Виды нагрева.

Шпарка.Шпарка – кратковременная обработка поверхности объекта горячей водой или паром при температуре ниже 100⁰С. Цель шпарки – ослабить силы сцепления между подлежащими удалению частями объекта обработки (волоса, щетины, рогового башмака, оперения) и самим объектом (тушей, субпродуктом), а также для уменьшения механической прочности удаляемых слоев (эпидермиса, слизистой оболочки).

При шпарке с целью удаления щетины и волоса частично нарушается дермальное гнездо, в котором располагается луковица, отслаиваются эпителиальные влагалища от корней волос и рогового слоя эпидермиса. Дерма особых изменений не претерпевает, но в некоторых случаях коллагеновые волокна сужаются. Щетина (волос) изменяет форму в поперечном разрезе с округлой на овально-вытянутую. Полость мозгового вещества сильно сужается, толщина волоса уменьшается. В результате изменений волосяной сумки и волоса си­лы сцепления волоса (щетины) с волосяной сумкой ослабляются, в некоторых случаях связь между ними нарушается полностью. По­этому после шпарки для удаления щетины, волоса необходимы сравнительно небольшие механические усилия.

При температуре ниже оптимальной, вследствие слабого прогрева поверхностных слоев ослабление сил сцепления между волосом (щетиной) и волосяной сумкой оказывается недостаточным. При нагревании до температуры выше оптимальной начинается сваривание коллагена волосяной сумки. Сокращение коллагеновых волокон, вызываемое свариванием, приводит к увеличению сил сцепления между волосяной сумкой и волосом (к зашпарке). При зашпарке во­лос и щетина выдергиваются с трудом или ломаются у поверхности продукта, корень остается в сумке. Так как коллаген шкуры моло­дых животных более термолабилен, чем взрослых, шпарку шерстных субпродуктов от молодых животных следует вести при менее высокой температуре.

Уменьшение сил сцепления рогового башмака с копытом начинается лишь после прогрева слоев, связывающих роговой башмак с дерьмой, до необходимой температуры. Продолжительность этого прогрева зависит от толщины рогового башмака. В большинстве случаев поэтому шпарка свиных ног с целью удаления щетины оказывается достаточной и для уменьшения сил сцепления между роговым башмаком и дермой. В отдельных случаях такое же явление наблюдается и при обработке телячьих путовых суставов, у которых стенки рогового башмака относительно тонки, а коллаген промежуточного слоя обладает меньшей устойчивостью к тепловому воздействию, чем коллаген взрослых животных. При шпарке путовых суставов от взрослых животных прогрев с целью обезволашивания оказывается недостаточным для удаления рогового башмака одновременно с волосяным покровом, необходима дополнительная шпарка.

При шпарке тушек птиц с целью удаления оперения разрыхляется структура стенки фолликула, в результате чего уменьшается прочность связи между наружной роговой перепонкой очина и роговым слоем фолликула. В результате шпарки сила удерживаемости пера уменьшается примерно в 2 раза. И в данном случае превыше­ние температуры сверх необходимого минимума приводит к свариванию коллагена и упрочнению связи между пером и перовой сумкой.

При шпарке туш или частей туши животных4и тушек птицы происходит частичное отслоение эпидермиса. Степень отслоения зависит от температуры и продолжительности шпарки. Отслоение эпидермиса от шкуры животных – явление положительное; при последующей механической обработке эпидермис удаляется и поверхность кожи становится чище. При отслоении, поверхностных слоев кожи на тушках птицы последующая механическая обработка приводит к повреждению дермы. Поэтому режим шпарки тушек птицы следует устанавливать, сообразуясь с влиянием нагрева на поверхностные слон кожи.

Таким образом, температура и продолжительность шпарки с целью ослабления удерживаемости волосяного покрова должны быть не ниже минимально необходимых для нарушения связи между волосом (щетиной) и пером, с одной стороны, и волосяной или перовой сумкой с другой. Они вместе с тем не должны быть выше тех, при которых начинается сваривание коллагена, а для птицы — и отслоение поверхностных слоев кожи. При этом температура поверхности шкуры животных к концу шпарки не должна превышать 50-55° С, а кожи птицы 45-50° С. Более жесткие режимы рекомендуются для субпродуктов от взрослых животных и для субпродуктов, покрытых более густым шерстным покровом (например, бараньи головы). Более жесткий режим с применением паровоздушной смеси в качестве греющей среды для водоплавающей птицы обусловлен водоотталкивающими свойствами оперения. Шпарку таких субпродуктов, как, рубцы крупного рогатого скота; сычуги свиней и крупного рогатого скота производят для ослабления связи слизистой оболочки со стенкой желудков при 62^-65° С. Языки шпарят для ослабления связи между соединительнотканной. оболочкой (кожицей) и телом языка при 75-80° С.

Варка.Варка - наиболее распространенный способ тепловой обработки мясопродуктов. Ее используют как один из промежуточных процессов технологической обработки сырья и как заключительный этап производства продукции с целью доведения до состояния кулинарной готовности, которая характеризуется определенной консистенцией, запахом, вкусом и цветом продукта

Различают два технологических варианта варки: бланшировку, или кратковременную варку, когда основной целью нагрева является денатурация и коагуляция белковых веществ, и собственно варку, достаточно длительную для того, чтобы обеспечить такую степень изменений коллагена, которая необходима для разварки и размягче­ния соединительной ткани п необходимой степени. В обоих случаях попутно достигается та или иная степень уничтожения содержащейся в сырье микрофлоры, т. е. пастеризация.

Бланшировка. Бланшировку применяют в тех случаях, когда возникает необходимость уменьшить содержание влаги в составе сырья, что достигается отделением части воды (точнее сока или бульона) в результате денатурации и коагуляции белковых веществ. Одновременно уменьшается гидрофильность и увеличивается гидрофобность белковых компонентов. Последнее имеет большое значение при получении однородных устойчивых водно-белково-жировых систем типа фарша ливерных колбас и паштетов.

Так как для денатурации основной массы белковых веществ, содержащихся в составе животных тканей, достаточен нагрев до температуры порядка 70° С, бланшировка считается законченной, когда в центральной части нагреваемого объекта температура достигает примерно этого уровня.

Деформация и усадка Продукта примерно на 30%, вызываемые денатурацией растворимых белков и свариванием коллагена, сопровождаются выпрессовыванием части воды, содержащей растворимые органические и неорганические вещества. При бланшировке мяса в кусках около 0,5 кг масса уменьшается на 35-40% к начальной. Отделяющаяся от мяса жидкость содержит в составе 4-5% растворимых веществ и небольшое количество (около 0,3% к начальной массе мяса) белков, коагулирующих после выпрессовывания из мяса. Общие потери сухих составных частей мяса при бланшировке колеблются в границах 1,6—1,7% к начальной массе мяса, причем более ЭД потерь составляют органические (экстрактивные и белковые) вещества. С жидкостью отделяется также и небольшое количество эмульгированного в ней жира. При бланшировке субпродуктов потерн сухих веществ могут быть больше (для почек, например, и 1,5 раза) или меньше (для мозгов в 2 раза), чем при бланшировке мяса.

