Общие принципы технологии криогенного охлаждения мяса индейки
Дефицит в общемировом производстве продуктов питания обусловлен прежде всего ростом населения ряда стран, многие из которых не в состоянии обеспечить себя необходимым рационом питания. Между тем, по данным Международного института холода, ежегодно теряется 20-30% всех производимых в мире продуктов питания, что составляет почти миллиард тонн. Из указанного количества не менее 50% - это скоропортящиеся продук-
ты, сохранение которых возможно только с помощью холода. Реально же холод применяют для сохранения примерно половины этого количества(14).
На современном этапе развития пищевой индустрии роль холода неук-
лонно возрастает, и в первую очередь в области консервирования сырья и продуктов питания, ассортимент которых непрерывно увеличивается.
Все большую популярность приобретает использование криогенных температур (низких температур). Наиболее развитой областью криогеники является область азотных температур. Ее развитие во многом связано с тех-
никой разделения воздуха, с помощью которой при криотемпературах мето-
дом низкотемпературной ректификации из воздуха извлекают азот и кисло-
род, а также такие газы, как аргон, неон, криптон и ксенон. Получение необ-
ходимой температуры в интервале от 120 до 65 К возможно как с помощью жидкого воздуха, так и основных его компонентов в жидком виде: азота, кис-
лорода и аргона. Однако при практическом использовании этих криопродук-
тов в жидком виде предпочтительным является жидкий азот.
В нашей стране и за рубежом в настоящее время эксплуатируется дово-
льно большое число различных типов воздухоразделительных установок, на которых производится получение из воздуха газообразного и жидкого азота.
Эти установки широко различаются по производительности, используемому криогенному циклу и чистоте получаемого азота. В большинстве тАУ это мно-
горежимные установки, которые, наряду с получаемым из воздуха азотом, обеспечивают получение других продуктов разделения воздуха и прежде все-
го кислорода.
Увеличение объемов производства жидкого азота и газообразного в значительной степени обеспечивается тем, что в качестве исходного сырья используется атмосферный воздух и в соответствии с этим не требуется мате-
риальных затрат на источники сырья, запасы которого неисчерпаемы, а так-
же особенностью его теплофизических свойств, определяющих перспектив-
ность использования его в различных технологических процессах в качестве
хладагента.
В настоящее время техника хранения, транспортирования и обращения с жидким азотом хорошо освоена(19).
Общий химический состав мяса птицы
Мясо, главным образом, представлено мышечной тканью. Мышечная ткань характеризуется сложным химическим составом. В нее входит значи-
тельное количество лабильных веществ, содержание и свойства которых могут меняться в зависимости от многих факторов как при жизни птицы (предубойное содержание), так и сразу после убоя. Поэтому химический состав ткани изучают при строго определенных условиях, к которым относи-
тся быстрое извлечение ткани после убоя птицы, охлаждение, быстрое изме-
льчение при охлаждении, обработка при низких температурах и т. д.
При исследовании химического состава мышечную ткань освобождают по возможности от других тканей (соединительной, жировой и др.) и измель-
чают (гомогенизируют). После этого выделяют и разделяют химические ком-
поненты, входящие в состав ткани. Такое разделение чаще всего основывает-
ся на избирательной растворимости отдельных химических веществ мышеч-
ной ткани в различных растворителях: в воде, вводно-солевых растворах при
различном значении рН, органических растворителях и т. д. Для извлечения липидов измельченную ткань перед экстракцией предварительно высушивают(13).
Содержание основных групп химических веществ в мышечной ткани индейки первой категории характеризуется следующими данными (в г.).
ВодатАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАж.57,3 БелкитАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАж19,5 ЖирытАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАж22,0 УглеводытАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАж. тАУ ЗолатАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАж0,9 Минеральные вещества: NaтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАж.0,09 КтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАж..0,21 СатАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАж..0,012 | МgтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАж.0,019 РтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАж.0,2 FeтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАж0,0014 Витамины: АтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАж 0,00001 В1тАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАж0,00005 В2тАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАж0,00022 РРтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАж0,0078 Энергетич. ценностьтАжтАжтАжтАжтАж276 |
Теплофизические свойства птицы
При изучении теплофизических характеристик необходимо учитывать строение материала, взаимодействие его с внешней средой, влияние адсорби-
рующих добавок, резко изменяющих структурно-механические свойства обрабатываемых тел, также молекулярные и химические взаимодействия влаги с материалом и условия перемещения ее в материале(2).
