12.4.5. Соління м’яса і витримування посоленого м’яса

Метою соління м’яса, призначеного для виробництва виробів із соленого м’яса і ковбас, є введення в нього засолювальних речовин (хлориду натрію, нітритів та ін.).

Процес засолювання м’яса при виробництві ковбасних виробів складається з таких операцій: попереднього подрібнення, змішу­вання із засолювальною сумішшю або розсолом і витримування. Під час соління і витримування в засоленому стані збільшуються вологозв’язувальна здатність, липкість та пластичність м’яса. За­солювання супроводжується фізико-хімічними реакціями, які сприяють стабілізації забарвлення м’яса, надають йому специфіч­ного смаку і аромату. При варінні несолоної м’ясної сировини за­лежно від температури і часу відокремлюється близько 35 — 40 % вологи, при варінні соленої — лише 10 — 15 % вологи, що містить­ся в м’якушевих тканинах. Набування м’ясом цих важливих тех­нологічних властивостей пов’язано з колоїдно-хімічними змінами насамперед білкової системи м’язової тканини. Соління м’яса, як правило, здійснюють за температури продукту і приміщення від 0 до 4 °С.

Способи соління м’яса. Під час виробництва м’ясних продук­тів із соленого м’яса використовують сухий, мокрий та змішаний способи соління м’ясопродуктів. При цьому для соління застосо­вують відповідно сухі суміші засолювальних речовин, розсіл або суху суміш у послідовній комбінації з розсолом.

Сухий спосіб соління передбачає перемішування або натиран­ня поверхні шматків м’яса сухою засолювальною сумішшю. Пе­ремішування здійснюють при солінні дрібних шматочків м’яса з сіллю.

При сухому способі соління, наприклад для копченостей, м’ясо натирають сіллю або сухою засолювальною сумішшю та уклада­ють у тару або штабелі, пересипаючи кожний шар сіллю.

Тривалість соління залежить від виду, стану та розміру м’яс­них продуктів. Сіль розчиняється у воді, що є на поверхні м’яса.

Між розчином солі й тканинною рідиною м’яса під впливом ос­мотичного тиску відбувається дифузійний обмін вологою до мо­менту встановлення відносної рівноваги в концентрації солей, що містяться в розсолі та тканинній рідині. Оскільки оболонки клітин обмежено пропускають білки, то концентрації вирівнюються за рахунок втрат м’ясом вологи. Частково з вологою у розсіл перехо­дять білки зі зруйнованих клітин та кровоносних і лімфатичних судин. Під час сухого соління продукт зневоднюється. М’ясо втра­чає 10 — 12 % маси, у тому числі м’язова тканина втрачає білків до

3,5 % від початкової кількості. При стіканні розсолу, що утворю­ється, м’ясні продукти значно зневоднюються (до 20 %). Якщо роз­сіл не видаляється, то наприкінці процесу маса м’яса знову збіль­шується.

Основним недоліком сухого способу соління є те, що м’ясні про­дукти значно зневоднюються і внаслідок цього стають жорсткими, а розподілення солі в продукті дуже нерівномірне.

Проте, незважаючи на тривалість процесу, сухий спосіб соління має деякі переваги: отримане м’ясо має високу стійкість при збері­ганні, незначні втрати білкових і екстрактивних речовин порів­няно з іншими способами соління. Сухий спосіб бажано викорис­товувати при солінні м’ясних продуктів з великою кількістю жиру та продуктів, призначених для тривалого зберігання: шпик, бекон та безкісткові грудинки, а також окремі види окостів.

Тривалість соління м’яса для ковбас визначається швидкістю проникнення засолювальних речовин тканини, а також швидкіс­тю наступних складних фізико-хімічних змін, які в результаті взаємодії солі з білками м’яса приводять до підвищення липкості м’яса та його здатності зв’язувати вологу і утримувати її при теп­ловому обробленні.

Тривалість соління та рівномірність розподілу солі в продукті залежить також від ступеня подрібнення м’яса перед засолюван­ням. Для взаємодії солі з білками м’язової тканини і зміни їхніх властивостей потрібен певний час.

Слід зазначити, що сіль проникає в м’ясо тільки у вигляді роз­чину. При сухому солінні вона має попередньо вилучити рідину з м’яса, розчинитися в ній і тільки після цього починається процес проникнення солі в м’ясо. Якщо замість сухої солі в подрібнене м’ясо вводити концентрований розсіл (26 кг солі на 100 л води) у кількості 10 %, тривалість витримування скорочується.

Мокрий спосіб соління полягає в обробленні м’яса розсолами. Такі розсоли називають заливальними. Концентрація розсолу за­лежить від виду та сорту м’яса, тривалості соління, температури, характеру наступного оброблення солених м’ясних продуктів, ре­жиму зберігання готових виробів.

Розрізняють тривалий (40 — 50 діб), звичайний (15 — 20 діб) та скорочений (6 — 7 діб) термін соління м’ясної сировини мокрим способом. Сировину, засолену мокрим способом, використовують при виготовленні варених, варено-копчених виробів із соленого м’яса, бекону, язиків та ін.

При мокрому солінні відбувається рівномірніше просолювання м’яса, менші втрати маси сировини. Крім накопичення засолюва­льних речовин у сировині з неї до розсолу переходять низько- та високомолекулярні речовини. Втрати становлять до 2 % від по­чаткової маси сировини.

Сіль проникає в м’ясо дуже повільно, тому для прискорення со­ління в середину шматків м’яса під тиском від 2-10⁵ до 5*10⁵ Па за допомогою порожнистих голок з отворами вводять розсіл. Шпри­цювальний розсіл крім кухонної солі містить нітрит натрію та цу­кор. Його вводять від 4 до 40 % до маси сировини через кровоносні судини або уколами в масу м’яса. Найпоширенішими є багатогол- часті апарати.