Отделяющаяся жидкость вместе с растворимыми в ней веществами и водой, в которой производится бланшировка (или конденсатом при паровом обогреве), образуют бульон, содержащий небольшое количество эмульгированного жира. Получаемый при бланшировке бульон, в зависимости от его качества и потребности, используют на пищевые или кормовые цели. В частности, его добавляют в фарш ливерных колбас и в паштетную массу и в концентрированном виде в консервы в качестве заливки.

По цели и сущности с бланшировкой сходен процесс коагуляции крови (фибрина) или шлама при выработке из них кормовой продукции. Цель такой коагуляции — отделение части воды с тем, чтобы уменьшить затраты на обезвоживание этого сырья при после­дующей сушке. Почти все белковые вещества при нагреве этого сырья до 80° С свертываются, отделяется до 15% воды к начальной массе сырья.

Бланшировку (коагуляцию) с одинаковым конечным результатом можно производить как горячей водой, так и острым паром.

Выбор греющей среды определяется технико-экономическими соображениями. При бланшировке водой сырье предпочитают погружать в воду, нагретую до кипения. Благодаря этому сразу же происходит денатурация и коагуляция белковых веществ в поверхностном слое, что вдвое уменьшает выход растворимых белков в бульон.

Варка штучных изделий. Состояние кулинарной готовности та­ких штучных изделий как ветчина характеризуется определенной степенью гидротермического распада коллагена внутримышечной соединительной ткани. В нормально сваренном окороке распадается около 35-40% коллагена. Поэтому продолжительность варки мясных фабрикатов определяется не только временем, необходимым для прогрева продукта до заданной температуры, но также и длительностью выдержки, достаточной для обеспечения соответствующей степени разрушения соединительной ткани.

Греющей средой при варке может быть горячая вода, паровоз­душная смесь, влажный воздух или металлическая поверхность (при варке в формах). Во всех этих случаях происходит влажный нагрев (при варке в форме – за счет выделения образующегося бульона).

При варке в воде некоторое количество составных частей продукта переходит в воду, подобно тому, как при бланшировке. Но так как длительность варки достигает нескольких часов (для крупных окороков до 8-10 ч), потери составных частей продукта, вызываемые его сжатием, дополняются потерями в результате обменной диффузии с окружающей средой. Общие потери зависят от температуры и продолжительности варки, размеров продукта и соотно­шения между количествами продукта и воды.

Примерное представление о влиянии температуры варки на размеры общих потерь дают приведенные ниже данные, полученные при нагреве небольших кусков свинины в течение 1 ч.

Температура, ⁰С ..60 70 75 80 85 90

Уменьшение массы, % .21,1 34,3 37,8 38,2 42,0 43,6

Эти потери сказываются прежде всего на выходе готовой продукции. В опытах по варке окороков в воде (масса окороков около 10 кг без тазовой кости, продолжительность варки 8-12 ч) были получены следующие результаты:

Температура, °С … 70 75 80 85 90

Выход, % к сырью … 86,6 84,3 80,8 79,7 74,0

Увеличение потерь с повышением температуры варки обусловлено также и увеличением количества выплавляющегося жира. В среднем при варке соленой свинины теряется (в % к начальному содержанию): около 25—35% воды, 5—7% азотистых веществ (в основном глютина и экстрактивных веществ), более 50% соли, нитри­та и других минеральных веществ; в бульон переходит до 5% жира к массе свинины. При варке в воде копченых изделий теряется так­же и некоторое количество коптильных веществ.

Следовательно, с повышением температуры варки уменьшается выход продукции и увеличиваются потери цепных в пищевом отно­шении составных частей продукта — азотистых веществ и жира.

С увеличением степени обезвоживания продукта при тепловой обработке возрастает также и его жесткость, поэтому продукты, сваренные при более низкой температуре, обладают более нежной и однородной консистенцией и более сочные.

Вследствие сравнительно невысокой теплопроводности мяса к моменту, когда в центре достигается заданная температура, температура в любой другой части выше ее и ближе к температуре греющей среды в направлении к поверхности. Возникающее температурное поле является функцией температуры греющей среды и времени нагрева. Неравномерность температурного поля тем больше, чем выше температура греющей среды и больше размеры образца. Соответственно этому и прочностные характеристики к концу тепловой обработки неравномерны.

Таким образом, чем ниже температура тепловой обработки (до определенного уровня, конечно), тем больше его выход и тем выше его качество. По этой причине варку следует вести в условиях, при которых температура по всей толще продукта близка к минимально необходимой (68-70°С). Для окороков лучше всего, если температура греющей воды поддерживается на уровне 70°С (окорока следует погружать в воду, предварительно нагретую до 95°С, чтобы уменьшить потери растворимых белков). Так как вследствие больших размеров окороков, они охлаждаются довольно медленно, температура, близкая к оптимальной, сохраняется в центральной части и некоторое время после окончания варки. Оно оказывается достаточным для разваривания соединительной ткани в центральной части окорока. В связи с этим в качестве признака окончания варки окорока принимают момент, когда температура в центральной части продукта достигает уровня, близкого к 70°С.

Поскольку часть веществ при варке в воде теряется в результате обменной диффузии между водой и продуктом, их потери тем больше, чем больше объем воды, в которой производят варку. Так, при варке без воды мясо теряло сухих веществ около 1,99% от всей массы, при соотношении мяса и воды 1:1 – до 2,34%, при соотношении 1:2 – до 2,57%. В связи с этим предпочитают варку производить в минимально необходимом объеме воды и возможно реже менять воду.

За исключением глютина белковые вещества при варке мясопродуктов практически не гидролизуются. Лишь при 90-95°С варка в течение 2-3 ч приводит к появлению в бульоне небольшого количества альбумоз.

Пока температура в мясе не превышает 60-65° С миоглобин и гемоглобин не разрушаются. При более высокой температуре отщепляется простетическая группа. При двухчасовом нагреве мяса при 80°С разрушается более 75% миоглобина и гемоглобина. В связи с этим в бульон переходит часть пигментов (при варке соленого мяса - нитрозопигментов).

При варке соленого мяса количество содержащегося в нем нитрита снижается в 40-50 раз преимущественно в результате распада в связи с взаимодействием его с аминокислотами:

RCHNH₂COOH+HNО₂ ®RCHOHCOOH+N₂+H₂О.

При варке копченых мясопродуктов часть коптильных веществ подвергается химическим изменениям, которые мало изучены. Количество альдегидов, например, уменьшается в 10-30 раз.

При нагреве мясопродуктов типа ветчины паром потери составных частей продукта в окружающую среду несколько меньше, так как практически исключается выход веществ в греющую среду в результате диффузионных явлений. Потери еще меньше, если нагрев производят увлажненным горячим воздухом с регулируемой относительной влажностью. При таком способе нагрева часть влаги, выпрессованной в результате сжатия продукта, испаряется в окружающую среду и количество бульона, оттекающего от продукта, значительно уменьшается. Так, при варке тощей свинины увлажненным горячим воздухом потери бульона сокращаются примерно в 3 раза. Экстрактивные вещества почти полностью остаются в мясе. В конечном счете продукт получается менее жестким и более сочным, с полноценным ароматом и вкусом.