С повышением влажности мяса птицы удельная теплоемкость увеличивается.
Таблица 1
Плотность мяса птицы
Мясо | r (в кг/м^3) в среде | ||
гелия | азота | воздуха | |
Индейка приготовленная (белое мясо) | 1268 | 1270 | 1265 |
Плотность тела тАУ называется предел отношения массы элемента тела к его объему.
Коэффициент теплопроводности численно равен количеству тепла, переносимому через единицу поверхности в единицу времени при градиенте температур, равном единице. Теплопроводность зависит от химического состава продукта и при увеличении содержания воды увеличивается.
Из-за низкой теплопроводности кожи коэффициент теплопроводности одних мускул заметно больше, чем мускул с кожей (табл. 2).
Таблица 2
Коэффициент теплопроводности мяса кур
Объект исследования | Толщина, мм | W, % | r, кг/м^3 | l, Вт/(м*К) | ||
цыпленок | курица | цыпленок | курица | |||
Грудные мышцы | 5,18 | 5,41 | 69,7 | 1070 | 0,38 | 0,44 |
Кожа | 1,70 | 1,24 | 38 | 1030 | 0,03 | 0,02 |
Мускулы с кожей | - | - | - | 1030-1070 | 0,37 | 0,39 |
Эти опыты проводились с 8-недельными цыплятами и 18-месячными курами. Температура объектов исследования менялась от 277,4 до 299,6 К при направлении теплового потока перпендикулярно волокнам мышц.
Установлено влияние температуры (Т = 273-293 К) на коэффициент теплопроводности ( в Вт/(м*К)) мяса птицы.
Для темного мяса
l = 0,245 + 0,000865Т;
для светлого мяса
l = 0,311 + 0,000605Т.
Из выше написанного следует, что теплопроводность светлого мяса больше, чем темного. Это обусловлено тем, что в мясе светлой мускулатуры содер-
жится больше влаги, чем в темной (16).
Коэффициент теплопроводности мяса птицы, по данным разных авто-
ров, различается незначительно (табл. 3).
Таблица 3
Коэффициент теплопроводности мяса птицы
Мясо | W, % | Т, К | Направление теплового потока относительно волокон мяса | l, Вт/(м*К) |
Индейки мускулы груди ноги | 74 74 | 274 277 275 275 | Перпендикулярно Параллельно Перпендикулярно | 0,52 0,50 0,52 0,50 |
Таблица 4
Теплофизические характеристики мяса птицы
Мясо | Т, К | W, % | r, кг/м^3 | с, Дж/(кг*К) | l, Вт/(м*К) | а*10^8, м^2/с |
Куриное | - | - | 1030 | 3307 | 0,41 | 12,0 |
Индейки | 273-293 | 74 | 1070 | 3517 | 0,519 | 13,8 |
Удельная теплоемкость С тАУ количество теплоты, поглощенной или выделяемой 1 кг продукта при повышении или понижении температуры на 1 С. Для однородного тела с = С/m. Измеряется в кДж/(кг*К)
Азотистые вещества и
аминокислотный состав белков
Из азотистых небелковых веществ мышечной ткани выделяют: Карно-
зин, ансерин, карнитин, креатин, креатинфосфат, аденозинтрифосфорная кислота, которые при жизни птицы выполняют специфические функции в процессе обмена веществ и энергии. Другая часть азотистых веществ тАУ пури-
новые основания, свободные аминокислоты и др. тАУ представляет собой про-
межуточные продукты обмена белков. Наконец часть азотистых веществ, например мочевина, мочевая кислота и аммонийные соли, является конечны-
ми продуктами обмена белков. В общем в свежих мышцах содержится 0,3%
небелкового азота в расчете на сырую ткань, или 1,2% в расчете на сухой остаток(13).
Содержание отдельных азотистых веществ в свежих мышцах характе-
ризуется следующими данными ( в % на сырую ткань).
КарнозинтАжтАжтАжтАжтАжтАж.0,2-0,3 Аденозинтрифосфор- АнсеринтАжтАжтАжтАжтАжтАж.0,09-0,15 ная ислотатАжтАжтАжтАжтАжтАжтАж.0,25-0,4 КарнитинтАжтАжтАжтАжтАжтАж.0,02-0,05 Инозиновая кислотатАжтАжтАжтАж0,01 ХолинтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАж.0,08 Пуриновые основаниятАжтАжтАж.0,07-0,23 Креатин + креа- Свободные аминокислотытАж..0,1-0,7 тинфосфаттАжтАжтАжтАжтАж .0,2-0,55 МочевинатАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАж.0,002-0,2 |
После убоя птицы азотистые вещества и продукты их превращения участвует в создании специфического вкуса и аромата мяса.