Після введення розсолу в товщу продукту м’ясо вкладають у чани з неіржавної сталі і заливають розсолом так, щоб усі його частини були повністю в нього занурені, й витримують певний час згідно з технологією. Перерозподіл солі в середині продукту відбу­вається методом фільтрації та дифузією.

Мокрий спосіб соління забезпечує отримання продукту високої якості, ніжної консистенції з добрими смаковими властивостями.

Після закінчення цього способу сировину вилучають із розсолу, дають їй стекти і витримують протягом 4 — 8 діб за температури

0 — 4 °С. При цьому продовжується процес визрівання виробів. Під час стікання сіль (без додаткового її надходження ззовні) перероз­поділяється також між поверхневими шарами з вищою концент­рацією МаСІ і внутрішніми шарами, що вміщують меншу кількість солі. Недоліком мокрого соління є значні втрати м’ясом солероз- чинних фракцій білків та екстрактивних речовин, мінеральних речовин і вітамінів та підвищена вологість виробів.

Змішаний спосіб соління полягає у поєднанні сухого та мокрого способів. Він є найпоширенішим способом соління. М’ясо спочатку піддають сухому солінню, а потім заливають розсолом. Підготов­лені відруби можна шприцювати перед сухим солінням.

М’ясні продукти натирають сумішшю для соління, вкладають у тару і витримують 1 — 6 діб до утворення маточних розсолів. По­тім, коли м’ясо зменшиться в об’ємі, в тару додають м’ясо з тієї са­мої партії і заливають розсолом. М’ясо натирають засолювальною сумішшю й витримують у штабелях (тобто відбувається сухе со­ління). При цьому продукт перекладають для забезпечення рів­номірності просолювання. Потім м’ясні продукти укладають в єм­кості і заливають розсолом.

Поєднання сухого і мокрого способів соління зменшує зневод­нення та нерівномірність просолювання м’яса і супроводжується невеликими втратами білкових та екстрактивних речовин. Для рівномірного просолювання м’ясні продукти потрібно перекладати через певний проміжок часу — верхні шари вниз, а нижні — вгору.

Після закінчення мокрого способу соління м’ясо витримують без розсолу. При цьому з продукту стікає волога, яка утримується механічно. Розподілення засолювальних речовин продовжується.

Щоб видалити сіль із зовнішніх шарів продукту, його вимочу­ють. Це запобігає кристалізації солі на його поверхні при подаль­шому обробленні виробів. У разі зберігання продукту за неспри­ятливих вологих умов сіль виступає на поверхню, поглинає вологу

1 продукт стає вологим. Вимочування необхідне також при сухому і мокрому способах соління для вирівнювання розподілення солі по об’єму продукту. Тривалість вимочування залежить від трива­лості соління. її беруть із розрахунку 3 хв на кожну добу при мок­рому і змішаному способах соління і 6 хв — при сухому. Збіль­шення маси становить 1 — 2 %. Продукт вимочують у воді за тем­ператури не вище за 20 °С упродовж 1 — 2 год. Наприкінці процесу м’ясні продукти підсушують.

Дифузійний обмін речовин при солінні м’яса. За всіх спо­собів соління засолювання — це дифузійно-осмотичний процес, що ґрунтується на обмінній дифузії, яка приводить до перерозподілу солі, води та розчинних складових частин продукту.

Під час засолювання засолювальні компоненти проникають у товщу м’яса, а з м’яса частково вилучаються екстрактивні та міне­ральні речовини, водорозчинні вітаміни, білки. Волога залежно від концентрації розсолу або виходить у розсіл, або поглинається з розсолу продуктом. Втрати білкових речовин м’яса залежать від способу соління та концентрації розсолу при мокрому солінні. Так, втрати зростають зі збільшенням концентрації солі до 10 — 12 %, а потім зменшуються. О.О. Соколов установив, що мінімальні втра­ти білкових та екстрактивних речовин спостерігаються при солінні в розсолі з концентрацією 20 — 25 % хлориду натрію.

Рівень втрат білкових речовин м’яса залежить також від ступе­ня пошкодження структури тканин. Однак при правильному со­лінні деякі втрати поживних речовин не знижують поживної цін­ності м’яса. Після соління продукт стає ніжніший, смачніший та краще засвоюється організмом.

Під впливом тканинних ферментів, а також ферментів мікро­організмів відбувається частковий гідролітичний розпад білків і частковий перехід продуктів розпаду в розсіл. Кількість білкового азоту, що накопичується в розсолі, також зростає з підвищенням температури (але не вище за температуру денатурації білків). Відносна кількість білків, що втрачається при солінні, зменшуєть­ся з підвищенням категорії вгодованості м’яса.

Перехід розчинних речовин у зовнішнє середовище, особливо білків, є небажаним процесом.

Зменшенню втрат при солінні сприяє низький рідинний коефі­цієнт, висока концентрація розсолу, використання старих розсолів з високим вмістом розчинних білків та екстрактивних речовин, використання методу шприцювання.

У момент дотику розсолу до поверхні продукту між ними вини­кає обмінна дифузія, яка приводить до перерозподілу солі, води та розчинних складових між продуктом і розсолом.

Перенесення солі в м’язову тканину і води з тканини у розсіл відбувається в результаті різниці концентрації солі в розсолі і си­ровині осмотичним і дифузійним способами.

