суммарным содержанием белков и жи­
ров): в говядине и баранине 1 : 1, в свинине 1 : 2,5.
Жиры в говядине и баранине составляют 90...94 %, в свини­
не — 96...98 % всех липидов, причем в мясе 1-й категории и сви­
нине жирной их больше, чем в мясе 2-й категории и свинине
беконной и мясной. Наибольшее абсолютное количество жира
содержится в свинине (26,9...48,2 г на 100 г съедобной части),
при этом максимальное его количество содержится в свинине
жирной, минимальное — в свинине беконной. Содержание жира
в 100 г говядины 1-й и 2-й категорий составляет соответственно
13,1 и 7,4 г; в 100 г баранины 1-й и 2-й категорий — 15,3 и 8,6 г.
Отсюда следует, что 100 г говядины 1-й категории удовлетворяют
дневную потребность в животных жирах (60...75 г) на 22 %, а
100 г свинины жирной — на 64...80 %.
Жиры мяса убойных животных различаются по жирнокис-
лотному составу, а следовательно, по физическим свойствам,
усвояемости, стойкости при хранении и другим свойствам. Жир-
нокислотный состав незначительно изменяется в зависимости от
упитанности мяса. В баранине насыщенные жирные кислоты со­
ставляют 52 % и более, ненасыщенные — 48 % и менее от суммы
жирных кислот в триглицеридах, в говядине — соответственно
47 и 53 %. В составе жира баранины больше стеариновой (С18:0)
235
и меньше пальмитиновой (С16:0) кислот, чем в жире говядины.
Из насыщенных жирных кислот примерно в одинаковых неболь­
ших количествах содержатся миристиновая (С14:0), пентадека-
новая (С15:0) и маргариновая (С17:0). Из мононенасыщенных
жирных кислот в мясе мелкого и крупного рогатого скота преоб­
ладает олеиновая кислота (С18:1), причем в баранине ее, а также
миристолеиновой (С14:1) и пальмитолеиновой (С16:1) кислот
больше, чем в говядине. В жире баранины по сравнению с жиром
говядины содержится меньше полиненасыщенных (эссенциаль-
ных) кислот — линолевой (С18:2), линоленовой (С18:3) и арахидо­
новой (С20:4), из них преобладает линолевая. Последняя, как ус­
тановлено в настоящее время, наряду с арахидоновой обладает
высокой физиологической активностью.
Линолевая кислота — незаменимый фактор питания из всех
полиненасыщенных жирных кислот, а арахидоновая может син­
тезироваться из линолевой самим организмом. Мясо молодых жи­
вотных содержит жир с меньшим количеством насыщенных жир­
ных кислот и с большим количеством (почти в 2 раза) полинена­
сыщенных кислот по сравнению с мясом взрослого скота, поэтому
биологическая ценность жира телятины выше, чем говядины.
Беконная, мясная и жирная свинина обладает высоким со­
держанием ненасыщенных (60...62 %) и низким содержанием
насыщенных (38...40 %) жирных кислот. В жире свинины отно­
сительно больше олеиновой и полиненасыщенных жирных кис­
лот (в том числе линолевой почти в 4 раза), чем в жире говядины
и баранины. Абсолютное содержание полиненасыщенных жир­
ных кислот в 100 г свинины жирной составляет 5,29 г, мясной —
3,64, беконной — 3,11 г, а 100 г свинины удовлетворяют мак­
симальную суточную потребность (6 г) в них соответственно
на 88,1; 60,7 и 51,8 %, в то время как 100 г говядины и баранины
1-й категории — всего лишь на 8 %.
В жире свинины относительно меньше миристиновой, пента-
декановой, маргариновой, стеариновой, миристолеиновой и
пальмитолеиновой кислот.
Жиры баранины и говядины по сравнению с жиром свинины
обладают более высокой температурой плавления и стойкостью
против окислительной порчи при длительном хранении, более
низкой усвояемостью и биологической ценностью.
Фосфолипиды (фосфатиды) играют важную роль в обмене
мышечной и нервной тканей. Они способствуют лучшему всасы­
ванию жира, ограничивают повышение содержания его и холе-
236
стерина в крови и отложение жира в организме. Относительное
содержание фосфолипидов в говядине и баранине примерно оди­
наково — около 5,5 % от суммы липидов в мясе 1-й категории и
9 % — в мясе 2-й категории. Для свинины характерно относитель­
но небольшое количество фосфолипидов (2,0 ... 2,9 %); в жирной и
мясной их меньше, чем в беконной. Абсолютное содержание фос­
фолипидов во всех видах мяса и упитанности почти одинаково
(в среднем 0,8 г на 100 г съедобной части продукта). 100 г мяса удов­
летворяют дневную потребность в фосфолипидах (5 г) на 16... 19 %.
Холестерин служит источником образования в организме
важных в биологическом отношении веществ — половых гормо­
нов, желчных кислот, витаминов. При нарушении обмена веществ
избыток холестерина в пище способствует повышению уровня его
в крови, который в виде липопротеидов оседает на стенках круп­
ных сосудов и ухудшает кровоснабжение сердца и других органов,
в результате чего возникают сердечно-сосудистые заболевания —
атеросклероз и гипертония. Относительное содержание холесте­
рина в мясе невелико, в липидах говядины и баранины его больше
(0,4...0,7 %), чем в липидах свинины (0,2 %). 100 г съедобной час­
ти мяса всех видов содержат 0,06...0,07 г холестерина и удовлетво­
ряют дневную потребность в нем (0,3...0,6 г) на 10...20 %.
Углеводы, экстрактивные вещества. В мясе убой­
ных животных содержатся углеводы, азотистые экстрактивные
вещества, витамины, ферменты.
Содержание углеводов в мясе тотчас после убоя скота со­
ставляет около 1 %. Они представлены в основном гликогеном
(животный крахмал) и незначительным количеством глюкозы.
В послеубойных процессах они претерпевают существенные из­
менения и содержание углеводов уменьшается в несколько раз.
В связи с малым их количеством углеводы практически не оказы­
вают влияния на пищевую ценность и вкусовые достоинства мяса.
Азотистые экстрактивные вещества составляют
0,3...0,5 %, или 10... 16 % общего количества азота. Разные виды
мяса различаются по содержанию этих веществ весьма незна­
чительно, и тем не менее от них зависят специфический вкус и
запах мяса. Азотистые экстрактивные вещества, представляю­
щие собой большую группу веществ, содержащихся в мышечной
ткани, не обладают пищевой ценностью, однако оказывают
положительное влияние на вкусовые достоинства мяса; они
возбуждают аппетит, повышают усвояемость мяса, так как спо­
собствуют выделению желудочного сока.
237
Минеральные вещества обеспечивают построение кос­
тей скелета (кальций, фосфор, магний) в организме, необходи­
мое осмотическое давление в клетках (натрий, калий), образова­
ние пищеварительных соков (хлор), гормонов (йод, цинк, медь),
переносчиков кислорода в организме (железо), некоторых вита­
минов и ферментов (кобальт). Мясо — ценный источник важных
для организма минеральных веществ, особенно фосфора, желе­
за, и микроэлементов — цинка, марганца, йода, фтора, меди и
др. В 100 г свинины, баранины и говядины содержится пример­
но одинаковое количество калия (316...355 мг), кальция (8... 10),
магния (22...27), натрия (65... 100), серы (165...230), фосфора
(170... 190), хлора (50...80 мг). 100 г мяса удовлетворяют дневную
потребность человека в кобальте на 9 %, цинке — на 20,4, йоде —
на 8, во фторе — на 2,4 %.
Витамины — биологически активные вещества. Хотя вита­
минами мясо небогато, оно тем не менее служит одним из основ­
ных источников некоторых витаминов группы В. В состав мяса
убойных животных входят витамины В1 В2, В3, В6, В12, Е, био-
тин, холин, инозит, фолиевая кислота. Витамины А и С в мясе
практически отсутствуют. Существенной разницы в содержании
витаминов в разных видах мяса не наблюдается. 100 г мяса обес­
печивают дневную потребность в витаминах: В1 — на 30...40 %,
В2 - на 8...10, В3 - на 3, Е - на 15...35 %.
Мясо, обладая высокой пищевой ценностью, может быть ис­
точником потенциально вредных для человека веществ, попадаю­
щих в ткани животного при жизни из загрязненной окружающей
среды. В мясе могут быть обнаружены пестициды — хлороргани-
ческие соединения, применяемые для борьбы с сельскохозяйст­
венными вредителями, тяжелые металлы (ртуть, свинец и др.),
используемые для обработки зерна, при производстве целлюлозы
и т. п., антибиотики, которые являются составной частью препа­
ратов, стимулирующих рост животных и птицы. Допустимые
нормы содержания токсических веществ в пищевых продуктах
определены Международной организацией ФАО/ВОЗ.
Пищевая и биологическая ценность мяса
С повышением упитанности и возраста животных в мясе уве­
личивается относительное содержание полноценных белков. Ка­
чественный белковый показатель, характеризующий отношение
полноценных белков к неполноценным (определяемый отноше­
нием триптофана, содержащегося только в полноценных белках,
238
к оксипролину, содержащемуся только в неполноценных белках),
в мясе упитанного и взрослого скота выше, чем в мясе неупитан­
ного и молодого скота. Так, этот показатель для мяса взрослого
крупного рогатого скота калмыцкой породы высшей категории
упитанности равен 5,8, средней — 4,8, ниже средней — 2,5.
Место расположения частей в мясной туше оказывает боль­
шое влияние на биологические свойства белков. В отрубах пе­
редней части туши содержится неполноценных белков больше,
чем в отрубах задней части, но значительно меньше, чем в ниж­
них частях конечностей. В наиболее ценных частях туши колла­
ген составляет 85...99 % массы неполноценных белков, причем в
передних частях туши, особенно в нижних частях конечностей,
увеличивается относительное содержание эластина и уменьша­
ется количество коллагена, что обусловливает большую жест­
кость и меньшую питательную ценность последних.
Оценка биологической ценности белков по их химическому
составу не полностью отражает их действительную пищевую
ценность, так как не учитывает доступность аминокислот фер­
ментам органов пищеварения. О биологической ценности бел­
ков в настоящее время принято судить по степени их усвояемо­
сти организмом человека.
«Под биологической ценностью понимают степень задержки
азота пищи в теле растущего организма или эффективность его
утилизации для поддержания азотистого равновесия у взрослых,
которая зависит от аминокислотного состава и его структурных
особенностей»1. Биологическую ценность выражают, как прави­
ло, не в абсолютных, а в относительных величинах (в процентах),
т. е. по сравнению со стандартными белками, в качестве которых
приняты белок цельного куриного яйца или белок коровьего
молока. Биологическую ценность определяют в опытах над жи­
вотными (как правило, над крысами) и выражают по-разному:
1) КИБ (коэффициент использования белка) — процентное от­
ношение усвоенного белка к принятому; 2) КЭБ (коэффициент
эффективности белка) — отношение привеса подопытных жи­
вотных к 1 г потребленного белка; 3) ЧУБ (чистая утилизация
белка) — выраженное в процентах отношение азота, удерживае­
мого в организме, к азоту пищи.
__________________________
1
 Химический состав пищевых продуктов / Под ред. М. Ф. Нестера-
на, И. М. Скурихина. — М.: Пищевая промышленность, 1979. — С. 9.
239
Неполноценные белки обладают определенной биологической
ценностью: они могут компенсировать недостающее количество
незаменимых аминокислот, которые они содержат в достаточном
количестве, а содержащиеся в них аминокислоты могут использо­
ваться для построения соединительной ткани организма челове­
ка. Но их количество в пище должно быть ограничено, чтобы не
нарушался благоприятный баланс аминокислот. Установлено,
что соединительная ткань в количестве 15 % (по белку) не снижа­
ет биологической ценности говядины.
Биологическая ценность мяса зависит от вида, породы, пола
животного и других факторов. Так, КИБ для нежирной свинины
и телятины — 90 %, говядины — 75, баранины — 70, для крольча­
тины — 65 %, а КЭБ для нежирной свинины — 5 %, для говяди­
ны и баранины — 4, для крольчатины — 3,6 %. Мясо животных
мясных пород обладает большей биологической ценностью, чем
мясо скота других направлений. Биологическая ценность мяса
кастратов несколько выше, чем мяса телок, однако ниже по срав­
нению с мясом бычков, так как при кастрации ухудшаются все
показатели откорма и качества мяса, кроме мраморности, кото­
рая усиливается. Биологическая ценность экссудативной свини­
ны на 20...30 % ниже, чем нормальной.
Мясо задней, спинной, лопаточной и плечевой частей по
КЭБ выше, чем мясо грудной, брюшной частей и нижних частей
конечностей.
Говядина и баранина перевариваются и усваиваются почти
одинаково. Свинина задерживается в желудке дольше и поэтому
имеет более высокий (по сравнению с говядиной на 15 %) коэф­
фициент использования в анаболизме.
По устойчивости к действию трипсина различные виды мяса
располагаются в следующем (убывающем) порядке: баранина,
говядина, свинина. Свиной жир лучше усваивается и содержит
больше полиненасыщенных кислот, чем говяжий и бараний.
СУБПРОДУКТЫ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ ЖИВОТНЫХ
Субпродукты — это второстепенные продукты убоя скота.
К ним относятся язык, печень, сердце, почки, головной мозг,
диафрагма, мясокостный хвост, легкие, селезенка и др.
Наиболее ценные в пищевом отношении субпродукты (язык,
печень и др.) направляют преимущественно в розничную торгов­
лю и на предприятия общественного питания. Малоценные суб-
240
11.2. Химический состав субпродуктов
Субпродукт
Содержание, %
Энергетиче­
ская ценность
100 г, кДж
Субпродукт
Вода  Белки  Липиды  Экстрак­
тивные
вещества
Зола
Энергетиче­
ская ценность
100 г, кДж
Вымя
Голова
Легкое
Мозги
Печень
Почки
Рубец
Сердце
Уши
Хвост
Язык
72.6
67,8
77,5
78,9
72,9
82,7
80,0
79,0
69,8
71,2
71,2
12,3
18,1
15,2
9,5
17,4
12,5
14,8
15,0
25,2
19,7
13,6
13,7
12,5
4,7
9,5
3,1
1,8
4,2
3,0
2,3
6,5
12,1
0,6
0,9
1,6
0,8
5,3
1,9
0,5
2,0
2,0
1,8
2,2
0,8
0,7
1.0
1,3
1,3
1,1
0,5
1,0
0,7
0,8
0,9
724
474
431
579
410
276
406
364
510
573
682
продукты (уши, желудки, ноги и др.) используют в основном для
выработки колбас, консервов, кулинарных изделий, полуфабри­
катов, студней и др.
Субпродукты в зависимости от их прижизненных функций
различаются по строению и составу основных тканей — мышеч­
ной, жировой, соединительной и костной. Так, внутренние орга­
ны, не выполняющие при жизни животного двигательных функ­
ций (печень, почки, легкие, селезенка, головной мозг, вымя),
состоят в основном из соединительной ткани, пронизанной нер­
вами, кровеносными и лимфатическими сосудами, и из паренхи­
матозной (железистой) ткани, выполняющей основную функ­
цию органа. Органы, деятельность которых при жизни животных
связана с двигательными функциями (сердце, язык, диафрагма,
желудок), состоят из соединительной, железистой и мышечной
(поперечнополосатой или гладкой) тканей. Наружные части ту­
ши животных (голова, ноги, губы, уши, хвост) по строению и
составу тканей во многом аналогичны мясу, отличаясь от по­
следнего количеством мышечной, соединительной и жировой
тканей, а костные субпродукты — и наличием костной ткани.
В связи с различиями морфологического состава субпродук­
ты разных наименований одного и того же вида животных нерав­
ноценны по пищевой ценности (табл. 11.2), витаминному соста­
ву, в частности по содержанию водорастворимых витаминов.
Различаются субпродукты и по усвояемости: коэффициент пере-
241
варимости сердца выше коэффициента переваримости почек,
языка и печени; язык усваивается хуже, чем почки. Одноимен­
ные субпродукты мелкого рогатого скота и свиней сравнительно
мало отличаются от говяжьих по химическому составу и другим
показателям пищевой ценности.
МЯСО И СУБПРОДУКТЫ ПТИЦЫ
К продуктивной птице относятся куры, утки, гуси, индейки,
цесарки, перепелки, а также цыплята, утята, гусята и индюшата,
которые отличаются скороспелостью и высоким выходом съе­
добных частей тушки, составляющих 55...65 % живой массы.
Соотношение между отдельными составными частями тела
птицы сильно колеблется в зависимости от ее вида, а внутри ви­
да — от пола, возраста, упитанности, способа и продолжительно­
сти откорма. Так, в тушках молодых петухов 1-й категории упи­
танности съедобная часть составляет 65...66 %, из них мышечная
ткань — 39...40, внутренний жир — 5 и более, кожа с подкожным
жиром — 12...13, печень, сердце, желудок и т. п. — 8,5...9 %, а в
тушках 2-й категории выход съедобной части составляет 59...60 %,
в том числе мышечная ткань — 42...43, внутренний жир — ме­
нее 1, кожа с подкожным жиром — 8...9, печень, сердце, желудок
и т. п. — около 9 %.
Содержание съедобных частей в тушках кур увеличивается с
повышением упитанности птицы.
По строению скелета, мускулатуры, внутренних органов и
кожного покрова тело птицы отличается от тела убойного скота.
В мясе птицы содержится меньше коллагена и эластина, чем в
мясе животных, поэтому его биологическая ценность выше и оно
легче переваривается, чем мясо животных. В жире птицы больше
полиненасыщенных кислот, чем в жире животных.
Скелет птицы состоит из костей черепа, позвоночника,
грудной клетки, таза, крыльев и ног. Позвоночник птицы харак­
теризуется спаянностью большинства позвонков, начиная с
грудных, и срастанием с тазовыми костями. Кости у птицы тонь­
ше и прочнее, чем у млекопитающих. Трубчатые кости тонко­
стенные, без костного мозга и наполнены воздухом, поступаю­
щим через окончания легочных бронхов.
Кожный покров у птицы тонкий и очень подвижный
вследствие сильного развития подкожной соединительной тка­
ни. Цвет кожи различен у разных пород птицы — от бело-розово­
го до желтого разных оттенков.
242
Мышечная ткань птицы характеризуется большей
плотностью и мелковолокнистостью по сравнению с мускулату­
рой убойных животных. Окраска мышц мяса птицы неодинако­
ва: она изменяется в одной и той же тушке от бледно-розового до
темно-красного цвета. Это различие наиболее выражено у кур и
индеек, у которых в грудной части мясо белое, на других участках
тела — красное. В красных мышцах содержится несколько мень­
ше белков, больше жира, холестерина, фосфатидов, аскорбино­
вой кислоты; в белых больше карнозина, гликогена, фосфокреа-
тина, АТФ. Содержание миоглобина в белых мышцах незначи­
тельно (0,05...0,08 %), в красных его в несколько раз больше.
Имеются также небольшие различия в аминокислотном составе
белков темного и белого мяса, в частности в темном мясе не­
сколько больше аргинина и фенилаланина.
У кур и индеек грудные мускулы белого цвета, остальные му­
скулы красные. У водоплавающей птицы все мускулы, в том чис­
ле и грудные, красного цвета.
В сыром виде запах мяса птицы почти неощутим, в вареном —
приятный, с различными оттенками в зависимости от вида пти­
цы (наиболее выражен у гусятины). У мяса старых птиц запах ин­
тенсивнее. Мясо окорочков обладает более сильным запахом и
вкусом, чем грудинка, филе и кожа. Более нежной мускулатурой
и более рыхлой соединительной тканью отличаются куры мяс­
ных и комбинированных пород. У них наиболее развиты грудные
мышцы.
В отличие от мяса животных внутримышечная соедини­
тельная ткань мяса птицы менее развита и не содержит жиро­
вых отложений. Лишь незначительные количества жира иногда
находятся между крупными мышечными пучками. У водоплава­
ющей птицы мышечные волокна несколько толще, чем у сухо­
путной.
Жир (жировая ткань) откладывается в теле птицы под кожей,
на внутренних органах, а также в мышечных волокнах и между
ними, в соединительнотканных образованиях между мышечны­
ми пучками. Более половины жира составляет подкожный жир.
В мясе птицы мраморность отсутствует. При равномерном рас­
пределении жира между мышечными пучками мясо птицы обла­
дает нежной консистенцией, хорошим вкусом и ароматом. Общее
количество жира в мясе кур может достигать 20 %, в мясе гусей —
45 %, причем в мясе гусаков жира меньше, чем в мясе гусынь.
Тушки взрослой птицы более жирные, чем тушки молодой.
243
11.3. Химический состав мяса птицы (%)
Вид птицы  Кате­
гория
Вода  Белки  Липиды  Угле­
воды
Зола  Энергетиче­
ская ценность,
100 г, кДж
Бройлеры  1-я  69,0  17,6  12,3  0,4  0,8  766
2-я  73,7  19,7  5,2  0,5  0,9  531
Куры  1-я  61,9  18,2  18,4  0,7  0,8  1008
2-я  68,9  20,8  8,8  0,6  0,9  690
Утята  1-я  56,0  16,0  27,2  —  0,7  1293
2-я  63,0  18,0  17,0  —  1,0  941
Утки  1-я  45,6  15,8  38,0  —  0,6  1695
2-я  56,7  17,2  24,2  —  0,9  1201
Гусята  1-я  53,4  16,6  28,8  —  0,8  1364
2-я  65,1  19,1  14,6  —  1,0  870
Гуси  1-я  45,0  15,2  39,0  —  0,8  1724
2-я  54,4  17,0  27,7  - 0,9  1326
Индюшата  1-я  68,0  18,5  11,7  0,6  0,9  761
2-я  71,2  21,7  5,0  0,6  1,0  561
Индейки  1-я  57,3  19.5  22,0  —  0,9  1155
2-я  64,5  21,6  12,0  0,8  1,1  824
Перепелки  1-я  62,0  18,0  18,6  - 1,0  1000
Химический состав мяса птицы зависит от ее вида,
возраста и упитанности (табл. 11.3).
В мясе сухопутной птицы содержится меньше липидов и
больше протеинов, чем в мясе водоплавающей птицы. В мясе
цыплят, кур, индеек, особенно 2-й категории упитанности, об­
щее содержание белков выше, чем в мясе скота.
В мясе птицы содержатся такие же белки и азотистые экстрак­
тивные вещества небелкового характера, как и в мясе' скота, од­
нако в мясе птицы больше полноценных белков (миозин, актин
и др.) и меньше неполноценных (коллаген, эластин). В связи с
малым содержанием соединительной ткани неполноценных бел­
ков в мясе птицы в 2...3 раза меньше (около 7 %), чем в говядине.
В съедобной части мяса птицы 2-й категории упитанности аб­
солютное содержание незаменимых аминокислот больше, чем в
мясе птицы 1-й категории. Коэффициент использования белка
(КИБ) мяса кур равен 70 %, а коэффициент эффективности бел­
ка (КЭБ) - 2 %.
244
Липиды мяса птицы представлены триглицеридами, фосфо-
липидами и холестерином. Соотношение их зависит в основ­
ном от вида птицы и почти не зависит от ее возраста и упитан­
ности.
В липидах мяса уток жира содержится примерно 98 %, гусей —
96, кур — 90, бройлерных цыплят — 82 %, а остальное, за исклю­
чением жира и холестерина, приходится на фосфолипиды. В ли­
пидах мяса индеек сравнительно мало триглицеридов (43...44 %)
и много фосфолипидов (56...57 %). Содержание холестерина в
липидах всех видов мяса птицы 0,15...0,45 %.
В жирах мяса птицы содержится значительное количество не­
насыщенных жирных кислот (69...73 % всех кислот), в том числе
полиненасыщенных. По содержанию линолевой и арахидоновой
кислот жир птицы характеризуется высокой биологической цен­
ностью. В 100 г мяса бройлеров 1-й категории этих кислот содер­
жится 2,1 г, в мясе гусей и уток 1-й категории — около 6 г, т. е.
в 5...20 раз больше, чем в говядине и баранине. У жира птицы
низкая температура плавления: у кур — 23...40 °С, у гусей —
27...34, у уток и индеек — 31...32 °С.
В мясе молодой птицы экстрактивных веществ содержится
меньше, чем в мясе взрослой, поэтому из мяса бройлеров полу­
чается недостаточно наваристый бульон. Такое мясо в основном
используют для приготовления вторых блюд.
Биохимические процессы в мясе птицы протекают в том же
направлении, что и в мясе убойных животных, но интенсивнее.
Мясо уток созревает раньше, чем мясо кур и гусей, а мясо цып­
лят — быстрее, чем взрослых кур. Тушки кур созревают через
двое суток после убоя, гусей — через шесть, а гусят — в течение
двух суток.
При переработке птицы наряду с нормальным (NOR) мясом
получают небольшое количество экссудативного РЗЕ (бледное,
мягкое, мокрое) и DFD (темное, матовое, липкое).
рН мяса с признаками PSE через 24 ч после убоя - 5,5,
DFD-5,65, NOR-5,6.
СТРОЕНИЕ И СОСТАВ ОСНОВНЫХ ТКАНЕЙ МЯСА
В состав мяса кроме мышечной ткани (основной компонент)
могут входить все разновидности соединительной ткани (рых­
лая, плотная, жировая, хрящевая, костная), кровеносные и лим­
фатические сосуды и узлы, а также нервная ткань и кровь.
245
В технологической практике ткани, из которых состоит мясо,
принято классифицировать не по функциональному признаку, а
по промышленному значению. В связи с этим их условно подраз­
деляют на мышечную, жировую, соединительную, хрящевую,
костную и кровь.
Мышечная ткань
Мышечная ткань бывает трех видов: поперечнополосатая,
гладкая и сердечная.
Поперечнополосатая мышечная ткань (рис. 11.1) —
наиболее ценный пищевой продукт. Основной структурный эле­
мент мышечной ткани — мышечное волокно, представляющее
собой сильно вытянутую клетку. Диаметр волокна 9... 150 мкм,
длина волокна от нескольких миллиметров до 10... 15 см. Строе­
ние мышечного волокна представлено на рис. 11.2. Каждое мы­
шечное волокно покрыто сарколеммой. Внутри волокна по его
длине расположены длинные нитевидные миофибриллы толщи­
ной от 1 до 1,7 мкм, которые составляют 60...65 % содержимого
клетки. Пространство между ними заполнено саркоплазмой, со­
держащей по периферии волокна ядра (до 100 и более). Каждая
миофибрилла состоит из темных и светлых участков, образую­
щихся в результате оптической неоднородности белков, входя-
Рис. 11.1. Поперечнополосатая мышечная ткань:
1 — продольный разрез мышечного волокна; 2 — жировые клетки;
3 — поперечный разрез мышечного волокна; 4 — прослойка рыхлой
соединительной ткани
246
Рис. 11.2. Схема строения мышечного волокна:
1 — миофибрилла; 2— саркоплазма; 3 — ядро;
4 — сарколемма
щих в ее состав. Под обычным микроскопом различить отдель­
ные миофибрилы не удается, но в них видны поперечные свет­
лые и темные диски, чередующиеся между собой.
На рис. 11.3 представлена схема строения участка мышечного
волокна в расслабленном состоянии. Темные диски в поляризо­
ванном свете преломляют лучи, поэтому они называются ани­
зотропными или A-дисками. Светлые участки в миофибриллах,
не обладающие таким свойством, называются изотропными или
I-дисками. Посредине I-диска расположена тонкая полоска Z.
Участки миофибрилл, заключенные между Z-полосками, назы­
ваются саркомерами или мышечными сегментами, являющими­
ся структурными элементами миофибрилл.
С помощью электронного микроскопа удалось установить,
что сарколемма состоит из базальной (40...50 нм) и плазматиче­
ской (7,5 нм) мембран. Сарколемма очень прочна. Толщина сар­
колеммы зависит от диаметра волокна, поэтому чем больше диа­
метр волокна, тем прочнее сарколемма и жестче мясо. Толщина
волокон зависит от возраста животного, физической нагрузки
при жизни и т. д. С возрастом животного диаметр мышечного
волокна увеличивается.
Ядро мышечного волокна окружено тончайшей оболочкой.
Внутри него имеется так называемая ядерная сеть, в ячейках ко­
торой находится ядерная жидкость.
Каждая миофибрилла состоит из элементарных нитеобраз­
ных структурных образований (тонких волоконцев) — прото-
247
Рис. 11.3. Схема строения участка мышечного волокна:
1 — поперечнополосатой мышцы с двумя системами толстых миозиновых и
тонких актиновых нитей, входящих друг в друга; 2 — различных участков
саркомера (мышечного сегмента) в поперечном разрезе в электронном
микроскопе
фибрилл, которые бывают двух типов: толстые и тонкие. Тол­
стые состоят в основном из белка миозина и имеют диаметр
13 нм, тонкие — из белка актина (5 нм). Актиновые протофиб­
риллы прикреплены к Z-полоскам и образуют I-диск саркомера.
Механизм мышечного сокращения — окоченение мяса — объяс­
няется тем, что миопротофибриллы, состоящие из актина, тя­
нутся через весь саркомер, на уровне A-диска соединяются с ни­