Карнозин ( b-аланилгистидин). Специфический дипептид
Карнозин стимулирующе действует на секрецию пищеварительных же-
лез. При жизни птицы карнозин участвует в процессах окислительного фос-
форилирования, что способствует образованию в мышце макроэргических фосфатных соединений (АТФ и КрФ).
Ансерин (метилкарнозин). Гомолог карнозина
Ансерин впервые выделен из мышечной ткани гусей. Ансерину припи-
сывают те же функции, что и карнозину.
Карнитин. Производное g-амино-b-оксимасляной кислоты
Роль карнитина в превращениях мышечной ткани еще не достаточна ясна. Считают, что он является одним из источников метильных групп.
Холин. Аминоэтиловый спирт с тремя метильными группами у атома азота
Холин необходим для образования фосфолипидов и ацетилхолина тАУ соединения, играющего важную роль в процессе передачи нервного возбуж-
дения при сокращении мышц.
Свободный холин вызывает перистальтику кишечника. Как веществу, поступающему с продуктами питания, ему приписывается значение витами-
на.
Глютатион (глютаминилцистеилглицин). Специфический трипептид
Глютатион является сильным восстановителем и, подобно цистеину, легко подвергается окислению. В живых тканях глютатион в основном находится в восстановленной форме и по мере необходимости переходит в окисленную форму
Глютатиону, очевидно, принадлежит особая роль в поддержании окис-
лительно-восстановительного потенциала мышечной клетки и активации ферментов, содержащих в активном центре SH-группы.
Креатин. По строению является метилгуанидинуксусной кислотой
Аминокислотный состав белков индейки первой категории представлен в таблице 5.
Таблица 5
Аминокислоты, мг в 100 г продукта (20)
Показатель | Количество | Показатель | Количество |
Белок, % Незаменимые аминокислоты В том числе: Валин Изолейцин Лейцин Лизин Метионин Треонин Тирозин Триптофан Фенилаланин Цистеин Заменимые аминокислоты | 19,5 7620 930 963 1587 1636 497 875 616 329 803 121 11834 | В том числе: Аланин Аргинин Аспарагиновая кислота Гистидин Глицин Глут. к-та Оксипролин Пролин Серин Общее количество Лимитирующая аминокислота, Скор, % | 1218 1168 2007 540 1137 3280 181 831 735 19454 нет |
Жирнокислотный состав липидов
При оценке пищевой ценности продукта большое значение придается содержанию липидов и особенно незаменимых жирных кислот, которые не могут синтезироваться в организме человека (линолевая, линоленовая, арахи-
доновая).
Биологическая ценность жиров характеризуется коэффициентом эффективной метаболизации (КЭМ), представляющим собой отношение концентрации содержания арахидоновой кислоты (С20:4) к сумме всех других полиненасыщенных кислот с 20 и 22 углеродными атомами, следующим об-
разом:
КЭМ = С20:4/(С20:2 + С20:3 + С20:5 + С22:5 + С22:6)
Липиды мяса птицы представлены в таблице 6.
Таблица 6
Липиды, г в 100 г продукта(20).
Сумма липидов триглицериды фосфолипиды холистерин Жирные кислоты (сумма) Насыщенные В том числе: С12:0 лауриновая С14:0 миристиновая С15:0 пентадекановая С16:0 пальмитиновая С17:0 маргариновая С18:0 стеариновая | 22,00 16,06 4,40 0,21 18,35 5,82 0,02 0,23 0,03 4,1 0,07 1,35 | С20:0 арахиновая Мононенасыщенные В том числе: С14:1 миристолеиновая С16:1 пальмитолеиновая С17:1 гептадеценовая С18:1 олеиновая С20:0 гадолеиновая Полиненасыщенные В том числе: С18:2 линолевая С18:3 линоленовая С20:4 арахидоновая | 0,02 8,46 0 1,78 0,05 6,42 0,21 4,07 3,88 0,15 0,04 |
Так как многие полиненасыщенные кислоты, необходимые для расчета коэффициента отсутствуют, то подсчитаем его для полосатого тунца:
С20:2 = 6,520 С20:5 = 5,160
С20:3 = 1,360 С22:5 = 5,940
С20:4 = 0,420 С22:6 = 15,54
КЭМ = 0,420/34,560 = 0,012 (16)
Липиды, входящие в состав мышечных волокон, выполняют функции двоякого рода. Часть их, главным образом фосфолипиды, является пласти-
ческим материалом и входит в структурные элементы мышечного волокна тАУ миофибриллы, клеточные мембраны, прослойки гранул.