За рахунок осмотичного тиску волога з внутрішньоклітинного розчину з меншою концентрацією солі переміщується через мем­брану клітин м’яса в зовнішнє середовище — розсіл.

Сіль із розсолу завдяки дифузії переміщується в середину м’яса. Рухомою силою дифузії є різниця концентрацій солі в роз­солі та продукті.

Перерозподіл солі й води в системі розсіл — м’ясо здійснюється одночасно через мембрани клітин, систему пор, кровоносних су­дин і капілярів, що пронизують м’язову тканину.

Інтенсивність перерозподілу визначається концентрацією роз­солу в зоні контакту з м’ясом, температурою середовища та умо­вами дифузійного обміну.

Спочатку продукт втрачає частину вологи, а потім, коли кон­центрація солі в ньому стає досить високою, починає знову її по­глинати. Кінетика перенесення солі відбувається за відомими за­конами.

У процесі соління концентрація солі в тканині зростає, а в на­вколишньому середовищі — знижується, наближається до скін­ченного значення, хоч і не досягає його. Це скінченне значення можна подати як гіпотетичну рівноважну концентрацію за не­скінченно великої тривалості соління. Як зазначає О.О. Соколов, вона дорівнює умовній концентрації загальної кількості солі в су­марній кількості розсолу системи:

де— кількість солі відповідно в розсолі й тканинах до засо­лювання;— кількість солі відповідно в розсолі й тканинах

наприкінці засолювання;— кількість вологи відповідно в

розсолі й тканинах до засолювання;— кількість вологи

відповідно в розсолі й тканинах наприкінці засолювання.

Як випливає з виразу (12.1), концентрація солі в тканинах на­ближається до її концентрації в навколишньому середовищі. Про­те навіть теоретично вона не може досягати її, оскільки згідно з правилом Донна за наявності з одного боку мембрани заряджених часточок, не здатних дифундувати через неї, з іншого — має бути деякий надлишок протилежних іонів. Однак ступінь наближення до цієї концентрації можна регулювати впливом на хід дифузій­ного обміну, а її абсолютне значення — підтриманням високої концентрації солі в навколишньому середовищі до кінця процесу.

Академік С.М. Ліпатов показав правомірність використання рівняння Фіка для опису кінетики нестаціонарних дифузійних процесів у гелях:

де С — концентрація іонів у певній точці гелю; т — тривалість дифузії; О — коефіцієнт дифузії;— градієнт концентрації

іонів солі в напрямку дифузії.

Для дифузії в тривимірній системі (дифузія солі в м’ясо відбу­вається одночасно в трьох напрямках) другий закон Фіка має та­кий вигляд:

де— оператор Лапласа:

Перенесення речовин із рідкої фази в тверду через дифузійний шар має велике значення для швидкості дифузійного процесу. Таким чином, у системі розсіл — продукт спостерігається три фази обміну, що відбуваються одночасно, спрямовані на вирівнювання концентрації: конвективне перенесення речовин в основній масі розсолу, молекулярне перенесення в пограничному дифузійному шарі, перенесення речовин у продукті. Відповідно до цього уяв­лення про дифузійний процес у гетерогенній системі розрізняють зовнішню (відносно продукту), граничну та внутрішню дифузії (в продукті).

Для умов мокрого соління тривалість розподілення засолюва­льних речовин у системі розсіл — продукт (маючи форму набли­ження до форм пластини) С.М. Ліпатов виразив, виходячи із за­кону Фіка, таким рівнянням:

де— тривалість соління, діб;— коефіцієнти пропорційно­

сті, що враховують відповідно опір граничного дифузійного шару розсолу і зміни структури тканини та її опір проникненню речо­вин для соління;— коефіцієнт дифузії солі в тканині продукту,

см² за добу;— концентрація розсолу в момент, %;— кон­

центрація солі в м’ясі на глибині Н, у момент, %; Н — глибина проникнення, см.

Інтенсивність процесу проникнення хлориду натрію в тканини залежить від багатьох технологічних факторів. Ці фактори можна розглядати як зовнішні відносно тканини, що обробляється (кон­центрація розсолу, швидкість циркуляції та ін.), або внутрішні, притаманні тканині (хімічний склад тканини, ступінь її попе­реднього оброблення тощо).

Рушійною силою процесу є наявність різниці концентрацій солі в розсолі й продукті. У рівнянні (12.5) це поглинання виражене логарифмом відношення концентрації солі в розсолі і продукті (або різницею їх логарифмів). Чим вища концентрація солі в роз­солі, тим швидше відбувається процес соління.

Швидкість проникнення і накопичення солі в м’ясопродуктах зменшується в процесі соління внаслідок зменшення різниці кон­центрацій у системі розсіл — продукт.

Закон Фіка випливає із припущення, що перенесення дифун­дуючих речовин зумовлюється наявністю градієнта концентрацій в ізотермічних умовах.

Зі зміною температури коефіцієнт дифузії змінюється за рів­нянням

де Ті, Т2 — температура системи, К;— коефіцієнти

в’язкості розсолу, що відповідають цим температурам; О., О2 — коефіцієнти дифузії солі в розсолі відповідно для температур

Ті, Т2.

Температурний градієнт зумовлює додаткове переміщення ре­човин у напрямку теплового потоку — термодифузію.

За наявності градієнта концентрацій та в умовах конвективного перемішування рідку фазу гетерогенної системи рідина — тверде тіло можна умовно розбити на дві зони: в першій, що безпосередньо прилягає до поверхні розподілу (пограничний шар) речовина пере­носиться у результаті молекулярної дифузії (згідно із законом Фі- ка), а в другій, що становить основну частину рідкої фази, постій­ність концентрації забезпечується інтенсивною конвекцією.