тями миозина, и это приводит к утолщению — окоченению
мышц. Тонкие протофибриллы не доходят до центра A-диска,
поэтому посередине его образуется светлый H-диск. Во время
сокращений скелетных мышц изменяется структура саркомеров:
актиновые протофибриллы протягиваются к центру A-диска, в
результате чего I-диски полностью исчезают. Структура сарко­
меров мышечного волокна изменяется также в результате после-
убойных изменений в мясе.
Схематически мышечное волокно с учетом его химического
состава представлено на рис. 11.4.
Мышечное волокно— качественно преобладающая со­
ставная часть мышечной ткани. В его состав входят наиболее
важные в пищевом отношении вещества.
Хорошо препарированная мышечная ткань сельскохозяйст­
венных животных содержит примерно 72...75 % воды и 28...25 %
сухого остатка.
248
Рис. 11.4. Схема строения мышечного волокна с учетом
его химического состава
В состав сухого остатка входит, %: белковых веществ 16,0...
22,0, липидов 0,5...3,5, азотистых экстрактивных веществ 1,0... 1,7,
углеводных компонентов 0,7...1,35, минеральных веществ
0,8...1,8.
Мышечные волокна слагаются в первичные мышечные пуч­
ки, в которых они разделяются прослойками соединительной
ткани (эндомизием), связанными с волокнами. Эндомизий об­
разован тонкими и нежными коллагеновыми волокнами, сво­
бодное пространство между которыми заполнено межуточным
веществом. Прослойки эндомизия пронизаны кровеносными и
лимфатическими сосудами и нервными волокнами.
Первичные мышечные пучки объединяются в пучки вторич­
ные, третичные и т. д. Пучки высшего порядка покрыты соеди­
нительнотканной оболочкой — перимизием и в совокупности
образуют мускул. Мускул также покрыт соединительной оболоч­
кой — эпимизием (фасцией), более плотной по сравнению с сар­
колеммой. В перимизии упитанных животных накапливаются
жировые клетки, образующие в мышцах так называемую мра-
морность на поперечном разрезе мускула, которая характеризует
его качество. Эндомизий и перимизий создают своеобразный
каркас или строму мышцы, от прочности которой зависит жест-
249
Коллаген Нуклеопротеиды Миозин Миоальбумин
(ДНК)
Ретикулин Актин Глобулин X
Кислый
Эластин белок Актомиозин Миоген
Нейрокератины Тропомиозин Нуклеопротеиды
Остаточный
Липопротеиды белок α-Актинин РНК
β-Актинин Миоглобин
Мышечное волокно
Сарколемма  Ядра  Миофибриллы  Саркоплазма
кость мышечной ткани, поэтому их выделяют в особую катего­
рию внутримышечной соединительной ткани. Перимизий и
эпимизий построены из коллагеновых волокон различной струк­
туры и прочности, образующих более или менее сложное сплете­
ние, и содержат различное количество эластиновых волокон.
Цвет мышц неодинаков: он зависит от вида, пола, возра­
ста, упитанности животных и от топографии. Например, мышцы
молодых животных светлее, чем взрослых; у коровы светлее, чем
у лошадей; на туловище светлее, чем на конечностях; у диких жи­
вотных мышцы более темные, чем у домашних. Грудные мышцы
сухопутной птицы светлые (белые), а ножные темные. Темные
мышцы имеют более густую сеть кровеносных сосудов и богаче
миоглобином.
Гладкая мышечная ткань располагается в стенках внутрен­
них органов (желудок, кишечник и т. д.).
Сердечная мышечная ткань отличается от поперечнополо­
сатой тем, что ее волокна связаны между собой, т. е. одно волок­
но как бы переходит в другое. Вторая особенность заключается в
том, что ее волокна содержат очень много саркоплазмы, богатой
гликогеном, и мало фибрилл, расположенных пучками. Третья
особенность состоит в том, что ядра в сердечном мышечном во­
локне расположены в центре, а миофибриллы — на периферии.
Химический состав мышечной ткани
Более полное представление о химическом составе волокна и
распределении важнейших составных частей между структурны­
ми элементами дает рис. 11.5.
Белковые вещества мышечной ткани в первую очередь опре­
деляют ее пищевую ценность и важнейшие свойства. Часть бел­
ковых веществ образует структурный скелет волокна и его мор­
фологические элементы; их называют структурными белками
или стромой волокна. Одни из них нерастворимы (белки сарко­
леммы), другие (белки фибрилл и структурного скелета ядер)
требуют для перехода в раствор большой солевой концентрации
и высокого рН. Часть белковых веществ находится в состоянии
золей (основная масса белков саркоплазмы). Около 15 % белков
волокна нерастворимы в слабых растворах щелочей. Их объеди­
няют под общим названием «строматопротеины».
Биологическая ценность белковых веществ связана с их спо­
собностью служить исходным материалом для построения важ-
250
Рис. 11.5. Схемы внутреннего строения мышечного
волокна и распределение важнейших веществ между
его структурными элементами:
а — схема миофибриллы; б — схема мышечного
волокна; в — схема протофибриллы
нейших элементов организма белкового происхождения — тка­
ней, ферментов, гормонов.
Поскольку человеческий организм не способен синтезиро­
вать некоторые аминокислоты в достаточном количестве, они
должны поступать извне. К ним относят валин, триптофан, лей­
цин, лизин, изолейцин, аргинин, гистидин, треонин, метионин,
цистин, фенилаланин и тирозин.
251
Такие кислоты, как аргинин и гистидин, синтезируются час­
тично в количестве, достаточном для удовлетворения потребно­
сти взрослого человека, но недостаточном для растущего орга­
низма. Тирозин может быть заменен фенилаланином, а цистин —
метионином, поэтому они являются условно незаменимыми
аминокислотами. Остальные аминокислоты относятся к непол­
ноценным.
Аминокислотный состав белковых веществ зависит от вида,
пола, возраста и даже от физиологического состояния животно­
го перед убоем. Например, в мускулатуре самцов несколько
больше аргинина и цистина, в глобулинах самок больше гисти­
дина. Гистидина и лизина в мясе теленка больше, а аргинина
меньше, чем в мясе взрослого быка.
Мышечную ткань продуктивных животных следует рассмат­
ривать как основной источник белковых веществ и наиболее
ценную составную часть мяса, так как в ней соотношение неза­
менимых аминокислот приближается к оптимальному.
Биологическая ценность и роль в питании неполноценных
белков (коллаген и эластин), в которых нет триптофана и очень
мало метионина, определяются тем, что в определенных соотно­
шениях с другими белками они могут компенсировать недостаю­
щее количество незаменимых аминокислот из числа тех, кото­
рые они содержат в достаточном количестве. Однако их количе­
ство в пище должно быть ограничено, иначе резко нарушается
благоприятный баланс аминокислот, так как усвояемость белко­
вых веществ в реальных условиях питания зависит от многих
факторов, в том числе от физико-химического состояния белка,
его способности перевариваться (расщепляться пищеваритель­
ными ферментами), состава смеси веществ, образующих пищу
(в частности, содержания в ней жира), присутствия в пище ве­
ществ, влияющих на усвоение, например вкусовых и ароматиче­
ских, способа обработки пищи и др.
Пищевая ценность белковых веществ определяется степенью
или коэффициентом их использования в анаболизме, т. е. в про­
цессах их ассимиляции организмом. По имеющимся данным,
коэффициент использования в анаболизме составляет, %: для те­
лятины — 62, говядины — 69, свинины — 74, соединительной
ткани — 25. Однако для удовлетворения потребностей организма
необходимо примерно в 2 раза меньше животного белка, чем рас­
тительного.
252
Краткая характеристика мышечных белков
М и о г е н (в данном учебном пособии под миогеном подразу­
мевается вся миогеновая фракция А, В и С) составляет примерно
20 % всех белков волокна. Он представляет собой полноценный
белок, растворимый в воде. Температура денатурации свободно­
го от солей миогена 55...60 °С, изоэлектрическая точка в интер­
вале рН 6,0...6,5. По истечении определенного времени часть
миогена переходит в нерастворимое состояние.
Миоальглобулины составляют примерно 1...2 % белко­
вых веществ мышечного волокна. Растворимы в воде, нераство­
римы в кислой среде, так как имеют изоэлектрическую точку
около рН 3,0...3,5; температура их денатурации 45...47 °С.
Глобулин X составляет около 20 % общего количества мы­
шечного волокна. Этот полноценный белок растворим в солевых
растворах даже при низких концентрациях. Температура денату­
рации 50 °С при рН 6,5 и около 80 °С при рН 7,0. Изоэлектриче­
ская точка располагается в области рН 5,0.
Миоглобин-хромопротеид составляет примерно
0,6... 1,0 % общего количества белков. Состоит из белковой и
простетической группы — гема. Гем миоглобина идентичен те­
му гемоглобина, но на одну молекулу миоглобина приходится
одна группа гема; белковая часть отличается от белковой час­
ти гемоглобина. В миоглобине отсутствует цистин. В воде мио-
глобин растворим. Температура денатурации около 60 °С. При
денатурации происходит отщепление простетической группы.
Миоглобин способен присоединять азота оксид, сероводород и
кислород за счет дополнительных связей. При присоединении
кислорода образуется оксимиоглобин, который по истечении
определенного времени переходит в метмиоглобин буро-ко­
ричневого цвета, при этом железо отдает один электрон. Под
действием восстановителей метмиоглобин снова образует мио­
глобин. Эти превращения сходны с превращениями гемогло­
бина.
Интенсивность окраски мяса зависит от содержания мио­
глобина, так как он окрашен в темно-коричневый цвет. При
переходе более 50 % миоглобина в метмиоглобин окраска мяса
становится коричневой.
Миопротеиды — сложные белки, температура денатура­
ции высокая, около 100 °С. Содержание в мышечном волокне
незначительно. К группе протеидов относятся также некоторые
ферменты мышечного волокна.
253
Миозин — фибриллярный полноценный белок с асиммет­
рией молекул 10 : 1, составляет примерно 40 % белков волокна.
При центрифугировании разделяется на 4 фракции. В данном
учебном пособии под миозином подразумевается вся миозино-
вая фракция. Чистый белок растворим в воде с образованием
вязкого раствора, содержащего до 4 % белка, в солевых растворах
повышенной концентрации (до 0,6 моль) также растворим. Мио­
зин может взаимодействовать с актином, образуя актомиозин, и
с аденозинтрифосфорной кислотой (АТФ), когда он выступает в
качестве фермента. В этом случае образуются аденозиндифос-
форная (АДФ) и ортофосфорная кислоты и выделяется энергия,
которая расходуется на сокращение волокна.
Температура денатурации миозина 45...50 °С (у птицы около
51 °С). Изоэлектрическая точка при рН 5,4.
Актин — полноценный белок, переваривается пищевари­
тельными ферментами, в волокне его содержится около 12... 15 %.
Растворим в двумолярных растворах нейтральных солей при дли­
тельном воздействии, осаждается солями кальция, денатурирует
при температуре около 50 °С. Под действием растворимых солей
щелочных и щелочноземельных металлов (в определенных кон­
центрациях) он переходит в фибриллярную форму в результате
линейной агрегации молекул. При удалении этих солей снова
превращается в глобулярный актин. Фибриллярный актин обра­
зуется при замораживании мышечной ткани в результате увели­
чения концентрации содержащихся в ней солей.
Актомиозин — комплексный белок. В нем содержится
около 2/3 миозина и 1/3 актина. Образуется актомиозин в ре­
зультате взаимодействия 8Н-групп миозина (при определенных
условиях) с оксигруппами фибриллярного актина. Растворите­
лями извлекается актомиозин, содержащий около 1/5 актина.
В присутствии АТФ и в зависимости от ее концентрации актоми­
озин частично или полностью диссоциирует на миозин и актин.
Это изменение тесно связано с сокращением и посмертным око­
ченением мышц. В составе мышечной ткани актомиозин (в зави­
симости от условий) может находиться в ассоциированной или
частично диссоциированной форме, содержащей неопределен­
ное количество актина. Актомиозин растворим в солевых рас­
творах достаточно высокой концентрации. При этом чем больше
в нем актина, тем выше требуется концентрация солей. При раз­
бавлении актин осаждается. Температура денатурации актомио-
зина 42...48°С.
254
Тропомиозин — фибриллярный неполноценный белок с
асимметрией молекулы 1 : 25. По свойствам и аминокислотному
составу близок к миозину, но не содержит триптофан. Содержа­
ние его в волокне около 0,5 %. В присутствии нейтральных солей
образует вязкие растворы, в которых диспергируется солями на
частицы различных размеров. Изоэлектрическая точка при
рН 4,6.
Нуклеопротеиды — сложные белки, образованные ще­
лочными белками — гистонами и нуклеиновой кислотой. Это
полноценные белки; они составляют небольшую часть белков
мышечного волокна.
Примерно 6...7 % белков мышечного волокна составляют
белки стромы, состоящие преимущественно из белков типа
коллагена и эластина.
Большинство белковых веществ мышечного волокна облада­
ет свойствами ферментов.
В состав мышечного волокна входят представители всех
групп ферментов: ферменты расщепления с участием воды и ор-
тофосфорной кислоты — гидролазы и фосфорилазы; окисли­
тельно-восстановительные ферменты (переносчики электро­
нов); десмолазы, катализирующие расщепление связей между
атомами углерода; феразы, катализирующие перенос групп ато­
мов между различными соединениями; изомеразы, катализиру­
ющие внутримолекулярные переносы. В связи с этим в мышеч­
ном волокне возможны самые разнообразные ферментативные
превращения. Однако после убоя животного (птицы) в связи с
прекращением поступления кислорода в клетки на первый план
выступает разрушительная деятельность ферментов, преимуще­
ственно гидролаз и фосфорилаз, которая приводит к существен­
ным изменениям белковой, липидной и углеводной фракций и
многих экстрактивных веществ.
Влияние окислительно-восстановительных ферментов в по­
смертных превращениях мышечной ткани в достаточной мере
еще не выяснено, хотя, несомненно, их действие имеет практи­
ческое значение. Миоглобин обладает пероксидазными свойст­
вами и способствует окислению жира. Каталаза, разрушающая
перекись водорода, присутствует в доброкачественном мясе и не
обнаруживается в недоброкачественном, что может быть ис­
пользовано при оценке качества мяса.
Липиды мышечной ткани. В зависимости от вида и
упитанности животных тщательно отпрепарированная мышеч-
255
11.4. Содержание непредельных жирных кислот в мышечной ткани
(% общего количества жирных кислот)
Вид скота  Линолевая  Линолсновая  Арахидоновая
Крупный рогатый скот
Свиньи
Овцы
2,4
5,0
2,4
0,8
1,1
1,0
0,6
1,0
0,5
ная ткань содержит разное количество липидов. Часть этих ли-
пидов, главным образом глицеридов, находится в тончайших
прослойках соединительной ткани и легко извлекается органи­
ческими растворителями. Другие липиды входят в состав волок­
на и не полностью извлекаются растворителями.
Липиды, находящиеся в волокне, распределены в саркоплаз­
ме и связаны с фибриллами. Среди них обнаружены глицериды и
небольшое количество свободных жирных кислот. Состав глице­
ридов волокна отличается от состава глицеридов жировой ткани
большим содержанием высоконепредельных и летучих жирных
кислот (табл. 11.4).
В липидах мышечной ткани коровы летучие жирные кислоты
(уксусная, пропионовая, бутиловая, валериановая, изовалериа-
новая, гексоновая, октановая) составляют около 0,17 %.
Примерно 0,20...0,25 % липидов приходится на долю фосфа-
тидов, преимущественно лецитина. В небольшом количестве в
мышцах обнаружены стериды и холестерин (50...60 мг% массы
мышц). Часть липидов мышечного волокна и холестерина наря­
ду с белками органически входит в его структуру; другая пред­
ставляет собой промежуточные продукты обмена веществ.
Полиненасыщенные жирные кислоты, фосфолипиды и холе­
стерин — необходимые компоненты пищи. По данным НИИ пи­
тания РАМН, суточная потребность человека в полиненасыщен­
ных кислотах в среднем составляет 3...6 г, фосфолипидах — 5 г,
холестерине — 0,3...0,6 г.
Большинство прочих органических веществ извле­
кается (экстрагируется) при обработке мяса водой, поэтому их
называют экстрактивными. Многие из них претерпевают глубо­
кие химические изменения с момента прекращения жизненных
процессов в тканях с образованием других веществ. Поэтому со­
став этой фракции мышечной ткани качественно и количествен­
но непостоянен, что вызывает изменения и некоторых важных
свойств мяса.
256
Прочие органические вещества мышечной ткани в соответст­
вии с особенностями их состава и значением можно разделить на
три группы: азотистые, безазотистые, витамины. В свою очередь,
азотистые небелковые вещества подразделяются на азотистые
основания, аминокислоты и прочие азотистые вещества.
Азотистые основания представлены основаниями группы
карнозина (карнозин, ансерин), основаниями группы креатина
(креатин, креатинин, метилгуанидин), основаниями группы хо-
лина (холин, карнитин, бетаин), а также пуриновыми и пирими-
диновыми основаниями (аденин, гуанин, гипоксантин и др.).
Общее содержание свободных аминокислот в мышечной тка­
ни не превышает 0,7 % ее массы. Их состав непостоянен и меня­
ется с течением времени после прекращения жизни животного.
Из прочих азотистых небелковых веществ к наиболее важным
относятся креатинфосфорная (КРФ), аденозинтрифосфорная
(АТФ), аденозиндифосфорная (АДФ), аденозинмонофосфор-
ная, или адениловая (АМФ), инозиновая кислоты, глутатион,
глутамин, мочевина, аммонийные соли.
Несмотря на сравнительно небольшое относительное содер­
жание азотистых экстрактивных веществ, их роль в питании
значительна, так как они включают вкусовые, ароматические и
биологически активные вещества. Сырое мясо обладает слабым
кисловатым запахом и вкусом. Специфический аромат и вкус,
присущие каждому виду мяса, появляются лишь после тепловой
обработки. Таким образом, в сыром мясе содержатся компонен­
ты, которые, видоизменяясь при нагреве, образуют ароматиче­
ские и вкусовые вещества.
Среди экстрактивных веществ присутствуют химические раз­
дражители секреции желудочных желез. Как установил акад.
И. П. Павлов, без них мясо остается в желудке долгое время,
практически не перевариваясь. Мясной экстракт (или навар) он
относит к лучшим возбудителям желудочного сока. Эти свойства
мясного экстракта обусловлены некоторыми азотистыми осно­
ваниями (метилгуанидином, карнозином, карнитином), содер­
жащимися в мышцах.
Количество аммонийных солей в мышечной ткани колеблет­
ся в больших пределах (3... 12 мг%). Аммонийный азот иногда об­
наруживается даже непосредственно после убоя. Его количество
зависит от физиологического состояния и увеличивается в мыш­
цах больных и усталых животных. С течением времени после
убоя оно возрастает в результате распада мочевины и дезамини-
257
рования глутамина и аспарагина. Содержание аммонийного азо­
та может также возрастать и при порче мяса.
В число важнейших безазотистых органических компонентов
мышечной ткани входят гликоген и продукты его фосфоролиза
(гексозофосфорные эфиры, молочная кислота) и амилолиза
(декстрины, мальтоза, глюкоза). Их количество зависит от фи­
зиологического состояния животных перед убоем и от глубины
автолитических процессов после убоя, в ходе которых гликоген
расщепляется до низкомолекулярных соединений.
Часть гликогена мышечного волокна связана с белками (мио­
зином, миогеном), другая находится в свободном состоянии.
Количество гликогена в парном мясе в среднем составляет 450...
900 мг%, но может превышать 1 %. В мышцах плохо откормлен­
ных, истощенных и больных животных его в 2...3 раза меньше,
чем в мышцах откормленных животных, находящихся в нор­
мальном физиологическом состоянии. В разных мышцах содер­
жание гликогена различно: в усиленно работающих мышцах его
почти в 1,5 раза больше, чем в мало работающих.
Соответственно количеству гликогена изменяется и содер­
жание в мышцах продукта его распада, в том числе и молочной
кислоты. Ее количество колеблется в пределах 150...700 мг% и
наряду с некоторыми другими кислотами (фосфорной, пирови-
ноградной, янтарной) определяет величину рН мышечной ткани.
Количество моносахаридов в пересчете на глюкозу колеблется в
пределах 0,6...0,09 мг%.
В состав мышечной ткани входят почти все водорастворимые
витамины. Для различных видов животных и разного их со­
стояния количество витаминов неодинаково. Ниже приведено
примерное содержание водорастворимых витаминов в мышеч­
ной ткани животных, мг %.
Тиамин (витамин В1)  0,10.  .0,30
Рибофлавин (витамин В2)  0,13.  .0,36
Пиридоксин (витамин В6)  0,30.  .0,60
Ниацин (витамин РР)  3,90.  .7,50
Пантотеновая кислота  0,60.  .2,00
Биотин (витамин Н)  3,40.  .5,50
Парааминобензойная кислота  0,06.  .0,08
Фолиевая кислота  0,010.  .0,026
Аскорбиновая кислота (витамин С)  2,0.  .4,0
Витамин В12 (антианемический)  0,09.  .0,25
258
К витаминам относится также холин, содержащийся в мыш­
цах в количестве 80... 110 мг%. В липидной части мышц содер­
жится некоторое количество витамина А (около 0,02 мг%).
Минеральные вещества. В составе мышечной ткани
обнаружены металлы: калий, натрий, кальций, магний, железо,
цинк. Эти металлы частично связаны с белковыми коллоидами
мышечного волокна, заряженными в большинстве отрицатель­
но, частично с неорганическими анионами пиро- и ортофосфор-
ной, серной, соляной, угольной кислот, с которыми образуют
электролиты. В белках мышц больше катионов, чем анионов, в
мышечной жидкости — наоборот. Некоторые электролиты (соли
угольной, фосфорной кислот) играют роль буферных систем мы­
шечного волокна. Железо входит в состав миоглобина. Количе­
ство минеральных фосфорных соединений колеблется в связи с
распадом органических фосфорсодержащих составных частей
мышечной ткани. В мышцах в незначительном количестве (при­
мерно 0,06...0,08 мг%) содержатся микроэлементы: медь, марга­
нец, никель, кобальт и другие, являющиеся компонентами фер­
ментных систем.
В состав мышечной ткани кроме перечисленных минераль­
ных составных частей входит сероводород. Количество серо­
водорода незначительно и обычно не превышает 0,5 мг%. Но
иногда оно может достигать 12...20 мг%, что обычно связано с
особенностями технологической обработки мяса. При порче мя­
са содержание сероводорода в нем резко возрастает.
Соединительная ткань
Основу соединительной ткани составляют коллагеновые и
эластиновые волокна. Коллагеновые волокна преимущественно
имеют лентовидную форму, хотя известно пять их морфоло­
гических вариантов; эластиновые волокна нитевидной формы.
Коллагеновые и эластиновые волокна вместе с перепонками
образуют губчатую структуру соединительной ткани, в ячейках
которой содержится тканевая жидкость. Клеточные элементы в
соединительной ткани немногочисленны, хотя и разнообразны
(рис. 11.6).
В зависимости от соотношения в составе соединительной
ткани коллагеновых и эластиновых волокон и других морфоло­
гических элементов различают ее разновидности: плотную, рых­
лую и эластическую. Плотная соединительная ткань содержит
преимущественно коллагеновые волокна. Она образует сухожи-
259
лия, связки, оболочки мускулов и внутренних органов, входит в
состав кожи. Рыхлая соединительная ткань в отличие от плотной
содержит больше клеточных элементов. Она главным образом
связывает другие ткани и мускулы между собой, а также кожу с
поверхностной фасцией. На основе этой ткани развивается жи­
ровая ткань. В эластической ткани преобладают эластиновые во­
локна. Эта ткань входит в выйную затылочно-шейную связку,
желтую фасцию живота и стенки крупных кровеносных сосудов.
Коллагеновые волокна в большинстве случаев являются пре­
обладающим структурным элементом соединительной ткани.
Они собраны в пучки различной толщины, ветвящиеся на мел­
кие волоконца, которые, соединяясь между собой в крупные
пучки, образуют единую сложную сетчатую структуру — «вязь».
Коллагеновые волокна отличаются большой прочностью: их
временное сопротивление разрыву достигает 200...640 МПа.
Основу структуры коллагеновых волокон составляют элемен­
тарные волоконца, образованные протофибриллами диаметром
около 0,05 мкм, которые составляют фибриллы с поперечником
0,3...0,5 мкм. Из фибрилл образованы первичные волокна (попе­
речник около 10 мкм), а затем сложные волокна — пучки, по­
крытые тончайшей оболочкой. В пучках фибриллы связаны
аморфным веществом, растворяющимся в щелочах и разрушаю-
260
Рис. 11.6. Соединительная ткань:
1 — коллагеновые волокна; 2 —
эластиновые волокна; 3 — клетки
щимся под действием протеолитических ферментов. Коллаге-
новые волокна содержат около 37 % сухого остатка, в составе
которого до 35 % органических веществ, преимущественно кол­
лагена.
В отличие от коллагеновых волокон эластиновые обладают
микроскопически однородной структурой. Однако под действи­
ем эластазы они распадаются на фибриллы. Их толщина различ­
на: некоторые едва видны под микроскопом, другие по размеру
приближаются к коллагеновым волокнам средней величины.
Прочность эластиновых волокон меньше прочности коллагено­
вых: их сопротивление на разрыв 100...200 МПа. В составе эла­
стиновых волокон около 42 % сухого остатка, из которого 0,2 %
приходятся на долю минеральных веществ. В составе органиче­
ских веществ около 32 % эластина и немного коллагена.
Высокая прочность коллагеновых и упругость эластиновых
волокон обусловливают прочностные свойства соединительной
ткани в целом, которые значительно превосходят такие же свой­
ства мышечной ткани. Если сопротивление резанию различных
мускулов колеблется в пределах 0,013...0,086 МПа, то для соеди­
нительной ткани оно составляет 0,27...0,40 МПа.
Химический состав соединительной ткани раз­
личен и зависит главным образом от соотношения в ней количе­
ства коллагеновых и эластиновых волокон. В некоторых видах
соединительной ткани (рыхлая соединительная ткань, сухожи­
лия) преобладает коллаген, и в таких тканях несколько больше
воды. Другие виды соединительной ткани содержат больше эла­
стина и беднее водой. Так, в состав сухожилий входит до 32 %
коллагена и лишь 0,7 % эластина, а в состав выйной связки — до
32 % эластина и лишь 1,6 % коллагена.
Свойства, пищевая ценность и промышленное значение со­
единительной ткани определяются свойствами коллагена и эла­
стина и их количественным соотношением.
Коллаген неоднороден. Его элементарные частицы — кол-
лагеновые протофибриллы — представляют собой систему кол-
ластроминовых нитей и проколлагеновой обкладки. В проколла-
геновой обкладке упорядочение расположен углеводный компо­
нент коллагена — мукополисахарид (гиалуроновая кислота),
обусловливающий поперечную исчерченность фибрилл. Даже в
очищенном препарате коллагена обнаруживается до 0,65 % угле­
водов. Таким образом, в коллагеновых волокнах содержится, по
меньшей мере, два белка и углеводный компонент, которые, бу-
261
дучи связанными между собой, определяют своеобразие свойств
коллагеновых волокон: их прочность, эластичность, устойчи­
вость к растворителям, нагреванию в воде и действию протеоли-
тических ферментов. Эти свойства зависят от того, какая доля
мукополисахарида прочно или лабильно связана с белковой час­
тью. Чем больше углеводного компонента связано прочно, тем