В состав миофибрилл входят различные глицерофосфолипиды, многие из них способствуют проявлению активности ряда ферментов. Особенно большим содержанием фосфолипидов отличается саркоплазматический рети-
кулум и сарколеммные мембраны. Однако общее содержание фосфолипидов в сарколеммной мембране значительно ниже, чем в митохондриях, причем качественный состав их в ней не отличается от состава субклеточных структур.
Другая часть липидов выполняет роль резервного энергетического материала, такие липиды содержатся в саркоплазме в виде мелких капелек на полюсах митохондрий. В большом количестве липиды содержатся в межклеточных пространствах, между пучками мышц в соединительных прослойках (13).
Состав углеводов
Одним из основных углеводов мышечной ткани является гликоген тАУ важнейший энергетический материал. он расходуется при мышечной работе и накапливается при отдыхе. Содержание его зависит от тренированности и упитанности птицы, а также физиологического состояния.
Мышечный гликоген представляет собой сильно разветвленный поли-
сахарид, построенный из сотен молекул a-глюкозы. молекулярная масса его равна 1*10^6. Большая степень разветвленности мышечного гликогена необ-
ходима, поскольку действию ферментов подвергаются концы молекулы; чем больше свободных концов, тем быстрее может быть использована молекула гликогена или быстрее может быть заново синтезирована во время таких периодов клеточного метаболизма, когда происходит его регенерация. В пе-
риод распада молекул гликогена наряду с последовательным разрушением его боковых цепей под действием эндоамилаз происходит и образование его частей тАУ ВлзатравокВ», которые также могут затем расти за счет присоединения глюкозы. Мышечная ткань отличается высокой концентрацией ферментов и факторов системы, синтезирующей гликоген.
В мышечных волокнах обнаруживается определенная связь гликогена с миофибриллами. Наблюдается локализация гликогена у анизотропных дис-
ков и он не обнаруживается в изотропных. Кроме того, гликоген более или менее равномерно распределен в саркоплазме ( с преобладанием в около-
ядерной саркоплазме). Возможно, что связь гликогена с миозином анизотропных дисков миофибрилл и миогеном саркоплазмы обеспечивает необходимый темп расщепления полисахарида при его гликолитическом рас-
паде. В этих превращениях более лабильной является фракция легкораство-
римого гликогена. Наряду с этим труднорастворимый гликоген метаболичес-
ки не инертен и является резервом, находящимся в состоянии непрерывного обновления.
В процессе интенсивной мышечной работы гликоген подвергается ана-
эробному гликолитическому распаду с образованием молочной кислоты. В процессе превращения гликогена образуются фосфорные эфиры гексоз и триоз, пировиногралная кислота и другие продукты распада, однако количес-
тво их относительно невелико.
Гликоген распадается в мышцах не только фосфорилитическим, но и гидролитическим (амилолитическим) путем под дествием a-амилазы, нейтра-
льной g-амилазы, олиго-1,4 тАУ 1,4-глюкантрансферазы и амило-1,6-глюкозида-
зы. В качестве конечных продуктов такого распада гликогена образуются глюкоза, линейные и разветвленные олигоглюкозиды. Дальнейшее расщеп-
ление олигоглюкозидов осуществляется специфичными a-олигоглюкозида-
зами (13).
Витамины
Витамины представлены в таблице 7(20).
Таблица 7
Витамины в 100 г. продукта (тушки индейки первой категории)
Витамин А, мгтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАж0,01 b-каротин, мгтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжсл. Витамин Е, мгтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАж0,34 Витамин В6, мгтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАж.0,33 Витамин В12, мкгтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАж- Биотин, мкгтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАж.- Витамин С, мгтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАж.- | Ниацин, мгтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАж..7,8 Пантотеновая кислота, мгтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАж.0,65 Рибофлавин, мгтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАж.0,22 Тиамин, мгтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАж.0,05 Фолацин, мкгтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАж.9,6 Холин, мгтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАжтАж139 |
Свойства воды, входящей в состав сырья
Содержание воды в мышцах колеблется в зависимости от возраста птицы: чем она моложе, тем больше влаги в мышцах. Неодинаково содержание воды в различных группах мышц и уменьшается по мере увеличения содержания жира. Вода, входящая в состав мышечной ткани, не-
однородна по физико-химическим свойствам и роль ее неодинакова.
