Изменение физико-химических свойств мяса при тепловой обработке

Растительное сырье, в отличие  от мясного, богато макро- и микроэлементами, витаминами, исключает клетчатку, пектиновые вещества, т.е является источником биологически активных веществ, которых не хватает в мясной продукции.

 Использование  растительного  сырья при производстве мясных  продуктов позволяет не только  обогатить их функциональными  ингредиентами, повысит усвояемость,  но и получить продукты , соответствующие физиологическим нормам питания.

         Сочетание сырья животного и растительного происхождения способствует  повышению пищевой и биологической  ценности продуктов  питания, что особенно важно для растущего , формирующего организма.  Растительные  добавки в настоящее время ограниченно применяются в функциональном питании. Поэтому сегодня перспективным технологическим приемом является поиск ингредиентов  природного происхождения , обладающих в той или иной  мере одновременно  технологической и физиологической функциональностью , а также создание  комбинированных по составу продуктов функционального назначения.

 Полезные свойства картофеля  обусловлены его богатым химическим  составом. Белок, который входит  в состав картофеля, содержит  большую часть аминокислот необходимых  для построения белков человеческого  организма. Полисахариды представлены  крахмалом, который составляет  до 40%, кроме этого в картофеле  содержится фруктоза, глюкоза и  сахароза, есть пектиновые вещества  и клетчатка, микро и макроэлементы,  фолиевая кислота и целый набор витаминов. В клубни картофеля входит каротин, стерины и органические кислоты.

Одним из самых больших достоинств капусты остается ее способность  сохранять витамин С, которого в ее составе предостаточно, как и аскорбиновой кислоты. Указанные качества капусты поистине поражают. В течение 7-8 месяцев в ней не снижается количество вышеуказанных веществ. Ни один из овощей или фруктов не обладает таким набором качеств. Очень важно употреблять капусту именно в осенне-зимний период. Когда овощей и фруктов уже мало, а значит и уровень витаминов снижается.

Секрет капусты состоит в  том, что аскорбиновая кислота находится  в этом овоще в связанной форме, т.е. под видом нового вещества которое  называется аскорбиноген. Именно он является устойчивой формой витамина С. Кроме такого удивительного аскорбиногена в капусте находится целый ряд витаминов В1, В2, В6, РР, фолиевая кислота и каротин[10]. 

1.3   Пищевая ценность кулинарных изделий.

Проблема питания является одной из важнейших социальных проблем. Жизнь человека, его здоровье и  труд невозможны без полноценной пищи. Согласно теории сбалансированного питания в рационе человека должны содержаться не только белки, жиры и углеводы в необходимом количестве, но и такие вещества, как незаменимые аминокислоты, витамины, минералы в определенных, выгодных для человека пропорциях. Продукты животного и растительного происхождения подвергают различным способам тепловой обработки, что способствует их размягчению и лучшему усвоению организмом человека. Кроме того, продукты приобретают приятные запах, вкус, аромат, что вызывает сильное выделение слюны и желудочного сока и повышает усвояемость пищи. Тепловая обработка способствует обеззараживанию пищи, так как при высокой температуре уничтожаются обсеменяющие продукты макроорганизмы, среди которых могут быть болезнетворные. Наряду с положительными изменениями при тепловой обработке продуктов могут произойти и уменьшение массы продукта, снижение его сочности, пищевой ценности, разрушение витаминов и ароматических веществ, потери растворимых пищевых веществ[11].

1.3.1 Изменения белков пищевых продуктов

Изменения белков пищевых  продуктов, которые наблюдаются  при производстве полуфабрикатов и  тепловой кулинарной обработке продуктов, влияют на выход, структурно-механические, органолептические и другие показатели качества продукции.

Глубина физико-химических изменений белков определяется их природными свойствами, характером внешних воздействий, концентрацией белков и другими  факторами.

Белки — важнейшая составная часть пищи человека и животных. Белки представляют собой высокомолекулярные природные полимеры, молекулы которых построены из остатков аминокислот. Аминокислоты — соединения гетерофункциональные, в их молекуле содержится несколько функциональных групп — аминогруппа (NH2), карбоксильная группа (СООН) и имеющие различное строение радикалы.  
Белки образуются при связывании аминогруппы с карбоксильной группой соседней аминокислоты (так называемая пептидная связь). 
В природе обнаружено около 200 аминокислот, однако в построении белков участвуют лишь 20, их называют протеиногенными. Восемь протеиногенных аминокислот являются незаменимыми, они синтезируются только растениями и не синтезируются в нашем организме. Это валин, лейцин, изолейцин, треонин, метионин, лизин, фенилаланин, триптофан. Иногда в их число включают условно незаменимые гистидин и аргинин, которые не синтезируются в детском организме. Аминокислотный состав белков определяет биологическую ценность пищи.Из других важных свойств, которые белки проявляют при переработке пищевого сырья, необходимо назвать их способность связывать воду, или гидрофильность. При этом белки набухают, что сопровождается их частичным растворением, увеличением массы и объема. 
Молекулы воды обладают полярностью, и их можно представить в виде диполей с зарядами на концах, равными по значению, но противоположенными по знаку. При контакте с белком диполи воды адсорбируются на поверхности белковой молекулы, ориентируясь вокруг полярных групп белка. Таким образом, основная часть воды, более или менее прочно связываемая в пищевых продуктах белками, является адсорбционной.