Рівень концентрації солі в продукті тим більший, чим вища концентрація розсолу поблизу пограничного шару. Тому всі фак­тори, вплив яких приводить до перемішування розсолу (тобто усе­реднення його концентрації) і, отже, до підвищення концентрації солі на поверхні продукту, прискорюють процес засолювання. До них належать механічне перемішування розсолу, барботування, циркуляція, тепловий вплив та ін. При інтенсивному перемішу­ванні розсолу, крім того, зменшується товщина пограничного ша­ру розсолу і коефіцієнт кі у рівнянні (12.5) дорівнює 0.

Швидкість соління можна збільшити, підтримуючи на постійно високому рівні концентрацію розсолу.

В умовах конвекції і перемішування розсолу основний опір ди­фузійному потоку чинить дифузійний пограничний шар, що ле­жить на межі розділення системи розсіл — продукт (рис. 12.5). У межах дифузійного пограничного шару різко знижується концен­трація розсолу, що призводить до зменшення його концентрації на поверхні продукту від С_{р ср} до С1. Зменшення товщини погранич­ного шару зумовлює збільшення концентрації солі С₂ на поверхні м’яса, завдяки чому підвищується градієнт концентрації солі у м’ясі і, отже, підвищується швидкість процесу.

Товщина пограничного шару залежить від швидкості і харак­теру руху розсолу. Збільшення його швидкості руху і перехід від ламінарного потоку до турбулентного зменшує товщину розсолу. Подібним чином впливає вібраційна дія (100 Гц), завдяки чому швидкість засолювання прискорюється на 15 — 20 %.

На швидкість дифузії при солінні впливає опір (коефіцієнт ди­фузії) самого продукту. Він зумовлений наявністю в тканинах ве-

ликої кількості напівпроникних перегородок, що затримують рух дифундуючих часточок, а також тим, що дифузія відбувається в колоїдній системі, а не в чистій воді, яка до того ж у тканинах за­ймає лише частину об’єму. В зв’язку з цим сіль проникає в м’язову тканину приблизно в 4 рази повільніше, ніж у воду.

На проникність тканини більшою чи меншою мірою впливають морфологічний і фізичний склад м’ясних продуктів, напрямок проникнення солі відносно м’язових волокон, характер і глибина попереднього перед засолюванням оброблення м’яса (визрівання, заморожування, розморожування, електростимуляція), темпера­турні умови соління, а також різні механічні, хімічні та біологічні фактори.

Проникність м’язової, сполучної і жирової тканин перебуває у співвідношенні 8 : 3 : 1. Істотну відмінність швидкості накопичен­ня солі в різних тканинах пояснюється особливостями їх морфоло­гічної будови і хімічним складом. Проникність тканин залежить від вмісту в них вологи. Як правило, чим більше води містить тка­нина, тим вища її проникність. Практично всі види тваринних тканин є капілярно-пористими тілами різної структури. В м’язовій тканині основу вихідної початкової капілярної структури утворю­ють кровоносні та лімфатичні системи.

Розміри каналів цих систем варіюють від кількох міліметрів до частки мікрометра, причому на менші розміри припадає основна кількість судин, які називають капілярами.

Крім м’язової тканини в тушах тварин у великій кількості міс­титься сполучна тканина, що складається з окремих великих клі­

тин волокнистої, овальної та округлої форми, з’єднаних за допомо­гою колагенових та еластинових волокон. Пориста структура, здат­на переносити речовини методом фільтрації, є в будь-якому виді тваринної тканини.

Ступінь автолізу м’язів перед солінням також певним чином впливає на інтенсивність накопичення хлориду натрію в м’язах. Ущільнення м’язової тканини в період задубіння зменшує її про­никність.

Особливості мікроструктури м’яса з різним характером автолізу зумовлюють різницю в дифузійно-осмотичних процесах при солін­ні сировини з ознаками PSE, NOR та DFD. Сировина з ознаками PSE має пухку структуру, частково порушену цілісність оболонок, що сприяє прискореному проникненню хлориду натрію в парне м’ясо, який інгібує розвиток глікогенолізу.

М’ясо з ознаками DFD характеризується потовщеними м’язови­ми волокнами та ущільненим ендомізієм, унаслідок чого воно має повільне вологовбирання та знижену концентрацію солі в товщі м’язів при солінні.

Крім відмінності в процесах проникнення кухонної солі в м’ясо існує також відмінність у характері накопичення солі в сировині. Ступінь набухання м’язових волокон, а також кількості дрібно­зернистої білкової маси у м’ясі PSE значно менший, ніж у м’ясі з NOR та DFD властивостями.

У розморожену м’язову тканину сіль проникає краще, ніж в охолоджену. Відмінність тим менша, чим менша температура за­морожування і вища його швидкість. Максимальне проникнення солі в розморожену м’язову тканину відбувається при повільному заморожуванні до температури найбільшого льодоутворення (—1...—6 °С), тобто коли тканина максимально пошкоджена вели­кими кристалами льоду, що утворюються при заморожуванні.

З підвищенням температури, як видно з рівняння (12.6), збі­льшується швидкість перенесення солі. Підвищення температури свинячих окостів з 2 — 4 до 16 — 18 °С дає змогу скоротити засолю­вання приблизно в 1,7 раза. Однак підвищення температури при солінні потрібно поєднувати з направленим використанням бак­теріальних культур, які є антагоністами відносно небажаної мік­рофлори і гарантують, крім інших заходів, санітарну безпеку про­дукту.

