2. Строение мышечной ткани.
Миофибриллы (глобулы и фибриллы).
Сарколемма (2 слоя фибриллярных белков).
Саркоплазма (глобулы и фибриллы).
Мышечная ткань мяса состоит из очень тонких и длинных волокон (толщина 0,1-0,15 мм, длина 10-12 см). Сверху мышечные волокна окружены оболочкой – сарколеммой, состоящей из двух слоев фибриллярных белков (они не растворимы в воде) – коллаген и эластин.
Внутри мышечного волокна находятся студнеобразные нити – миофибриллы, состоящие из солерастворимых белков (миозин, актин, актамиодин) и жидкость – саркоплазма, раствор минеральных веществ, состоящий из водорастворимых белков (миоген, миоглобин, глобулин). Она не только пропитывает студень миофибрилл, но и окружает их.
Мышечные волокна соединяются по несколько вместе и образуют первичный мышечный пучок. Первичные сгруппировываются в более крупные – вторичные, которые сгруппировываются в еще более крупные – третичные и т.д. и наконец в целую мышцу.
1.4. Физико-химические процессы.
Гидратацией называется способность белков прочно связывать значительное количество влаги.
Гидрофильность отдельных белков зависит от их строения. Расположенные на поверхности белковой глобулы гидрофильные группы (аминные, карбоксильные и др.) притягивают молекулу воды, строго ориентируя их на поверхности. В изоэлектрической точке (когда заряд белковой молекулы близок к нулю) способность белка адсорбировать воду наименьшая. Сдвиг рН в ту или иную сторону от изоэлектрической точки приводит к диссоциации основных или кислотных групп белка, увеличению заряда белковых молекул и улучшению гидратации белка. Окружающая белковые молекулы гидратная (водная) оболочка придает устойчивость растворам белка, мешает отдельным частицам слипаться и выпадать в осадок.
В растворах с малой концентрацией белка белки полностью гидратированы и связывать воду не могут. В концентрированных растворах белков при добавлении воды происходит дополнительная гидратация. Способность белков к дополнительной гидратации имеет в технологии пищи большое значение. От нее зависят сочность готовых изделий, способность полуфабрикатов из мяса, птицы, рыбы удерживать влагу, реологические свойства теста и т.д.
Дегидратацией называется потеря белками связанной воды при сушке, замораживании и размораживании мяса и рыбы, при тепловой обработке полуфабрикатов и т. д. От степени дегидратации зависят такие показатели, как влажность готовых изделий и их выход.
Денатурация – это сложный процесс, при котором под влияние внешних факторов, происходит изменение вторичной, третичной и четвертичной структур белковой макромолекулы, т.е. нативной пространственной структуры. Первичная, а следовательно, и химический состав белка не меняется.
Внешние факторы:
Температура;
Механическое воздействие;
Действие кислот, щелочей, ультразвука и др.
При кулинарной обработке денатурацию белков чаще всего вызывает нагревание. Процесс в глобулярных и фибриллярных белках происходит по-разному.
1. В глобулярных белках при нагревании усиливается тепловое движение полипептидных цепей внутри глобулы; водородные связи, которые удерживали их в определенном положении, развертываются и полипептидная цепь развертывается, а затем сворачивается по-новому. При этом полярные гидрофильные группы, расположенные на поверхности глобулы и обеспечивающие ее заряд и устойчивость, перемещаются внутрь глобулы, а на поверхность ее выходят реакционноспособные гидрофобные группы, не способные удерживать воду.
Денатурация сопровождается изменениями важнейших свойств белка:
Потерей индивидуальных свойств;
Потерей индивидуальной активности;
Повышением атакуемости пищеварительными ферментами;
Потерей способности к гидратации;
Потерей устойчивости белковых глобул, которая сопровождается их свертыванием.
Свертывание (агрегирование) – это взаимодействие денатурированных молекул белка, которое сопровождается образованием более крупных частиц.
Внешне это выражается по-разному в зависимости от концентрации и коллоидного состояния белков растворе:
В малоконцентрированных растворах (до 1%) свернувшийся белок образует хлопья (пена на поверхности бульонов).
В более концентрированных белковых растворах при денатурации образуется сплошной гель, удерживающий всю воду, содержащуюся в коллоидной системе.
Белки, представляющие собой более или менее обводненные гели при денатурации уплотняются, при этом происходит их дегидратация с отделением жидкости в окружающую среду.
Белковый гель, подвергнутый нагреванию, как правило, имеет меньший объем, массу, большую механическую прочность и упругость по сравнению с исходным гелем нативных белков.
Скорость свертывания золей зависит от рН среды. Менее устойчивы белки вблизи изоэлектрической точки. При значениях рН значительно ниже изоэлектрической точки происходит меньшая дегидратация белков, изделия получаются более сочными.
2. В фибриллярных белках при нагревании тепловое движение полипептидных цепочек усиливается, водородные связи между ними рвутся, это приводит к 2 характерным изменениям:
К сокращению в длину вытянутых аминокислотных цепочек, за счет разрыва водородных связей – этот процесс называется сваривание. При сваривании в мясе толщина волокон увеличивается, они становятся короче.
Распаду фибрилл (волокон) белка на отдельные цепочки аминокислот – этот процесс называется деструкцией. При деструкции мясо теряет механическую прочность.