Потери бывают минимальными, если варку производить в металлических формах, обогреваемых горячей водой или паром. Этот способ тепловой обработки широко используют в производстве бескостной ветчины. При варке ветчины в формах количество жидкости, выделяющейся во внешнюю среду, незначительно, так как формы закрыты. Кроме того, часть ее вновь связывается продуктом, если его после варки охлаждать, не вынимая из формы. Выход продукта после варки в формах примерно на 10% выше, чем при варке в воде, качество продукта более высокое.

Концентрированный бульон, желатинизирующийся в форме после охлаждения (желе), вполне пригоден для использования на пищевые цели.

Особенно хороший результат получается в том случае, когда посол свинины производят с применением веществ, повышающих водосвязывающую способность белков мяса, например фосфатов. Так, при варке в формах ветчины, выработанной с применением фосфатов (до 67°С в центре), потери оказались меньше на 30%. Количество желе, образующегося в форме после Охлаждения, в случае применения фосфатов составило 6,5-9,5%, а для случая посола без применения фосфатов 12-17% к массе продукта. Однако фосфаты заметно меняют вкус ветчины.

Варка колбасных изделий. Скорость и степень гидротермического распада коллагена резко возрастает с увеличением степени измельчения. Тщательное разрушение соединительной ткани при изготовлении колбасного фарша сглаживает различие в скорости распада коллагена разных Мускулов. Поэтому нагрев колбасного фарша до 70°С, достаточный для денатурации большей части мышечных
белков, достаточен также и для перехода значительной части коллагена в глютин. В связи с этим варку колбас можно считать законченной, как только температура в центре батона достигает 68-70°С.

Важной особенностью внутренних изменений при варке колбас является переход вязко-пластической структуры сырого фарша в упруго-эластично-пластичную структуру, характерную для готового продукта. Этот переход обусловлен денатурацией и коагуляцией той части мышечных белков, которая растворена или образует золь в непрерывной водной фазе сырого фарша. В результате возни­кает непрерывный пространственный упругий каркас, обладающий значительным пределом статического напряжения сдвига и придающий жесткость всей структуре в целом. Неразрушенные и полуразрушенные морфологические элементы, а также дисперсные жировые частицы распределяются и фиксируются в объеме образующегося каркаса.

Под микроскопом препарат мясной части вареного фарша имеет вид мелкозернистой светло-розовой массы с различными включениями: более темными единичными обрывками мышечных пучков и волокон, обрывками соединительной и жировой тканей, жировыми дисперсными частицами, воздушными пузырьками с застудневшим глютином на внутренней их поверхности. Чем больше степень измельчения мяса, тем меньше неоднородность картины под микроскопом.

Т.к. белковые структурные элементы непрерывной фазы сырого фарша находятся в состоянии тонкой дисперсности, а объемная доля воды в нем сравнительно невелика, эта вода с растворимыми в ней низкомолекулярными веществами иммобилизуется структурой образующегося при нагреве коагеля. Если степень дисперсности достаточно велика, а в непрерывной фазе сырого фарша растворено достаточное количество белков, жидкость при нагреве не отделяется. При этих условиях мясная часть фарша способна удерживать до 240 – 300 % и более воды к сухому веществу (в зависимости от количества в ней соединительной ткани). При этом доля прочно связанной влаги достигает 45 – 75 % к сухому веществу, тогда как в вареном мясе она составляет лишь 28 – 42 %.

Решающее значение для прочности, однородности, связности структуры, а также для выхода готового продукта имеют следующие свойства сырого фарша: водосвязывающая способность белковых веществ, степень дисперсности частиц фарша и доля белка, растворенного в непрерывной водной фазе, оцениваемая липкостью фарша.

О значении доли прочно связанной влаги дает представление табл. 54 (в таблице слабосвязанная влага – отпрессовываемая при давлении 981 10² Па; качественная оценка по 25-балльной системе: 25 – отлично, 20 – хорошо, 15 – удовлетворительно)

Таблица 54

С установлением доли прочно связанной влаги сверх оптимальной продукт становится более упругим, жестким и менее сочным, с уменьшением по сравнению с оптимальной – дряблым и при варке отделяется бульон.

О влиянии доли растворенного белка на свойства продукта и потери при нагреве можно судить по количеству кровяной сыворотки, добавляемой к фаршу (табл. 55).

Таблица 55

Доля растворенного белка резко возрастает при добавлении к фаршу фосфатов. Так, при добавлении к фаршу 0,3 % пирофосфата увеличивалась липкость с 33,5 до 57, 5 %. Соответственно этому потери влаги при тепловой обработке снижались с 20 до 26 %.

При варке колбасных изделий уничтожается до 99 % микроорганизмов. Благодаря этому в готовых изделиях остается сравнительно мало микробов (50 – 100 в 1 г), более 90 % которых составляют споровые формы. В готовой продукции очень редко находят патогенные виды микроорганизмов. Но варка колбасных изделий не гарантирует полного уничтожения даже вегетативных форм, в том числе и патогенных. В толще батонов большого диаметра паратифозные палочки могут выдержать двухчасовой нагрев.

Запекание.Запекание – тепловая обработка мясопродуктов сухим горячим воздухом при температуре выше 100 ºС, которую можно производить либо в контакте с греющей средой, либо в формах, если продукт, обладая вязко-пластическими свойствами, способен деформироваться в процессе нагрева (например, колбасный фарш). В обоих случаях нагрев ведут до достижения в центре продукта температуры 65 – 67 ºС.

При запекании конвективный нагрев горячим воздухом в большей или меньшей мере дополняется нагревом путем теплоизлучения (либо теплопроводности при нагреве в форме). В результате быстро устанавливается температурный градиент, направленный от периферии к центру продукта. Поэтому внешний слой обезвоживается не только из-за интенсивного испарения влаги во внешнюю среду, но также и вследствие возникновения термовлагоемкости, вызывающей перенос влаги в направлении теплопотока (т.е. от поверхности к центру). Таким образом, нагрев почти с самого начала происходит при наличии сухого слоя на поверхности продукта. Внешний сухой слой быстро приобретает температуру сухого термометра, практически равную температуре окружающей среды. Температура следующего слоя сохраняется на уровне мокрого термометра, т.е. около 100 ºС и уменьшается в направлении к центру. Эти особенности нагрева предопределяют и особенности изменений продукта: для внешнего сухого слоя характерны изменения, присущие сухому нагреву, тогда как для внутреннего изменения, присущие влажному.

Во внешнем слое денатурационные изменения белков дополняются окислением их кислородом воздуха и пирогенетическими процессами. Внешний слой более или менее заметно уплотняется и упрочняется. Во внутренних слоях развиваются процессы гидротермического распада. Потери при запекании происходят почти исключительно за счет испарения влаги и отекания небольшого количества плавящего жира. Таким образом, при запекании все составные части продукта практически целиком сохраняются в нем.