Згідно з рівнянням (12.5) тривалість процесу пропорційна ква­драту шляху дифузії і, отже, навіть невелике зменшення визна­чального розміру (товщини продукту) призводить до істотного ско­рочення тривалості соління.

Ефективним фактором інтенсифікації процесу є зменшення шляху перенесення солі. В зв’язку з цим поширеними є способи шприцювання шляхом ін’єкції розсолу в продукт через порожнис­ту голку або систему голок (багатоголчасте шприцювання) або че­рез кровоносну систему.

Зміни забарвлення м’яса при солінні. Природне забарв­лення м’яса зумовлене наявністю в м’язовій тканині міоглобіну (МЬ) — хромопротеїну, що складається з білкового компонента (глобіну) та простетичної групи (гема). Пігменти, що формують колір м’яса: міоглобін — 90 % і гемоглобін — 10 %.

Небілкова частина міоглобіну — гем складається з атома заліза та чотирьох гетероциклічних пірольних кілець, зв’язаних мети- льними містками. Саме атом заліза відповідальний за формуван­ня різних кольорових відтінків м’яса. Міоглобін існує у трьох фор­мах — власне міоглобін, оксиміоглобін та метміоглобін. За наявно­сті кисню повітря міоглобін окиснюється з утворенням оксиміогло- біну — МЬО2, який надає м’ясу приємного рожево-червоного ко­льору. Проте це сполучення нестійке: під впливом світла, повітря, часу витримування, нагрівання відбувається більш глибоке окис- нення, при якому залізо у гемі з двовалентного переходить в три­валентне. Утворюється метміоглобін МеіМЬ коричнево-сірого ко­льору:

Щоб запобігти небажаним змінам кольору м’ясопродуктів, а також для формування і стабілізації рожево-червоного кольору під час соління м’яса до складу засолювальних сумішей додають ніт­рит натрію. Він має також антиокисні властивості, бере участь у реакціях утворення смакових і ароматичних речовин, гальмує розвиток патогенних мікроорганізмів і плісені.

За наявності вологи в кислому середовищі, яке характерне для м’язової тканини, нітрит натрію гідролізується до нітритної кислоти:

Під впливом редукуючих речовин, що є в м’ясі, та мікроорга­нізмів азотиста кислота розпадається з утворенням оксиду і діок- сиду азоту:

Оксид азоту при взаємодії з міоглобіном утворює нітрозоміогло- бін, який має стійкий червоно-коричневий колір:

У товщі м’яса за анаеробних умов нітрит взаємодіє з МЬ з утво­ренням приблизно однакової кількості нітрозоміоглобіну (МО-МЬ)

і метміоглобіну:

Під час термооброблення в результаті денатурації МО-МЬ пе­ретворюється на денатурований глобін і МО-гемохромоген.

Механізм утворення кольору соленого м’яса дуже складний.

Слід мати на увазі, що за тривалого витримування МО-МЬ у присутності повітря і світла та низького значення рН також може відбуватися реакція з утворенням мет-форми:

Отже, ефект забарвлення, що досягається введенням у м’ясо ні­тритів, залежить від проходження таких основних ланок загаль­ного ланцюга хімічних перетворень:

♦ утворення азотистої кислоти з нітриту;

♦ розпад азотистої кислоти до оксиду азоту;

♦ взаємодія оксиду азоту з міоглобіном (гемоглобіном).

Солоне м’ясо з підвищеним вмістом міоглобіну (яловичина) на­буває інтенсивнішого забарвлення. Зниження інтенсивності кольо­ру м’яса може зумовлюватися:

♦ видом сировини (у свинині МЬ менше, ніж в яловичині);

♦ переважанням білих волокон (вміщують порівняно з черво­ними менше міоглобіну) в м’язовій тканині;

♦ використання м’яса з ознаками РЯЕ;

♦ використання сировини з підвищеним вмістом сполучної тка­нини;

♦ введення в рецептуру значної кількості білкових препаратів;

♦ кількісним вмістом нітриту натрію в м’ясній системі і термін зберігання розчину.

При дефіциті нітриту натрію утворюється недостатня кількість оксиду азоту і її не вистачає для вступу в реакцію з усіма молеку­лами міоглобіну, що містяться в м’ясі. Водночас використання надлишку нітриту натрію (понад 5,0 — 7,5 г на 100 кг м’яса) може призвести до утворення канцерогенних М-нітрозоамінів, спричи­нити утворення пігментів з нехарактерним сірим, бурим і навіть зеленуватим забарвленням.

Якість забарвлення м’ясних продуктів залежить і від рівномір­ного розподілення нітриту натрію по всьому об’єму м’яса. Рівно­мірність розподілення нітриту натрію в об’ємі сировини забезпе­чується використанням нітриту у вигляді водних розчинів та до­триманням рекомендованих параметрів (перемішування, ін’єкту­вання та інших технологічних операцій).

На процес кольороутворення впливають також присутність кис­ню повітря, світло, температура та тривалість витримування си­ровини, а також низьке значення рН середовища (нижче за 5,6).

Усе це зумовлює окиснення NO-Mb з утворенням MetMb у солено­му та термообробленому м’ясі.