Способность белка образовывать студень обусловлена конфи- 
гурацией его белковых молекул. Чем больше асимметрия моле- 
кул белка (отношение длины к толщине или диаметру), тем  
меньшая концентрация белка необходима для образования студня.  
Вода, иммобилизованная в ячейках пространственной сетки студ- 
ня, участвует в образовании его структуры, приближающейся  
к структуре твердого тела (студии способны сохранять форму,  
механическую прочность, упругость, пластичность). Белковые студии большинства продуктов обводнены  
больше, чем концентрированные растворы. Например, в миофиб- 
риллах мышечных волокон теплокровных животных содержится ( 
15 — 20)% белков, в саркоплазме — (25 — 30)%.

Гидратация белков имеет  большое практическое значение при  
производстве полуфабрикатов: при добавлении к измельченным  
животным или растительным продуктам воды, поваренной соли и  
других веществ и при перемешивании измельченных компонентов  
гидратация белков состоит из протекающих одновременно про- 
цессов растворений и набухания. При гидратации повышается  
липкость массы, в результате чего она хорошо формуется в  
изделия (полуфабрикаты), предназначенные для тепловой кули- 
нарной обработки.

Денатурация белков — сложный процесс, при котором под влиянием температуры, механического воздействия, химических агентов происходит изменение вторичной, третичной и четвертичной структуры белковой макромолекулы, т. е. ее нативной пространственной конфигурации. Первичная структура (аминокислотная цепочка), а следовательно, и химический состав белка не изменяются.

Наибольшее практическое значение имеет  
тепловая денатурация белков. При нагревании белков усиливается  
тепловое движение атомов и полипептидных цепей в белковых  
молекулах, в результате чего разрушаются так называемые сла- 
бые поперечные связи между полипептидными цепями (напри- 
мер, водородные), а также ослабляются гидрофобные и другие  
взаимодействия между боковыми цепями. В результате этого из- 
меняется конформация полипептидных цепей в белковой моле- 
куле. У глобулярных белков развертываются белковые глобулы  
с последующим свертыванием по новому типу; прочные (кова- 
лентные) связи белковой молекулы (пептидные, дисульфидные)  
при такой перестройке не нарушаются. Тепловую денатурацию  
фибриллярного белка коллагена можно представить в виде плав- 
ления, так как в результате разрушения большого числа попереч- 
ных связей между полипептидными цепями фибриллярная струк- 
тура его исчезает, а коллагеновые волокна превращаются в сплош- 
ную стекловидную массу.

В молекулярной перестройке  белков при денатурации актив- 
ная роль принадлежит воде, которая участвует в образовании но- 
вой конформационной структуры денатурированного белка. Пол- 
ностью обезвоженные белки, выделенные в кристаллическом виде  
очень устойчивы и не денатурируют даже при длительном нагре- 
вании до температуры 100⁰С и выше. Денатурирующий эффект  
внешних воздействий тем сильнее, чем выше гидратация белков  
и ниже их концентрация в растворе.

Денатурация сопровождается изменениями важнейших свойств  белка: потерей биологической активности, видовой специфичности, способности  к гидратации (растворению и набуханию); улучшением атакуемости протеолетическими ферментами (в том числе пищеварительными); повышением реакционной способности белков; агрегированием белковых молекул.

Для доведения продукта до полной готовности денатурированные белки нагревают при темпе-ратурах, близких к 100⁰С, более или менее продолжительное время. В этих условиях наблюдаются дальнейшие изменения белков, связанные с разрушением их макромолекул. На первом этапе изменений от белковых молекул могут отщепляться такие летучие  
продукты, как аммиак, сероводород, фосфористый водород, угле- 
кислый газ и др. Накапливаясь в продукте и окружающей среде,  
эти вещества участвуют в образовании вкуса и аромата готовой  
пищи. При длительном гидротермическом воздействии происходит  
деполимеризация белковой молекулы с образованием водораство- 
римых азотистых веществ. Примером деструкции денатурирован- 
ного белка является переход коллагена в глютин.