отчетливее выражены эти свойства.
Мукополисахариды входят также в состав межуточного веще­
ства, цементирующего коллагеновые фибриллы в коллагеновые
волокна. Мукополисахариды растворимы в щелочах. В дальней­
шем под словом «коллаген» подразумевается комплекс, образо­
ванный колластромином и проколлагеном.
В зависимости от анатомического происхождения соедини­
тельной ткани различают коллаген волокнистый (сухожилия и
кожа), гиалиновый (кость), хондриновый (хрящи). Аминокис­
лотный состав коллагенов разного происхождения несколько
различается, но во всех случаях в коллагене очень мало метиони-
на и отсутствует триптофан.
Нативный коллаген нерастворим в воде, но набухает в ней.
Он медленно переваривается пепсином и почти не переваривает­
ся трипсином и панкреатическим соком, но расщепляется кол-
лагеназой на цепочки параллельно оси волокна. При нагреве
коллагена до 60...70 °С и тщательной механической деструкции
переваривающее действие пепсина усиливается. Таким образом,
коллаген, хотя и сравнительно медленно, все же может усваи­
ваться организмом, который выделят его больше, чем получает с
пищей. В умеренных количествах коллаген сберегает в пище
полноценные белки и выполняет роль пищевых волокон. На
рис. 11.7 приведена схема строения участка коллагеновой части­
цы, в которой полипептидные цепочки взаимно связаны водо­
родными и солевыми связями (мостиками).
При нагревании препаратов коллагена с водой до 58...65 °С
коллагеновые волокна резко (примерно на 1/3) сокращаются.
При этом, по-видимому, разрушаются только связи, удержива­
ющие полипептидные цепочки в направлении продольной оси
структуры коллагена. Происходят неупорядоченное изгибание и
скручивание полипептидных цепей, а также разрыв части пре­
имущественно водородных связей в молекуле коллагена. Это яв­
ление называется свариванием коллагена. Сваренный коллаген
более доступен действию пепсина. Его прочность резко снижа­
ется: например, сопротивление резанию соединительной ткани
262
Рис. 11.7. Схема расположения водородных и пептидных связей
между полипептидными цепями в структуре коллагена:
а — две смежные полипептидные цепи, связанные водородными связями;
б — две смежные полипептидные цепи, изображенные под углом 90° к
плоскости: в верхней части — мостик, образованный солевой связью
с большим содержанием коллагена падает до 0,067 МПа, т. е. в
6 раз.
При дальнейшем осторожном нагреве коллагена полностью
разрываются водородные и солевые связи, удерживающие поли­
пептидные цепочки в структуре коллагена, без заметного нару­
шения связей внутри цепей. Этот процесс, протекающий с уча­
стием воды, известен под названием пептизации коллагена.
Продукт пептизации, состоящий из нескольких связанных друг с
другом полипептидных цепочек, называется глютином.
Практически одновременно с образованием глютина проис­
ходит гидролитический распад части полйпептидных цепочек на
более мелкие звенья, в совокупности образующие полидисперс­
ный продукт гидролиза глютина — смесь желатоз (глютоз).
Тщательное механическое разрушение коллагена в воде при­
водит к нарушению структуры коллагена по плоскостям распо­
ложения водородных и солевых связей. Происходит разволокне-
ние коллагена на полипептидные цепочки и образуется продукт,
сходный с желатином.
Эластин не содержит триптофана, и в нем очень мало метио-
нина и гистидина. Он почти не переваривается пепсином, мед-
263
То же, в противо­
положную сторону
Боковая цепь R,
перпендикулярная
плоскости рисунка
и направленная в одну
сторону
Водородная связь
Солевая связь
ленно — трипсином и сравнительно легко — эластазой. Он очень
устойчив к действию химических реагентов, не изменяется в рас­
творах кислот и щелочей, выдерживает длительный нагрев при
125 °С. Следовательно, эластин практически не имеет какой-
либо пищевой ценности.
Жировая ткань
Жировая ткань представляет собой разновидность рыхлой со­
единительной ткани, в клетках которой содержится значитель­
ное количество нейтрального жира. В соединительной ткани они
располагаются в одиночку или небольшими группами, в жиро­
вой — скапливаются в большие массы. Размеры жировых клеток
достигают 120 мкм. Они обладают обычными для клеток струк­
турными элементами, но их центральная часть заполнена жиро­
вой каплей, а протоплазма и ядро оттеснены к периферии
(рис. 11.8). Жировые капли представляют собой сложную дис­
персионную систему, образованную жиром и обводненной фа­
зой. Наряду с жирами в составе жировой ткани содержатся раз­
личные липоиды (преимущественно фосфатиды). Но количество
их не превышает долей процента.
В соответствии с распределением соединительной ткани в
мясе различают внутримышечную, межмышечную и поверх­
ностную жировую ткань. В мясе упитанных животных (крупного
рогатого скота и свиней) жировая ткань как бы прослаивает мы­
шечную, образуя на разрезе так называемую мраморность.
Рис. 11.8. Жировая ткань:
/ — жировая клетка; 2 — жировая
капля; 3 — протоплазма;
4 — волокна соединительной ткани
264
Пищевая ценность жировой ткани определяется свойствами
содержащихся в ней жиров и в известной степени пищевой цен­
ностью липоидов.
Природные жиры скота и птицы представляют собой слож­
ные смеси, главными компонентами которых являются глицери-
ды, т. е. сложные эфиры глицерина и жирных кислот, преимуще­
ственно триглицериды типа
Здесь R1, R2, R3 — радикалы жирных, главным образом выс­
ших кислот, свойства и расположение в структуре молекулы
которых решающим образом влияют на специфические осо­
бенности различных жиров и их пищевую ценность. Содержа­
ние в жирах ди- и моноглицеридов незначительно и непосто­
янно.
Биологическая ценность жиров обусловлена, во-первых, тем,
что они служат носителями больших запасов энергии. Калорий­
ность жиров превышает калорийность белков и углеводов и до­
стигает 39 кДж на 1 г жира. В этом отношении животные жиры
независимо от содержания в их составе радикалов насыщенных и
ненасыщенных кислот мало отличаются друг от друга.
Во-вторых, жиры необходимы для всасывания в кишечнике
жирорастворимых витаминов, поэтому при недостаточном их
количестве в пище наблюдаются авитаминозы. Животные жиры
и сами являются носителями небольших количеств некоторых
жирорастворимых витаминов (A, D и Е).
И наконец, биологическая ценность жиров зависит от содер­
жания в них радикалов высоконенасыщенных жирных кислот с
двумя и более двойными связями, разделенными метиленовым
звеном с числом углеродных атомов 18 и более. Эти кислоты не
синтезируются организмом в необходимых количествах. К ним
относятся линоленовая (две двойные связи), линолевая (три
двойные связи) и арахидоновая (четыре двойные связи).
265
11.5. Содержание радикалов ненасыщенных жирных кислот
в животных жирах (%)
Жир  Олеи­ Лино- Линоле- Арахидо- Панто-
новая  левая  новая  новая  теновая
Говяжий:
внутримышечный  42,6  1,1  0,3  0,2  0,1
межмышечный  4!,9  1,2  0,2  —  —
поверхностный  44,9  1,1  0,2  —  —
Свиной:
внутримышечный  45,2  4,2  0,4  0,4  0,1
межмышечный  44,9  6,8  0,4  0,4  —
поверхностный  43,3  7,4  0,4  0,2  0,1
Бараний:
внутримышечный  41,6  2,7  1,5  0,8  0,7
межмышечный  33,2  1,5  0,8  0,1  0,1
поверхностный  34,8  1,7  0,7  0,1  0,1
Куриный  29,5  18,2  1,0...1,5  0,6...1,5  —
поверхностный
Гусиный  31...41  19...35  0,4  0,05  —
поверхностный
Утиный  42  24  1,4  0,2  —
поверхностный
Индюшиный  36...48  17...32  0,7...1,3  0,2...1,7  —
поверхностный
Жиры, содержащие большее количество радикалов нена­
сыщенных кислот, в большей степени способствуют усвоению
организмом белкового азота. Характеристика биологической
ценности отдельных видов животных жиров, входящих в состав
мяса, приведена в табл. 11.5.
Фосфатиды внутримышечной жировой ткани содержат зна­
чительно больше радикалов высоконепредельных жирных кис­
лот, чем триглицериды.
В процессе усвоения пищи около 20...25 % жира гидролизу-
ется под действием панкреатического сока. Остальной жир вса­
сывается стенками кишечника в нейтральном состоянии. Рас­
щепление жира и его всасывание требуют эмульгирования его в
водной среде до достижения частицами размера менее 0,5 мкм с
отрицательным зарядом, поэтому усвояемость жиров зависит от
их способности образовывать эмульсии в водной среде, что, в
свою очередь, связано с их температурой плавления. Жиры с
266
температурой плавления ниже температуры тела хорошо усваи­
ваются, так как, попадая в организм, они целиком переходят в
жидкое состояние и легко эмульгируются.
При большом содержании жира в пище он тормозит отделе­
ние желудочного сока и препятствует перевариванию белков до
перехода в кишечник. И в этом случае большое значение имеет
способность жира эмульгироваться. Таким образом, количество
и свойства жира, содержащегося в пище, влияют на усвояемость
белковых веществ. Вместе с тем жир, возбуждая панкреатиче­
скую железу, обеспечивает выделение панкреатического сока,
необходимого для переваривания не только самого жира, но и
б.елковых веществ.
Кости
Костная ткань отличается сильноразвитым межклеточным
(основным) веществом, состоящим из органической, неоргани­
ческой частей и воды. В основном веществе расположены кост­
ные клетки и проходят кровеносные сосуды. В кости различают
наружный слой, состоящий из так называемого плотного веще­
ства, и внутренний, менее плотный, состоящий из губчатого ве­
щества (рис. 11.9).
В костях сложного профиля и кулачках трубчатой кости плот­
ный слой незначителен. В плоских костях он намного толще и
иногда превосходит губчатый слой. Трубка трубчатой кости поч­
ти целиком состоит из плотного вещества. Плотное и губчатое
вещества построены из окостеневших пластинок, образованных
небольшими пучками коллагеновых фибрилл. В губчатом веще­
стве пластины расположены менее упорядоченно и образуют
многочисленные мельчайшие поры, в которых находится крас-
Рис. 11.9. Разрез трубчатой кости:
1 — диафиз (трубка); 2 — эпифиз (кулачок);
3 — полость трубки; 4 — плотное вещество;
J — губчатое вещество
267
ный костный мозг. Снаружи кость покрыта соединительно­
тканной оболочкой — надкостницей, а поверхность кулачков —
хрящевым слоем.
Главный органический компонент основного вещества кос­
ти — коллаген (оссеин), составляющий 24...34 % массы сухой
обезжиренной кости. Основное вещество содержит от 30 до 65 %
минеральных составных частей. Около 70 % минеральных ве­
ществ приходится на фосфорнокислый кальций и около 10 % —
на углекислый кальций.
В соответствии с особенностями строения и состава различ­
ных костей, характером использования и особенностями техно­
логической обработки их подразделяют на три группы: трубча­
тые кости (бедренная, берцовая, плечевая, предплечье, пястная,
плюсневая); паспортная кость (плоские кости) и рядовая кость
(кости сложного профиля и кулачки трубчатой кости).
Средняя часть трубчатой кости — трубка, или диафиз (см.
рис. 11.9), состоящая в основном из плотного вещества, заполне­
на костным мозгом (около 17...22 % массы трубки без кулачков).
Сама костная ткань трубки богата коллагеном, но содержит мало
жира. Жир в этой части кости находится преимущественно в со­
ставе костного мозга, содержащего 84...95 % липидов, 1,2...2,4 —
белка, 4... 12.% воды. В липидной фракции около 99,5 % жира,
0,19 — фосфатидов, 0,31 % холестерина. Соотношение количеств
основных жирных кислот в жирах и фосфатидах желтого костно­
го мозга примерно следующее: пальмитиновая — 7,8 %, стеари­
новая — 14,2, олеиновая — 78 %.
Кулачки, или эпифизы, образованы в основном губчатой
тканью и лишь на поверхности состоят из плотной ткани. Мель­
чайшие полоски губчатой ткани заполнены красным мозгом
(жировыми клетками, содержащими около 92 % липидов, в со­
ставе которых около 99,5 % жира, 0,21 — фосфатидов, 0,28 % хо­
лестерина). Соотношение количеств основных жирных кислот в
составе красного костного мозга примерно следующее: пальми­
тиновой — 16,4 %, стеариновой — 35,2, олеиновой — 48,4 %.
Паспортная кость состоит главным образом из плотной тка­
ни. Внутри имеется небольшой слой губчатой ткани. Плотная
ткань богата коллагеном (около 93 % к общему количеству бел­
ков) и поэтому служит хорошим сырьем для производства же­
латина. К паспортной кости относятся плоские кости скелета:
кости черепа, челюсти, кости таза, лопатки, опиленные ребра, а
также отходы трубчатой кости.
268
11.6. Химический состав мясных пищевых костей (%)
Название кости  Жир  Коллаген  Прочие
белки
Зола  Вода
Крупный рогатый скот
Позвоночник  12...30  10...15  4...8  20...30  30...41
Грудная кость  13...16  8...10  8...11  14...17  48...53
Тазовая кость  22...24  12...15  4...5  30...33  24...30
Лопатка  14...15  16...17  3...4  44...45  19...20
Ребра  10...11  14...16  5...6  36...40  28...31
Трубчатая кость:
диафизы  13...24  14...17  3...6  40...50  15...23
эпифизы  18...33  П...16  3...5  28...36  17...32
Черепная кость  6...9  11...14  6...9  26...29  40...47
Нижняя челюсть  8...9  13...15  4...5  47...49  20...25
Цевочная кость
(пястная и плюсневая):
диафизы  7...8  14...17  4...8  43...50  20...25
эпифизы  15...16  14...16  2...4  36...40  24...31
Путовой сустав  20...22  —  —  —  —
(кости копыта)
Свиньи
Ребра, позвоночник,  17...25  20  —  16  43
грудная и крестцовая
кости
Кости головы  15  22  —  21  42
Лопатка, тазовая  17  —  —  —  —
кость
Строение рядовой кости аналогично строению эпифизов; это
кости сложной конфигурации: позвонки, запястья, предплюс­
ны, путовой сустав и пальцы, носовые раковины черепа.
Содержание жира в костях неодинаково, иногда оно доволь­
но велико (табл. 11.6).
Состав кости заметно зависит от упитанности скота: с повы­
шением упитанности содержание жира и минеральных веществ
несколько увеличивается и уменьшается содержание воды. В по­
звонках это же наблюдается в направлении от головы к задней
части туши. В головке ребер больше жира и воды и меньше мине­
ральных веществ, чем в их теле. Трубчатые кости задних конеч­
ностей содержат несколько больше жира и коллагена, чем труб­
чатые кости передних конечностей.
Содержание коллагена в кости зависит от вида скота, его пола,
возраста и упитанности. Большое значение имеет анатомическое
269
происхождение кости. Плотное вещество кости богаче коллагеном,
чем ее губчатая кость, поэтому в костях, где плотная ткань преобла­
дает, коллагена больше, а других белковых веществ меньше.
Пищевое и промышленное значение костной ткани вытекает
из ее свойств и химического состава. Диафиз трубчатой кости —
отличное сырье для поделок. Остальная кость для этих целей не­
пригодна. В составе кости от 10 до 25 % жира, большая часть ко­
торого может быть выделена вываркой в воде или другим спосо­
бом. Коллаген кости также может быть извлечен горячей водой
в виде глютина.
ВЛИЯНИЕ СПОСОБОВ И РЕЖИМОВ ТЕПЛОВОЙ ОБРАБОТКИ
МЯСА И МЯСОПРОДУКТОВ НА ИЗМЕНЕНИЕ ИХ ФИЗИКО-
ХИМИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ И БИОЛОГИЧЕСКОЙ ЦЕННОСТИ
Изменение белков мяса в процессе нагрева
Белковая молекула при нагреве подвергается сложным физи­
ко-химическим изменениям, прежде всего денатурации и коагу­
ляции, глубина которых зависит от температуры, продолжитель­
ности тепловой обработки и некоторых других факторов. При
изучении всех классов белков необходимо установить уровни ор­
ганизации их макромолекулярной структуры. По терминологии
Линдерштрема-Ланга и Бернала эти уровни принято именовать
первичной, вторичной, третичной и четвертичной структурами
белка. Под первичной структурой понимают вид, число и после­
довательность соединения аминокислотных остатков в полипеп­
тидной цепи белка, под вторичной — взаимосвязь и характер
спирализации полипептидных цепей, под третичной — законо­
мерное свертывание цепей, обладающих вторичной структурой в
макромолекуле, под четвертичной — агрегацию макромолекул.
Любое изменение, рассматриваемое как взаимодействие бел­
ков друг с другом, предполагает предварительное разрушение
этих связей, которыми они удерживаются в системе, и замену их
другими. Образование новых случайных структур в сложных бел­
ковых системах представляется как следствие замены лабильных
связей между белковыми частицами более стабильными связя­
ми. Если воздействие тех или иных факторов приводит к разру­
шению третичной или четвертичной стриктуры, то ослабляется
защитное действие гидратационных слоев вблизи полярных
группировок и образование новых более прочных структур ста­
новится неизбежным. Уменьшение гидрофильной и увеличение
270
гидрофобной способности и, следовательно, снижение защит­
ного (стабилизирующего) действия гидратационных слоев вбли­
зи полярных группировок происходят в результате внутримоле­
кулярной перестройки белковой молекулы при денатурации.
В этих условиях происходит агрегирование белковых частиц за
счет межмолекулярных сил и коагуляция белка.
В свете подобных представлений рассмотрим вопрос о сущ­
ности и механизме денатурации белков. Денатурация, по мне­
нию Жоли, — это любая модификация вторичной, третичной
или четвертичной структуры белковой молекулы, за исключени­
ем разрыва ковалентных связей.
Влияние температуры и способа нагрева
на скорость и температуру денатурации белков
Скорость тепловой денатурации зависит от температуры,
влажности, способа нагрева и других факторов.
Денатурация тормозится при добавлении определенных ве­
ществ, таких, как пирофосфат, многоатомные спирты, сахара и
Р-актин, хотя механизмы торможения различны. Скорость дена­
турации АТФазы увеличивается при расщеплении мышечного
протеина в результате уменьшения размера, плотности и сим­
метрии молекул. Скорость денатурации белков зависит и от не­
которых других факторов. Например, денатурация фибриногена
мочевиной ускоряется при увеличении концентрации мочевины
и при понижении рН ниже 7, однако в интервале рН 7,0...8,6
скорость реакции почти постоянна.
Присутствие тяжелой воды стабилизирует нативную структу­
ру ферментов, обусловленную наличием водородных связей,
уменьшая скорость инактивации.
В настоящее время установлено, что белки, входящие в состав
мяса, денатурируют по мере достижения определенной для каж­
дого белка температуры. Наиболее чувствителен к нагреву мио­
зин. Температура денатурации, °С: миозина — 45...50, актина —
50, актомиозина — 42...48, миоальбуминов — 45...47, глобули­
на— 50, миогена — 50...60, коллагена — 58...62, миопротеидов —
около 100. В интервале температур 45...50 °С денатурирует ос­
новная часть структурных белков мышц. Саркоплазматические
белки (миоген и миоглобин) денатурируют при более высоких
температурах (55...65 °С). Наиболее устойчивы к денатурации
миопротеиды (большая часть ферментов), а также гемоглобин,
сывороточный альбумин, коллаген.
271
Установлено, что денатурация происходит ступенчато, т. е.
при достижении белком определенной температуры он приобре­
тает соответствующую структуру с определенными свойствами.
Согласно данным М. А. Калейджиева, денатурация сывороточ­
ного альбумина кролика осуществляется через три ступени. Зе-
гель показал, что денатурация кристаллического альбумина про­
ходит через 4 ступени: первая ступень наступает при температуре
60 °С, вторая — 61...65, третья лежит между 65 и 80, четвертая —
при температуре выше 85 °С.
Изменение заряженных групп и рН белков
в процессе тепловой обработки мяса
В процессе тепловой денатурации и последующей коагуля­
ции происходят структурные изменения белков, разрыв прежних
и образование новых связей при участии водородных связей,
сульфгидрильных, дисульфидных, кислых и основных групп
белков и гидрофобных взаимодействий.
Р. Гамм показал, что нагрев мяса в воде от 20 до 70 °С вызыва­
ет ступенчатое уменьшение числа карбоксильных групп в белках
миофибрилл при существенно не изменяющемся количестве ос­
новных групп. Достоверные изменения кислых групп начинают­
ся при температуре 40 °С. В интервале 40...50 °С количество их
снижается, при 50...55 °С оно остается неизменным. При темпе­
ратуре выше 55 °С число кислых групп продолжает уменьшаться,
а при температуре около 60 °С оно уменьшается очень значитель­
но. Общее снижение числа кислых групп при нагревании до
70 °С составляет 85 %. При температуре от 70 до 120 °С наряду с
дальнейшим сокращением числа кислых групп начинается
уменьшение числа основных.
Изменение соотношения заряженных (кислых и основных)
групп в результате денатурации и постденатурационных превраще­
ний связано с изменением рН. В то же время установлен факт пря­
мой корреляционной зависимости между значением рН сырья,
водоудерживающей способностью и выходом готового продукта.
Чем выше исходное значение рН сырья, тем лучше качество (соч­
ность) готового продукта. Величина изменений рН зависит от тем­
пературы и способа нагрева, исходного значения рН сырого мяса.
На величину смещения рН влияет также анатомическое про­
исхождение мышц.
С повышением температуры нагрева изменяется водоудержи-
вающая способность и сдвигается изоточка фибриллярных бел-
272
ков к более высоким значениям рН, увеличивается число основ­
ных групп. При тепловой денатурации происходит также сдвиг
изоточки к более высоким значениям рН, видимо, вследствие
расщепления водородных связей и освобождения дополнитель­
ных положительных зарядов.
Изменение растворимости мышечных
и дезагрегация соединительнотканных белков
в процессе нагрева мяса
Растворимость белков — один из показателей, характеризую­
щих их денатурационные изменения. Известно, что нагрев со­
провождается уменьшением растворимости белков. Разорвав­
шиеся при денатурации внутримолекулярные связи взаимодей­
ствуют межмолекулярно, в результате чего происходит агрегиро­
вание частиц. Иными словами, денатурационные изменения
макромолекул белка, изменяя поверхностный слой молекулы,
ведут к нарушению соотношения гидрофильных и гидрофобных
группировок в сторону повышения последних, что и приводит к
уменьшению растворимости.
При традиционных методах нагрева выпадение саркоплазма-
тических белков наблюдается при температуре около 40 °С, при­
чем наиболее сильно — при рН 5,5. Основная масса этих белков
коагулирует в интервале 55...65 °С.
Имеются сведения о наличии термостойких белков: напри­
мер, аденилкиназа выдерживает температуру около 100 °С.
Изменение коллагена под воздействием тепла — сложный
процесс, складывающийся из двух этапов: сваривания и гидро­
лиза коллагена. Коллаген является гликопротеидом, в котором
содержание ковалентно связанных углеводов варьирует в зави­
симости от источника получения белка.
Растворимая часть коллагена — проколлаген и нераствори­
мая — колластромин различаются температурами денатурации и
характером денатурационных превращений. Денатурация про-
коллагена протекает двухстадийно и заканчивается при темпера­
туре 36,5 °С, образуя при этом гомогенную прозрачную массу,
переходящую в раствор. Колластромин переходит в гомогенное
состояние при более высокой температуре или при более дли­
тельном тепловом воздействии.
В интервале температур 62...64 °С при нагреве в воде происхо­
дит мгновенное сморщивание коллагеновых волокон, которые,
складываясь втрое по отношению к своей первоначальной дли-
273
не, превращаются в резиноподобную массу. В процессе сморщи­
вания трехспиральная структура пептидных цепей отдельных
молекул коллагена приобретает форму клубка. Однако неструк­
турированные пептидные цепи еще связаны ковалентными свя­
зями и не могут перейти в раствор.
В результате влажного нагрева коллагенсодержащих тканей
образуются полидисперсные продукты распада. При медленном
нагреве преобладают высокомолекулярные соединения, при ин­
тенсивном — соединения с меньшей молекулярной массой. При
сваривании коллагена в раствор переходит около 60 % содержа­
щихся в ткани мукоидов.
На дезагрегацию коллагена в процессе нагрева влияют и не­
которые другие факторы. Смещение рН мяса от изоэлектриче-
ской точки усиливает дезагрегацию, увеличение возраста живот­
ных от одного до полутора лет снижает ее примерно в 2 раза.
Таким образом, степень дезагрегации коллагена и образова­
ние продуктов распада зависят не только от температуры, до ко­
торой нагревается продукт, состояния и состава мяса, но и от
скорости, а следовательно, и способа нагрева.
Коагуляция белков и ее влияние
на качественные изменения и структуру мясопродуктов
Процесс нагрева белков сопровождается развертыванием
глобул и высвобождением свободных радикалов, в связи с чем
возникает возможность образования межмолекулярных связей,
агрегации частиц и их осаждения, что ведет к уменьшению рас­
творимости белков.
Внутренняя перестройка белковой молекулы — собственно
денатурация — проявляется в агрегировании полипептидных це­
пей. Процесс агрегирования протекает в две стадии: укрупнение
размеров частиц без выхода из раствора и последующая коагу­
ляция. Агрегация денатурированных белковых молекул, или из­
менение их четвертичной структуры, являющаяся следствием
предшествующей перестройки вторичной и третичной структур,
сопровождается сокращением лиофильных центров белковой
молекулы и снижением водоудерживающей способности мяса.
Агрегация и коагуляция белков определяют образование непре­
рывного пространственного каркаса готового продукта.
Перестройка белковой молекулы при денатурации ухудшает
гидрофильные и усиливает гидрофобные свойства ткани, следо­
вательно, защитное (стабилизирующее) действие гидратацион-
274
ных слоев вблизи полярных группировок ослабляется. Внутри­
молекулярные связи заменяются межмолекулярными, образует­
ся нерастворимый сгусток, т. е. происходит коагуляция белков
(из разбавленных растворов выпадают хлопья, из концентриро­
ванных — коагель).
Процесс денатурации белков сопровождается разрушением
структуры воды, вследствие чего действующие между протофиб-
риллами вторичные силы (силы Ван-дер-Ваальса) придают мо­
лекуле миозина более компактную форму, при этом выделяется
часть жидкости.
В результате денатурации и коагуляции мышечных белков
прочностные свойства мяса возрастают, а сваривание коллагена
и последующий его гидролиз, напротив, их ослабляют.
ИЗМЕНЕНИЕ ЖИРОВ ПРИ НАГРЕВЕ МЯСА
Тепловая обработка мяса и мясопродуктов вызывает разру­
шение сложной внутриклеточной коллоидной системы, в соста­
ве которой содержится жир. Он при этом плавится, а затем коа-
лесцирует, образуя в клетке гомогенную фазу в виде капли. Если
жировые клетки были разрушены до тепловой обработки или
разрушаются в процессе нагрева, расплавленный жир оттекает,
сливаясь в единую объемную фазу. В тех случаях, когда нагрев
происходит в водной среде, небольшая часть жира образует с во­
дой эмульсию.
При достаточно длительном нагреве с водой (в том числе с
внутриклеточной) жир претерпевает существенные химические
изменения, при умеренном — они невелики, но легко обнару­
живаются. В табл. 11.7 показаны изменения некоторых характе­
ристик говяжьего жира, который нагревали с водой при 100 °С
в течение 1 ч в присутствии небольшого количества натрия хло­
рида.