Различают две формы воды тАУ свободную и связанную. Свободная жидкая вода имеет квазикристаллическую, тетраэдрическую координирован-
ную структуру. Она ограничена степенями свободы за счет образования водородных связей между отдельными молекулами. Этим объясняется высо-
кая диэлектрическая постоянная воды. С помощью тяжелой воды и примене-
ния метода ядерно-парамагнитного резонанса установлено, что свободная во-
да мышечной ткани также имеет явно выраженную подобную координиро-
ванную, тетраэдрическую структуру. Другая часть воды находится в связан-
ном состоянии тАУ ионная и гидратная вода, активно удерживаемая главным образом белковыми веществами и некоторыми другими химическими компонентами клеток (например, углеводами, липидами). Такое состояние объясняется наличием химической или физико-химической связи между водой и веществом. Около 70% воды ткани ассоциируется с белками мио-
фибрилл.
Гидратация белковых молекул обусловлена полярными свойствами мо-
лекул воды (дипольным строением) и наличием функциональных групп (аминных, карбоксильных, гидроксильных, пептидных и др.) в молекуле бел-
ков. При этом диполи воды образуют гидратные слои вокруг активных групп
и белковой молекулы в целом. При гидратации часть воды, связываясь с гидрофильными группами белка, располагается вокруг белковых молекул в виде мономолекулярных слоев. Первые слои удерживаются довольно прочно, а последующие тАУ значительно слабее, располагаясь в виде рыхлого диффузного облака. Окружая функциональные группы соседних белковых цепей, связанная вода существенно влияет на стабилизацию их простран-
ственной конфигурации, и, следовательно, определяет их функциональную деятельность.
На некоторых участках молекул белков могут образоваться водные мостики.
Связанная вода удерживается белком довольно прочно. Она характери-
зуется рядом специфических свойств: более низкая точка замерзания, мень-
ший объем, отсутствие способности растворять вещества, инертные в химическом отношении ( находящиеся в небольших концентрациях) тАУ сахара, глицерин, некоторые соли. Связанная вода составляет 6-15% от масс-
сы ткани.
За слоем гидратной воды расположены слои относительно слабо удер-
живаемых молекул воды, представляющей собой раствор различных веществ, - это свободная вода. В ткани ее содержится от 50 до 70%. Удерживается она большей частью за счет осмотического давления и адсорб-
ции структурами клеток тАУ сеткой белковых мембран и белковых волокон, а также в результате заполнения макро- и микрокапиллярных внутриклеточ-
ных и межклеточных пространств ткани. Поэтому такую воду рассматривают как иммобилизованную воду, которая в значительном количестве сравните-
льно легко может быть удалена из ткани (13).
Характеристика ферментов сырья
Мышечная ткань осуществляет свои функции благодаря активному участию ферментных систем, специфически локализованных в структурах ткани. Ферментные системы обеспечивают получение большого количества энергии, необходимой для осуществления мышечной деятельности. Мышечные клетки характеризуются большой концентрацией ферментов гли-
колиза, а также ферментов числа трикарбоновых кислот и дыхательной цепи.
Считается, что осуществление гликолиза и связанное с ним выделение энергии не нуждается в высокой дифференциации структурно-ферментного аппарата, а поэтому протекает в матриксе саркоплазмы. Вместе с тем разли-
чные воздействия на мышечную ткань повышают интенсивность гликолити-
ческих процессов, что может свидетельствовать о выходе ферментов из ограничивающих структур и их активации.
В матриксе саркоплазмы содержатся многие ферменты синтеза белков, липидов и полисахаридов.
Аэробное окисление продуктов обмена происходит в митохондриях (саркосомах). Большинство ферментов, участвующих в процессах окисления, обнаруживается именно в этих органеллах. Во всех мышечных клетках мито-
хондрии занимают значительную часть саркоплазмы, и в каждой из них го-
раздо больше крист ( складчатые внутренние мембраны митохондрий), чем в менее многочисленных митохондриях других клеток. процессы, протекаю-
щие в складчатых внутренних мембранах митохондрий при участии локализованных в них ферментных систем, играют основную роль в снабже-
нии мышечной клетки энергией.