Жаренье.Жаренье – тепловая обработка мясопродуктов в присутствии достаточно большого количества жира (5 – 10 % к массе продукта). В мясной промышленности применяют частичное, т.е. неполное жаренье, или обжаривание поверхности. Обжаривание применяют в качестве предварительной обработки сырья при изготовлении из него некоторых типов консервов (жареное мясо, гуляш и пр.) в расчете на то, что при последующей стерилизации будет достигнута полная кулинарная готовности продукта.

Расплавленный жир, являясь жидкой теплопередающей средой, обеспечивает равномерный нагрев всей поверхности на некоторую глубину до температуры выше 100 ºС в условиях, близких к сухому нагреву. Обладая небольшой теплопроводностью, жир защищает продукт от сильного местного перегрева. Претерпевая в процессе обжаривания специфические химические изменения, составные части жира придают продукту своеобразные аромат и вкус.

При обжаривании, так же как и при запекании, обезвоживается наружный слой вследствие испарения воды и возникновения термовлагопроводности. Температура поверхностного слоя при обжаривании повышается, достигая 135 ºС или несколько более. Благодаря этому во внешнем слое возникают процессы термического (пирогенетического) распада составных частей сырья, в результате которых образуются химические вещества (частью летучие), обладающие специфическими приятными ароматом и вкусом.

Процесс разложения с образованием веществ, вызывающих ощущение аромата и вкуса жареного, начинается примерно при 105 ºС и усиливается с повышением температуры. Выше 135 ºС начинают образовываться вещества с неприятным вкусом и запахом пригорелого. При 150ºС этот процесс усиливается настолько, что качественные показатели продукта резко ухудшаются. Поэтому температура греющего жира не должна быть выше 150 – 180 ºС, а температура поверхностной корочки – около 135 ºС.

В самый начальный период обжаривания как во внешнем слое, ток и в глубоких слоях, температура не превышает 100 ºС, т.е. происходит интенсивное испарение влаги. Часть влаги в составе сока вследствие объемного сжатия, вызываемого свертыванием белков, выделяется на поверхность и смывается жиром. С момента образования корочки диффузия влаги на поверхности резко замедляется. Температура в глубоких слоях продукта повышается до 102 – 103 ºС в связи с преодолением парами воды сопротивления поверхностного слоя. Поскольку влажность продукта в глубине остается значительной, изменения составных частей в толще сходны с изменениями, происходящими при варке, но более интенсивны.

Допустимая продолжительность нагрева при жаренье, не вызывающая ухудшения качества мясопродукта (около 20 – 30 мин), достаточна для достижения кулинарной готовности только таких сортов мяса, в которых перимизий легко разваривается. Для говядины этому требованию отвечают мышцы и их части, выделяемые из спинной и поясничной частей полутуши (включая внутренний поясничный мускул). При жаренье этих сортов говядины деструктурируется до 20 % коллагена внутримышечной соединительной ткани, что оказывается достаточным для достижения кулинарной готовности. Именно поэтому полуфабрикаты, употребляемые в пищу в жареном виде (бифштекс, ромштекс и др.) изготовляют из указанных выше частей говядины. Более низкие сорта говядины можно сделать пригодными для жаренья, обрабатывая их протеолитическими ферментными препаратами, стимулирующими расщепление коллагена. При обжаривании говядины, предназначенной для выработки консервов, необходимости в этом нет, т.к. деструкция коллагена в процессе стерилизации достаточна для достижения состояния кулинарной готовности консервов.

Структура внутримышечной соединительной ткани в телятине, свинине, баранине более однородна и менее прочна. Поэтому почти все части туш этих животных (включая шейную и иногда грудную) пригодны для жаренья. В еще большей степени это относится к мясу птицы.

Консервирование нагревом. Пастеризация.В технологической практике не всегда допустимо консервирование продуктов при температуре выше и даже ниже 100 ºС, но близких к ней. В таких случаях производят пастеризация или тиндализацию.

При пастеризации – однократной тепловой обработке изолированного от внешней среды продукта – уничтожаются преимущественно вегетативные формы микроорганизмов. Температура пастеризации обычно 55 – 75 ºС. Т.к. после пастеризации в продукте остаются споры, способные прорастать, достаточно высокая устойчивость пастеризованного продукта к микробиальной порче может быть достигнута лишь в том случае, если к нему добавлены вещества, подавляющие прорастание спор. Например, в гематоген, который консервируют пастеризацией, добавляют для этой цели спирт. На мясоперерабатывающих предприятиях пастеризацией пользуются, например, в тех случаях, когда необходимо избежать денатурации белков (например, при консервировании гематогена) или инактивации действующего начала какого-либо препарата (например, при консервировании печеночного экстракта). На всем протяжении технологического процесса производства затаренных пищевых продуктов (например, ветчины) необходимо соблюдать санитарно-гигиенические требования.

Тиндализация – это многократная пастеризация. При таком способе тепловой обработки продукт, изолированный от внешней среды, после каждого приема тепловой обработки оставляют на некоторое время в условиях пониженной температуры (примерно на сутки). Эффект, достигаемый тиндализацией, некоторые исследователи объясняют тем, что при повторном нагреве уничтожаются вегетативные формы, вырастающие во время выдержки консервов при пониженной температуре из спор, активированных предшествующим нагревом и поэтому быстро прорастающих во время выдержки.

Тепловую обработку производят 2, иногда 3 раза, пока достигнут стерильности. Тиндализацию ведут при той же температуре, что и пастеризацию, а если это допускают особенности продукта, то и при 100 ºС. На мясоперерабатывающих предприятиях тиндализацию можно применить для консервирования в банках различных видов легко разваривающейся продукции (сосисок, ветчины, карбонада в ломтиках и т.д.). Консервированный продукт получается с малоизмененными первоначальными свойствами. Но такой способ консервирования экономически невыгоден. Поэтому к нему прибегают обычно при изготовлении консервов по специальным заказам.

Стерилизация. Определение формулы стерилизации консервов. Стерилизация консервов — это нагрев продукта, изолированного от внешней среды путем упаковки его в герметизированную жестяную либо стеклянную тару, до температуры и в течение времени, достаточных для предотвращения развития микрофлоры при длительном хранении продукта. Хорошо стерилизованные консервы можно хранить при обычной температуре без признаков микробиальной порчи десятки лет, и они остаются пригодными в пищу, если тому не воспрепятствует накопление в них вредных продуктов взаимодействия его с материалом тары (например, солей олова, свинца).

Нагрев с целью стерилизации производят в автоклавах периодического или непрерывного действия. Т.к. нарушение герметичности консервов недопустимо, контроль за соблюдением режима стерилизации осуществляют косвенно —наблюдением изменения температуры по времени в автоклаве (точнее температуры греющей среды), а не в консервах. Предписываемый режим стерилизации устанавливают также применительно к автоклаву, основываясь на той зависимости, которая существует между ходом тепловых процессов в автоклаве и в консерве. Режим стерилизации выражают в виде так называемой формулы стерилизации.