Возрастание кислотного числа свидетельствует о гидролити­
ческом распаде жира, уменьшение йодного числа — о насыще­
нии непредельных связей радикалов жирных кислот, увеличение
ацетильного числа — о присоединении гидроксильных групп к
жирнокислотным радикалам. На фоне уменьшения йодного
числа увеличение ацетильного числа можно считать свидетельст­
вом присоединения гидроксильных групп по месту двойных свя­
зей в результате взаимодействия триглицеридов с водой.
Если гидролиз жира в небольших масштабах не ведет к сни­
жению пищевой ценности, то присоединение гидроксильных
групп к кислотным радикалам — прямое свидетельство сниже­
ния пищевой ценности части жира.
В условиях влажного и продолжительного нагрева при темпе­
ратурах выше 100 °С значительно ускоряются гидролитические
процессы, а именно гидролиз триглицеринов и насыщение двой­
ных связей радикалов жирных кислот гидроксильными группа­
ми (табл. 11.8).
При варке мясопродуктов и костей в большом количестве во­
ды при кипении (бульоны, супы) часть выплавленного жира
эмульгируется, распределяясь по всему объему бульона в виде
мельчайших шариков. Эмульгированный жир придает бульону
неприятный салистый привкус и мутность. Эмульгирование жи­
ра усиливается при увеличении гидролиза и интенсивности ки­
пения. Периодическое удаление жира с поверхности бульона
снижает степень его эмульгирования.
При указанных в табл. 11.8 параметрах еще более заметно
уменьшается йодное число жира и тем интенсивнее, чем выше
температура. Поскольку наряду с этим возрастает ацетильное
число, есть основания полагать, что происходит образование
оксикислот.
276