Особливо чутливий NO-Mb до окиснення при світлі, в резуль­таті чого через кілька годин експонування можуть відбутися зне­барвлення, місцями утворитися зеленуваті та жовтуваті плями. Це зумовлюється утворенням MetMb, руйнуванням порфіринового кільця, утворенням пероксиду водню та пероксиду нітратної кис­лоти, які призводять до окисного руйнування гемових пігментів до зелених білівердинових пігментів. На інтенсивність утворення нітрозопігментів істотно впливає кількість оксиду азоту. Приско­рити утворення оксиду азоту можна використанням під час солін­ня ефективних відновників, які одночасно забезпечують і стій­кість забарвлення. Найбільше застосовують солі аскорбінової кис­лоти — аскорбінати, еритробати натрію і редукуючі цукри (глюко­за — при короткотривалому солінні, цукор — при тривалому). Ас­корбінова кислота реагує безпосередньо з азотистою кислотою і тому дія речовин, що пригнічують відновлення, не виявляється:

Сильні окисники — діоксид і чотириоксид азоту при цьому не утворюються. Крім того, аскорбінова кислота здатна відновлювати Mb з MetMb:

Ці реакції порівняно повільно проходять за низьких темпера­тур, але прискорюються за температур обсмажування та копчення.

Пігменти соленого м’яса в присутності аскорбінової кислоти до­бре протистоять окисній дії кисню повітря, завдяки чому забарв­лення стає більш стійким. За наявності нітриту аскорбінова кис­лота прискорює відновлення метміоглобіну в міоглобін. Тому до розсолу додають аскорбінати, які поступово взаємодіють з нітри­том натрію. Аскорбінової кислоти додають 47 г, а аскорбінату на­трію — 52 г на 100 кг м’яса.

Додавання глютамінової кислоти та її солей підсилює ефект дії аскорбінатів та еритробатів. Як відновники, що поліпшують і ста­білізують забарвлення, пропонуються й інші речовини, що містять сульфгідрильні групи, зокрема глютатіон, цистеїн. У присутності нітритів сульфгідрильні групи стабілізують забарвлення і сприя­ють відновленню метміоглобіну до міоглобіну.

Стійкість забарвлення продукту залежить і від виду цукру, який додається. Свинина, посолена без цукру, після подрібнення швидко втрачає забарвлення. М’ясо, посолене з декстрозою (моно­сахарид), краще зберігає забарвлення після подрібнення. Сахаро­за мало впливає на стійкість забарвлення, але продукти анаероб-

ного розпаду їх сприяють підтриманню оптимальних значень рН і окисно-відновлювального потенціалу. Для поліпшення забарв­лення достатньо 0,20 — 0,26 % цукрів, а для поліпшення смаку со­лених продуктів їх додають до 2,5 %.

Використання соління під вакуумом та застосування гермети­чних упаковок для готової продукції зменшує вміст кисню і таким чином поліпшує забарвлення, зберігає його стабільним.

Нітрозоміоглобін утворюється протягом певного часу. За низь­ких температур витримування посоленого з додаванням нітритів м’яса процес кольороутворення розвивається повільно. Підвищен­ня температури до 18 — 20 °С прискорює розпад нітритів, і частину оксиду азоту не встигає з’єднатися з Mb і втрачається.

Найчастіше дефект кольору спостерігається через брак часу ви­тримування фаршу перед обсмажуванням при додаванні нітритів під час приготування фаршу.

Крім температури, на процес кольороутворення впливає рН се­редовища. Швидкість взаємодії оксиду азоту з міоглобіном є опти­мальною при рН 5,2 — 5,9. Збільшення значення рН понад 6,0 уповільнює швидкість реакції утворення NO-міоглобіну. Одним із методів поліпшення кольору м’ясопродуктів є використання глю- коно-дельта-лактону (ГДЛ). При додаванні його розчину до м’яса ГДЛ повільно гідролізується з утворенням глюконової кислоти, внаслідок чого знижується рН м’яса і поліпшується його колір.

Оптимальне значення рН для утворення NO-Mb становить 5,6 — 6,0, при рН 7 і вище швидкість утворення NO-Mb є незнач­ною, а більш кисле середовище надмірно інтенсифікує процес роз­паду нітриту і може призвести до втрат NO.

За наявності відновників максимальне утворення оксиду азоту забезпечується при рН 5,7 - 5,9.

Оптимальним значенням рН для розсолів є 6,0 — 6,5. Наявність кухонної солі прискорює окиснення гемових пігментів з утворен­ням MetMb, що знижує інтенсивність забарвлення. Сприятливі умови для денітрифікації та розвитку денітрифікуючих мікроор­ганізмів (Pseudomonas, Achromobacter), у результаті діяльності яких у процесі тривалого соління утворюються нітритна кислота, діоксид та оксид азоту, перебувають у діапазоні рН 5,4 — 5,5. Добре забарвлення при солінні окостів у розсолі отримують завдяки ви­користанню бактеріальних культур Flavobactersum Achromo­bacter, а також суміші культур Achromobacter, Alcaligenes, Pseudo­monas, Corinebacterium, L. plantarum, L. brevis.

Проте за надлишкової кількості мікрофлори можуть утворити­ся сірководень і пероксид, що призводить до погіршення кольору готової продукції та утворення таких дефектів, як позеленіння та знебарвлення.

Нагрівання прискорює процес розпаду нітриту до оксиду азоту та його взаємодію з Mb, унаслідок чого кількість залишкового ніт­риту в сировині знижується в 40 — 50 разів. Отже, при нагріванні стабілізується забарвлення м’ясних продуктів.

Червоно-рожеве забарвлення м’яса після термооброблення збе­рігається в результаті перетворення МО-МЬ на денатурований глобін і МО-гемохромоген. Крім того, при нагріванні МеіМЬ част­ково відновлюється до МО-МЬ. Інтенсивність забарвлення м’яса при нагріванні за наявності відновників (аскорбінової кислоти, аскорбінатів тощо) зростає.