Под формулой стерилизации понимают условную запись теплового режима аппарата, в котором производится стерилизация. Для аппаратов периодического действия, в которых каждый цикл стерилизации начинается с прогрева аппарата, эта условная запись имеет вид:

,

где А — продолжительность подъема температуры от начальной до заданной, мин;

В— продолжительность выдержки температуры на заданном уровне, мин;

С — продолжительность снижения температуры до уровня, при котором давление в аппарате и банке позволяет производить разгрузку аппарата, мин;

t — заданная температура стерилизации (максимальная температура греющей среды), °С.

На рис. 57 представлены кривые изменения температуры по времени (кривые прогрева или термограммы). Как видно из графиков, температура в центре консервов отстает от температуры в автоклаве, а в некоторых случаях может даже не достигать заданного уровня. Величина отставания зависит в основном от скорости прогрева продукта, которая велика, если в теплопередаче преобладает конвекция, и значительно меньше, если преобладает теплопроводность. Тепловое сопротивление стенок жестяной тары очень незначительно и в обоих случаях не играет существенной роли. Тепловое сопротивление стенок стеклянной тары больше и заметно сказывается на скорости прогрева, если значительную долю в передаче тепла занимает конвекция. Для продуктов, распространение тепла в которых идет преимущественно путем теплопроводности (а к ним относятся и мясные консервы), тепловое сопротивление стенок стеклянной тары существенного значения не имеет.

Рисунок 57. Кривые изменения температуры (термограммы): 1 – греющей среды; 2 – в центре продукта (тушеная говядина в жестяной таре).

Отмирание спор, вызываемое нагревом, происходит по стадиям: на первой — стадии быстрого отмирания — уничтожаются более половины спор, находящихся в продукте; на второй — число жизнеспособных спор уменьшается по логарифмической кривой; в третьей — скорость отмирания небольшого числа оставшихся спор уменьшается. В общем, однако, отмирание спор приближенно протекает по типу мономолекулярных реакций, т.е. реакций первого порядка. Скорость отмирания спор является, таким образом, функцией их концентрации, ее можно выразить уравнением

,

где b – концентрация спор в момент времени τ;

k – коэффициент скорости отмирания, мин.

Интегрирование этого уравнения при граничных условиях: В – начальная концентрация спор, b – конечная приводит к выражению

Замена постоянной величиной, обратной ей ( ) при оперировании десятичными логарифмами позволяет постоянную D рассматривать как промежуток времени (в мин), приходящийся на один логарифмический цикл изменения концентрации спор, или как промежуток времени, необходимый для уменьшения концентрации спор на один порядок чисел, т.е. в 10 раз. Величина D является, таким образом, константой, характеризующей скорость уничтожения спор при данных условиях нагрева (вид микроба, температура, условия среды). С учетом сказанного, уравнение примет вид:

Из уравнения (Х-З) следует ряд важных практических выводов. Полное уничтожение спор в данном объеме продукта, т.е. такой случай, когда величина b становится равной нулю, при температурах ниже безусловно смертельной для любого микроба может быть достигнуто лишь при бесконечно большой длительности нагрева. С другой стороны, если продолжительность нагрева, такова, что величина b становится меньше единицы, это означает вероятность полного уничтожения спор в каком-то определенном объеме продукта. Если допустить, что в 10 единицах объема продукта содержится 100000 спор, продукт стерилизуется 10 отдельными порциями объемом в 1 единицу, а стерилизация ведется в течение времени, равном 5D,при D=1 в общем объеме продукта должна оставаться 1 спора, а в каждой порции, следовательно, 0,1 споры. Теоретически это означает, что только в одной из 10 стерилизуемых порций останется 1 спора, в остальных девяти — ни одной. Следовательно, если стерилизацию консервов вести достаточно длительное время, большая часть их окажется полностью стерильной. Очевидно, чем больше объем стерилизуемого продукта, тем меньше вероятность, полной его стерильности и наоборот.

Пользуясь уравнением, можно определить гипотетическое время, достаточное для снижения концентрацию спор до любого заданного уровня, в предположении, что температура среды мгновенно поднимается до заданной и также мгновенно снижается до несмертельной. В качестве такой заданной температуры в международной практике принята температура 121,1 °С (250 °Ф). Полученное таким путем время можно принять в качестве нормативного стерилизующего эффекта. Задача определения реального режима стерилизации сводится к приведению фактических условий нагрева (температуры и времени) к этому нормативному стерилизующему эффекту.

Искомая формула стерилизации должна, во-первых свести к минимуму вероятность выживания в консервах спор наиболее опасного для здоровья микроорганизма Cl. botulinum. Абсолютная надежность режима стерилизации в этом смысле достигается при условии снижения концентрации спор в 10¹² раз при начальной концентрации не выше одной споры на 10 г продукта. Константа D для Cl. botulinum при 121,1 °С в малокислотных консервах равна 0,21 мин. Тогда нормативный стерилизующий эффект Fн = 0,21 lnB/b = 0,21*12/7 = 2,52 усл. мин.

Вместе с тем, во-вторых, формула стерилизации должна обеспечить минимальный уровень биологического брака, последствия которого могут обнаруживаться при хранении и транспортировке консервов. Для этого достаточно снижения концентрации спор в 10⁶ раз. Даже применительно к крупным банкам это гарантирует размер брака в пределах долей процента (конечно при хороших санитарных условиях производства), наиболее часто порчу консервов вызывают проросшие оставшиеся жизнеспособными споры Cl. sporogenes, для которых константа D при 121,1 °С около 1 мин. для нежирных консервов и около 2 мин. для жирных. Нормативный стерилизующий эффект в этом случае составит Fн = 1,0·6/1 = 6 усл. мин.

Таким образом, нормативный стерилизующий эффект, установленный исходя из требования не превышать минимально допустимого биологического брака, заведомо больше того, который гарантирует практическую безвредность продукта.

Даже в тех случаях, когда значительная часть консервов может оказаться нестерильной, продукт способен длительное время храниться без порчи. Из консервов, хранившихся 5 лет, выделены жизнеспособные споры палочек типа Subtilis-mesentericus, Cl. sporogenes, термофильные кокки. Если режим стерилизации был подобран правильно, оставшиеся споры аэробов и анаэробов могут сохраняться в продукте, не прорастая и не размножаясь. Тепловая обработка вызывает столь значительные изменения биологических свойств (перерождение) микроорганизмов, что их способность к прорастанию резко уменьшается. Прогретые споры Cl. botulinum прорастали лишь через 109 суток, споры Cl. sporogenes – между 120 и 180 суток. Споры анаэробов, высеянные из консервов, прорастали только через 2 – З месяца, тогда как непрогретые — не позже 48 ч. Кроме того, прораставшие споры медленнее разжижали желатин, а один из штаммов Cl. sporogenes перестал выделять гнилостный запах при выращивании на белковой среде.