В условиях сухого нагрева, например при жарке, на первый
план выступают окислительные изменения жиров и процессы
полимеризации. В табл. 11.9 приведены некоторые характери­
стики говяжьего жира, многократно использованного для жарки.
Рост числа омыления свидетельствует о накоплении низко­
молекулярных кислот, а ацетильного числа — об образовании
оксикислот.
В процессе нагрева возрастает перекисное число жира и зна­
чительно увеличивается содержание в жире акролеина. Цвет жи­
ра темнеет, запах ухудшается главным образом в результате пере­
хода в него окрашенных продуктов пирогенетического распада
органических веществ. При длительном использовании жира для
жарки уменьшается усвояемость в результате накопления в нем
продуктов окисления и полимеризации. Нагрев жира до высоких
температур даже под вакуумом приводит к небольшому сниже­
нию йодного числа и увеличению его вязкости.
Окислению, полимеризации и циклизации подвергаются в
первую очередь линоленовая и линолевая кислоты. При этом
возможно образование шестичленных непредельных цикличе­
ских соединений, окисленных полимеров и других веществ,
вредных для организма. Эти процессы становятся заметными
при высоких температурах нагрева, поэтому при жарке темпера­
тура жира не должна превышать 170 °С.
Прогревание бульона при 100 °С в течение часа предохраняет
жир от прогоркания. По-видимому, это обусловлено образова­
нием антиокислителей.
277
Изменение экстрактивных веществ
Экстрактивные вещества мяса при его тепловой обработке
претерпевают существенные изменения, которые играют реша­
ющую роль в образовании специфических аромата и вкуса варе­
ного мяса. Тщательно отмытое от растворимых в воде веществ
мясо после варки обладает очень слабым запахом, а водная вы­
тяжка из него имеет вкус и запах вареного мяса. После диализа
эта вытяжка почти утрачивает запах, присущий вареному мясу.
Изменения, обусловливающие появление такого запаха, еще
не полностью изучены. Известно, однако, что важную роль в
этом играют глутаминовая кислота и продукты распада инозино-
вой кислоты. Глутаминовая кислота и ее натриевая соль даже в
незначительных количествах (0,03 %) придают продукту вкус,
близкий к вкусу мяса.
При нагревании усиливается распад инозиновой кислоты:
при 95 °С через 1 ч распадается около 80 % кислоты с образова­
нием преимущественно гипоксантина. При этом несколько воз­
растает количество неорганического фосфора в результате обра­
зования фосфорной кислоты.
В процессе варки изменяется также содержание других экс­
трактивных веществ. Около 1/3 креатина, обладающего горько­
ватым вкусом, превращается в креатинин. Распадается около
10... 15 % холина. В результате распада соединений, содержа­
щих лабильно связанную серу, в вареном мясе образуется серо­
водород, количество которого зависит от вида и состояния
мяса, а также от условий варки. Оно возрастает с повышением
температуры и увеличением продолжительности нагрева. В ва­
реной говядине сероводорода меньше, чем в свинине, а в ней
меньше, чем в телятине, в мороженом мясе больше, чем в
охлажденном. Выделение сероводорода при умеренных темпе­
ратурах связывают с распадом глутатиона (трипептид, образуе­
мый глицином глутаминовой кислоты и цистином), так как он
возникает при исчезновении серы глутатиона. Одновременно с
выделением сероводорода в результате распада глутамина и
глутатиона образуется глутаминовая кислота. Введение окис­
лителей (нитрита, нитрата) уменьшает скорость образования
сероводорода.
При варке мяса в бульон выделяются вещества, в состав кото­
рых входят карбонильные группы, обладающие различным аро­
матом. В бульоне обнаружены ацетальдегид, ацетоин, диацетил.
278
Эти вещества возникают благодаря реакции взаимодействия
свободных аминокислот с редуцирующими сахарами (в том чис­
ле глюкозой), которая приводит к образованию меланоидинов.
В ходе сложной окислительно-восстановительной реакции в ка­
честве побочных продуктов выделяются карбонильные соеди­
нения.
В бульоне, полученном варкой обезжиренной говядины, с по­
мощью хроматографического метода обнаружены низкомолеку­
лярные жирные кислоты (муравьиная, уксусная, пропионовая,
масляная, изомасляная), также обладающие ясно выраженным
ароматом.
Можно полагать, что специфичность запаха вареного мяса
связана с составом липидной фракции мышечной ткани, так как
запах различных видов обезжиренного мяса мало различается.
Вопрос о том, какие именно вещества придают мясу его спе­
цифические аромат и вкус после тепловой обработки, еще до
конца не решен. Однако экспериментально доказана связь вкуса
мяса с содержанием в нем свободных пуринов, в частности гипо-
ксантина. Количество этих веществ в мышечной ткани различно
и зависит от глубины развития посмертных изменений в тканях.
Запахом бульона обладает также кетомасляная кислота.
Изменения витаминов
Тепловая обработка продуктов животного происхождения
при умеренных температурах (до 100 °С) уменьшает содержание
в них некоторых витаминов из-за химических изменений, но
главным образом в результате потерь во внешнюю среду. В зави­
симости от способа и условий тепловой обработки мясо теряет,
%: тиамина 30...60, пантотеновой кислоты и рибофлавина 15...30,
никотиновой кислоты 10...35, пиридоксина 30...60, часть аскор­
биновой кислоты.
При варке изделий в оболочке потери витаминов несколько
меньше. Так, при паровой варке теряется 25...26 % тиамина и
10...20 % рибофлавина, а при варке в воде — 10 % тиамина и 14 %
рибофлавина.
Таким образом, тепловая обработка продуктов животного
происхождения даже при умеренных температурах приводит к
некоторому снижению их витаминной ценности.
Нагрев при температуре выше 100 °С вызывает различное по
степени разрушение многих витаминов, содержащихся в мясе.
279
11.10. Изменение содержания витаминов в свинине при разной температу­
ре и продолжительности нагрева (% первоначального содержания)
Температура  Продолжи­ Тиамин  Рибо­ Никоти­ Панто-
нагрева, °С  тельность  (В1)  флавин  новая  теновая
нагрева,
мин
(В2)  кислота  кислота
100  23  16  13  0  1
11О  23  28  9  1  4
73  44  9  1  7
118  28  33  4  5  27
68  55  4  6  20
127  13  30  9  14  20
48  64  4  34  27
Степень разрушения зависит от природы витаминов, темпера­
туры и продолжительности нагрева. В табл. 11.10 приведены
результаты изменения витаминов в процессе нагрева свинины в
зависимости от температуры и длительности нагрева.
Аскорбиновая кислота (витамин С) также разрушается и тем
больше, чем выше температура и продолжительнее нагрев.
Из числа жирорастворимых витаминов наименее устойчив
витамин D, который при температуре выше 100 °С начинает раз­
рушаться. Содержание витамина А в отсутствие кислорода мало
изменяется при нагреве вплоть до 130 °С. Витамины Е и К наибо­
лее устойчивы к нагреву.
Сухой нагрев в контакте с воздухом, например при жарке мя­
сопродуктов, вызывает еще более интенсивное разрушение вита­
минов, в особенности тех, которые легко окисляются (витамины
А, Е, С).
Изменение водоудерживающей способности мяса
и мясопродуктов при их тепловой обработке
Вода — естественный компонент мяса, образующий устойчи­
вые структурированные системы с другими его частями. Формы
и прочность связи воды в этих системах влияют на свойства мя­
са, в том числе на водоудерживающую способность, по характе­
ру изменения которой можно судить об изменении потерь массы
в процессе тепловой обработки и о качестве продукта. В настоя­
щее время под водоудерживающей способностью мяса понима­
ется сила, с которой часть его собственной воды или собствен-
280
ной с небольшим количеством добавленной воды удерживается
белками, а также другими веществами и структурными система­
ми мяса при воздействии на него каких-либо сил извне.
На изменение водоудерживающей способности мяса в про­
цессе его тепловой обработки влияют многие факторы: темпера­
тура, до которой оно нагревается, длительность выдержки при
ней, температура среды, способ тепловой обработки, скорость
нагрева, величина рН обрабатываемого сырья, реологические
характеристики, химический состав продукта, количество добав­
ленной поваренной соли, воды, вид мяса, анатомическое проис­
хождение мышц, возраст животных и др.
Структура воды и изменение ее в процессе на­
грева. Белковая макромолекула окружена водой, которую нель­
зя рассматривать как нейтральное вещество, так как благодаря
своим уникальным свойствам она, с одной стороны, подвергает­
ся воздействию растворенных в ней белковых макромолекул, с
другой — сама активно влияет на конформацию белка. Известно,
что вода служит связующим звеном между белковыми молекула­
ми. Составляя 70...75 % массы живой клетки (в протоплазме ее со­
держится около 70...80 %, в фибриллах — около 70, в саркоплаз­
ме — 20, во внеклеточном пространстве — 10 %), вода представ­
ляет собой ту жидкую среду, в которой осуществляются обмен и
транспортировка веществ. Стабилизация пространственной
структуры белка и других биополимеров в значительной мере осу­
ществляется в результате их взаимодействия с водой.
Уникальные свойства воды обусловлены ее способностью об­
разовывать четыре водородные связи между молекулами и одно
гидрофобное взаимодействие, в результате которых возникают
сильные межмолекулярные связи, приводящие к образованию
ассоциации. При этом две водородные связи включают два атома
водорода молекулы воды, а две другие — неспаренные электроны
кислорода и два атома водорода соседних молекул, поэтому мо­
гут выступать одновременно в роли донора и акцептора электро­
нов в процессе образования водородных связей. В этом случае
одна из взаимодействующих молекул получает избыточный по­
ложительный заряд, приобретая «кислые свойства», а другая —
отрицательный заряд и «основные» свойства. В результате моле­
кулы, соединенные водородной связью, способны образовывать
более прочные связи с другими молекулами. Таким образом, во­
дородные связи в воде носят кооперативный характер, т. е. одно­
временно образуются или рвутся большие группы связей.
281
В настоящее время учеными разработан ряд моделей воды,
объясняющих многие ее свойства и аномалии. Наиболее распро­
страненная модель основана на сохранении в воде каркаса льда с
заполнением пустот свободными диполями. Ближняя упорядо­
ченность в воде может быть охарактеризована как размытая теп­
ловым движением структура льда. С повышением температуры
доля заполненных пустот увеличивается.
Результаты рентгеноструктурного анализа свидетельствуют о
том, что в воде при 25 °С заполнена половина всех пустот струк­
туры и что искажение каркаса ведет к нарушению межмолеку­
лярных расстояний. Согласно изложенным представлениям воду
следует рассматривать как расшатанный льдоподобный каркас, в
который вплавлены области, обладающие более компактной, но
ориентационно разупорядоченной структурой.
Другая модель, получившая в последнее время широкое рас­
пространение, — модель «текучих кластеров». В основе ее лежит
теория образования водородных связей на базе кооперативного
эффекта. Согласно этой концепции водородная связь, имеющая
в решетке льда частично ковалентную природу, использует на
свое построение кроме собственной энергии диполя энергию,
передаваемую соседними диполями в результате переноса непо-
деленных электронов атома кислорода одной молекулы на неза­
нятые орбиты атома водорода соседней молекулы. Процесс со­
провождается расщеплением заряда, в результате чего оказывает­
ся, что одна из взаимодействующих молекул воды подкисляется,
а другая приобретает щелочные свойства. В конечном итоге это
приводит к тому, что водородные связи не образуются и не рас­
падаются одиночно: разрыв или образование одной индуцирует
соответствующий процесс у соседних водородных связей.
Следует отметить, что большинство исследователей связыва­
ют снижение водосвязывающей способности и потери влаги в
процессе нагрева мяса только с изменением конформационной
структуры белка. Белковая макромолекула в мясе всегда находит­
ся в окружении воды. Растворы неполярных веществ являются
структурообразователями по отношению к воде. Наличие непо­
лярного углерода в ней способствует возникновению гидрофоб­
ного взаимодействия. На основании этого можно считать, что
вода в значительной степени определяет конформацию макро­
молекул. Однако это свойство воды обусловлено непосредствен­
но структурой, которая, в свою очередь, может изменяться под
воздействием различных факторов, в частности температуры.
282
Снижение содержания
влаги,%
Температура
образца, °С
рН фарша
Рис. 11.10. График зависимости снижения содержания влаги
от температуры образца и рН фарша
Известны четыре характерные температуры (15, 30, 45, 60 °С),
при которых происходят резкие изменения состояния воды.
Считают, что при указанных температурах в воде совершаются
качественные структурные переходы.
Исследования зависимости снижения содержания влаги от тем­
пературы и рН образца фарша показали, что отделение влаги начи­
нается уже при температуре 35 °С (рис. 11.10). Однако, начиная
с температур 45...50 °С, влага выделяется более интенсивно. Это
объясняется изменением, с одной стороны, структуры воды при
указанных температурах, с другой — конформацией белковой мак­
ромолекулы, которая обусловлена комплексом внутри- и межмоле­
кулярных водородных связей и гидрофобных взаимодействий.
Поскольку нагрев сопровождается разрушением структур во­
ды (водородных связей и гидрофобных взаимодействий), дейст-
283
вующие между протофибриллами вторичные силы Ван-дер-
Ваальса стягивают молекулу белка в более компактную форму,
т. е. происходят полимеризация дискретных белков и увеличение
их молекулярной массы. При этом с повышением температуры
контакт воды с углеводородом приводит к энергетически менее
выгодной замене взаимодействия вода—вода взаимодействием
углерод—вода, структура белка уплотняется, что вызывает зна­
чительное выделение влаги в виде бульона.
Формы связи воды с дисперсными системами.
Известно, что мясо и выработанные из него полуфабрикаты, фар­
ши и другие продукты представляют собой сложные дисперсные
системы. Их свойства зависят от объемного соотношения дис­
персной фазы и дисперсионной среды (воды), характера и проч­
ности связи между ними, а также между отдельными частицами.
Формы связи воды в дисперсных системах, по П. А. Ребинде-
ру, классифицируют следующим образом: химическая, физико-
химическая, физико-механическая.
К химической связи относятся ионная и молекулярная, кото­
рые характеризуются связью в строго молекулярных соотноше­
ниях. Химически связанная — гидратационная вода — является
прочносвязанной, ее количество составляет 6... 10 % к массе су­
хого вещества.
К физико-химической связи относятся адсорбционная и ос­
мотическая, которые осуществляются в различных не строго
определенных соотношениях.
К физико-механической относятся связи: в микро-(r > 0-7м)
и макрокапиллярах (r > 0-7м), структурная и смачивания. Удер­
живание воды физико-механическими связями осуществляется
в неопределенных соотношениях.
Ионная, очень сильная связь может быть нарушена при хими­
ческом взаимодействии или прокаливании. Молекулярная связь
также относится к сильным и может быть нарушена при нагреве
мяса до температуры выше 150 °С.
Наибольшее влияние на качество продукта и потери массы в
процессе его тепловой обработки, по-видимому, оказывает фи­
зико-химически и физико-механически связанная вода. Ис­
пользуя классификацию форм связи П. А. Ребиндера, связанную
в мясе воду подразделяют на четыре основных вида.
Первый (слой а) — гидратационная вода, связанная электро­
статически с полярными группами белков посредством положи­
тельных или отрицательных зарядов водных диполей. Второй
284
(слой b) — связан с белками посредством притяжения водных ди­
полей (диполь—диполь). Третий (слой с) — капиллярно связан­
ная и адсорбированная вода. Четвертый (слой d) — вода смачи­
вания.
Выделяют три формы связывания воды с белком: гидратаци-
онная, иммобилизованная и свободная вода.
Гидратационная вода составляет примерно 10 % всей
имеющейся в мясе воды, адсорбированной белком. Вследствие
двухполюсного характера молекул она присоединяется к ионам и
другим полярным группам, имеет измененные физические пока­
затели, не поддается физиологическому воздействию, не влияет
на колебания водоудерживающей способности.
Иммобилизованная (связанная) вода прочно
удерживается сетью мембран и волокнами мышечных белков, а
также сцеплениями водородных носителей зарядов. Эта часть
воды с большим трудом выжимается и не вытекает из мяса.
Свободная вода находится между клетками, очень «рых­
ло» связана и легко вытекает при нагреве. Это обусловливает, с
одной стороны, потери массы от испарения при замораживании
и холодильном хранении мяса и от вытекания сока при его раз­
мораживании, с другой — способствует сушке мясопродуктов.
В зависимости от состояния мышечных белков изменяется со­
отношение между иммобилизованной и свободной водой, причем
оба ее вида следует рассматривать как единое целое: если количест­
во иммобилизованной воды увеличивается, то свободной — сокра­
щается, и водоудерживающая способность возрастает; при умень­
шении количества иммобилизованной воды повышается содержа­
ние свободной, и влагоудерживающая способность понижается.
Для оценки прочности связи воды в мясных изделиях А. А. Со­
колов предложил следующую динамическую схему: вода, содер­
жащаяся в мясе, подразделяется на прочносвязанную и слабо­
связанную, а слабосвязанная — на полезную (которая остается в
продукте после тепловой обработки) и избыточную.
В этом случае к прочносвязанной воде относится адсорбци­
онная, удерживаемая молекулярно-силовым полем у поверхно­
сти раздела дисперсных частиц — мицелл с окружающей средой
и гидрофильными центрами белковых молекул, а также влага
микрокапилляров с r > 0-7м м и механически удерживаемая.
Вода слабосвязанная необходима для обеспечения желатель­
ных свойств и нормированного выхода продукта. Вода слабосвя­
занная избыточная в основном отделяется при тепловой обра-
285
ботке мясопродуктов. Повышение влагосодержания фарша пу­
тем увеличения доли слабосвязанной избыточной воды приво­
дит к значительному ее отделению в процессе нагрева продукта
и, следовательно, к снижению качества готовых изделий.
Считают, что ионная связь особенно важна для увеличения
водоудерживающей способности мяса. Поскольку некоторые
аминокислоты содержат две карбоксильные и две аминогруппы,
то помимо блокированных пептидной связью имеются группы с
кислой и щелочной реакцией, которые образуют анионы и ка­
тионы. Кроме названных в молекуле аминокислот содержатся и
другие функциональные группы, например гидроксильные
(—ОН) и сульфгидрильные (—SН). Они имеют полярный харак­
тер, вследствие чего также могут удерживать воду.
В зависимости от того, являются ли заряды соседствующих
ионов одноименными или противоположными, они взаимно
притягиваются либо отталкиваются. Известно, что количество
зарядов в изоэлектрической точке (рН ~ 5,0) минимально. Мясо,
нагретое при изоэлектрическом состоянии белков, характеризу­
ется максимальным отделением бульона и минимальной водо­
удерживающей способностью.
Изменение водоудерживающей способности в процессе на­
грева соленой говядины (2 %) в зависимости от рН сырья, темпе­
ратуры образца и греющей среды представлено на рис. 11.11 и
11.12. Нагрев проводили при температурах греющей среды 75,
100 и 145 °С до достижения в центре образца температур 35, 45,
50, 55, 65, 75, 90, 115, 125 и 135 °С.
Как видно из рис. 11.11, количество влаги, отделяемой при
прессовании, зависит в большей степени от величины рН сырья
и температуры образца и в меньшей — от температуры греющей
среды. Максимальное количество влаги, выделяющейся из об­
разца при прессовании (слабосвязанной), наблюдается у мяса с
исходным значением рН 5,25 при нагреве до 75 °С. С увеличени­
ем рН при нагреве мяса до одинаковой температуры, не превы­
шающей 75 °С, количество слабосвязанной влаги снижается.
Особенно резко это наблюдается в случае нагрева фарша до 35 и
45 °С при увеличении рН с 5,25 до 5,75. При нагреве мяса выше
75 °С закономерность отделения слабосвязанной влаги изменя­
ется: при температуре образца 90 °С и выше количество ее возра­
стает с увеличением рН.
При определении влияния температуры образца на измене­
ние количества слабосвязанной влаги отмечено, что при нагреве
286
Отпрессованная влага,
г/г белка
Температура
образца, °С
рН фарша
Рис. 11.11. График зависимости количества отпрессованной влаги
от температуры и рН исходного фарша
соленого мяса при всех исследуемых значениях рН до температу­
ры 45 °С наблюдаются некоторое уменьшение ее количества (см.
рис. 11.11) и повышение содержания неотпрессованной влаги
(см. рис. 11.12). По-видимому, процесс денатурации белков со­
провождается повышением водосвязывающей способности, хотя
и в небольшой степени. Это подтверждается данными, получен­
ными П. Л. Приваловым и Г. М. Мревлишвили, которые свиде­
тельствуют о том, что гидратация макромолекул действительно
изменяется при денатурации, причем это изменение всегда по­
ложительно — гидратация денатурированных макромолекул
287
Неотпрессованная влага,
г/г белка
Температура
образца, °С
рН фарша
Рис. 11.12. График зависимости количества неотпрессованной влаги
от температуры и рН исходного фарша (температура греющей среды 145 °С)
больше, чем нативных. Этот факт свидетельствует о тесной взаи­
мосвязи между конформацией макромолекул и состоянием воды
в прилегающих к ним слоях. Обычно этим обстоятельством пре­
небрегают при рассмотрении изменений водосвязывающей спо­
собности и конформационных превращений макромолекул в во­
де, что вряд ли допустимо.
Нагрев образца до температуры от 45 до 50 °С вызывает резкое
увеличение количества отпрессованной и снижение неотпрессо­
ванной влаги.
В интервале температур 50...55 °С количество отпрессованной
и неотпрессованной влаги не изменяется. Это свидетельствует о
том, что изменение водоудерживающей способности происхо­
дит ступенчато. Дальнейшее повышение температуры до 65 °С
при рН 5,25...6,00 и до 75 °С при рН 6,25...7,00 вызывает при
прессовании значительное снижение количества неотпрессован­
ной влаги и увеличение отпрессованной.
288
При температуре выше 65 (75) °С происходит дополнительное
уплотнение структуры в результате образования дисульфидных
сшивок и выпрессовывания влаги в процессе нагрева. При этом
ведущая роль в формировании белкового каркаса мясопродукта
принадлежит миозину.
Повышение температуры до 75 °С вызывает изменение зако­
номерностей количества отпрессованной и неотпрессованной
влаги на противоположные, что, по-видимому, означает завер­
шение процесса коагуляции белков. Дальнейший нагрев фарша
до 135 °С способствует снижению количества отпрессованной и
увеличению неотпрессованной влаги. Интенсивность этих изме­
нений зависит от рН сырья, температур образца и греющей сре­
ды. Так, по достижении образцом температуры 90 °С потери мас­
сы и снижение количества отпрессованной влаги превосходят
соответствующие значения, достигаемые при температуре грею­
щей среды 100 °С. Такое явление можно объяснить следующим
образом: по достижении температуры 90 °С дезагрегация коллаге­
на в обоих случаях пока еще незначительна, а продолжительность
нагрева в интервале температур 75...90 °С существенно различает­
ся и составляет 395 с при температуре греющей среды 100 °С про­
тив 34 с при 145 °С. Таким образом, длительность тепловой обра­
ботки при исследуемых режимах оказывает большее влияние, чем
температура греющей среды. В целом снижение количества от­
прессованной и увеличение неотпрессованной влаги могут быть
объяснены развитием процесса дезагрегации коллагена.
Влияние рН мясного фарша. Кроме изменения
структуры воды, денатурационных изменений мышечных белков
и дезагрегации коллагена существенное влияние на изменение
водоудерживающей способности оказывает рН сырья. Результа­
ты исследований изменения рН мяса в процессе нагрева в зави­
симости от температуры образца и первоначальной величины рН
представлены на рис. 11.13.
На изменение рН в процессе нагрева мяса более сильное вли­
яние, чем температура греющей среды, оказывают рН исходного
сырья и температура образца. Несмотря на то что с повышением
последней прирост рН возрастает (величина прироста зависит от
рН исходного фарша), водоудерживающая способность его сни­
жается, так как параллельно происходит сдвиг изоэлектрической
точки фибриллярных белков к более высоким значениям рН.
Состав мясных и костных бульонов из мяса птицы
и субпродуктов. Качественный состав бульонов, приготовляе-
289
Рис. 11.13. График зависимости изменения рН мясного фарша
в процессе нагрева до заданной температуры от исходного рН
(температура греющей среды 145 °С)
мых из мяса и мясопродуктов, одинаков, в него входят экстрактив­
ные и минеральные вещества, белки, липиды, витамины. Белки
представлены в основном глютином, который образуется в резуль­
тате деструкции коллагена в условиях влажного нагрева. Белки
мышечных волокон переходят в бульон в количествах, не превы­
шающих 0,2 % массы мясного сырья. Эмульгированный жир со­
держится в бульонах, приготовляемых из жирного мяса (грудинка,
покромка), жирной птицы (утки, гуси), языков; количество его не
превышает 0,8 % массы мясного сырья. Таким образом, основны­
ми водорастворимыми компонентами мясных и костных бульонов
являются экстрактивные, минеральные вещества и глютин. Коли­
чественное содержание указанных компонентов в бульоне зависит
от вида мясного сырья, использованного для варки.
Как уже отмечалось, экстрактивные, минеральные и другие
низкомолекулярные водорастворимые вещества, а также витами-
290
Температура образца, °С
рН фарша
рН
ны сосредоточены в саркоплазме мышечных волокон. Из этого
следует, что бульоны, сваренные из говядины 1-го и 2-го сорта
(см. рис. 11.5 и табл. 11.4), содержат больше экстрактивных и ми­
неральных веществ по сравнению с бульонами, сваренными из
говядины 3-го сорта, содержащей до 20 % соединительной ткани.
Механизм образования мясных бульонов связан с тепловой
денатурацией мышечных и соединительнотканных белков. Мы­
шечные белки при денатурации свертываются, отдают в окружа­
ющее пространство часть влаги (около 50 %), которая, выходя из
мышечных волокон, увлекает за собой часть экстрактивных и
минеральных веществ. Этот концентрированный раствор попа­
дает в межмышечное пространство, однако в нем не задержива­
ется из-за тепловой деформации прослоек мускульной соедини­
тельной ткани. Куски мяса сжимаются во всех направлениях, в
результате чего отпрессованная белками жидкость вместе с рас­
творенными в ней экстрактивными и минеральными вещества­
ми вытесняется в окружающую воду, образуя бульон. Опреде­
ленная роль в образовании бульона принадлежит диффузии во­
дорастворимых веществ из мяса в окружающую воду при варке
мяса. Возможность для диффузии возникает в результате денату­
рации белков мяса, в том числе сарколеммы мышечных волокон
и соединительнотканных прослоек. Движущей силой диффузии
служит разность концентраций растворимых веществ в мясе и
бульоне. Переход растворимых веществ из мяса в бульон в ре­
зультате диффузии может быть усилен двумя путями: увеличени­
ем гидромодуля (соотношения воды и мяса) и более мелкой на­
резкой мяса, в результате чего возрастает поверхность контакта
между мясом и водой.
Погружение мяса для варки в холодную или горячую воду не
влияет на количество растворимых веществ, переходящих из мя­
са в бульон.
При варке говядины без костей крупными кусками (1...2 кг) в во­
ду переходит около 2 % растворимых веществ от массы мяса, в том
числе 1,5 % органических и 0,5 % минеральных. При варке языков в
бульон переходит около 1,5 % растворимых веществ от массы
сырья, в том числе около 30 % составляют минеральные вещества.
При варке кур в виде целых тушек в воду переходит 1,65 %
растворимых веществ от их массы, в том числе минеральных —
0,25 %, экстрактивных — 0,68 %.
При варке костных бульонов в течение 3 ч в воду переходит от
2 до 2,5 % растворимых веществ от массы костей.
291
Если сухой остаток мясного бульона принять за 100 %, то он
распределится так: 49 % — экстрактивные вещества, 25 — мине­
ральные вещества, 24 — белки (в основном глютин), 2 % —
эмульгированный жир. В костном бульоне сухой остаток распре­
делится следующим образом: 4 % — экстрактивные вещества,
6 — минеральные вещества, 77,6 — глютин, 12,4 % — эмульгиро­
ванный жир. Своеобразный состав костного бульона объясняет­
ся низким содержанием в костях экстрактивных веществ, нали­
чием минеральных веществ в виде нерастворимых фосфатов и
карбонатов кальция.
Контрольные вопросы и задания
1. Приведите сравнительную характеристику химического состава говяди­
ны и свинины.
2. По каким параметрам пищевая ценность мяса птицы отличается от пи­
щевой ценности говядины?
3'. Какие вещества входят в тканевый состав мускульной ткани мяса сель­
скохозяйственных животных и птицы?
4. Что общего и в чем различия в тканевом составе субпродуктов и мяса?
5. Каково строение мышечной ткани мяса и какова ее пищевая ценность?
6. Какие белки входят в состав мускульной ткани мяса и какими свойства­
ми они обладают?
7. Что представляют собой липиды мяса? Из чего они состоят? Как изме­
няются показатели качества липидов мяса при тепловой кулинарной об­
работке?
8. Какие витамины и минеральные вещества содержатся в мясе и какие из­
менения они претерпевают при кулинарной обработке?
9. Приведите классификацию, строение и химический состав соедини­
тельной ткани и обоснуйте ее изменение при нагреве.
10. Что представляет собой жировая ткань мяса?
11. Как влияет вид скота и птицы на наличие моно- и полиненасыщенных
жирных кислот?
12. Какие изменения происходят в жирах при кулинарной обработке мяса?
13. Что собой представляет по составу и строению пищевая кость?
14. Что такое денатурация, коагуляция и свертывание белков мяса?
15. Как влияет денатурация и коагуляция белков на изменение водоудержи-
вающей способности мяса и его прочностных свойств?
16. Как изменяются экстрактивные вещества в процессе кулинарной обра­
ботки мяса?
17. Объясните процесс образования аромата в мясных кулинарных издели­
ях при их тепловой обработке.
18. Какие имеются формы связи воды с белками и структурными элемента­
ми мышечной ткани мяса?
19. Как изменяется содержание прочно- и слабосвязанной воды в процессе
тепловой обработки мяса?
292
Глава 1 2
ИЗМЕНЕНИЯ, ПРОТЕКАЮЩИЕ В РЫБЕ
И НЕРЫБНЫХ МОРЕПРОДУКТАХ
Особенности морфологического строения и химического со­
става мяса рыб, моллюсков и других продуктов моря в значитель­
ной мере предопределяют содержание технологического процес­
са 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 поперечно­
полосатые мышцы рыб. Они расположены вдоль позвоночника:
две спинные и две брюшные, разделенные продольными соеди­
нительнотканными перегородками — септами. Мышцы рыб, как
и мышцы теплокровных животных, состоят из мышечных воло­
кон, собранных в миотомы, которые имеют форму полых ко­
нусов, обращенных вершиной к наружной стороне мышцы
(рис. 12.1).
Мышца состоит из определенного числа миотом, соответст­
вующего числу позвонков. Миотомы скреплены между собой со-
Рис. 12.1. 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
293
единительнотканными прослойками — миосептами. Мышечные
волокна в миотомах расположены вдоль мышц, они собраны в
пучки соединительной тканью — эндомизием.
Прослойки соединительной ткани, скрепляющие пучки мы­
шечных волокон, а также миосепты образуют перемизий
мышечной ткани рыб. В миотомах концы мышечных волокон
прикреплены к миосептам. Таким образом, длина мышечных во­
локон определяется шириной миотом и составляет 10...20 мм,
толщина — 10... 100 мкм. Внутреннее строение мышечных воло­
кон аналогично строению мышечных волокон теплокровных
животных.
Соединительнотканные прослойки состоят из переплетаю­
щихся 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 кро­
веносные и лимфатические сосуды, нервы и небольшое количе­
ство полужидкого бесструктурного вещества (межклеточной
жидкости). Таким образом, мясо рыб представляет собой мыш­
цы вместе с соединительной и жировой тканями.
Содержание воды, жира, азотистых и минеральных веществ в