Разные мышцы в зависимости от функциональных особенностей харак-
теризуются различным соотношением концентрации ферментных систем, ка-
тализирующих анаэробные и аэробные превращения. Так, в красных мышеч-
ных волокнах содержится больше митохондрий, чем в белых; активность дыхательных ферментов в них в 6 раз больше, чем в белых. В белых мышцах интенсивность анаэробного гликогенолиза примерно в 2 раза выше, чем в красных.
Интенсивность окисления жиров в мышцах относительно невелика, но после углеводов они являются важнейшим источником энергии. При недос-
татке углеводов в процессы обмена вовлекается большее количество жиров.
К циклу трикарбоновых кислот непосредственно примыкают реакции окис-
ления жирных кислот. В митохондриях обнаружены ферменты, окисляющие жирные кислоты.
Такие процессы обмена аминокислот, как дезаминирование и переами-
нирование, также примыкают к циклу трикарбоновых кислот. Многие ферменты дезаминирования аминокислот обнаружены в митохондриях. Син-
тез многих аминокислот, как и ВлнепрямоеВ» их дезаминирование, осуществля-
ется реакциями переаминирования. Переаминирование аминокислот связано
с активностью аминофераз, содержащихся в митохондриях.
Вместе с тем ферменты переаминирования обнаружены также в жидкой части саркоплазмы.
Таким образом, в митохондриях мышц содержатся сложные фермен-
тные системы, составляющие единый комплекс, к которому примыкают фер-
менты других компонентов клетки. Изменение физико-химического состоя-
ния этих органелл сказывается на активности их ферментов. Деструкция ми-
тохондрий нарушает координированное осуществление сложного комплекса взаимосвязанных процессов обмена, происходящих в них.
Саркоплазматический ретикулум содержит, кроме активируемой иона-
ми магния АТФ-азы, также обладающую очень высокой активностью АМФ-аминогидролазу.
В ядрах содержатся гликолитические, окислительные, гидролитические ферменты, а также ферменты белкового синтеза. Кроме того, в ядрах имеют-
ся ферменты синтеза нуклеиновых кислот (ДНК-полимераза и РНК-полиме-
раза).
С миофибриллами связана основная АТФ-азная активность, которой, как известно, обладает миозин и она зависит от присутствия катионов Na , K ,
Li , Ca , Mg , NH . Очищенный миозин активируется ионами кальция и ингибируется ионами магния. Наряду с этим имеется также растворимая АТФ-аза, отличная от миозина, содержащаяся в различных структурах клет-
ки: в ядрах, митохондриях и мембранных элементах саркоплазмы. Это АТФ-аза активируется ионами магния.
АТФ-азной активностью обладает определенная часть молекулы мио-
зина тАУ его компонент тАУ Н-миозин. Многократно переосажденный миозин наряду с АТФ-азной активностью АМФ-аминогидролазы, ацетилхолинэсте-
разы. Активность этих ферментов сосредоточена в L-миозине. Кроме того, миофибриллы характеризуются глютаминазной активностью. В проявлении активности ферментов в миофибриллах играют роль фосфолипиды. При де-
липировании миофибрилл в них резко снижается активность АТФ-азы, АМФ-аминогидролазы и ацетилхолинэстеразы.
В сарколеммной мембране обнаружено наличие АМФ-аминогидролазы и весьма активной ацетилхолинэстеразы.
К рибосомным относят ферменты, принимающие участие на тех стади-
ях синтеза белка, которые происходят на рибосомах. Эти ферменты участву-
ют в прикреплении, передвижении и отделении от рибосомной поверхности И-РНК и Т-РНК; перенос недостроенных полипептидов от одной молекулы Т-РНК и сопутствующее образованию пептидной связи. К рибосомным ферментам относят также рибонуклеазу 1, ГТФ-азу и др.
Лизосомы содержат клеточные гидролазы: кислую рибонуклеазу, дезоксирибонуклеазу, кислую фосфатазу, катепсины, эстеразы, гликозидазы. В живой клетке эти ферменты могут действовать в основном на фагоцити-
рованный материал, попавший внутрь лизосомы. Мышечной клетке это необходимо для обновления ее важнейших структур и компонентов. Если целостность лизосомы нарушена, то гидролазы высвобождаются и перевари-
вают компоненты клетки.