Оставаясь в консервах, споры, ослабленные нагревом, в большинстве случаев вообще не прорастают. Этому факту еще не найдено исчерпывающее объяснение. Установлено что жизнеспособные споры в консервах, стерилизованных в неподвижном состоянии распределены локально и обнаруживаются не во всех пробах, взятых из одной и той же банки. Можно полагать, что одной из причин, препятствующих росту спор, являются местные неблагоприятные условия (например, жировой «чехол»). При взбалтывании такие споры, попадая в более благоприятные условия, могут прорастать. Имеются также основания полагать, что рост оставшихся жизнеспособных спор угнетается образующимися при стерилизации продуктами распада белков, идентичных тем, которые выделяют микробы при размножении белков аммиаком, углекислотой, сероводородом. Известно, что продукты жизнедеятельности микробов, достигая определенной концентрации угнетают их рост и размножение. Угнетающее действие аммиака, углекислоты и сероводорода на бактерии установлено экспериментально.

Хотя смертельное действие нагрева и дополняется угнетением способности остающихся живых спор к прорастанию, нестерильность консервов при всех обстоятельствах явление нежелательное. Поэтому, устанавливая целесообразный режим стерилизации, необходимо одновременно предусматривать и соблюдать такие санитарные условия производства, которые обеспечивали бы действенность принятого режима. В противном случае резко возрастает вероятность брака. Но решающее значение имеет не столько общая начальная концентрация спор, сколько концентрация спор термоустойчивых и недопустимых в продукте по санитарно-гигиеническим требованиям.

Ограничение начальной микробиальной обсемененности продукта имеет практический смысл лишь в том случае, если после укладки в тару этот продукт быстро передается на стерилизацию, иначе количество микробов в нем резко возрастает. Так, число микробов в курином мясе через 145 мин между обвалкой и стерилизацией возросло, например, более чем в 500 раз.

Порча консервов, обусловленная неполной стерилизацией, в зависимости от особенностей оставшейся жизнеспособной микрофлоры может происходить с газообразованием или без него. В первом случае в результате накопления газов (углекислый газ, сероводород, азот) вспучиваются донышки (бомбаж) и порча легко обнаруживается по внешним признакам. Во втором донышки остаются плоскими (отсюда название вида порчи — плоскокислое брожение) и по внешним признакам порча консервов не обнаруживается.

Для приведения фактических условий стерилизации к нормативному стерилизующему эффекту принимают следующие исходные положения:

отмирание спор начинается как только температура в заданной части консервов (обычно в центре) достигает определенного уровня (около 100 °С) и происходит в течение всего времени подъема температуры от этого уровня до максимума (отрезок ab на рис. Х-З), выдержки при этой температуре (отрезок bc) и снижения температуры (отрезок cd) – до 100 °С;

каждой точке на кривой прогрева в заданной части консервов отвечает определенная скорость отмирания спор: в период подъема температуры эта скорость возрастает, в период выдержки (если она есть) — постоянна, в период снижения температуры — уменьшается;

общий смертельный эффект представляет собой «сумму элементарных смертельных эффектов», достигаемых в каждой точке кривой нагрева и охлаждения консерва.

Метод расчета дает удовлетворительный результат, если размер и форма банки, начальная и конечная температура автоклава и консервов, свойства продукта тождественны принятым при расчете. В обоих случаях необходима проверка справедливости полученной формулы стерилизации путем массового экспериментального заражения консервов спорами с известной термостойкостью.

Аналитический метод расчета основан на использовании закономерной зависимости между температурой в автоклаве и температурой в центре банки, благодаря чему удается связать режим, поддерживаемый в автоклаве, со смертельными условиями в центре банки. Аналитический метод пригоден для любых случаев расчета, если зависимость между логарифмом разности температур в автоклаве и временем нагрева выражается прямой линией. Практическое применение этого метода требует экспериментального определения некоторых величин, входящих в расчетную формулу.

Для определения формулы стерилизации воспроизводится кривая прогрева центральной зоны консервов путем непосредственного замера температуры через равные промежутки времени (4 – 5 мин). Т.к. банки, находящиеся в автоклаве, прогреваются не одинаково, замеряют температуру той из них, которая прогревается наиболее медленно. Кривую нагрева получают применительно к заданной температуре стерилизации, соблюдая установленное инструкцией время подъема и снижения температуры в автоклаве, но время выдержки при заданной температуре выбирают произвольное.

Для приведения фактических условий нагрева к нормативному стерилизующему эффекту пользуются приближенной экспоненциальной зависимостью между временем, необходимым для инактивации спор, и температурой

,

где у – время нагрева при температуре t;

t – средняя температура в данный отрезок времени;

z – константа (для Cl. botulinum z = 10, для Cl. sporogenes z = 9,5).

Из уравнения можно определить расчетное время, отвечающее температуре 121,1°С; исходя из величины у для температуры t

.

Для удобства можно принять

.

По Б. Л. Флаументауму, суммарный стерилизующий эффект, если температуру замеряли через равные промежутки времени у, приближенно равен

,

где τ – промежуток времени, через который производились замеры, мин.

Если найденный суммарный стерилизующий эффект выше нормативного, то время выдержки при заданной температуре уменьшают, если ниже — увеличивают, приравнивая полученный результат к нормативному стерилизующему эффекту. Для этого разность между нормативным и найденным суммарным стерилизующим эффектами приводят к заданной температуре

Полученную величину либо вычисляют из промежутка времени выдержки, либо добавляют к ней.

Выбор режима стерилизации. Аналитическим методом можно определить формулу стерилизации для любой заданной температуры. Но каждому типу консервов отвечает своя оптимальная формула стерилизации, учитывающая экономичность процесса (т.е. его минимальную длительность), с одной стороны, и возможно более полное сохранение пищевой ценности и товарного вида продукта, с другой.

Сокращение продолжительности стерилизации достигается повышением номинальной температуры стерилизации, т.е. температуры греющей среды в автоклаве. Температура в центре банки при этом может и не достигать номинальной, хотя стерилизующий эффект достаточен.

Повышение температуры греющей среды в определенных случаях можно использовать для увеличения температурного напора с целью ускорения прогрева продукта. Если прогрев происходит преимущественно конвекцией, усиливаемой перемешиванием содержимого банки, температура греющей среды может быть доведена до нескольких сот градусов без перегрева продукта сверх допустимой температуры. Однако в случае, когда прогрев происходит преимущественно путем теплопроводности температура греющей среды не должна быть существенно выше той, при которой возможны нежелательные изменения продукта. Иными словами, температура греющей среды, фиксируемая формулой стерилизации, практически должна совпадать с температурой, принятой для расчета формулы стерилизации. Это относится к большинству мясных консервов. Применение чрезмерно высоких температур особенно нежелательно при стерилизации консервов в крупной таре, поскольку периферийная часть консервов очень длительное время находится под воздействием высокой температуры.

Общепринятой методики решения вопроса о выборе оптимальной формулы стерилизации еще нет. Однако следующие исходные положения для этого можно считать бесспорными: судить о влиянии нагрева на степень нежелательных изменений продукта следует по температуре периферийного слоя продукта, т.к. именно этот слой нагревается дольше любого другого; количественная характеристика изменений должна устанавливаться с учетом влияния изменения температуры на их скорость, начиная с той, при которой изменения становятся заметными; в качестве показателя изменений должен быть принят тот, который бесспорно характеризует снижение биологической ценности либо специфических товарных свойств продукта (например, отделение бульона при стерилизации фаршевых консервов).