мясе рыб колеблется в широком диапазоне (табл. 12.1) 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, то­
щая, с низкими вкусовыми качествами.
Мясо рыб содержит белые и бурые (темные) мышцы. Бурые
мышцы составляют около 10 % съедобного мяса, они располага­
ются вдоль боковой линии тела рыбы, отличаются повышенным
содержанием миоглобина (1...3 %), своеобразным составом экс­
трактивных 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 серебри­
стый, кета), 4,5...6 % (морской окунь, сом, осетр, севрюга). Кожа
рыб имеет определенное пищевое значение. Так, в коже морско­
го окуня содержится 28,3 % азотистых веществ (в основном кол-
лагена), 2,2 % липидов, 3 % минеральных веществ. При тепловой
кулинарной обработке кожа способствует сохранению целостно­
сти порционных кусков рыбы, что улучшает внешний вид блюд.
В то же время при жарке некоторых видов рыб (навага, сом, осет­
ровые, угорь и др.) кожа сильно уплотняется вследствие денату­
рации коллагена и сокращения длины коллагеновых волокон,
происходит ее деформация во всех направлениях. В результате
этих изменений кожа становится слишком жесткой и несъедоб-
295
ной. Внешний вид порционных кусков рыбы при этом ухудшает­
ся. 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 ко­
стей (мякоть).
Для специализированных цехов предприятий общественного
питания, перерабатывающих значительное количество рыбы,
технологическое и экономическое значение имеет размер экзем­
пляров рыб. Как правило, у мелкой рыбы соотношение съедоб­
ного мяса и костей меньше, чем у крупной. Так, при разделке са­
зана 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 доку­
ментации.
Внутримышечная соединительная ткань в тушках рыб рас­
пределена более или менее равномерно, поэтому мясо рыб не
делят по сортам и кулинарному назначению, как мясо тепло­
кровных 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.
Для мяса рыб характерны значительные колебания количест­
ва азотистых веществ (см. табл. 12.1). Азот белков составляет в
среднем 85 % общего азота мяса рыб. Ббльшая часть белков мяса
рыб (55...65 %) представлена белками актомиозинового ком­
плекса (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, хро-
мопротеиды и другие белковые вещества.
Мышечные белки мяса рыб биологически полноценные, со­
держат 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 —
296
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 не­
обратимые изменения: актин, миозин и актомиозин частично
денатурируют уже через несколько часов. По мере хранения ры­
бы денатурация белков усиливается. При замораживании рыбы
характер распределения жидкости между мышечными волокна­
ми 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 денату-
рационные изменения мышечных белков усиливаются. В связи с
этим в производственных условиях рыбу с костным скелетом ре­
комендуется размораживать быстро, для чего ее погружают в хо­
лодную 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 ры­
бы в воду переходит около 0,25 % органических и 0,1 % мине­
ральных веществ вследствие диффузии. Для торможения про­
цесса диффузии при размораживании рыбы в воду рекомендует­
ся добавлять натрия хлорид в количестве 0,8 %.
Вымачивание соленой рыбы сопровождается погло­
щением 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 исключе­
нием выработки малосольной гастрономической рыбной про­
дукции (семга, сельдь, кета, рыба холодного копчения).
На стадии приготовления полуфабрикатов пор­
ционные 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.
297
Порционные куски осетровой рыбы перед основной тепловой
обработкой подвергают кратковременному (1...2 мин) бланширо­
ванию в горячей воде (95 °С) при гидромодуле 1 :3. При этом проис­
ходят денатурация некоторой части белков в поверхностных слоях
порционных кусков рыбы, уменьшение их объема, снижение мас­
сы 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 пор­
ционных 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 рыб­
ного фарша и его упругопластично-вязкие свойства значительно
уступают аналогичным свойствам мясного фарша. В связи с этим
ассортимент полуфабрикатов из натуральной рубленой рыбы ог­
раничен, преобладают полуфабрикаты из рыбной котлетной
массы, в которой в качестве водоудерживающего компонента ис­
пользуют хлеб или густой молочный соус.
К рыбному сырью, перерабатываемому на предприятиях об­
щественного питания, предъявляют определенные гигиениче­
ские требования в отношении его безопасности по физико-хи­
мическим и микробиологическим показателям. В живой рыбе,
охлажденной и мороженой, в рыбном фарше и филе лимитиру­
ется содержание токсических элементов (свинца, меди, мышья­
ка, кадмия, ртути, цинка), гистамина (тунцы, скумбрия, лососе­
вые, сельди), нитрозаминов, пестицидов, полихлорированных
бифенилов, радионуклидов (цезий-137 и стронций-90), а также
содержание общего количества микроорганизмов, условно-па­
тогенных 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 пигмен­
тов, 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 мине­
ральными веществами. Тепловая денатурация коллагена и по­
следующая за ней дезагрегация этого белка приводят к разрыхле-
298
нию структуры мяса рыб. В отличие от мяса теплокровных живо­
тных коллаген мяса рыб менее устойчив к гидротермическому
воздействию, денатурация его происходит при 40 °С, в соответст­
вии с этим и переход коллагена в глютин происходит более быс­
трыми темпами и в более низком температурном интервале.
Формирование своеобразного вкуса и аромата рыбы, подвер­
гнутой тепловой кулинарной обработке, связано со своеобраз­
ным составом экстрактивных, минеральных веществ и липидов.
Специфический вкус приготовленной рыбы обусловлен срав­
нительно высоким содержанием азотистых экстрактивных ве­
ществ (9... 18 % общего азота мышц) и своеобразием их состава.
В мясе морских рыб, как правило, содержится больше экстрак­
тивных веществ, чем в мясе пресноводных рыб. Среди свобод­
ных аминокислот в мясе рыб мало глутаминовой кислоты, обла­
дающей вкусом, свойственным говяжьему мясу, и очень много
циклических аминокислот — гистидина, фенилаланина, трипто­
фана. Гистидин в значительных количествах содержится в тем­
ном 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
рыбы в результате ферментативного декарбоксилирования гис­
тидин превращается в гистамин, обладающий высокой биологи­
ческой 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 свя­
зи с этим океанических рыб, содержащих повышенное количест­
во 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
водных рыб и теплокровных животных. Метилгуанидин в боль­
ших концентрациях токсичен.
В мясе большинства рыб содержится мало пуриновых основа­
ний, 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 значи­
тельные количества азотистых оснований. Они подразделяются
299
на летучие и триметиламмониевые. Среди летучих оснований пре­
обладают моно-, ди- и триметиламин и аммиак. В свежевыловлен-
ной морской рыбе триметиламина содержится 2...2,5 мг/100 г,
в пресноводной — 0,5 мг/100 г. Аммиака в морской рыбе содер­
жится 3...9 мг/100 г, в пресноводной — до 0,05 мг/100 г. При хра­
нении охлажденной рыбы под действием микроорганизмов ко­
личество 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 мы­
шечных белков и их постденатурационные изменения, но и диф­
фузия. Количество растворимых веществ, переходящих из рыбы
в бульон в результате диффузии, зависит от гидромодуля. В свя­
зи с этим порционные куски рыбы ценных пород обычно готовят
припусканием с добавлением жидкости в количестве, не пре­
вышающем 30 % к массе рыбы. Образующийся при этом бульон
используют для приготовления соусов.
В рыбных бульонах содержится в среднем 28 % экстрактив­
ных 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 со­
стоит из глютина (74 %) и эмульгированного жира. Существен­
ные 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 фосфата­
ми и карбонатами кальция.
По качественному составу экстрактивных азотистых веществ
рыбные бульоны существенно отличаются от мясных. В рыбных
бульонах преобладают циклические (гистидин, триптофан, фе-
нилаланин) и серосодержащие (цистин, цистеин, метионин, тау-
рин) свободные аминокислоты. В бульонах из океанических рыб
содержится метилгуанидин — сильное основание, в больших
концентрациях оказывающее токсическое действие на живые ор­
ганизмы. К особенностям рыбных бульонов относится содержа­
ние в них значительных количеств аминов, среди которых важная
роль принадлежит метиламинам и гистамину. Гигиеническими
требованиями к качеству и безопасности продовольственного
300
сырья и пищевых продуктов установлен предельно допустимый
уровень содержания гистамина в мясе некоторых видов рыб (ту­
нец, скумбрия, лосось, сельдь), который составляет 100 мг/кг.
Содержащийся в мясе рыб креатин при тепловой кулинарной
обработке частично превращается в креатинин, который вступа­
ет в химические реакции с продуктами карбониламинных реак­
ций, свободными аминокислотами и сахарами с образованием
гетероциклических ароматических аминов, обладающих силь­
ным мутагенным и канцерогенным действием на живые орга­
низмы. В мясе беспозвоночных, не содержащем креатина, при
тепловой кулинарной обработке гетероциклические ароматиче­
ские амины не образуются.
Общие потери массы при тепловой кулинарной обработке ры­
бы находятся в пределах 18...20 %, что вдвое меньше потерь массы
мяса крупного рогатого скота. При жарке рыбы потери обусловле­
ны обезвоживанием продукта, а при жарке жирной рыбы допол­
нительные потери могут возникать в результате выплавления и
выхода в окружающую среду некоторого количества жира. При
варке рыбы определенную долю в общих потерях составляют экс­
трактивные, 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 обра­
ботки выглядит по-разному. Из графиков, представленных на
рис. 12.2, видно, что в интервале температур 45...75 °С обезвожи­
вание говядины и мяса рыбы идет интенсивно, причем в говяди­
не — более быстрыми темпами. При температурах выше 75 °С по­
тери 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 сверты­
вания белков рыбы по сравнению с мышечными белками тепло­
кровных животных.
Сравнительно небольшие потери воды мясом рыб при тепло­
вой кулинарной обработке объясняются особенностями его хи­
мического состава и гистологического строения: высоким содер­
жанием 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
301
Рис. 12.2. График изменения содержания воды в рыбе и мясе
при нагревании (по Д. И. Лобанову):
1 — рыба; 2— мясо
слабой их дегидратацией. Вода, отделяемая белковыми гелями
мышечных волокон и поступающая в пространство между пуч­
ками мышечных волокон, слабо выпрессовывается в окружаю­
щее пространство из-за незначительной деформации внутримы­
шечных соединительнотканных образований мышц рыбы и
сравнительно быстрой желатинизации коллагена. В результате
этого мясо рыб при тепловой обработке теряет не более 25 % со­
держащейся 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 проникаю­
щей способности инфракрасного излучения и сокращению про­
должительности 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 дополни­
тельному накоплению азотистых оснований и других соедине­
ний, характерных для мяса рыб. В результате этого специфиче­
ские запах и вкус рыбных блюд усиливаются. Интенсивнее эти
процессы протекают при хранении морской рыбы.
302
Липиды рыб обладают высокой биологической эффективно­
стью. Они сосредоточены в мясе, икре и молоках, в печени неко­
торых 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, зубат­
ка, макрурус, навага и др.
В состав липидов рыб входят триглицериды, свободные жир­
ные кислоты, моно- и диглицериды, фосфолипиды, а также сте-
рины, 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 три-
глицеридов 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 арахидоно-
вой (20 : 4) жирных кислот, которые не синтезируются в организ­
ме человека и должны поступать с пищей. Из двух названных
жирных кислот незаменимой является линолевая кислота. Ис­
точником поступления ее в организм человека служат животные
жиры и растительные масла. Присутствие в липидах мяса рыб
высоконенасыщенных жирных кислот, их окисление с образова­
нием пероксидов, гидропероксидов, оксикислот и других про­
дуктов окисления являются причиной снижения пищевой цен­
ности готовой продукции. Особенно лабильны жирные кислоты,
имеющие 4, 5, 6 двойных связей. Их содержание в жире пресно­
водных рыб составляет 6...30 %, морских — 13...57 % общей мас­
сы жирных кислот.
В мышечной ткани рыб содержатся очень активные гидроли­
тические 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.
303
Продукты гидролиза и окисления липидов имеют неприят­
ные вкус и запах, которые сохраняются в готовых кулинарных
изделиях. Для снижения их накопления применяют глазирова­
ние замороженной рыбы, упаковку в газовлагонепроницаемые
материалы и другие способы.
Физико-химические изменения экстрактивных веществ и ли­
пидов рыб — одна из причин того, что пищевая ценность блюд,
приготовляемых из рыбы длительного хранения, обычно значи­
тельно ниже, чем блюд, приготовляемых из живой или охлаж­
денной рыбы. Эти различия особенно заметны при использова­
нии морской рыбы, что необходимо учитывать в технологиче­
ском процессе: увеличивать закладку специй и ароматической
зелени и кореньев при варке и припускании рыбы, добавлять ук­
сус, рассол, подбирать соответствующие соусы и гарниры.
НЕРЫБНЫЕ МОРЕПРОДУКТЫ
Мясо большинства беспозвоночных (моллюсков и
ракообразных) в приготовленном виде более нежное по срав­
нению с мясом рыб, что объясняется их малоподвижным образом
жизни. Исключение составляют кальмары, имеющие мускулистое
тело (мантию) и мигрирующие на большие расстояния. Тело дру­
гих ракообразных заключено в прочную защитную оболочку (ра­
ковину, панцирь), мускулатура развита слабо.
По химическому составу мясо беспозвоночных существенно
отличается от мяса рыб (табл. 12.2).
Для мяса беспозвоночных характерны сравнительно высокое
содержание минеральных веществ, низкое содержание липидов
и значительные колебания содержания азотистых веществ. В со­
ставе небелковых азотистых веществ отсутствуют креатин и кре-
атинин, мало содержится пуриновых оснований, дипептидов,
среди свободных аминокислот преобладают заменимые, много
глутаминовой аминокислоты и мало циклических и серосодер­
жащих аминокислот. Азотистые основания в значительных ко­
личествах содержатся в мясе ракообразных и кальмаров. Гиста-
мин в съедобном мясе беспозвоночных содержится в пределах,
характерных для мяса пресноводных рыб.
В мясе беспозвоночных содержится значительное количество
гликогена (2... 10 %), чем объясняется его сладковатый вкус в
приготовленном виде. Липидный компонент включает тригли-
цериды, фосфолипиды, холестерин и стеролы. Жирнокислотный
состав липидов отличается высоким содержанием ненасыщен-
304
12.2. Химический состав съедобного мяса
некоторых видов беспозвоночных (%)
Беспозвоночные  Вода  Липиды  Азотистые
вещества
Минеральные
вещества
Креветки  75,6  1,5  19,0  2,6
Омары, лангусты  75,5  1,3  21,0  2,8
Раки пресноводные  79,0  1,8  19,0  2,7
Устрицы  79,5  1,3  10,4  1,2
Мидии  81,0  1,3  11,2  2,9
Морской гребешок  79,0  0,8  14,5  2,1
Кальмары  80,3  0,8  21,8  1,4
Осьминоги  78,0  0,9  14,0  1,5
Трепанги  90,0  0,4  5,1  1,8
Криль антарктический  78,0  4,2  15,1  2,8
ных кислот, в том числе арахидоновой. В то же время в составе
липидов мяса беспозвоночных содержится мало высоконенасы­
щенных жирных кислот с 5, 6 двойными связями, что объясняет
хорошую стабильность беспозвоночных при длительном холо­
дильном хранении.
Таким образом, по химическому составу азотистых экстрак­
тивных веществ и липидов мясо беспозвоночных ближе к мясу
пресноводных рыб и представляет большую ценность для диети­
ческого питания и питания детей всех возрастов.
Морская капуста представляет собой слоевища морских
бурых водорослей рода ламинарий шириной до 0,5 м, длиной
3...5 м. Добывают морскую капусту в прибрежных водах Тихого
океана для пищевых целей и получения солей альгиновой кисло­
ты и маннита. В расчете на сухую массу морская капуста содер­
жит 5...20 % белков, 1...3 % липидов, 6... 12 % пищевых углево­
дов, 0,1...0,6 % йода и другие микроэлементы. На предприятия
общественного питания морская капуста поступает в заморо­
женном или сушеном виде, ее вымачивают в холодной воде: мо­
роженую около 1 ч, сушеную 12 ч. Варят морскую капусту 2 ч при
гидромодуле 1:2, при этом в воду переходит часть Сахаров и
минеральных веществ. В готовом продукте сохраняется доста­
точное количество пищевых веществ, наибольшую ценность из
которых представляют минеральные вещества, особенно йод, а
также витамины группы В, каротин и витамин С.
Таким образом, рыба и нерыбные морепродукты играют боль­
шую роль в питании, являясь поставщиками полноценных бел-
305
ков, ненасыщенных жирных кислот, фосфолипидов, витаминов,
макро- и микроэлементов. Мясо рыб и нерыбных морепродуктов
содержит фтор, йод, бром, мышьяк и другие микроэлементы, де­
фицит которых часто наблюдается в растительных продуктах.
Контрольные вопросы и задания
1. Расскажите об особенностях строения тела рыб с точки зрения их пище­
вого использования.
2. Чем отличается химический состав съедобного мяса рыб от химического
состава мяса теплокровных животных?
3. В чем состоит механизм образования рыбных бульонов и каков их хими­
ческий состав?
4. Какие физико-химические процессы протекают в мясе рыб при тепло­
вой кулинарной обработке?
5. Назовите особенности химического состава беспозвоночных, употреб­
ляемых в пищу.
Глава 1 3
СТРУКТУРНО-МЕХАНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
ПРОДУКЦИИ ОБЩЕСТВЕННОГО ПИТАНИЯ
Механические свойства любой системы теснейшим образом
связаны с ее структурой. Структурно-механические свойства
изучает наука реология.
Реология (от греч. rheos — течение, поток logos — слово,
учение) — наука о деформациях и текучести веществ, сформиро­
вавшаяся как самостоятельная часть физико-химической меха­
ники. Она изучает течение и деформации различных веществ и
материалов, широко используя при этом многие положения ме­
ханики и теории упругости.
Приготовление блюд и кулинарных изделий связано с пере­
работкой пищевых продуктов, представляющих собой структу­
рированные системы, обладающие упругопластично-вязкими
свойствами. Знание структурно-механических свойств сырья и
полуфабрикатов необходимо для создания новых конструкций
машин и аппаратов, выбора рациональных режимов работы обо­
рудования и оптимальных технологических схем производства,
использования их в качестве контролируемых параметров при
создании автоматизированных систем управления технологи­
ческими процессами при непрерывном контроле качества про­
дукции.
306
Знание реологии необходимо в таких технологических про­
цессах, как измельчение и перемешивание пищевых масс, прес­
сование, формование и т. д.
Важнейшие реологические характеристики пищевых матери­
алов — предельное напряжение сдвига, вязкость и адгезионно-
когезионная прочность (адгезия), знание которых позволяет рас­
считать процессы течения пищевых масс в рабочих органах
машин, судить о степени отклонения реологических свойств от
оптимальных значений.
ОСНОВНЫЕ ТЕРМИНЫ РЕОЛОГИИ
Все реальные тела способны деформироваться под воздейст­
вием внешних сил, т. е. изменять свою форму и размеры.
Под деформацией понимают относительное смещение частиц
тела, при котором не нарушается его непрерывность. Деформа­
ция называется упругой, если она исчезает после снятия нагруз­
ки, и остаточной, если после снятия нагрузки она сохраняется.
Величина и характер деформации обусловлены свойствами мате­
риала тела, его формой и способом приложения внешних сил.
При деформировании тела возникают внутренние силы взаи­
модействия его отдельных частиц. Меру интенсивности этих
внутренних сил называют напряжением.
После прекращения воздействия на тело внешних сил напря­
жения частично или полностью рассасываются вследствие теп­
лового движения молекул и других элементов структуры. Про­
цесс убывания напряжений во времени называется релаксацией.
Время релаксации — важная структурно-механическая характе­
ристика тела.
К важнейшим реологическим свойствам тела относятся вяз­
кость, упругость, эластичность и прочность.
Прочность — свойство материалов в определенных усло­
виях и пределах, не разрушаясь, воспринимать те или иные воз­
действия. Критериями прочности для различных случаев служат
предел текучести, предел ползучести и др.
Упругость — способность тел мгновенно восстанавливать
свою форму и объем после прекращения действия внешних сил.
Упругие свойства определяются предельным напряжением сдви­
га и другими механическими характеристиками.
Под напряжением сдвига понимают сопротивление те­
ла действию касательной составляющей приложенной силы. На-
307
пряжение сдвига равно отношению этой силы к поверхности
сдвига. Минимальная сила, необходимая для осуществления
сдвига (перемещение слоев на площади сдвига), определяется
величиной предельного напряжения сдвига. Если при всесто­
роннем равномерном давлении изменяется только объем тела, а
форма остается неизменной, то при сдвиге изменяется форма те­
ла при постоянном объеме.
Если деформации изменяются во времени, то они характери­
зуются скоростью деформации (например, скоростью де­
формации сдвига).
Вязкость — способность жидкости оказывать сопротивле­
ние перемещению одной ее части относительно другой под дей­
ствием внешней силы. Величина, обратная вязкости, называется
текучестью. Вязкость зависит от температуры, давления,
влажности или жирности, концентрации, степени дисперсности
и т. п. Различают вязкость эффективную и пластическую.
Пластичность — способность тела сопротивляться изме­
нению формы под действием внешних воздействий.
Эластичность — свойство тел восстанавливать форму или
объем постепенно в течение некоторого времени.
Релаксация напряжений (давления) — процесс постепен­
ного рассеивания запасенной в теле энергии упругой деформа­
ции путем превращения ее в теплоту. Релаксация напряжений
делится на два периода: первый характеризуется резким умень­
шением напряжения в условиях быстро затухающей скорости
релаксации; второй определяется замедленным снижением на­
пряжения с весьма низкой скоростью релаксации.
Для практики формования пищевых продуктов наибольший
интерес представляет первый период релаксации, так как на до­
вольно короткий промежуток времени приходится большая
часть напряжения.
Ползучесть — свойство материала непрерывно деформи­
роваться под воздействием постоянной нагрузки. В пищевых
материалах ползучесть проявляется очень быстро, с чем необхо­
димо считаться при их обработке.
Тиксотропия — способность некоторых дисперсных сис­
тем самопроизвольно восстанавливать структуру, разрушенную
механическим воздействием. Она свойственна дисперсным сис­
темам и обнаружена у многих полуфабрикатов и пищевых про­
дуктов.
308
СТРУКТУРА ПИЩЕВЫХ СИСТЕМ
Реологические свойства продукта во многом определяются
его структурой и текстурой. Структура — от лат. structura —
совокупность устойчивых связей объекта, обеспечивающих его
целостность и тождественность самому себе; текстура — от
лат. textura — ткань, связь, строение.
Многие пищевые массы помимо твердого и жидкого состоя­
ний обладают структурами, которые по физическим свойствам
занимают промежуточное положение. К ним относятся белко­
вые и углеводные студни, суспензии разной концентрации (пас­
ты, эмульсии, пены и др.).
Наличие внутренней структуры придает таким системам оп­
ределенные механические свойства — упругость, пластичность,
вязкость, прочность, которые объективно характеризуют их кон­
систенцию. Механические свойства зависят от природы входя­
щих в систему веществ и их соотношения, а также от сил взаимо­
действия между ними.
13.1. Типы дисперсных систем пищевых продуктов
(по А. В. Горбатову и др., 1982)
Дисперсион­ Дисперсная  Дисперсная  Продукт (в том
ная среда  фаза  система  числе сырье,
полуфабрикаты)
Газ  Жидкость  Жидкий аэрозоль  Экстракт кофе при
распылительной
сушке
Твердое тело  Твердый аэрозоль  Мука при пневмо-
транспортиро-
вании
Жидкость  Газ  Пена  Белковая пена
Жидкость  Эмульсия  Молоко, майонез
Твердое тело  Золь  Какао-масса
Суспензия  Фруктовый сок
Твердое  Газ  Твердая пена, порис­ Мороженое, безе,
тело  тое твердое тело  сухари
Жидкость  Твердая эмульсия  Масло, маргарин
Пористое твердое
тело, заполненное
жидкостью
Овощи и фрукты
Твердое тело  Твердая суспензия  Макаронные
изделия, шоко­
лад, карамель
309
13.2. Сложные дисперсные системы пищевых продуктов
(по Ю. А. Мачихину и др., 1990)
Продукт  Дисперсная фаза  Дисперсионная среда
Шоколад  Кристаллы сахара, твердые  Кристаллическая
частицы какао, пузырьки
воздуха
форма какао-масла
Мороженое  Пузырьки воздуха, капельки  Кристаллическая
жира, белковые макромоле­
кулы
водянистая фаза
Мякиш хлеба  Пузырьки воздуха, частично  Крахмальный
кристаллические молекулы
крахмала, частицы отрубей
и белковый гель
Фрукты, овощи,  Капельки жидкости,  Целлюлоза,
картофель, зерно,  пузырьки воздуха,  белковая
масличные семена  крахмальные зерна  оболочка
Мясо  Капельки жидкости,  Белковые
кости, капельки жира  макромолекулы
В соответствии с представлениями академика П. А. Ребинде-
ра принято различать два основных типа дисперсных структур:
коагуляционную и конденсационно-кристаллизационную. Коа-
гуляционные структуры удерживаются силами Ван-дер-Ваальса,
действующими через жидкие прослойки. Основные условия их
образования — неоднородность поверхности соприкосновения
частиц и наличие гидрофобных участков, на которых возникают
точечные контакты — начальные звенья будущей структуры. Эти
структуры могут обладать свойствами неньютоновских жидко­
стей и сильно изменяются при нагреве, введении ПАВ, измене­
нии кислотности и других воздействиях.
Конденсационно-кристаллизационные структуры образуют­
ся в процессе конденсации полимеров или кристаллизации их
растворов и расплавов; их существование определяется прочны­
ми химическими связями, отдельные частицы срастаются, жид­
кие прослойки между ними отсутствуют. Системы с такой струк­
турой обладают большей прочностью, хрупкостью и необрати­
мостью при разрушении.
Коагуляционные структуры могут переходить в конденсаци-
онно-кристаллизационные в процессе обработки продукта, ког­
да создаются условия для удаления жидких прослоек между час­
тицами, например при сушке или прессовании.
310
13.3. Классификация пищевых продуктов по реологическим свойствам
и текстурным признакам (по Ю. А. Мачихину и др., 1990)
Дисперсная  Продукт (в том  Типичные  Типичные текс­
система  числе сырье,  реологические  турные признаки
полуфабрикат)  свойства  продукта
Чистая  Вода, спирт,  Ньютоновская  Водянистый,
жидкость  масло  вязкость  жидкий
Чистый  Расплавленные  Преимущественно  Жидкий, густой,
расплав  жиры (какао-масло),  ньютоновская  маслянистый
расплавленный сахар  вязкость
Истинный  Солевые и сахарные  То же  Жидкий, густой
раствор  растворы, экстракты,
пиво, напитки
Коллоид­ Белковые растворы,  Ньютоновская вяз­ Жидкий, густой
ный раствор  мутные фруктовые  кость, возможны  слизистый
и ягодные соки  вязкоупругость,
тиксотропия
Жидко- Суспензии (какао,  Ньютоновская и  Жидкий, густой,
образная  фруктовые и овощные  неньютоновская  кремообразный,
соки, супы), эмульсии  вязкость, тиксотро­ тягучий, вязко-
(молоко, сливки,
майонез)
пия, вязкоупругость  текучий, клейкий
Пасто­ Фруктовое пюре  Неньютоновская  Густой, клейкий,
образная  (яблочный мусс),  вязкость, тиксотро­ кашицеобразный,
ореховый мусс,  пия, реопексия,  резинообразный,
творог, фарш  вязкоупругость  слизистый,
тягучий
Связанная  Масло, пенная  Пластичная вязкость,  Мягкий, мажу­
мягкая  масса, желе, тесто,  обратимая и необра­ щийся, скользкий,
йогурт, суп, паштет,  тимая тиксотропия,  кремообразный,
картофельное пюре  упругость, вязко­ пастообразный,
упругость  клейкий, эластич­
ный
Связанная  Мякиш хлеба,  Упругость, пластич­ Мягкий, крепкий,
полутвердая  вареная колбаса,  ная вязкость, вязко­ резинообразный,
вареный картофель  упругость  вязкий
Прочная  Свежие яблоки,  То же  Мягкий, прочный,
груши, картофель,  хрупкий, ломкий,
огурцы, мясо, хлебо­
булочные продукты
длительного хранения,
шоколад, конфеты
вязкий
Твердая  Карамель, зерно,  Упругость, твердость,  Крепкий, твердый,
ядра орехов, макарон­ высокая текучесть и  хрупкий, ломкий,
ные изделия, морковь  прочность, хрупкость  стекловидный
311
Пищевые продукты, включая сырье и полуфабрикаты, в зави­
симости от состава, дисперсного строения и структуры обладают
различными реологическими свойствами и текстурными отли­
чительными признаками (табл. 13.1 и 13.2).
Наиболее сложными реологическими свойствами обладают
высококонцентрированные дисперсные системы (табл. 13.3) с
пространственными структурами. Образование и изменение
структур, обусловленные физико-химическими, биохимиче­
скими, коллоидно-химическими или чисто физическими про­
цессами, всегда приводят к изменениям их реологических
свойств.
МЕХАНИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ ИДЕАЛИЗИРОВАННЫХ ТЕЛ
Необходимо отметить, что все законы реологии разработаны
для идеальных тел. Известны три основные модели идеализиро­
ванных материалов: идеально упругое тело (по Гуку), идеально
пластическое тело (по Сен-Венану), идеально вязкая жидкость
(по Ньютону).
Механической моделью вязкой жидкости являет­
ся демпфер (рис. 13.1, а), или тело Ньютона. Идеально вязкая
жидкость характеризуется тем, что напряжения в ней пропорци­
ональны скорости деформации.
Вязкое течение происходит под действием любых сил, как бы
малы они ни были, однако скорость деформации при уменьше­
нии сил уменьшается, а при их исчезновении обращается в нуль.
Моделью упругого твердого тела является пружина
(рис. 13.1, б), или тело Гука. Идеально упругое тело — это систе­
ма, в которой энергия, затраченная на деформацию, накаплива­
ется в теле и может быть возвращена при разгрузке.
Рис. 13.1. Механические модели, отражающие простые реологические
свойства материалов:
а — тело Ньютона; б — тело Гука; в — тело Сен-Венана; г — тело Рэнкина
312
Модель идеально пластичного тела изображает­
ся в виде пары трения и определяется как тело Сен-Венана
(рис. 13.1, в). Оно неподатливо при нагрузке ниже предела теку­
чести, а после его превышения неограниченно деформируется.
Предел текучести — это реологическая константа элемента пла­
стичности. При изучении структурно-механических свойств пи­
щевых продуктов их испытывают на разрушение, которому пред­
шествуют мгновенные необратимые деформации.
Модель твердого тела, или тело Рэнкина, изображается
как пара сцепленных пластин (рис. 13.1, г). Реологическая кон­
станта данного элемента — предел прочности. Если при осевом
нагружении достичь предела прочности, сцепленные пластины
необратимо разъединяются.
Необходимо отметить, что ни один из реальных пищевых про­
дуктов не может быть полностью описан ни одной из моделей
идеальных тел. В большинстве своем пищевые продукты соответ­
ствуют сложным моделям, представляющим собой комбинацию
простых, т. е. являются упругопластичными, упруговязкими или
вязкопластичными телами, причем в зависимости от условий
(температуры, влажности, давления, способа и скорости приложе­
ния нагрузки) превалируют то одни, то другие свойства. В связи с
этим при изучении реологических свойств продукта обязательно
должны быть четко указаны условия проведения испытаний, в
противном случае полученные результаты будут несопоставимы.
Свойства жидкостей
К жидкостям относятся вещества, у которых при постоянном
напряжении сдвига 9 наблюдается течение (деформация е) с посто­
янной или переменной скоростью. Свойства жидкостей могут про­
являться и у пластичных тел после превышения предела текучести.
При простом течении ньютоновской жидкости с напряжени­
ем 9 возникает деформация с определенной скоростью сдвига у.
Отношение напряжения сдвига к скорости деформации сдвига
является реологической константой жидкости и называется
ньютоновской вязкостью η:
η = θ/γ
Для неньютоновских жидкостей вязкость является функцией
скорости сдвига, поэтому ее называют «кажущейся» или эффек­
тивной вязкостью ηэф (Па