Наличие в лизосомах липопротеидной мембраны надежно удерживает гидролитические ферменты и предотвращает переваривание субстратов мы-
шеечного волокна тотчас после убоя. Однако в дальнейшем, под воздействи-
ем различных факторов, происходит высвобождение гидролаз
Структурно-механические свойства сырья
Структурно-механические характеристики представляют собой фундаментальные физические свойства продуктов. Они проявляются при механическом воздействии на обрабатываемый продукт и характеризуют его сопротивляемость приложенным извне усилиям, обусловленную строением и структурой продукта. Эти характеристики используются для расчета процес-
сов в рабочих органах машин с целью определения их механических пара-
метров (геометрических, кинематических и динамических); они отражают существенные аспекты качества продуктов. Кроме того, структурно-механи-
ческие характеристики учитываются при расчете различных физических процессов (22).
Сдвиговые характеристики.
В я з к о с т ь к р о в и. Кровь состоит из плазмы и форменных элемен-
тов. Плазма составляет 60% объема крови и представляет собою сложный раствор, содержащий белки, глюкозу, холестерин и его эфиры, фосфатиды, жиры и свободные жирные кислоты, небелковые азотистые и минеральные вещества. Форменные элементы крови (40%) представлены красными кровя-
ными шариками (эритроциты), белыми (лейкоциты) и кровяными пластинка-
ми (тромбоциты). Общее представление о составе крови дано на рис. (1).
Сухие вещества плазмы крови (7).
Б | М | Л | С | Аз | ||
Ф | Г | А | ||||
Рис. (1). Б тАУ Белки, 7,5%; Ф тАУ Фибриноген, 0,2%; Г тАУ Глобулины, 2,8-3,0%; А тАУ Альбумины, 4,3%; М тАУ Минеральное вещество, 1%; Л тАУ Липиды, 1%; С тАУ Сахар, Аз тАУ Азотистые вещества.
При увеличении концентрации сухих веществ вязкость крови возрастает и уменьшается при увеличении температуры, что наглядно видно из табл. 8-10. В таблицах приведены данные исследований пищевой стабилизированной крови и плазмы, полученной из этой же крови промышленным сепарирова-
нием. Концентрирование осуществляется ультрафильтрацией на лаборатор-
ной установке. Вязкость измеряли с помощью вискозиметра Гепплера и рео-
вискозиветра Ротовиско.
Таблица 8
Зависимость вязкости крови h*10^3 (в Па*с) от концентрации сухих веществ и температуры
Концентрация сухих веществ, кг на 1 кг крови | Температура, С | |||
10 | 20 | 30 | 40 | |
0,261 | 92 | 59 | 46 | 36 |
0,213 | 31 | 19 | 14 | 10 |
0,182 | 15 | 10 | 7 | 5 |
0,152 | 11 | 7 | 6 | 4 |
Данные таблицы 8 получены при градиенте скорости 380 с ^(-1), а
табл. 9 тАУ при температуре 20 С. Следует отметить, что при концентрации 0,261 кровь представляет собой типичную степенную жидкость.
Таблица 9
Зависимость вязкости крови h*10^3 (в Па*с) от концентрации сухих веществ и градиента скорости
Концентрация сухих веществ, кг на 1 кг крови | Градиент скорости, с | ||||
40 | 100 | 200 | 380 | 570 | |
0,261 | 109 | 85 | 71 | 59 | 53 |
0,213 | 41 | 27 | 21 | 19 | 18 |
0,182 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 |
0,152 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 |
Таблица 10
Зависимость вязкости плазмы крови h*10^3 ( в Па*с) от концентрации и температуры
Концентрация сухих веществ, кг на 1 кг крови | Температура, С | |||
10 | 20 | 30 | 40 | |
0,1920 | 18,3 | 12,0 | 8,3 | 6,7 |
0,1635 | 11,5 | 7,7 | 5,5 | 4,5 |
0,1190 | 5,6 | 3,9 | 2,9 | 2,4 |
0,0835 | 3,1 | 2,3 | 1,8 | 1,5 |
При меньшей концентрации изменения эффективной вязкости от гра-
диента скости не описываются степенным законом, а плазма крови представ-
ляет собой ньютоновскую жидкость (см. табл. 10). При повышении концен-
трации сухих веществ вязкость крови возрастает менее интенсивно по сравнению с вязкостью бульона.
Компрессионные характеристики.