К числу показателей, характеризующих снижение биологической ценности мясопродуктов, можно отнести уровень гидролиза мышечных белков, уменьшение количества общего азота, определяемого по Кьельдалю. Возможно, что одним из наиболее подходящих показателей явилась бы степень распада триптофана (свободного и связанного).

Путем анализа экспериментальных данных установлено, что гидротермический распад белков при нагреве выше 100 °С происходит по типу реакции первого порядка. Скорость этого процесса описывается уравнением

,

где τ – время;

С – концентрация вещества;

k – константа скорости.

Из уравнения Аррениуса константа скорости

,

где Е –энергия активации, Дж/моль;

R – универсальная газовая постоянная, Дж/(К·моль);

T – температура, ºК;

A – постоянная интегрирования.

Расчеты, произведенные по уравнениям, показали, что энергия активации гидролитического распада белков применительно к принятым условиям нагрева составляет несколько более 80000 Дж/моль. Приближенное значение температурного коэффициента реакции, выражающего изменение скорости реакции с изменением температуры на 10 град., приближается к 2. Это убедительно свидетельствует о правомерности использования законов химической кинетики для анализа явлений, происходящих при нагреве мяса.

Если дифференцировать и преобразовать уравнение Аррениуса, то из него можно получить более точное выражение температурного коэффициента реакции

Подставив значение температурного коэффициента из уравнения (Х-10) в уравнение (Х-8), получают дифференциальное уравнение, выражающее влияние температуры на скорость распада вещества,

Для решения технических задач в сравнительно узком диапазоне температур (20 – 25 °С) температурный коэффициент в уравнении можно принять как величину постоянную. Тогда интегрирование уравнения с подстановкой значения величины, найденной из уравнения, и при граничных условиях: Сн – начальная концентрация, %; С – концентрация в момент τ; 100 °С – температура, при которой становится заметным распад вещества; t – температура, для которой определяют уровень распада (в °С) приводят к выражению

где А₀ – постоянная интегрирования;

ν – температурный коэффициент реакция;

t – температура внешнего слоя.

После некоторого упрощения уравнение можно представить в виде:

.

Расчеты, произведенные на основе экспериментальных данных, дают следующие численные значения постоянных в уравнении:

А = 0,002 %/мин,

.

При этом величина А выражает принятую меру распада. Сопоставление расчетного значения С, полученного из уравнения, с экспериментальными данными дает отклонение 2 – 3 %.

Приближенный расчет степени распада вещества для любой интересующей точки в объеме консервов можно выполнять на основе кривой изменений температуры, измеряемой в этой точке:

где dτ – промежуток времени, через который регистрируется температура (3 – 5 мин);

, , …, – разность между средней температурой в выбранной точке и 100 °С для соответствующих промежутков времени;

Ск – конечная концентрация, устанавливающаяся под воздействием выбранных условий нагрева.

Из числа всех сопоставляемых режимов стерилизации оптимальным будет тот, для которого величина окажется наименьшей.

Найденная путем расчетов величина А получилась меньшей и составила 0,000125, но температурный коэффициент реакции оказался таким же. Это дает достаточное основание полагать, что его численное значение характерно для кинетики распада многих азотистых веществ в тех же условиях. Сообразуясь с этим, подход к сравнительной оценке последствий нагрева при стерилизации мясных консервов может быть упрощен. Для случая, когда возникает необходимость выбора оптимального режима стерилизации одних и тех же консервов, руководствуясь влиянием нагрева на одно и то же вещество, можно ограничиваться сравнением условного показателя N:

.

Расчет для всей кривой нагрева применительно к любой выбранной точке в объеме образца можно выполнить, руководствуясь правой частью уравнения аналогично уравнению.

Поскольку, как следует из уравнения уровень распада связан с температурой внешнего слоя, выбор режима стерилизации нельзя произвести без учета влияния размеров и формы тары и теплофизических свойств продукта. Чем больше размеры тары и меньше коэффициент теплопередачи образца, тем дольше перегревается внешний, прилегающий к стенке тары слой продукта. Следовательно, если для определения режима стерилизации нужно руководствоваться кривой прогрев точки вблизи центра образца, то для выбора оптимального режима стерилизация — кривой прогрева периферийного слоя (толщиной около 5 мм).

Выплавка.Основная цель нагрева при выплавке жира из мягкого жиро-сырья или кости —разрушение структурных элементов тканей, содержащих жир, и выделение жира.

Наряду с температурой при выплавке существенную роль в разрушении сырья и выделении из него жира играет вода, содержащаяся в сырье, либо добавляемая к нем при недостаточном ее содержании в сырье (например, в кости). Для свободного отекания жира необходимо разрушение коллоидной системы, в составе которой внутри, клеток находится жир и разрушение самих клеток и прочной межклеточной структуры, образованной коллагеновыми и эластическими волокнами. При выплавке жира из мягкого жиросырья этот эффект достигается частично путем механического разрушения сырья перед выплавкой, частично действием воды и нагрева во время выплавки. Механическое разрушение жиросырья доступными в настоящее время способами не обеспечивает полного уничтожения первоначальной структуры жировой ткани. Однако степень ее разрушения может быть большей или меньшей в зависимости от способа и условий измельчения сырья.

Степень разрушения жировой ткани в результате нагрева во время выплавки зависит от температуры нагрева и количества воды. При температурах, не вызывающих существенных нежелательных изменений качества жира (до 70 – 75 °С), и без добавления к жиросырью воды во время выплавки не происходит полного разрушения ткани. В шкваре после выплавки можно обнаружить неразрушенные жировые клетки. Практически полное разрушение клеток и ткани в целом достигается лишь при нагреве сырья до температуры выше 100 °С. Однако, если такой нагрев продолжителен, качество жира резко ухудшается.

Но и при полном разрушении жировой ткани часть жира, выделяющегося из разрушенных клеток удерживается разрушенной тканью (шкварой) в результате адсорбции и капиллярности, а также механически путем включения жира в микроскопические закрытые полости (поры). Количество удерживаемого таким образом жира зависит от количества воды, которая, будучи полярным веществом, легче связывается гидрофильными составными частями шквары и способна вытеснять жир. Но т.к., кроме полярной воды и неполярного жира, в составе жиросырья имеются вещества промежуточного характера, жир с белками шквары и водой образует сложные системы, в которых эти вещества играют роль связующего звена. Поэтому при любых условиях выплавки нельзя достигнуть полного обезжиривания сырья. Даже при очень жестких условиях выплавки (при температуре 125 – 130 °С и в течение длительного времени) в шкваре остается 20 – 25 % жира к сухому остатку. А при таких условиях выплавки, которые не влекут за собой существенного ухудшения качества жира, т.е. допустимы по технологическим соображениям, его остаток в шкваре достигает 60 – 100 %, и даже 150 % к массе сухих веществ. Поэтому выделение жира методом выплавки без дополнительного разрушения тканей или обезжиривания шквары не обеспечивает необходимой полноты извлечения жира.