· с), которая достаточно полно харак­

теризует поведение текучего материала.
313
Рис. 13.2. Неполные кривые течения (а) и функции вязкости (б):
1 — ньютоновской жидкости; 2 — дилатантной жидкости; 3 — структурно-
вязкой жидкости; 4 — нелинейного пластичного тела; 5 — линейного
пластичного тела
Определение эффективной вязкости предусматривает изме­
рение значений (6, у) в широкой области у для построения кри­
вой течения и функции вязкости.
Для характеристики жидкостей используют кривые тече­
ния— реограммы, представляющие собой графическую зави­
симость напряжения сдвига от скорости деформации в условиях
простого сдвига.
Реограмма ньютоновских жидкостей представляет собой пря­
мую линию 1 (рис. 13.2), проходящую через начало координат.
Все кривые течения 2-5, которые отклоняются от прямой ли­
нии, соответствуют неньютоновским жидкостям. При этом кри­
вая 2 отражает дилатантное течение, характерное в основном для
концентрированных дисперсных систем, при котором с увеличе­
нием скорости деформации наступает «затруднение сдвига» (при
высокой концентрации дисперсной фазы вследствие образова­
ния пространственной структуры возникает предел текучести);
кривая 3— псевдопластичное течение, что характерно для «сдви­
гового размягчения» вследствие разрушения структуры с увели­
чением скорости деформации; кривая 4— нелинейное пластич­
ное течение, характерное для большинства пластичных тел.
314
Линейный участок кривой 5 характерен для бингамовских тел и
соответствует идеальному пластичному течению.
Таким образом, эффективная вязкость неньютоновских жид­
костей состоит из двух компонентов:
1 — неньютоновской вязкости η , основанной на внутрен­
нем трении жидкости и представляющей собой физическую кон­
станту материала;
2 — структурного сопротивления ηэф (γ) — ηэф, зависящего от
структурного состояния дисперсных систем и являющегося фун­
кцией скорости сдвига у.
Свойства твердых тел
Твердые тела в зависимости от упругости бывают гуковскими
и негуковскими.
Гуковское тело — это идеально упругое тело, состояние кото­
рого описывается уравнением Гука
θ = Gγ,
где G — модуль упругости.
После снятия нагрузки, отдавая накопленную энергию, гуков­
ское тело без запаздывания возвращается в исходное состояние.
Однако среди твердых тел встречаются такие, поведение ко­
торых не соответствует поведению идеально упругого тела. Такие
тела называются негуковскими.
Для негуковского твердого тела с нелинейной упругостью
θ / γ= G const
При этом модуль сдвига является функцией деформации, что
характерно, например, для пористых пенообразных пищевых
материалов. В связи с этим, как и для неньютоновских жидко­
стей, вводят понятие эффективного модуля упругости Gэф. Если
напряжение не превышает предела текучести (или прочности)
твердого тела, соотношение между напряжением сдвига и дефор­
мацией описывается уравнением
θ = Gэф γm.
На рис. 13.3 приведены графики зависимости деформации Е
от времени деформирования т при постоянном напряжении для
твердых, твердообразных, жидких и жидкообразных структур
пищевых продуктов.
315
Рис. 13.3. Схема зависимости деформации ε от времени х
при постоянном напряжении
Для идеально твердых тел (рис. 13.3, а) основной характери­
стикой является модуль упругости, определяемый по величине
упругой, исчезающей после снятия напряжений деформации
εупр. Определить вязкость твердого тела не представляется воз­
можным из-за отсутствия у него пластической остаточной дефор­
мации (εост = 0).
Измерение величины упругих деформаций и модулей у неко­
торых твердых (кристаллических) структур также связано со зна­
чительными трудностями из-за малой величины этой деформа­
ции, хрупкости. Для таких тел определяют прочность или крити­
ческое напряжение разрушения структуры. При этом испытуемый
316
образец нагружают постепенно, увеличивая напряжение до кри­
тического, соответствующего разрушению структуры. В структуре
постепенно развиваются дефекты (например, трещины). Крити­
ческое напряжение, или прочность, бывает значительно меньше,
чем модуль упругости, определенный по величине мгновенной
упругой деформации, протекающей в доли секунды.
У идеальных, или истинных, жидкостей (рис. 13.3, б) пред­
ставляется возможным определить только вязкость, так как вся
получаемая деформация является остаточной (ΕОСТ = 0) И после
снятия нагрузки не исчезает.
У идеально твердых тел и жидкостей по указанным выше при­
чинам нельзя определить период релаксации напряжений.
У большинства продуктов можно определить как упругие, так
и остаточные деформации и по ним рассчитать модули упруго­
сти, вязкость и период релаксации. На рис. 13.3, в представлен
пример для твердообразных, а на рис. 13.3, г — для жидкообраз-
ных продуктов.
Таким образом, многочисленные реальные твердые тела об­
ладают мгновенной обратимой упругостью и запаздывающей уп­
ругостью, а после превышения предела текучести возникает пла­
стичное течение.
Пищевые продукты и полуфабрикаты, такие, как тесто, тво­
рожные массы, мясные и рыбные фарши, мясо, шпик, фруктовые
и овощные пюре, джемы, повидло, сливочное масло и маргари­
ны, кремы, относятся к пластично-вязким твердообразным
структурами, и их деформационное поведение, или течение, от­
личается от поведения ньютоновских жидкостей или твердых тел.
Для неразрушенных структур существует два основных типа
кривых кинетики деформации.
В первом случае (рис. 13.4, а) приложенное напряжение
меньше предела текучести (Р < Рт). Этот тип встречается очень
редко, например, при действии малых напряжений на пищевые
студни деформация может быть полностью обратимой.
При мгновенном действии напряжения возникает упругая де­
формация ε0 как мгновенная реакция тела на внешнее воздейст­
вие ОА. Ее величина определяется силами первичных химиче­
ских связей. Вслед за мгновенной, упругой развивается уже во
времени высокоэластичная деформация, также обратимая по ве­
личине АС. Ее величина характеризует силу связи между отдель­
ными макромолекулами и их звеньями. Деформация достигает
некоторого максимального значения εmax и далее не меняется,
317
Рис. 13.4. Кривые кинетики деформации материала
так как действующее напряжение уравновешивается силами
внутреннего сопротивления тела, конечный участок кривой яв­
ляется линейным. В точке С напряжение снимают (Р = 0), де­
формация спадает до нуля по кривой СDF, система полностью
восстанавливает свою форму.
В большинстве случаев для реальных пищевых систем прило­
женное напряжение превышает предел текучести (Р> Рт) и полу­
чается кривая, изображенная на рис. 13.4, б.
При мгновенном действии напряжения возникает упругая
деформация ε0 как мгновенная реакция тела на внешнее воздей­
ствие.
После возникновения мгновенной упругой деформации об­
наруживается непрерывное нарастание остаточной деформации,
переходящее в пластическое течение. Остаточная деформация
нарастает с постоянной скоростью, которую можно охарактери­
зовать tg а, а максимальная деформация εmax за время действия
нагрузки х определяется отрезком, отсекаемым на оси ординат
касательной к конечному участку кривой.
В точке С напряжение снимают, происходит своеобразный
«отдых» образца, при этом упругая деформация исчезает.
ε0 = ОА = СD, и идет восстановление эластической деформа­
ции. С увеличением времени кривая ВР будет приближаться к
некоторому конечному значению остаточной деформации εост.
По кривой кинетики деформации кроме предела упругости
можно найти модули мгновенной упругости сдвига, эластично­
сти и другие характеристики.
318
ПРЕДЕЛЬНОЕ НАПРЯЖЕНИЕ СДВИГА
Реограммы пластично-вязких твердообразных материалов
имеют сложный характер с несколькими характерными участка­
ми (рис. 13.5).
С увеличением напряжения сдвига до точки 7 происходит
только упругая деформация, слои друг относительно друга не пе­
ремещаются, материал ведет себя как твердое тело, вязкость сис­
темы бесконечно велика.
Величина θст (статическое предельное напряжение сдвига) ха­
рактеризует переход системы из состояния покоя в состояние
медленного перемещения одного слоя относительно другого
(ползучесть) без заметного разрушения структуры. Деформация
становится высокоэластичной, вязкость принимает максималь­
ное значение (ηmax) и называется пластической или шведовской.
Величина θст, или более распространенное на практике обоз­
начение θ0 — предельное напряжение сдвига неразрушенной
структуры, является одной из основных реологических характе­
ристик пластично-вязких материалов. Под предельным на­
пряжением сдвига понимают напряжение, по достижении
которого материал начинает необратимо деформироваться
(течь).
Рис. 13.5. Реологические кривые
для твердообразных систем:
а — зависимость градиента скорости
от напряжения сдвига; б — зависимость
логарифма эффективной вязкости
от напряжения сдвига;
0—1 — зона упругих деформаций;
1—2 — зона начала течения
с наибольшей эффективной
и пластической вязкостью;
2—3 — начало зоны лавинного
разрушения структуры;
3—4 — зона лавинного разрушения
структуры (течение с наименьшей
пластической вязкостью);
5 и выше — зона ньютоновского
течения с постоянной вязкостью
предельно разрушенной структуры
319
Рис. 13.6. Деформация сдвига
Для большей наглядности представим себе кубик (рис. 13.6),
который нижним основанием приклеен к неподвижной плоско­
сти, а к верхнему основанию приложено напряжение 9. В резуль­
тате кубик превратится в ромбоэдр, так как его боковые стороны
сдвинутся на угол 8. Этот угол называется углом сдвига. Он зави­
сит от приложенного напряжения и свойств материала.
Если напряжения сдвига малы, то и углы невелики и исчеза­
ют после того, как будут сняты напряжения, в этом случае тело
проявляет упругие свойства. Если приложены большие напряже­
ния, получаются большие углы е, после снятия напряжений углы
сдвига могут частично уменьшаться, но не до нуля, т. е. появятся
остающиеся углы сдвига ε. Напряжения, при которых они появ­
ляются, называются пределом упругости и характеризуют пре­
дельное напряжение сдвига.
Участок 2—3 (см. рис. 13.5) соответствует интенсивному (ла­
винному) разрушению структуры в системе. Начало разрушения
θт означает переход ползучести в течение с постоянно изменяю­
щейся вязкостью, называемой эффективной вязкостью ηэф.
Эффективная вязкость — это итоговая характеристика для
данного напряжения сдвига, характеризующая равновесное со­
стояние между процессами восстановления и разрушения струк­
туры, а также ориентации частиц в направлении установившего­
ся ламинарного потока жидкости.
Участок 3—4 (прямая линия) отвечает течению системы с раз­
рушенной структурой. Величина θ0, отсекаемая на оси абсцисс
продолжением прямолинейного участка, называется динамиче­
ским или бингамовским предельным напряжением сдвига.
Величина θmax соответствует практически полному разруше­
нию структурных элементов. Вязкость системы принимает ми­
нимально возможное значение.
320
АДГЕЗИЯ
Адгезия (от лат. adhesio — прилипание) — это сцепление раз­
нородных тел, соприкасающихся своими поверхностями. Она
относится к поверхностным свойствам пищевых продуктов, иг­
рает важную роль в различных технологических процессах, где
существует контакт между продуктом и поверхностью обрабаты­
вающей машины, и, как правило, нежелательна.
На адгезию пищевых масс оказывают влияние свойства ис­
пользуемого сырья и особенности технологии. Например, адге­
зия дрожжевого теста зависит от способа приготовления (опар-
ное, безопарное, сорт муки, количество дрожжей, добавки ПАВ
и др.).
До настоящего времени природа адгезии полностью не выяс­
нена и существует несколько теорий ее существования (адсорб­
ционная, термодинамическая, диффузионная, электрическая,
химическая и др.).
По адсорбционной теории адгезия связана с действи­
ем межмолекулярных сил: физических — ван-дер-ваальсовых,
ковалентно-ионных. При взаимодействии двух тел вследствие
броуновского движения молекул и их перегруппировки на
границе контакта устанавливается адсорбционное равно­
весие.
Диффузионная теория, развиваемая С. С. Воюцким, объ­
ясняет адгезию полимеров диффузией макромолекул в поры и
трещины металлической поверхности, а также результатом диф­
фузии в аморфный слой гидроксида, образующегося на поверх­
ности металла.
Согласно электрической теории Б. В. Дерягина и
Н. А. Кротовой адгезия объясняется контактной электризацией
на границе разнородных тел, т. е. возникновением в зоне контак­
та своеобразного электрического молекулярного конденсатора,
обусловленного двойным электрическим слоем.
Химическая теория связывает явление адгезии с хи­
мической активностью контактирующих тел. В месте контакта
происходит химическое взаимодействие контактирующих ма­
териалов, в результате которого на поверхности металла образу­
ются мономолекулярный слой продуктов реакции взаимодей­
ствия.
Таким образом, хотя механизм адгезии недостаточно изучен и
не существует единой теории этого процесса, каждая из выше-
321
приведенных теорий определенным образом объясняет явление
адгезии.
С понятием адгезии тесно связано понятие когезии. Коге-
зия означает связи внутри данного тела. Соотношение адгезии и
когезии в значительной степени определяет условие после удале­
ния структурированных пищевых масс (тесто, фарши и др.) при
нарушении их контакта с твердой поверхностью.
В большинстве случаев силы адгезии превышают силы коге­
зии и отрыв от поверхности субстрата происходит полностью
или частично в объеме адгезива. В этом случае отрываемая по­
верхность полностью или частично оказывается покрыта адге-
зивом, а вид отрыва называют когезионным или смешанным.
Например, для мучного теста это означает прилипание части
теста к внутренней поверхности различных емкостей, к деталям
технологического оборудования. Повышенная по сравнению с
когезией адгезия теста приводит к потерям пищевого сырья и
снижению производительности оборудования.
На величину адгезии оказывают влияние различные факторы:
влажность продукта, площадь, давление и продолжительность
контакта с поверхностью, вид поверхности, скорость отрыва и др.
МЕТОДЫ ИЗУЧЕНИЯ РЕОЛОГИЧЕСКИХ СВОЙСТВ
Для определения реологических параметров материала и
показателей консистенции применяют множество методов и
приборов (реометров), которые различаются по области приме­
нения, виду измеряемой величины, принципам нагружения, сте­
пени автоматизации и другим признакам (табл. 13.4).
Большинство реологических методов измерения и приборов
предназначено для лабораторных исследований. В современных
приборах измерения частично или полностью автоматизирова­
ны, а результаты обрабатываются с помощью компьютеров.
Для исследования систем с низкой вязкостью (соки, молоко,
растительное масло и др.) используют капиллярные и шарико­
вые визкозиметры; для систем с высокой вязкостью — ротацион­
ные вискозиметры (реотесты, вискозиметры Воларовича, Мачи-
хина и др.).
Для определения величины предельного напряжения сдвига
также используют различные методы и приборы. К наиболее
доступным и простым приборам относятся конические пласто-
меры и пенетрометры с различными инденторами (конус, шар,
322
13.4. Классификация реометров (по Ю. А. Мачихину, 1990)
Реометры  Вид нагруже- Измеряемая  Область
ния (течения)  величина  применения
Вискозиметры:  Реологические  Фруктовые и овощные
капиллярные  Одномерное  характеристики  соки, молоко, кефир,
сдвиговое  сливки, растительное
течение  масло, сиропы, творог,
ротационные  То же  мясной и рыбный фар­
шариковые  Течение Стокса  ши, пасты, конфетные
колебательные  Одномерное и
двумерное сдви­
говое течение
массы, тесто
Пенетрометры  Многомерное  Предельное  Твердые жиры, желе,
пенетрацион- напряжение  тесто, мякиш хлеба,
ное течение  сдвига, пара­ фрукты, овощи, сыр,
метры текстуры  колбаса, мясо,
шоколад
Компресси­ Сжатие  Предел прочно­ Твердообразные
онные  образца  сти при сжатии,
объемная вяз­
кость, параметры
текстуры
пищевые продукты
Универсаль­ Растяжение,  Прочностные  То же
ные типа  сжатие, изгиб,  характеристики,
«Инстрон»  сдвиг и другие  параметры
простейшие
виды нагруже-
ния исследуе­
мого продукта
текстуры
Трибометры  Сдвиг  Фрикционные
характеристики
»
Адгезиометры  Отрыв контакти­ Адгезионные  »
рующего элемен­
та от поверхнос­
ти исследуемого
материала
характеристики
игла и др.), а также приборы для измерения деформации сдвига
на наклонной плоскости.
Принцип работы конического пластомера (пенетрометра) со­
стоит в том, что в исследуемый продукт под действием постоян­
ной нагрузки погружают конус, который может иметь гладкую
или рифленую поверхность. По глубине погружения индентора
судят о консистенции продукта и его структурно-механических
свойствах.
323
Согласно акад. П. А. Ребиндеру, величину предельного на­
пряжения сдвига θ0 рассчитывают по максимальному погруже­
нию конуса hmax в исследуемый материал:
θ0 = МК/(hmax)2
где М— масса нагрузки, действующая на конус; К — константа конуса, за­
висящая от угла его вершины.
Для определения адгезии используют универсальные адгези-
ометры, действующие по принципу отрыва. Применяют пласти­
ны различной площади, изготовленные из различного материала
(нержавеющая сталь, фторопласт 4), при этом изменяют давление
и время предварительного контакта, скорость отрыва и другие
параметры.
Поскольку величина адгезии Р0 (Па) характеризуется силой,
отнесенной к единице площади контакта S, то ее определяют как
удельную силу нормального отрыва пластины F от продукта:
Р0 = Р/ S.
РЕОЛОГИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
ОТДЕЛЬНЫХ ВИДОВ КУЛИНАРНОЙ ПРОДУКЦИИ
Н. А. Коробочка с помощью ротационного вискозиметра
«Реотест-2» установила реологические показатели качества соу­
сов «Новинка» и «Молочно-яблочного» при 20 °С, индекс тече­
ния, коэффициент консистенции, предельное напряжение сдви­
га, вязкость. С использованием компьютера была получена но­
вейшая зависимость вязкости исследуемых концентрированных
соусов от степени деформации.
Кривые течения концентрированных соусов в достаточно
полной мере описываются реологическими уравнениями Герше-
ля—Балкли:
θ = θ0 + (ηплγ)n
где 6 — напряжение сдвига; θ0 — предельное напряжение сдвига; ηпл —
пластическая вязкость; γ — скорость сдвига.
Для соусов «Новинка» θ = 189,81 + 284,60γ0,08, для «Молоч­
но-яблочного» θ = 154,66 + 183,08γ0,21.
Установлено, что предельное напряжение сдвига мясных
фаршей более чувствительно к изменению технологических и
механических факторов, чем пластическая и эффективная вяз­
кость. В. Е. Артеменко проводил исследования по определению
324
13.5. Предельное напряжение сдвига фарша с добавками овощей
Содержание в
фарше овощей, %
 в еинажредоСПредельное напряжение сдвига фарша с добавками овощей, Па
фарше овощей, %  Морковь  Капуста

предельного напряжения сдвига комбинированных мясорасти-
тельных фаршей с разным содержанием овощей. Полученные
результаты приведены в табл. 13.5.
Как видно из таблицы, изменение состава фарша влияет на ве­
личину предельного напряжения сдвига системы. Уменьшение
предельного напряжения сдвига с увеличением в фарше доли
овощей связано с увеличением содержания слабосвязанной воды
и утолщением жидкостных прослоек дисперсионной среды.
Возрастание величины предельного напряжения сдвига мяс­
ного фарша в процессе его механического перемешивания может
быть объяснено образованием белками мяса дополнительных
структурно-коагуляционных элементов. Как известно, для мя­
сопродуктов характерен коагуляционный тип структуры, кото­
рая является результатом взаимодействия между частицами
вещества на основе сил Ван-дер-Ваальса через дисперсионную
среду. В результате механического воздействия при перемешива­
нии и действия поваренной соли часть миофибриллярных бел­
ков растворяется и переходит в дисперсионную среду, что и при­
водит к возрастанию предельного напряжения сдвига системы.
Б. А. Баранов исследовал влияние структурирующей добавки
на реологические свойства мясных и рыбных фаршей. В качестве
структурирующей добавки была использована сухая смесь, состо­
ящая из пищевого альгината натрия, карбоната кальция и пище­
вой лимонной кислоты. Количество добавляемой смеси состав­
ляло 0,5...1,5 % к массе фарша. Исследования показали, что до­
бавление смеси приводит к усилению упругих свойств фаршей и
значительному возрастанию адгезии к нержавеющей стали и фто­
ропласту. Так, липкость фарша с добавлением 1,5 % смеси была
почти в 2 раза выше, чем у контрольного образца. Одновременно
зафиксировано, что предельное напряжение сдвига готового из­
делия снижается, т. е. оно становится более мягким и сочным.
325
Основным показателем, характеризующим консистенцию
мучного теста, также является предельное напряжение сдвига,
которое зависит от технологии приготовления, влажности и
температуры теста. Например, сырцовый способ приготовле­
ния пряничного теста обеспечивает наибольшее значение пре­
дельного напряжения сдвига, которое для пряничного теста
варьирует в зависимости от рецептуры и влажности теста. Наи­
более высокое значение предельного напряжения сдвига отме­
чено у пряничного теста, в рецептуру которого не входят естест­
венные эмульгаторы.
С увеличением влажности теста значение предельного напря­
жения сдвига уменьшается. Предельное напряжение сдвига мо­
жет также служить объективным показателем качества готовых
изделий, например пряников, в процессе хранения. Так, О. Ма-
зур было установлено, что нарастание структурной прочности
зависит от способа приготовления изделий и их хранения. Была
установлена граница, характеризующая хорошее качество пря­
ников в процессе хранения, она соответствует значению струк­
турной прочности в пределах 0,4 МПа. Сырцовые пряничные
изделия, хранившиеся при обычных условиях, достигали струк­
турной прочности, равной 0,4 МПа, к пятым суткам хранения, а
заварные — только к восьмым суткам.
Б. А. Баранов с сотрудниками изучали структурно-механиче­
ские характеристики теста молочных коржиков с добавлением
альгината натрия (модуль упругости и вязкость, предельное
напряжение сдвига и адгезия). В ходе исследований установле­
но, что тесто с добавками альгината натрия имеет более низкие
значения предельного напряжения сдвига, а вязкость возра­
стает пропорционально количеству добавляемого альгината
натрия.
Установлено, что добавление альгината натрия приводит к
существенному возрастанию (в 1,5 раза) адгезии теста как к не­
ржавеющей стали, так и к фторопласту.
Таким образом, величина предельного напряжения сдвига,
адгезии для различных пищевых материалов может служить объ­
ективным показателем их качества.
На рис. 13.7 приведены кривые деформаций сдвига (получен­
ные Л. В. Бабиченко) для дрожжевого, слоеного (пресного) и
песочного теста. Как видно из графика, исследованные полу­
фабрикаты теста резко различаются по своим структурно-меха­
ническим свойствам.
326
Рис. 13.7. Кривые деформации сдвига
дрожжевого (1), слоеного (2) и
песочного теста (3)
Так, в дрожжевом и слоеном тесте деформации в системе про­
исходили уже при нагрузке, равной 0,85 и 0,60 Н, а в песочном —
только при нагрузке 2,15 Н.
Для кривой деформации дрожжевого теста характерны посте­
пенное и достаточно медленное развитие высокоэластической
деформации и течение с убывающей скоростью (участки а—б и
б—в), а в разгруженной системе наблюдаются большая деформа­
ция упругого последействия и постепенное ее развитие, т. е. вы­
сокая эластичность (участок в—г). На характер кривой, несом­
ненно, оказали влияние свойства клейковины дрожжевого теста,
в частности ее эластичность.
Характер кривой деформации слоеного теста, не отличающе­
гося по влажности от дрожжевого, несколько иной. Тесто обла­
дает меньшей эластичностью, что, по-видимому, можно объяс­
нить влиянием большого количества добавляемого в него сли­
вочного масла.
Кривая сдвига песочного теста отражает быстрое развитие уп­
ругих деформаций (низкую эластичность). После разгрузки сис­
темы деформации незначительны.
К достоинствам этого вида теста относятся способность дол­
го сохранять приданную ему форму, рассыпчатость, отсутствие
из-за низкой влажности так называемой «затяжистости».
Рассчитанные в результате испытаний величины модуля упру­
гости и вязкости для трех видов теста позволяют численно выра­
зить различия в консистенции этих полуфабрикатов (табл. 13.6).
Следует отметить, что полуфабрикаты теста, структурно-ме­
ханические характеристики которого отличаются от приведен­
ных в таблице, имеют иные органолептические показатели. На-
327
Под нагрузкой Без нагрузки
13.6. Структурно-механические характеристики
различных видов теста при 20 °С
Тесто (полу­ Влаж­ Модуль упру­ Вязкость,  Органолептиче-
фабрикат)  ность, %  гости, кПа

· с  Па • с  ские показатели

Дрожжевое  37  4,0  4,5  Эластичное,
(опарное)  упругое
Слоеное  35  3,4  3,6  Мягкое
(пресное)
Песочное  20  28,7  15,3  Рассыпчатое,
мелкозернистое
пример, образец слоеного теста при влажности, близкой к стан­
дартной (36,6 %), оказался излишне плотным и упругим, по­
скольку модуль упругости этого теста в 2 раза, а вязкость в 3 раза
больше соответствующих средних величин, определенных для
теста с хорошими органолептическими показателями.
Для липкого, «затяжистого» песочного теста с повышенной
влажностью (35,5 % вместо 19 %) получены заниженные значе­
ния структурно-механических характеристик: модуль упругости
7,6

· 103 Па, вязкость 6,5 • 105 Па • с.

Таким образом, из полученных данных следует, что о качест­
ве полуфабрикатов теста можно судить по их структурно-меха­
ническим свойствам.
Для изделий из ржаного теста особое значение наряду с дру­
гими имеют реологические свойства. Структура теста и качество
готовых изделий зависят от особенностей белково-углеводного
состава ржаной муки. Для ржаного теста характерны отсутствие
губчатого клейковинного каркаса и наличие жидкой фазы, осно­
ву которой составляют пептизированный белок, слизи, раство­
римые декстрины, сахара, ограниченно набухающая часть бел­
ков, отрубянистых частиц.
Н. А. Акимова и Е. Я. Троицкая проводили реологические
исследования с применением методов математического моде­
лирования, целью которых были нахождение оптимальной кон­
центрации компонентов, входящих в рецептуру (в том числе
яблочного пюре), определение лучшего соотношения между
ними, описание характера течения ржаного теста с помощью
математических уравнений, а следовательно, выявление качест­
ва модельных и контрольных образцов и установление опти-
328
η, мПа

· с

Рис. 13.8. Зависимость эффективной вязкости модельных рецептур теста
от градиента скорости:
1 — образец с содержанием яблочного компонента 5 %;
2 — образец с содержанием яблочного компонента 15 %;
3 — образец с содержанием яблочного компонента 25 %
мальных структурно-механических показателей исследуемого
полуфабриката теста.
Исследования проводили с помощью ротационного вискози­
метра "Reotest-2" при температуре 20 °С. В процессе экспери­
мента, учитывая характер исследуемого теста, были подобраны
рабочие диапазоны измерений в рамках имеющихся режимных
параметров и найдены значения показателей (вязкость, предель­
ное напряжение сдвига), определены уравнения течения теста.
Исследование структурно-механических показателей теста
приведено на рис. 13.8 и 13.9.
Из рис. 13.8 отчетливо видно влияние яблочного компонента
на структурно-механические свойства теста, при введении до­
полнительного количества которого наблюдается резкое сниже­
ние его вязкости; в режиме скоростей сдвига 0,33...16,2 с-1 эта
η, мПа

· с

Рис. 13.9. Зависимость эффективной вязкости теста от градиента скорости:
1 — контрольный образец; 2— оптимальный образец
329
величина находится в пределах 0,928...0,029 мПа

· с. И наоборот,

при уменьшенном количестве измельченных яблок в структуре
теста вязкость возрастает с 0,083 до 1,940 мПа

· с.

При обработке полученных данных на компьютере был про­
веден регрессионный анализ найденных зависимостей, который
показал, что среди математических моделей (линейной, степен-
ной, гиперболической, экспоненциальной) с наибольшей долей
достоверности происходящие процессы можно описать степен­
ными уравнениями. Коэффициенты корреляции для исследо­
ванных модельных образцов были соответственно r1 = -0,9859,
r2 = -0,9928, r3 = -0,9840.
Найденные степенные зависимости η = ƒ(γ), описывающие
характер течения модельных образцов теста, показали, что ис­
следуемые объекты относятся к вязкопластическим структурам,
которые подчиняются следующим уравнениям течения:
η1 = 6,737γ-0,766; η2 = 6,590γ-0,791; η3 = 6,013γ-0,828.
Характер течения модельных образцов 1 и 3 отличается от
характера течения образца 2. Оптимальная кривая зависимости
вязкости от скорости сдвига (образец 2) находится между двумя
модельными образцами, его вязкость изменяется в пределах
1,771...0,062 мПа

· с.

Недостатки образца 1 — плотная, неоднородная консистен­
ция, немного крошливая, быстро образуется «заветренная» ко­
рочка, у образца 3 — растекающаяся, неплотная консистенция,
заметны вкрапления непромешанных компонентов; изделия при
формовании плохо сохраняют форму, рисунок не сохраняется.
При введении фруктовых добавок в сахарожировую яичную
массу в тесте происходит разжижение структуры в результате от­
носительного увеличения дисперсионной среды.
В этом случае можно говорить о том, что при введении фрукто­
вых добавок совместно с яйцами в жировую массу образуется сис­
тема с пониженной подвижностью воды, в связи с чем уменьшает­
ся адсорбция влаги белками муки при последующем замесе теста.
Изменение прочностных свойств теста при введении в него
дополнительного количества яблочного компонента имеет сте-
пенной характер. Уменьшение эффективной вязкости теста по
мере увеличения содержания в нем количества яблочного ком­
понента свидетельствует о разжижении его структуры. Это явле­
ние можно объяснить ослаблением системы по мере увеличения
содержания в ней воды.
330
При выборе оптимальной из исследуемых моделей теста учи­
тывали не только реологические, но и другие показатели, входя­
щие в комплексный показатель качества, а также органолептиче-
ские свойства выпеченных изделий.
График, изображенный на рис. 13.9, показывает, что в адек­
ватно описывающих процесс уравнениях течения, приведенных
ниже, структура исследуемых путем сравнения контрольного и
оптимального образцов разрушается различными темпами:
ηконтр = 6,762γ-1,163;
ηопт = 6,590γ-0,791.
Коэффициенты корреляции при этом rкотр = -0,981, rопт =
= -0,985.
Установлен темп разрушения структуры, который составляет
mконтр = 2,163, что значительно больше, чем mопт = 1,791.
Вязкость контрольного образца теста находится в пределах
2,27...0,043 мПа

·с. Образец теста разработанной рецептуры

имеет менее вязкую консистенцию, чем контрольный, что объ­
ясняется введением в рецептуру растительных жиров, а также
углеводов и воды, содержащейся в яблоках. Кроме того, более
низкие значения вязкости полученного теста могут быть объ­
яснены заменой пшеничной муки ржаной.
Таким образом, проведенные исследования позволили с по­
мощью методов математического моделирования уточнить опти­
мальную рецептуру принципиально нового полуфабриката теста
из ржаной муки, всесторонне исследовать его структурно-меха­
нические свойства и получить степенные уравнения течения изу­
чаемого теста как вязкопластичного теста, а также в дальнейшем
дать всестороннюю комплексную оценку качества как получен­
ного полуфабриката теста, так и широкого ассортимента готовых
изделий из него.
Под действием высоких температур (выпечка, пассерование)
высокомолекулярные вещества муки претерпевают глубокие фи­
зико-химические изменения. Эти изменения сводятся к тепло­
вой денатурации белковых веществ клейковины, теряющих спо­
собность к растяжению и деструкционным изменениям крахма­
ла. Об изменении белков под влиянием различных температур
нагревания можно судить по характеру кривых деформаций
сдвига, полученных для мучного небродящего теста из муки,
предварительно нагретой до различных температур (по данным
Л. В. Бабиченко) (рис. 13.10).
331
Под нагрузкой Без нагрузки
8 °С(43,7%)
5 °С(42,5%)
105 °С (44,5%)
20 °С (45,5 %)
150 °С(55%)
145 °С(48%)
130 °С (43,4%)
140 °С (43,5%)
Рис. 13.10. Кривые деформации
сдвига теста из муки воздушно-
сухой и прогретой до различных
температур
(в скобках влажность)
Характер кривых для образцов теста из воздушно-сухой муки,
нагретой до 65, 105 и 120 °С, свидетельствует о достаточно мед­
ленном развитии высокоэластической деформации и течении с
убывающей скоростью, при этом разгруженная система харак­
теризуется высоким значением упругого последействия. Повы­
шение температуры нагрева муки сопровождается снижением
эластичности теста. Особенно резкие изменения кривых наблю­
даются для теста из муки, нагретой до 130 °С и выше. Они пока­
зывают быстрое развитие упругих деформаций (величины моду­
лей сдвига и вязкости теста влажностью 45 % приведены в
табл. 13.7).
Как видно из таблицы, при повышении температуры нагрева
муки возрастает величина модуля сдвига теста. Для теста из му-
13.7. Структурно-механические характеристики
теста из воздушно-сухой и нагретой муки
Температура, °С  Модуль сдвига, кПа  Вязкость η