При обсмажуванні внаслідок розпаду нітриту натрію МЬО₂ пе­реходить у МЬ, а потім у МО-МЬ, який денатурує, підлягає деструк­ції з утворенням денатурованого глобіну та МО-гемохромогену, що надає м’ясним продуктам стабільного червоно-рожевого забарв­лення.

Отже, знання основ біохімічних, фізико-хімічних і мікробіоло­гічних процесів у м’ясній сировині, спрямоване їх використання і можливість регулювання розвитку бажаних явищ дає змогу за­безпечити високоефективну багатоваріантну переробку м’яса на якісні продукти харчування.

Зміни білкових та інших речовин при солінні. Під дією хлориду натрію змінюється стан білкових речовин. Характер змін залежить від концентрації солі в тканинах. Так, при мокрому со­лінні, якщо концентрація солі нижча від розчинної, до 75 % біл­ків, розчинених у сольовому розчині, переходить у нерозчинний стан залежно від концентрації розчину. Якщо концентрація солі значно перевищує розчинну, то білкові речовини незворотно змі­нюють нативну дисперсність, тому м’ясо після видалення солі промиванням набухає значно гірше, ніж до соління.

У результаті діяльності тканинних ферментів і ферментів, що виділяються мікроорганізмами, певна кількість білкових речовин м’яса зазнає гідролітичного розпаду.

Під час соління білкові речовини втрачаються не тільки в ре­зультаті переходу в розсіл, а й унаслідок їх розпаду. Рівень розпаду залежить від часу витримування в розсолі при солінні. Так, через 10 діб у системі розсіл — м’ясо при солінні дрібних шматків гідролі­зується близько 8 % білків, через 25 діб — близько 11 %. Після 40 — 50 діб зменшується навіть кількість загального азоту, що свідчить про мінералізацію органічних азотистих речовин. У разі соління великих відрубів ступінь гідролітичного розпаду білків менший, хоча він тим більше помітний, чим триваліше соління.

Кількість органічних фосфорних сполук на 10-ту добу соління зменшується приблизно на 35 % і вдвічі — на 30-ту добу порівня­но з початковим вмістом. Ці зміни стосуються переважно розчин­них фосфорних сполук і мало — нуклеопротеїдів та фосфатидів.

Відповідно до зменшення кількості білкового азоту зростає кі­лькість азоту поліпептидів та низькомолекулярних азотистих спо­лук. У розсолі це помітніше, ніж у м’ясі. З числа низькомолекуляр­них азотистих сполук більша частина припадає на частку вільних амінокислот, яких у розсолі більше, ніж у м’ясі. Склад амінокис­лот у м’ясі та розсолі неоднаковий. Характерним є швидке нако­пичення в розсолі у відносно великих кількостях цистину та цис­теїну. Характер змін якісних співвідношень вільних амінокислот у розсолі свідчить про те, що під час соління відбувається не тільки їх дезамінування та декарбоксилування, а й перемішування.

Різко зменшується також кількість креатину.

Незважаючи на чітко виражений розпад білкових речовин, по­мітного руйнування м’язових волокон не відбувається.

Найхарактерніший наслідок дії солі на тканини — їх ущіль­нення.

Виявляється стиснення сполучних і жирових прошарків, а та­кож капілярів кровоносної системи. Діаметр м’язових волокон скорочується майже в півтора раза. Під час соління в циркулюю­чому розсолі м’язові волокна стискаються ще більше, з’являється груба поперечна складчастість. Істотнішими є зміни внутрішньої структури м’язових волокон. Через 12 год поперечна складчастість стає слабо помітною, а місцями взагалі зникає. У подальшому спо­стерігається руйнування та злиття в аморфну масу білків міофіб­рил. При солінні з вібрацією дуже швидко відбувається попере­чний розрив м’язових волокон на ланки, які за довжиною набли­жаються до діаметра волокон. Хоча видимі зміни структури і не є істотними, консистенція продукту пом’якшується тим більше, чим триваліше соління.

Зміни ліпідної фракції м’язових тканин мають переважно гід­ролітичний характер. У процесі гідролізу ліпідів накопичуються вільні жирні кислоти, в тому числі леткі.

Під час складних хімічних змін низькомолекулярних азотистих і безазотистих речовин у м’ясі та розсолі накопичуються численні леткі сполуки, серед яких багато летких органічних кислот і кар­боксильних сполук (альдегідів, кетонів, альдегідо- і кетокислот).

У розсолах і м’ясі завжди утворюється диацетил. З утворенням цих летких речовин пов’язують появу характерного аромату та смаку солених м’ясних продуктів.

Участь у їх утворенні мікроорганізмів доведено експеримента­льно, саме тому визначається вплив моносахаридів на підсилення аромату «шинковості» та накопичення летких карбоксильних спо­лук. Водночас не викликає сумніву істотний вплив на особливості аромату та смаку будь-яких специфічних компонентів м’яса, які є різними при солінні свинини, яловичини, баранини.

Очевидним також є вплив такого інгредієнта засолювання, як нітрит. За його відсутності аромат і смак не мають специфічного відтінку. Слід зазначити, що аромат і смак, характерний для со- лоностей, повною мірою виявляється лише після теплового оброб­лення продукту. Тому в період соління накопичуються певні по­тенційні носії аромату та смаку, зміни яких при нагріванні супро­воджуються утворенням пахучих і смакових компонентів.

Роль процесів, що відбуваються в період соління, дуже значна. Специфічний аромат та смак солених виробів підсилюється під час соління. Так, органолептичний відтінок шинки за температу­ри близько 0 °С чітко виявляється через 7 — 12 діб, а найбільшої інтенсивності досягає після 40 — 45 діб соління.