Добавление воды при выплавке жира из мягкого жиросырья с одной стороны способствует разрушению жировой ткани, но, с другой — вызывает и нежелательные явления. Разрушение самих жировых клеток не требует большой энергии, т.к. их оболочки не обладают высокой прочностью. Но клетки защищены прочной системой коллагеновых и эластических волокон, которая к тому, же препятствует отеканию жира из разрушенных клеток.

При нагревании в присутствии воды (содержащейся в сырье или добавляемой) коллаген при 58 – 60 °С сваривается, прочность коллагеновых волокон уменьшается. В зависимости от продолжительности и температуры нагрева часть коллагена переходит в глютин, а часть глютина гидролизуется. Это приводит к более или менее глубокому разрушению соединительной ткани. Ею вместе с этим образуется водный раствор глютина, продуктов его распада и продуктов распада других белков, т.е. бульон. Его концентрация зависит от температуры и длительности нагрева, а количество—от количества воды. Бульон, содержащий вещества, которые обладают эмульгирующим действием, образует устойчивую эмульсию с жиром. Количество жира в эмульсии тем больше, чем выше концентрация бульона и больше его количество. Поэтому, чем больше воды добавляют при выплавке и чем выше температура и продолжительность выплавки, тем больше жира теряется с эмульсией. Кроме того, эмульгированию сопутствует образование сильно развитой поверхности раздела фаз, на которой происходит химическое взаимодействие жира и воды. В связи с этим возрастает кислотное число жира. Следовательно, количество добавляемой к сырью воды не может превышать какого-то предела, а ее добавление может быть оправданным лишь в тех случаях, когда продолжительность нагрева невелика (порядка нескольких минут).

Изменения, которые претерпевают составные части жировой ткани, многообразны и мало изучены. Некоторые из них не вызывают сомнений и имеют большое практическое значение. Их характер, интенсивность и глубина зависят от условий выплавки.

При температуре 60 – 65 °С денатурируется большая часть альбуминов и глобулинов, содержащихся в жировой ткани. Денатурация внутриклеточных белков приводит к разрушению жировой эмульсии в клетке, к деформации и частичному разрушению самой клетки. Денатурация межклеточных белков, связанных с коллагеновыми и эластическими волокнами, способствует разрушению коллагеновой вязи, являющейся основой структуры соединительной ткани. Денатурация ферментов жировой ткани сопровождается практически полной утратой их ферментативной активности: в жиросырье, нагретом до 65 °С, заметная деятельность липазы не обнаружена.

Повышение температуры жира сопровождается уменьшением его вязкости и поверхностного натяжения. Благодаря этому жир сравнительно легко оттекает от разрушенной жировой ткани, мельчайшие его капельки сливаются в более крупные и образуется однородная жировая фаза, т.е. происходит его коалесценция. Жир, мутный в начале выплавки, по мере коалесценции становится прозрачным.

Когда органические составные части сырья, соприкасаясь с жиром, нагреваются в условиях, близких к условиям сухого нагрева, становятся заметными последствия пирогенетического (термического) их распада. Продукты пирогенетического распада белков темного цвета, растворяясь в жире, сообщают ему более темную окраску. Некоторые из них обладают острым неприятным запахом, который передается жиру. В небольших количествах они придают жиру специфический «поджаристый» запах, а в более значительных количествах делают запах неприятным. Изменение цвета и запаха жира тем интенсивнее, чем выше температура и продолжительнее нагрев. При 65 °С они незаметны, при 70 °С слабо выражены, но уже при 75 °С вполне заметны.

В присутствии достаточных количеств воды, в особенности при высоких температурах нагрева, с заметной скоростью протекает гидротермический распад коллагена и других белковых веществ. При 115 – 120 ºС скорость этого процесса такова, что при большой продолжительности процесса образуется довольно концентрированный клеевой бульон. Одновременно происходит дезаминирование амидов и дезаминирование и декарбоксилирование аминокислот, а также распад других веществ. В результате образуются многочисленные продукты распада, обладающие дурным запахом. При большой продолжительности процесса выплавки их приходится отводить из аппарата с помощью специальных устройств.

Во избежание ухудшения качества жира и с целью интенсификации процесса выделения жира выплавку в современных аппаратах производят при высоких температурах (100 °С и выше), обеспечивая кратковременность воздействия на жиросырье высоких температур. При этом необходимая степень быстрого разрушения жировой ткани достигается тем или иным способом в процессе выплавки, когда прочность соединительной ткани резко снижается в результате сваривания коллагена, вызываемого нагревом обычно острым паром.

Жир из кости выплавляют только в условиях соприкосновения с водой, т.к. иначе весь расплавленный жир остается в кости, удерживаясь в результате адсорбции и капиллярности, а также механически. Вода, кроме того, проникая в кость, способствует разрушению морфологических образований, в которых заключен жир. Вода, наконец, необходима для обеспечения быстрого и равномерного прогрева кости.

Количество извлекаемого из кости жира зависит от температуры и продолжительности выплавки. Максимальная длительность выплавки, за пределами которой увеличение выхода жира утрачивает свое практическое значение, составляет: при температуре около 100 °С 5 – 6 ч, при температуре 120 °С 2 – 3 ч. Количество жира, которое извлекается из кости, в первом случае не превышает 40 %, а во втором – достигает 70 – 80 % к его начальному содержанию в сырье.

При столь большой длительности процесса наряду с жиром из кости извлекается значительное количество других органических (главным образом азотистых) веществ в количестве тем большем, чем выше температура и больше продолжительность выплавки. Даже при наиболее мягком режиме выплавки (температура около 100 ºС, продолжительность 5 – 6 ч) в бульон переходит 3 – 4 % азотистых веществ от массы сырой кости, из которых около 80 % приходится на долю глютина и высокомолекулярных продуктов его гидролиза. При более жестком режиме (температура 1З0 – 140 °С) большая часть органических веществ кости разрушается и переходит в бульон.

Таким образом, повышение температуры выплавки, благоприятствуя увеличению выхода жира, вместе с тем сопряжено с увеличением потерь коллагена, содержащегося в кости.

Практическое значение уменьшения содержания коллагена в кости заключается, во-первых, в уменьшении прочности кости, во-вторых, в уменьшении выхода продукта, если в дальнейшем обезжиренную кость используют для выработки желатина или клея. В связи с этим режим выплавки жира из кости устанавливают, сообразуясь с вероятным направлением использования обезжиренной кости.

Большое количество продуктов гидролиза белков, переходящих в бульон, а также высокие температуры выплавки, способствуют образованию устойчивых эмульсий жира в воде. От 8 до 10 % (иногда и более) извлекаемого жира находится в бульоне в виде эмульсии.

Количество эмульгированного жира увеличивается с повышением температуры выплавки. Эмульгирование жира усложняет процесс его отделения от бульона.