·10-5, Па • с

20  1,18  0,45
55  1,75  0,47
105  0,92  0,52
120  1,37  0,68
130  1,58  1,60
140  2,18  2,20
145  3,41  2,90
150  30,00  11,80
332
13.8. Показатели размороженных полуфабрикатов
Вид мясных
рубленых полу­
фабрикатов
Степень
замены
мяса, %
Реологические
характеристики
Потери
массы при
тепловой
обработке, %
Органолепти-
ческая оценка
качества, сред­
ний балл
Вид мясных
рубленых полу­
фабрикатов
Степень
замены
мяса, %
Напряжение
стандартной
пенетрации,
кПа
Работа
резания,
Дж/м2
Потери
массы при
тепловой
обработке, %
Органолепти-
ческая оценка
качества, сред­
ний балл
С соевой
мукой
С белковым
соевым тек-
стуратом
0
10
20
30
0
10
20
30
1,881
1,340
0,778
0,599
1,881
1,994
2,126
2,370
369,4
307,2
238,0
208,0
369,4
266,0
254,9
243,8
29,5
28,4
26,8
25,4
29,5
28,0
26,2
24,4
4,4
4,5
4,5
4,4
4,4
4,4
4,5
4,3
ки, нагретой до 150 °С, она почти в 30 раз больше, чем для теста
из ненагретой муки.
В интервале от 120 до 130 °С значение вязкости повышается
на один порядок, при более высоких температурах нагрева муки
(от 130 до 150 °С) вязкость возрастает еще на один порядок, что
свидетельствует о резких изменениях белков и углеводов муки.
Таким образом, температура 120 °С является своего рода «крити­
ческой». При нагревании выше этой температуры свойства муки
изменяются наиболее резко.
Структурно-механические характеристики кулинарной про­
дукции обычно определяют и интерпретируют в сочетании с дру­
гими показателями качества: водоудерживающей способностью,
потерями массы при тепловой кулинарной обработке, органо-
лептическими и другими показателями качества.
Так, мясные рубленые быстрозамороженные полуфабрикаты,
приготовленные с разной степенью замены мясного сырья дезо­
дорированной соевой мукой и белковым соевым текстуратом,
характеризовались следующими реологическими данными, по­
лученными О. А. Сунчалеевым и представленными в табл. 13.8.
Напряжение стандартной пенетрации и работу резания изме­
ряли на универсальной испытательной машине «Инстрон-1122».
Из табл. 13.8 видно, что при замене части мясного сырья сое­
вой мукой напряжение стандартной пенетрации снижается, а при
замене белковым соевым текстуратом — возрастает. Это объяс­
няется разным составом соевых заменителей: в соевой муке со-
333
держится 39 % белков и 21 % жира, а в белковом соевом тексту-
рате — 51 % белков и 1,7 % жира. Набухшие белки укрепляют
структуру фарша в полуфабрикатах, а жир, напротив, ослабляет.
Эта закономерность проявляется и в показателе «Работа резания»:
в первом варианте ее максимальное снижение составило 44 %, во
втором — 35 %.
По разработанной технологии соевые заменители мяса вводят
в мясной фарш в гидратированном виде. По результатам комп­
лексных исследований качества полуфабрикатов и готовых изде­
лий рекомендована 20%-ная замена мясного сырья соевыми
продуктами.
В нормативной документации на производство полуфабри­
катов и кулинарных изделий приводятся показатели, по кото­
рым можно судить об их химическом составе (содержание са­
хара, жира, влаги, кислотность и т. п.) и органолептических
свойствах (вкус, запах, цвет). При этом консистенция продукта
характеризуется как «твердая», «жесткая», «эластичная», «рас­
сыпчатая», «незатяжная» и т. п., т. е. критерии оценки носят
субъективный характер. Для более объективной оценки качест­
ва таких сложных многофазных дисперсных систем, как пище­
вые продукты и кулинарные изделия, целесообразно измерять
и контролировать различные структурно-механические харак­
теристики, с помощью которых можно определить необходи­
мые усилия для перемещения продукта, его формования, судить
о качестве продукта и степени его обработки, т. е. обосновывать
оптимальные технологические режимы, контролировать и ре­
гулировать их, обеспечивая постоянное и стабильное качество
готовой продукции.
Контрольные вопросы и задания
1. К каким структурам относятся пищевые продукты?
2. Перечислите основные свойства пищевых продуктов, связанные с их
структурой.
3. Назовите и опишите основные механические модели идеальных тел.
4. Что понимают под вязкостью? Назовите виды вязкости.
5. Что понимают под предельным напряжением сдвига?
6. Что такое адгезия и когезия?
7. Назовите основные методы исследования реологических свойств пище­
вых систем.
8. Перечислите основные факторы, влияющие на различные структурно-
механические свойства пищевых продуктов.
334
Глава 1 4
АКТИВНОСТЬ ВОДЫ КАК ФАКТОР
СТАБИЛЬНОСТИ КАЧЕСТВА ПРОДУКЦИИ
ОБЩЕСТВЕННОГО ПИТАНИЯ
Вода — составная часть всех пищевых продуктов. Технологи­
ческие свойства, интегральный показатель качества и сроки хра­
нения пищевых продуктов во многом зависят от свойств, коли­
чества и состояния (форма и энергия связи, активность) содер­
жащейся в них воды.
Отечественные стандарты на пищевые продукты и кулинар­
ные изделия содержат только количественную характеристику —
«массовая доля влаги», которая не отражает важную роль воды в
таких сложных гетерогенных и биологически активных систе­
мах, какими являются пищевые продукты.
ФОРМЫ СВЯЗИ ВОДЫ В ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТАХ
Вода — уникальная жидкость, свойства которой резко отли­
чаются от свойств всех известных веществ на Земле. Изучению
свойств воды, ее взаимодействию с другими веществами и по­
верхностью сухого каркаса посвящено большое число фундамен­
тальных работ отечественных и зарубежных ученых: А. В. Лыко­
ва, П. А. Ребиндера, А. В. Киселева, А. С. Гинзбурга, И. А. Рого­
ва, Г. А. Егорова, Е. Д. Козакова, Р. В. Дакуорта, С. Брунауэра,
У. Скотта и др. Показано, что формы и энергия связи воды явля­
ются одной из основных характеристик качества продукта.
Классификации форм связи воды в материале большое вни­
мание уделяли отечественные ученые. А. В. Лыков предложил
все твердые материалы разделить по физическим свойствам на
три группы (капиллярно-пористые, коллоидные, капиллярно-
пористые коллоидные), что имело большое практическое значе­
ние для изучения процесса сушки различных материалов, в том
числе и пищевых продуктов.
Классификация форм связи воды в материалах, учитывающая
природу образования связи и энергию взаимодействия, предло­
жена П. А. Ребиндером. Все формы связи воды он разделил на
три группы: химическая, физико-химическая, физико-механи­
ческая. В соответствии с этой классификацией различают следу­
ющие виды связанной воды: химически связанная, адсорбцион-
но связанная, вода макро- и микрокапилляров; осмотически
335
связанная и вода, свободно удерживаемая каркасом тела (им-
мобилизационная). Данная классификация была существенно
дополнена и расширена Е. Д. Козаковым с учетом роли воды в
биологических и биохимических процессах.
Таким образом, вода в материале или продукте может нахо­
диться в свободном и связанном состоянии. Свободная вода по
своим свойствам приближается к обычной воде. Она легко уда­
ляется из материала или продукта при высушивании, отжима­
нии, прессовании, замерзает при температуре около 0 °С.
Химически связанная вода имеет очень прочную связь и не
удаляется при высушивании, она входит в состав молекул. Ее мож­
но удалить только в результате реакций, сопровождающихся выде­
лением воды (меланоидинообразование, карамелизация и др.).
Физико-химически связанная вода подразделяется на воду,
связанную моно- и полимолекулярной адсорбцией.
Влажность на уровне мономолекулярной адсорбции (3...6 %)
имеют продукты сублимационной сушки — быстрорастворимый
кофе и др. Считается, что вода, связанная мономолекулярной ад­
сорбцией, не является растворителем и не участвует в химиче­
ских реакциях, не замерзает при температурах, близких к абсо­
лютному нулю.
Влажность на уровне полимолекулярной адсорбции (6... 14 %)
характерна для многих сухих продуктов (пищевые концентраты,
мука, крупы и т. п.). В продуктах с влажностью на уровне поли­
молекулярной адсорбции невозможен микробиологический
рост, но могут происходить ферментативные процессы и ре­
акции меланоидинообразования (потемнение, изменение запа­
ха и др.).
Осмотическая связь воды обусловлена тем, что давление пара
над раствором ниже, чем над растворителем (свободной водой).
Осмотически удерживаемая вода диффундирует в виде жидкости
через полупроницаемые мембраны живых клеток вследствие
разности концентраций внутри и вне клетки. К осмотически свя­
занной воде относят и воду набухания, и структурную воду, удер­
живаемую при формировании гелей.
К физико-механически связанной воде относят воду микро-
и макрокапилляров. Капиллярно связанная вода удерживается за
счет возникновения адсорбционной связи мономолекулярного
слоя у стенок капилляра и снижения давления пара над вогнутым
мениском в капилляре по сравнению с давлением пара над пло­
ской поверхностью свободной воды.
336
Некоторые пищевые продукты и материалы хорошо поглоща­
ют из окружающей среды или выделяют пары воды и летучие ве­
щества. Этот процесс называется сорбцией. Частные случаи: ад­
сорбция — поглощение веществ из растворов или газов поверхно­
стью твердого тела; абсорбция — поглощение веществ из смеси
газов жидкостью во всем объеме; десорбция — обратный процесс
перехода веществ из поверхностного слоя в окружающую среду.
ПОНЯТИЕ ОБ АКТИВНОСТИ ВОДЫ
Для оценки степени участия воды в различных химических,
биохимических и микробиологических реакциях широко приме­
няют показатель активность воды aw, определяемый как отноше­
ние парциального давления паров воды над продуктом к парци­
альному давлению пара над чистой водой. Показатель «актив­
ность воды» был предложен У. Скоттом в 1953 г. и в настоящее
время широко применяется на практике.
Показатель «активность воды» определяет микробиологиче­
скую ситуацию, характер и направление массовлагообмена, ин­
тенсивность биологических, физико-химических и химических
процессов, происходящих в пищевых продуктах, и тем самым ха­
рактеризует их качество, стабильность и безопасность.
Учитывая важность и большую информативность показателя
аw, он включен в систему стандартов ISO 9000, а также использу­
ется при анализе рисков по критическим контрольным точкам
(ХАССП). В странах Евросоюза его определение наряду с пока­
зателями «влажность» (W) и «концентрация водородных ионов»
(рН) является обязательным при экспертизе ряда продуктов, а в
США определение аw включено в инструкцию по контролю ка­
чества пищевых продуктов и лекарственных препаратов.
В отечественной научной практике часто используют термин
«равновесная влажность», однако при этом за активность воды
продукта принимают относительную влажность окружающей
среды. Поскольку градиент значений активности воды продукта
и относительной влажности окружающей среды служит движу­
щей силой массовлагообмена при различных термических и гид­
ротермических процессах, а также при хранении, данные об ак­
тивности воды обрабатываемых продуктов необходимы для
обоснования оптимальных режимов этих процессов.
Другое определение термодинамической активности предло­
жено Г. Льюисом и М. Рендоллом: «активность — это отношение
при данной температуре фугитивности ƒ вещества в конкретном
337
состоянии к его фугитивности ƒ0 в состоянии, которое для удоб­
ства принято за стандартное», при этом фугитивность рассмат­
ривается как способность вещества к улетучиванию и присуща
материалам, давление паров которых в той или иной степени от­
клоняется от идеального. При условии, что эта идеальность не
слишком велика, фугитивность можно заменить измеренной ве­
личиной давления пара. В отношении воды дело обстоит именно
так, поскольку при обычных температурах водяной пар прибли­
жается к идеальному газу.
За стандартное состояние водных растворов принимают фу­
гитивность растворителя (воды). В идеальном случае для раство­
ров действует закон Рауля
aw = n1/(n1+n2) = p1/p0 = pр.о.в./100
где n1 и n2 — количество молей растворенного вещества и растворителя в
идеальном растворе; p1 и p0 — парциальное давление паров над раствором
и растворителем (водой); pр.о.в. — равновесная относительная влажность, %.
Согласно закону Рауля активность воды должна быть равна
молярной доле воды в растворе. Однако на практике наблюдают­
ся существенные отклонения от идеального случая. По мнению
М. Карел, эти отклонения вызваны несколькими причинами: не
вся вода в продукте является растворителем (например, вода в мо­
номолекулярном слое); не все растворенное вещество находится
в реальном растворе (часть его может быть связана с другими ком­
понентами, например, белки могут быть связаны с солями или са-
харами); взаимодействия между молекулами растворенного ве­
щества могут вызвать отклонение от идеальной ситуации.
Энергия связи воды с материалом (кДж/моль)
Е=-RТlnаw
где R — универсальная газовая постоянная, равная 8,3144 кДж/(кмоль

·К);

Т — температура, К.
Принято, что активность свободной воды равна единице, а
абсолютно сухого вещества — нулю (химически связанная вода
не учитывается). Подставив единицу в формулу, получаем, что
энергия связи свободной воды равна нулю.
Перемещение воды в коллоидных капиллярно-пористых ма­
териалах обусловлено наличием градиента потенциала переноса,
которым служит разность значений активности воды и продукта.
Величина потенциала непосредственно связана с энергией связи
воды в продукте. Так, адсорбционно связанная вода перемещает-
338
ся в продукте в виде пара и потенциалом переноса является пар­
циальное давление пара. Вода микро- и макрокапилляров пере­
мещается в виде жидкости (молекулярный перенос) или пара.
В первом случае потенциалом переноса служит капиллярный по­
тенциал, во втором — парциальное давление паров воды. Осмо­
тически связанная вода перемещается в виде жидкости (диффу­
зионный перенос), и потенциалом является осмотическое давле­
ние, которое связано с активностью воды раствора.
Поскольку градиент значений активности воды продукта и
относительной влажности окружающей среды служит движущей
силой массовлагообмена при различных термических и гидро­
термических процессах, а также при хранении, данные об актив­
ности воды обрабатываемых продуктов необходимы для обосно­
вания оптимальных режимов этих процессов.
Для определения активности воды пищевых продуктов исполь­
зуют различные методы: манометрические (непосредственное
измерение давления паров воды в вакууме), гигрометрические,
тензометрические и т. д.
График зависимости влажность — активность воды при дан­
ной температуре называется изотермой сорбции. Для большин­
ства пищевых продуктов изотермы имеют так называемый S-об-
разный характер (рис. 14.1).
На рис. 14.1 зона А характеризует область, в которой вода
прочно связана мономолекулярной адсорбцией, она характерна
для продуктов с низкой влажностью, например продуктов субли­
мационной сушки. Зона В характеризует область, где вода менее
прочно связана (полимолекулярная адсорбция) и уже могут про­
исходить, хотя и очень медленно, ферментативные реакции. Зо­
на С— область слабосвязанной воды, в которой могут протекать
микробиологические и другие виды реакций порчи продукта,
интенсивность которых зависит от уровня активности воды.
По изотерме можно прогнозировать поведение материала или
продукта при изменении относительной влажности окружаю­
щей среды, интенсивность различных химических и биохимиче­
ских реакций, структурные и структурно-механические свойства
самого продукта и т. д.
На рис. 14.2 приведены графики зависимости интенсивности
жизнедеятельности микроорганизмов, скорость реакций окисле­
ния, неферментативного потемнения, ферментативных процес­
сов, структурных и структурно-механических свойств самого
продукта от уровня активности воды. Существуют общепринятые
339
Рис. 14.1. Гипотетическая кривая
изотермы сорбции паров воды
продуктом:
1 — десорбция; 2 — адсорбция;
3 — энергия связи
граничные области значения активности воды, характеризующие
интенсивность тех или иных реакций порчи пищевых продуктов.
Так, процесс окисления липидов ускоряется при низких значени­
ях активности воды (до 0,2), при 0,3 он достигает минимума, при
значениях аw более 0,5 постепенно ускоряется. Максимум раз­
вития реакций неферментативного потемнения приходится на
интервал 0,5...0,7, а ферментативные процессы начинают разви­
ваться и ускоряются при значениях активности воды более 0,7.
Для продуктов сублимационной сушки содержание воды счи­
тается оптимальным на уровне мономолекулярного слоя, по­
скольку вода в нем настолько прочно связана, что не может пере­
мещаться, она не является растворителем и нереакционноспо-
собна. Удаление воды мономолекулярной адсорбции при сушке в
некоторых случаях ускоряет реакции порчи, например окисление
липидов. Это связано с изменением активности катализаторов
данной реакции, которая в воде ниже, чем в жире. Одной из при­
чин считается удаление гидратной оболочки с металлов, катали­
зирующих процесс окисления. Увеличение влагосодержания
продуктов сублимационной сушки выше мономолекулярного
слоя приводит к образованию полимолекулярных слоев, вода ко­
торых уже может участвовать в химических реакциях нефермен­
тативного потемнения.
Особый интерес представляют данные о жизнедеятельности
микроорганизмов при различных уровнях аw. Для большого чис­
ла бактерий, плесеней, дрожжей установлены значения аw, ниже
которых они не развиваются. В обобщенном виде они могут быть
представлены в следующем виде: развитие бактерий прекраща­
ется при аw ниже 0,9, плесеней — при аw ниже 0,7, дрожжей —
при аw ниже 0,6 (табл. 14.1).
0 0,25 0,5 0,75 aw
А В С
340
Рис. 14.2. Влияние активности воды на интенсивность процессов,
вызывающих порчу продуктов (по Т. Лабуза):
1 — окисление липидов; 2— неферментативное потемнение;
3 — гидролитические реакции; 4— ферментативная активность;
5 — развитие плесеней; 6 — развитие дрожжей; 7 — развитие бактерий
Активность воды играет важную роль в выживаемости микроор­
ганизмов при стерилизации и пастеризации пищевых продуктов.
Понижение активности воды продукта приводит к повышению ус­
тойчивости микроорганизмов к термическому воздействию, что не­
обходимо учитывать при разработке режимов стерилизации.
Исследование влияния различных уровней активности воды
и концентрации дезинфектанта на деструкцию кишечной палоч­
ки показало, что активность воды существенно влияет на эффек­
тивность дезинфекции: при снижении аw с 0,995 до 0,874 необхо­
димо десятикратное увеличение концентрации препарата для
обеспечения той же эффективности.
По некоторым данным, увеличение активности воды в продук­
тах на 0,01 приводит к сокращению сроков их хранения в 2 раза, что
связано с возрастанием скорости микробиологических процессов.
В последние годы в нашей стране разработано много новых
видов пищевых продуктов с пониженным содержанием поварен­
ной соли и сахара, с использованием нетрадиционных видов
сырья и различных пищевых добавок, что приводит к изменению
активности воды продукта. На практике изменение рецептуры
продукта, например снижение доли сахара, приводит к сокраще­
нию сроков хранения и необходимости введения консервантов.
Так, уменьшение доли сахара в рецептуре изделий из теста на
20 % приводило к увеличению активности воды и, как следствие,
снижению сроков хранения с девяти до трех дней.
341




Показатель «активность воды» имеет большое значение в раз­
работке технологии так называемых пищевых продуктов с про­
межуточной влажностью, aw которых составляет 0,6...0,8, при
влажности до 40 % и в них длительное время не происходят реак­
ции, вызывающие порчу продукта.
В связи с необходимостью разработки нового поколения про­
дуктов с промежуточной влажностью возник интерес к изучению
активности воды растворов и изотерм сорбции различных пище­
вых веществ, так называемых «увлажнителей».
Изменять aw продукта можно различными способами: добав­
лением растворимых солей, Сахаров и других компонентов, обез­
воживанием, повышением осмотического давления, превраще­
нием части воды в лед при замораживании и др. В пищевой тех­
нологии традиционно в качестве веществ, понижающих актив­
ность воды, используют сахар и поваренную соль. В насыщен-
343
ном растворе сахара при 20 °С активность воды составляет 0,864,
а поваренной соли — 0,753. В последние годы ассортимент водо-
связывающих добавок постоянно расширяется, предлагаются
вещества различной природы: соли, полисахариды, аминокисло­
ты, белки, многоатомные спирты и т. п.
При исследовании относительной эффективности несколь­
ких увлажнителей, способных понижать активность воды в кон­
центрации 5... 10 %, установлен следующий порядок эффектив­
ности действия агентов: натрия хлорид и соли органических кис­
лот, аминокислоты и белковые гидролизаты, глицерин, сорбит,
сахароза и патока, полисахариды, яичный альбумин.
В зарубежной научной литературе большое внимание уделяют
не только сорбционным характеристикам продукта, но и агрегат­
ному состоянию его компонентов. Проблема состоит в том, что
многие компоненты пищевых продуктов (низкомолекулярные
углеводы и соли, протеины, полисахариды) могут находиться в
одном из нескольких фазовых состояний: твердом кристалличе­
ском, твердом аморфном (стеклообразном) и в виде раствора.
Нежелательное увеличение влажности и активности воды мо­
жет происходить при хранении сухих продуктов в неблагоприят­
ных условиях в результате поглощения паров воды из окружаю­
щего воздуха. Скорость поглощения воды из окружающей среды
пропорциональна квадрату количества воды, которое должно
быть поглощено до достижения состояния равновесия.
Как уже отмечалось, активность воды оказывает большое
влияние на качество готового продукта. Так, сенсорные исследо­
вания показали, что для таких продуктов, как чипсы, воздушная
кукуруза, существует определенный диапазон значений актив­
ности воды (0,35...0,50), при котором наблюдаются снижение
хрупкости, рассыпчатости и, как следствие, ухудшение органо-
лептических показателей.
АКТИВНОСТЬ ВОДЫ НЕКОТОРЫХ ВИДОВ ПРОДУКЦИИ
ОБЩЕСТВЕННОГО ПИТАНИЯ
Исследования показали, что в сырых очищенных овощах ак­
тивность воды высока, вместе с тем сопоставление полученных
данных показывает, что морковь и свекла имеют более низкие
значения аw, что, очевидно, вызвано содержанием в этих корне­
плодах достаточно большого количества сахаров по сравнению с
другими овощами (табл. 14.2).
344

Влияние тепловой кулинарной обработки на активность воды
продукта на примере полуфабрикатов и изделий из овощей пока­
зало, что варка овощей в воде практически не влияет на актив­
ность их воды, в то же время варка острым паром приводит к более
заметному снижению аw, что, по-видимому, связано с большей
потерей воды в результате выпаривания и меньшим выщелачива­
нием минеральных веществ и Сахаров. При пассеровании овощей
активность воды заметно снижается вследствие значительного
обезвоживания продукта (рис. 14.3). Изучение влияния процесса
жарки на активность воды изделий из картофеля показывает, что
степень снижения активности воды пропорциональна обезвожи­
ванию продукта.
Исследование полуфабрикатов и готовых изделий из мяса по­
казало, что варка и жарка натуральных полуфабрикатов не оказы­
вают существенного влияния на изменение значений активности
воды готового продукта, несмотря на достаточно большие потери
массы (в основном за счет воды, содержащейся в продукте). Так,
активность воды полуфабриката «антрекот» составляла 0,991, а
после жарки — 0,982, что указывает на присутствие в готовом про­
дукте определенного количества слабосвязанной воды с высокой
фугитивностью. Сопоставление полученных данных показывает,
345
0 4 8 12 16 т, мин 0 4 8 12 16 т, мин
а б
Рис. 14.3. Изменение активности воды (аw), массы (M, %) и влажности (W %)
репчатого лука (а) и моркови (б) при пассеровании:
1 - аw; 2 - М; 3 - W
что активность воды полуфабрикатов и изделий из котлетной мас­
сы ниже, чем натуральных продуктов, что можно объяснить из­
мельчением продукта, частичным выходом растворимых белков,
добавлением соли, хлеба. Так, активность воды полуфабриката
«котлеты домашние» составляла 0,984, жареного изделия — 0,977.
Установлено, что активность воды натуральных рубленых изделий
также существенно не меняется в процессе тепловой обработки.
Так, активность воды полуфабриката «бифштекс натуральный
рубленый» составляла 0,989, готового изделия — 0,981.
Исследование нескольких видов супов (борщи, щи, рассоль­
ники, супы-пюре и др.) показало, что активность воды всех изде­
лий высока и сравнима с активностью растворов солей малой
концентрации. Определены значения активности воды некото­
рых видов соусов (соус красный основной, луковый, красный
кисло-сладкий, белый основной, польский и томат-паста).
Установлено, что для соусов характерны высокие значения ак­
тивности воды, что свидетельствует о присутствии в данной группе
продукции значительного количества слабосвязанной и свободной
воды. Особо следует отметить данные об активности воды соуса
польского: несмотря на низкую влажность (38 %), активность воды
этого соуса достаточно велика, это связано с тем, что основная до­
ля сухих веществ этого продукта представлена жиром (сливочным
маслом), который практически не связывает воду. Таким образом,
по влажности продукта не всегда можно судить о его стабильности.
Изучена активность воды полуфабрикатов из бездрожжевого
теста: заварного, бисквитного, песочного и кекса «Столичный».
Активность воды теста и выпеченных полуфабрикатов определя-
346
14.3. Активность воды отдельных полуфабрикатов
Изделие  Влажность, %  Активность воды
Крем сливочный  15,0  0,851
Крем «Гляссе»  22,2  0,871
Крем белковый (заварной)  31,8  0,875
Помадка  12,2  0,837
Сироп для промочки  50,1  0,894
Крошка бисквитная  4,1  0,419
ли после выдержки их в соответствии с технологическими требо­
ваниями. Установлено, что полуфабрикаты из бисквитного, за­
варного теста и кекса «Столичный» имеют достаточно высокие
значения активности воды, которые определяются влажностью и
количеством сахара в рецептуре. Песочное и слоеное тесто име­
ют активность воды на уровне, характерном для продуктов с про­
межуточной влажностью. Активность воды выпеченных полу­
фабрикатов значительно ниже, чем теста, и находится на уровне
продуктов с промежуточной влажностью. Снижение активности
воды выпеченных полуфабрикатов в основном объясняется по­
терями воды при выпечке, а также структурными изменениями
белков и крахмала. Важную роль в снижении активности воды
играет количество сахара в продукте. Достаточно сравнить выпе­
ченные изделия из заварного и бисквитного теста, имеющие
примерно одинаковую влажность. Так, активность воды биск­
витного полуфабриката составила 0,803, а заварного — 0,950 при
влажности соответственно 22,8 и 23,7 %.
Установлено, что активность воды отдельных полуфабрика­
тов (табл. 14.3) определяется содержанием как влаги (крошка
бисквитная), так и сахаров (сироп, помадка).
Важно отметить, что основное значение имеет не только ко­
личественное содержание сахаров, но и их качественный состав.
Так, повидло яблочное влажностью 32,59 % имеет более низкое
значение активности воды (аw = 0,825), чем крем сливочный
влажностью 15,2 % (аw = 0,851). Наличие в помадке редуцирую­
щих сахаров приводит к значительному снижению уровня актив­
ности воды (аw= 0,837).
Известно, что подавляющее большинство бактерий не разви­
вается при активности воды ниже 0,95, исключение составляет
Staphylocossus aureus и Microcossus, имеющие минимальную
аw = 0,86, поэтому отделочные полуфабрикаты и особенно кре-
347

Б. А. Баранов разработал классификацию продукции обще­
ственного питания по уровням активности воды. В основу клас­
сификации положены экспериментально полученные данные ак­
тивности воды различных групп продукции общественного пита­
ния и общепринятые границы значений активности воды, опре­
деляющие интенсивность развития нежелательных химических,
биохимических и микробиологических реакций (табл. 14.4).
Классификация продукции общественного питания по уров­
ням активности воды с теоретическим прогнозом нежелательных
изменений их в процессе хранения может быть использована при
разработке технологии, рецептур, условий упаковки и режимов
хранения новых видов продукции общественного питания.
348