Особливості соління м’яса під час виготовлення ковбас­них виробів. М’ясо для ковбасних виробів солять не тільки для надання виробам смаку солоності, а й для набування м’ясом по­трібних технологічних властивостей (липкості, вологозв’язуваль- ної здатності, пластичності) та можливості накопичення запасів м’яса з метою забезпечення безперервної роботи виробництва. То­му слід мати уявлення про мінімальні та максимальні терміни соління м’яса, які залежать від ступеня подрібнення м’яса перед засолюванням та температури витримування його під час соління.

На тривалість розподілення засолювальних речовин у м’ясі згі­дно з формулою (12.5) впливає розмір шматків. Тому, щоб скоро­тити терміни соління перед засолюванням, м’ясо подрібнюють на шматки 300 — 600 г, 16 — 25, 8 — 12 або на шматочки 2 — 6 г.

Швидкість перерозподілу солі в м’ясі залежить також від тем­ператури. Так, у разі підвищення температури м’яса з 4 до 20 °С швидкість засолювання збільшується в 1,7 раза. Підвищення сту­пеня подрібнення м’яса перед засолюванням і соління за підви­щених температур скорочують термін соління м’яса.

Водночас при збільшенні ступеня подрібнення м’яса перед за­солюванням збільшується його мікробне обсіменіння. До того ж якщо за температури близько 0 °С мікроорганізми проникають у товщу м’яса на 1 см за 30 діб, то при 15 — 20 °С — до 14 см за 8 год.

За температури близько 0 °С значно гальмується розвиток ме- зофільних мікроорганізмів (сапрофіти, в тому числі гнильна мік­рофлора, плісені, дріжджі, патогенна мікрофлора). З підвищен­ням температури до 25 °С створюються оптимальні умови для роз­витку гнильної мікрофлори. Тому м’ясо витримують у розсолі за температури від 0 до 8 °С залежно від технологічного призначен­ня, ступеня подрібнення і терміну соління.

Визначаючи термін витримування м’яса під час соління, слід ураховувати також, що за температури близько 0 °С м’ясо набуває специфічного аромату і смаку лише через 7 — 12 діб витримування в розсолі. Про це важливо пам’ятати, щоб отримати високоякісні ковбасні вироби.

При засолюванні м’яса, призначеного для виготовлення варе­них ковбас, до нього додають 2,0 — 2,5 % кухонної солі. Така кі­лькість солі надає м’ясу необхідного смаку солоності й створює в рідині тканин концентрацію солі, наближену до оптимальної, для розчинення білків актоміозинової фракції. До подрібненого на вовчку з діаметром отворів у вихідній решітці 2 — 3 мм м’яса додають розсіл або суху кухонну сіль. М’ясо перемішують 2 — 5 хв при додаванні розсолу або 4,0 — 4,5 хв — сухої солі. Якщо м’ясо солять у вигляді шроту (16 — 25 мм) або в шматках, то перемішу­ють 3 — 4 хв.

Нітрит натрію додають у вигляді водного розчину (концентра­цією не вище від 2,5 %) під час приготування фаршу в кутері (мі­шалці) з урахуванням кількості, зазначеної в рецептурі.

Посолене м’ясо складають у тазки місткістю по 20 кг, ковші або візки місткістю по 200 кг. Температура посоленого м’яса після пе­ремішування не повинна перевищувати 8 °С. Ємкості з фаршем переміщують у камери для витримування в засоленому стані. М’ясо для варених ковбас, подрібнене на вовчках з діаметром отворів 2 — 6 мм, при засолюванні розсолом витримують за темпе­ратури 4 — 6 °С від 6 до 24 год, м’ясо, посолене сухою сіллю, — 12 — 24 год; при подрібненні до 16 — 25 мм — 24 — 48 год. При засолю­ванні м’яса в шматках до 1 кг соління триває 48 — 72 год.

Тенденція скорочення тривалості соління за рахунок засолю­вання тонкоподрібненого м’яса призводить до зниження якості ковбасних виробів. При скороченні терміну соління потрібно за­стосовувати додаткові засоби, що поліпшують якість продукту.

До м’яса, призначеного для виготовлення копчених ковбас, при засолюванні додають 3,0 — 3,5% солі до маси сировини. Цієї кількості солі достатньо для пригнічення життєдіяльності гни­льної мікрофлори під час подальшого оброблення сирокопчених та сиров’ялених ковбас. Для напівкопчених та варено-копчених ковбас м’ясо перед засолюванням подрібнюють на вовчках до розміру 16 — 25 мм (шрот) або солять у шматках до 1 кг. Трива­лість соління шроту становить 48 — 72 год, м’яса в шматках — 48 - 96 год.

При виготовленні сирокопчених та сиров’ялених ковбас м’ясо солять виключно в шматках масою від 300 до 600 г і витримують за температури 0 — 4 °С протягом 5 — 7 діб.

Під час використання парної яловичини з метою збереження високої вологозв’язувальної здатності її подрібнюють на вовчках з діаметром отворів у вихідній решітці 3 мм, а потім на кутері про­тягом 4 — 6 хв з додаванням кухонної солі 2,5 % і води 40 — 50 % до маси сировини.

Отриману масу розкладають у тазики шаром завтовшки не більше ніж 15 см і зберігають за температури 0 — 4 °С до 48 год. Упродовж цього часу емульсію додають у фарш варених ковбас, сосисок, сардельок на заміну частини або всієї яловичини з ура­хуванням добавленої води та солі. Після соління м’яса техноло­гія окремих груп ковбасних виробів має істотні особливості. Тому технології найважливіших видів ковбас доцільно розглянути окремо.