Наиболее близки к идеальному белку животные белки. Большинство растительных белков имеют недостаточное содержание одной или более незаменимых аминокислот. Например, в белке пшеницы недостаточно лизина. Кроме того, растительные белки усваиваются в среднем на 75%, тогда как животные — на 90 % и более. Доля животных белков должна составлять около 55 % от общего количества белков в рационе. Опыты показали, что один животный или один растительный белок обладают меньшей биологической ценностью, чем смесь их в оптимальном соотношении. Поэтому лучше сочетать мясо с гарниром (гречихой или картофелем), хлеб с молоком и т.д.

Проблема повышения биологической  ценности продуктов питания издавна является предметом серьезных научных исследований. В аминокислотном балансе человека за счет преобладания в рационе продуктов растительного происхождения намечается дефицит трех аминокислот: лизина, треонина и метионина. Повышение биологической ценности продуктов питания может быть осуществлено путем добавления химических препаратов (например, концентратов или чистых препаратов лизина) и натуральных продуктов, богатых белком вообще и лизином, в частности. Применение натуральных продуктов представляет несомненные преимущества перед обогащением продуктов химическими препаратами, поскольку во всех натуральных продуктах белки, витамины и минеральные вещества находятся в естественных соотношениях и в виде природных соединений. Среди различных натуральных продуктов особого внимания ввиду высокого содержания лизина заслуживают молочные (цельное молоко, сухое обезжиренное и цельное), творог, молочные сыворотки (творожная, подсырная) в нативном, а также концентрированном и высушенном виде. 
 
 
                 1.3.2  Изменения жиров пищевых продуктов

Эта группа высокоэнергетических органических веществ является основной составной частью товарных жировых продуктов. Доля липидов в растительных маслах составляет практически 100 %, а в маргарине и сливочном масле (60—82)%. Кроме этого, липиды в качестве компонентов входят во многие виды пищевого сырья, а также в кулинарные изделия. 
 
Наличие липидов в первую очередь определяет высокую энергетическую ценность (калорийность) отдельных продуктов питания, чрезмерное потребление которых приводит к избыточной массе тела. Вместе с тем многие изделия, содержащие много липидов, портятся, так как жиры легко подвергаются окислению, или прогорканию.

 При выделении липидов из масличного сырья в масло переходит большая группа сопутствующих им жирорастворимых веществ: стероиды, пигменты, жирорастворимые витамины.

Липиды являются источниками  энергии. При окислении в организме человека 1 г жира выделяется 9 ккал, причем это сопровождается образованием большого количества воды: при полном распаде (окислении) из 100 г жира выделяется 107 г эндогенной воды. Липиды выполняют структурно-пластическую функцию как компонент клеточных и внутриклеточных мембран всех тканей. Мембранные структуры клеток, образованные двумя слоями фосфолипидов и белковой прослойкой, содержат ферменты, при участии которых обеспечивается упорядоченность потоков продуктов обмена в клетки и из них. В организме человека и животных жир находится в двух видах: структурный (протоплазматический) и резервный. Структурный жир входит в состав клеточных структур. Резервный накапливается в жировых депо (подкожный жировой слой, околопочечный жир, в брюшной полости). Жиры являются растворителями витаминов A, D, Е, К и способствуют их усвоению.В состав жиров входят насыщенные и ненасыщенные жирные кислоты. Насыщенные жирные кислоты масляная, пальмитиновая, стеариновая используются организмом в целом как энергетический материал. Больше всего их содержится в животных жирах и они могут синтезироваться в организме из углеводов (или белков).

Важнейшими источниками  растительных жиров являются растительные масла - 99,9 % жира, орехи - (53—65) %, овсяная крупа - 6,9 %. Источники животных жиров — свиной шпик - (90—92) %, сливочное масло - (72—82) %, жирная свинина - 49 %, сметана - 30 %, сыры – (15-30)%. 
Во многих пищевых продуктах содержится определенное количество жироподобных веществ — стеринов, наиболее важен из них холестерин. Холестерин является нормальным компонентом большинства клеток здорового организма: входит в состав оболочек и других частей клеток и тканей организма, используется для образования ряда высокоактивных веществ, в том числе желчных кислот, половых гормонов, гормонов надпочечников. Особенно много холестерина в тканях головного мозга (2 %). Суточная потребность в холестерине составляет 0,5 г. Из них 20% поступает с пищей, 80% синтезируется нашим организмом. Однако холестерин не относится к незаменимым веществам пищи, поскольку он легко синтезируется в организме из продуктов окисления углеводов и жиров. Таким образом, содержание холестерина в тканях зависит не только от количества его в пище, но и от интенсивности синтеза в организме. У здорового взрослого человека количество холестерина, поступающего с пищей и синтезирующегося, с одной стороны, и холестерина, распадающегося и удаляемого из организма — с другой, уравновешено.