К о м п р е с с и н н ы е х а р а к т е р и с т и к и ц е л ы х т к а н е й
м я с а п р и о б ъ е м н о м с ж а т и и. Характеристики изучали с помощью цилиндров с поршнями при одностороннем нагружении. Объем цилиндра 0,0009 м^3, пределы изменения гидростатического давления тАУ от 1*10^5 до 13*10^5 па. При этом были определены следующие реологические характе-
ристики: мгновенный модуль упругости давления 11,6*10^5 r^0,4; макси-
мальная деформация при длительности действия давления 180 с тАУ 1,34*
*10^(-5) r^0,78; кинетика изменения относительных деформаций после разгрузки тАУ 7,5*10^(-7) r^0,61 [1 - exp(-8,9t)] + 134 r^0,78 (где t - длитель-
ность восстановления объема, с; пределы изменения t - от 0 до 10с).
Прочностные характеристики.
П р о ч н о с т н ы е х а р а к т е р и с т и к и ц е л ы х т к а н е й
м я с а . При растяжении предел прочности различных мышц мяса определил Николаев. Длина образцов составляла от 0,01 до 0,02 м при поперечном сечении 0,005*0,002 м или 0,0075*0,002 м; скорость растяжения составляла 3*10^(-5) или 6*10^(-5) м/с. По-видимому если считать мясо нелинейным реологическим телом, то прочностные характеристики будут зависеть от геометрических размеров образца и кинематики нагружения.
Авторы установили корреляционную связь между прочностными ха-
рактеристиками и органолептической оценкой нежности. Их данные показы-
вают, что для сырого мяса напряжение разрыва зависит от вида мышцы (длиннейшая мышца спины, полусухожильная, трапецевидная мышцы); для вареного мяса такой дифференциации не наблюдается. С улучшением неж-
ности (более высокая органолептическая оценка в баллах) напряжение разрыва и модуля упругости уменьшаются, причем для сырого мяса эта зависимость более пологая, для вареного тАУ более крутая.
П р о ч н о с т н ы е х а р а к т е р и с т и к и ц е л ы х т к а н е й м я с а п р и с р е з е. Прочность мяса при срезе через матрицу исследовали с помощью пуансонов с углами заточки 90, 80 и 30. В процессе взаимодей-
ствия пуансона с материалом производили одновременную регистрацию усилий и деформаций на автоматических самопишущих приборах КСП-4. Образцы мяса толщиной 0,015 м при температуре от +10 до -1,5 С исследовали на прочность при резании поперек волокон при постоянной скорости перемещения пуансона 4,6*10^(-3) м/с.
Разрушение структуры пуансоном происходит в две стадии. При де-
формации мяса до 90+5% мышечные волокна разрезаются непосредственно режущей кромкой пуансона. Соединительная ткань, как более прочная, уплотняется и срезается при увеличении деформации до 98+0,3%, т.е. когда пуансон начинает входить в отверстие, выполняющее роль матрицы.
Значения величин усилий разрезания мышечных волокон, приведенных к единице длины режущей кромки пуансона, соответственно равны для пуансона с углом заточки 90 - 3,85*10^3 Н/м, 80 - 3,52*10^3 Н/м и 30 тАУ 2,68*
10^3 Н/м.Величины предельных усилий при полном срезе образца изменяют-
ся в зависимости от угла заточки пуансонов от 5,4*10^3 до 6,2*10^3 Н/м, при этом деформация образцов приближается к 98%.
Влияние масштабного фактора рассматривали при срезе образцов, высоту которых изменяли от 0,005 до 0,015 м. При увеличении высоты образцов уменьшается величина напряжения среза, вычисленная по началь-
ной высоте образцов. При изменении высоты образцов от 0,005 до 0,015 м предельное усилие среза увеличивается от 2,7*10^3 до 6,2*10^3 Н/м и соответственно линейно уменьшается напряжение тАУ от 5,4*10^5 до 4,1*10^5 Па.
При резании мяса лезвием наименьшие энергозатраты соответствуют углу встречи ножа и продукту около 60. При скорости подачи мяса от 0,05 до 0,09 м/с, при угле заточки ножа 18 и 25 и угле встречи 50-60 удельные усилия резания различаются незначительно и составляют 6000-7000 н/м.
Плотность.
П л о т н о с т ь к о с т и . Плотность приведена в таблице 11 и 12. Данные довольно близки по значению. Некоторое различие объясняется, по-видимому, тем, что авторы по-разному именовали кости. Имеются данные о плотности реберной кости,
Вместе с этим смотрят:
10 интересных фактов о пищевых продуктах окружающих человека
Development of technology of crude smoked sausage
Анализ ведения технической документации на предприятиях питания
Анализ качества молочнокислых йогуртов