Научное обеспечение процесса созревания пищевых сред

Созревание мяса –  совокупность автолитических превращений биохимических веществ, результатом которых являются положительные изменения свойств сырья: формируется нежная консистенция, сочность, специфические аромат и вкус. Такие изменения наступают после разрешения мышечного окоченения под действием гидролитических ферментов и других физико-химических факторов.

Созревание молока заключается в его выдержке при температуре 8…12 °С в течение 10…14 ч после очистки на молокоочистителях или фильтрацией. В результате развития микрофлоры во время созревания изменяются физико-химические свойства молока, увеличивается содержание полипептидов, снижается окислительно-восстановительный потенциал, возрастает кислотность молока на 1…2 °Т, часть солей кальция переходит в растворимое состояние, увеличиваются размеры казеиновых мицелл под действием свободных ионов кальция.

Созревание сливок – выдерживание в течение определенного времени сливок, охлажденных до температуры ниже точки отвердевания молочного жира. Режимы созревания сливок подбирают таким образом, чтобы получить 30…35 % жира в отвердевшем состоянии. В зависимости от массовой доли влаги в масле сливки охлаждают до 4…12 °С и выдерживают 5…12 ч.

Созревание сыра – комплекс биохимических, микробиологических и физико-химических процессов в сырной массе, в результате которых все составные части (молочный сахар, белки, жир, минеральные вещества) претерпевают определенные изменения с образованием различных веществ, формирующих органолептические показатели (вкус, запах, консистенцию) и рисунок. Все изменения происходят под влиянием, главным образом, микробных и частично молокосвертывающих ферментов.

Созревание пива – процесс сбраживания дрожжами содержащегося в сусле сахара в этанол и углекислоту, где в процессе метаболизма дрожжей возникают побочные продукты, которые наряду с составными частями хмеля в значительной мере определяют вкус и аромат пива. Процессы, протекающие при брожении и созревании, рассматриваются как единое целое.

Во время брожения и созревания дрожжи выделяют в пиво целый ряд продуктов метаболизма, которые претерпевают количественные и качественные изменения, частично реагируя друг с другом.

Побочные продукты брожения имеют решающее значение для качества готового пива, поэтому их образование и расщепление нужно рассматривать вместе с метаболизмом дрожжей.

С этой точки зрения различают (рис. 25.1.):

вещества, формирующие букет молодого пива (диацетил, альдегиды и сернистые соединения). Они придают пиву нечистый, зеленый незрелый вкус и запах и при повышенной концентрации отрицательно влияют на качество пива. Эти вещества в ходе брожения и созревания могут быть удалены из пива биохимическим путем, в чем и состоит цель созревания пива;

вещества, формирующие букет готового пива (высшие спирты, эфиры). Они в значительной мере определяют аромат пива; их наличие в определенной концентрации является предпосылкой для получения качественного пива. Эти вещества, в отличие от первой группы, не могут быть удалены из пива технологическим путем.

Соединение, которое постоянно осуществляет передачу энергии (АТФ – аденозинтрифосфат), присутствует во всех живых организмах и состоит из пуринового основания, сахара с пятью атомами углерода и трех остатков фосфорной кислоты. Связь между внешним и средним атомом фосфора особенно выгодна энергетически. При ее разрыве образуется аденозиндифосфат (АДФ), фосфат и происходит выделение энергии в количестве 30,5 кДж на каждый моль АТФ.

кДж/моль.

Искусственно внесенные в мясное сырье препараты протеаз обеспечивают эффект преобразования белковых структур, однако процессы созревания мяса под их влиянием протекают в 3…5 раз интенсивнее и заканчиваются в более короткий срок. Хотя ферментные препараты отличаются специфичностью воздействия на такие белки мяса, как миозин, коллаген и эластин, конечные результаты этих процессов имеют много общего. При этом интенсивность и глубина превращений белковых структур зависит от дозировки препаратов, физико-химических условий и продолжительности обработки. Действие ферментов в конечном итоге вызывает существенные изменения белков мяса в системе экстрактивных веществ, что соответственно придает сырью нужную консистенцию, вкус и аромат.

Развитие ферментативных процессов при созревании мяса приводит к накоплению в нем веществ, влияющих на вкус и аромат готовых мясных продуктов. Этими соединениями являются продукты распада пептидов (глютаминовая кислота, треонин, серосодержащие аминокислоты и др.), нуклеотидов (инозинмонофосфорная кислота, инозин, гипоксантин, рибоза), углеводов (глюкоза, фруктоза, молочная, пировиноградная кислоты), липидов (низкомолекулярные жирные кислоты), а также креатин и другие азотистые экстрактивные вещества. Среди летучих компонентов, определяющих аромат продуктов из созревшего мяса, обнаружены жирные кислоты, карбонильные соединения, спирты, эфиры. Существенную роль в формировании запаха играют серосодержащие соединения, предшественниками которых являются цистеин, цистин и метионин. На вкус и аромат мясопродуктов значительно влияют сахароаминные реакции или реакции неферментативного потемнения при тепловой обработке мяса, в которых участвуют редуцирующие сахара, аминокислоты или белки, а также альдегиды, возникающие в результате превращения жирных кислот.

Сроки созревания мяса в первую очередь зависят от вида животного и температурного режима хранения. Продолжительность созревания при 0…2 °С составляет для говядины 10…14 сут, мяса кур и гусей 5…6 сут. Увеличение температуры позволяет сократить продолжительность созревания и описывается уравнением

,

где t – продолжительность созревания, сут; t – температура, °С.

Повышения скорости биохимических процессов в мясе можно достигнуть электростимулированием туш, в результате чего ускоряются реакции гликолиза. Низкое значение рН и достаточно высокая температура мяса способствуют интенсивному течению ферментативных реакций, вызывающих его размягчение.

Протеолитические ферменты синтезируются практически всеми живыми существами. В промышленных целях источником получения протеиназ являются животные ткани, растения и микроорганизмы.

В последнее время в технологической практике используются следующие способы обработки мяса протеолитическими ферментами: введение раствора ферментного препарата через кровеносную систему путем инъекций в организм животного при жизни; обработка поверхности мышцы путем разбрызгивания раствора ферментов или нанесения порошкообразных размягчителей; погружение мяса в растворы ферментов; внутримышечное шприцевание.

В результате выдерживания в течение определенного времени (10…14 сут) при низких положительных температурах мясо созревает и характеризуется высокими пищевыми достоинствами. Пища, приготовленная из созревшего мяса, способствует повышению аппетита и сокращению периода выделения желудочного сока, лучше переваривается и усваивается. В силу активизирования пищеварительных ферментов переваривание созревшего мяса происходит с меньшими затратами энергии.

Во время созревания молока, сливок и сыра последовательно протекают биохимические процессы: сбраживание молочного сахара, гидролиз белков и расщепление молочного жира. Полученные продукты, в свою очередь, претерпевают изменения, образуя новые соединения, которые могут использоваться другими ферментными системами. Явления, лежащие в основе этих изменений, объясняются природой субстрата, многообразием факторов и разнообразием превращений составных частей.

В начальный период созревания сыров в течение 15…20 сут температура в помещении составляет 10…12 °С, на следующем этапе созревания в течение 30 сут температуру повышают до 15…20 °С, а к концу созревания температуру снижают до 12…14 °С.