Az élelmiszerek fehérjetartalmának változása a hőkezelés során. Véralvadás és koaguláció kiszáradás Miért történik fehérje koaguláció

A húsfehérjék változása a melegítés során

Hevítéskor egy fehérjemolekula összetett fizikai és kémiai változásokon megy keresztül, elsősorban denaturálódik és koagulálódik, amelynek mélysége a hőmérséklettől, a hőkezelés időtartamától és néhány egyéb tényezőtől függ. A fehérjék összes osztályának tanulmányozásakor meg kell határozni makromolekuláris szerkezetük szerveződési szintjeit. Linderstroem-Lang és Bernal terminológiája szerint ezeket a szinteket általában a fehérje elsődleges, másodlagos, harmadlagos és kvaterner szerkezetének nevezik. Az elsődleges szerkezet a fehérje polipeptidláncában lévő aminosavak típusára, számára és kapcsolódási sorrendjére utal, a másodlagos szerkezet a polipeptidláncok helikalizálódásának kapcsolatára és jellegére, a tercier szerkezet a fehérje szabályos feltekeredésére utal. olyan láncok, amelyek egy makromolekulában másodlagos szerkezettel rendelkeznek, a kvaterner szerkezet pedig a makromolekulák aggregációjára utal.

Bármilyen változás, amelyet a fehérjék egymás közötti kölcsönhatásának tekintünk, feltételezi ezen kötések előzetes lerombolását, amelyek révén a rendszerben tartják őket, és másokkal helyettesítik őket. Úgy tűnik, hogy a komplex fehérjerendszerekben új véletlenszerű struktúrák kialakulása annak a következménye, hogy a fehérjerészecskék közötti labilis kötések stabilabb kötésekkel cserélődnek fel. Ha bizonyos tényezők hatása egy harmadlagos vagy kvaterner szűkület tönkremeneteléhez vezet, akkor a poláris csoportok közelében lévő hidratációs rétegek védőhatása gyengül, és elkerülhetetlenné válik új, erősebb struktúrák kialakulása. A denaturáció során a fehérjemolekula intramolekuláris átrendeződése következtében a poláris csoportokhoz közeli hidratációs rétegek hidrofil képességének csökkenése és hidrofób képességének növekedése, és ennek következtében a védő (stabilizáló) hatás csökkenése következik be. Ilyen körülmények között a fehérjerészecskék aggregációja következik be az intermolekuláris erők és a fehérje koaguláció következtében.

Ilyen elképzelések tükrében nézzük meg a fehérjedenaturáció lényegének és mechanizmusának kérdését. A denaturáció Joly szerint a fehérjemolekula másodlagos, harmadlagos vagy kvaterner szerkezetének bármilyen módosítása, kivéve a kovalens kötések felszakadását.

A hőmérséklet és a melegítési mód hatása a fehérjedenaturáció sebességére és hőmérsékletére

A termikus denaturáció sebessége a hőmérséklettől, a páratartalomtól, a fűtési módtól és egyéb tényezőktől függ.

A denaturációt bizonyos anyagok, például pirofoszfát, többértékű alkoholok, cukrok és F-aktin hozzáadása gátolja, bár a gátlási mechanizmusok eltérőek. Az ATPáz denaturáció sebessége nő, ahogy az izomfehérje lebomlik a molekulaméret, a sűrűség és a szimmetria csökkenése következtében. A fehérje denaturáció sebessége számos egyéb tényezőtől is függ. Például a fibrinogén karbamid általi denaturációja a karbamidkoncentráció növekedésével és a pH 7 alá csökkenésével felgyorsul, de a 7,0...8,6 pH tartományban a reakciósebesség szinte állandó.

A nehézvíz jelenléte a hidrogénkötések jelenléte miatt stabilizálja az enzimek natív szerkezetét, csökkentve az inaktiváció sebességét.

Mostanra megállapították, hogy a húst alkotó fehérjék az egyes fehérjékre jellemző hőmérsékleten denaturálódnak. A miozin a legérzékenyebb a hőre. Denaturációs hőmérséklet, °C: miozin - 45...50, aktin - 50, aktomiozin - 42...48, mioalbumin - 45...47, globulin - 50, miogén - 50...60, kollagén - 58. ..62, mioproteinek - kb. 100. 45...50 °C hőmérséklet-tartományban az izmok szerkezeti fehérjéinek nagy része denaturálódik. A szarkoplazma fehérjék (miogén és mioglobin) magasabb hőmérsékleten (55...65 °C) denaturálódnak. A denaturációval szemben a legellenállóbbak a mioproteinek (a legtöbb enzim), valamint a hemoglobin, a szérumalbumin és a kollagén.

Megállapítást nyert, hogy a denaturáció lépcsőzetesen megy végbe, pl. Amikor egy fehérje elér egy bizonyos hőmérsékletet, megfelelő szerkezetet kap bizonyos tulajdonságokkal. M. A. Kaleidzhiev szerint a nyúlszérum albumin denaturálása három szakaszban megy végbe. Zegel kimutatta, hogy a kristályos albumin denaturálása 4 szakaszon keresztül megy végbe: az első szakasz 60 ° C-on, a második - 61 ... 65, a harmadik 65 és 80 között van, a negyedik - 85 ° C feletti hőmérsékleten. C.

A fehérjék töltött csoportjainak és pH-jának változása a hús főzése során

A termikus denaturáció és az azt követő koaguláció folyamata során a fehérjékben szerkezeti változások következnek be, a régi kötések felszakadnak és új kötések jönnek létre hidrogénkötések, szulfhidril-, diszulfid-, savas és bázikus fehérjecsoportok, valamint hidrofób kölcsönhatások részvételével.

R. Gamm kimutatta, hogy a hús melegítése vízben 20 °C-ról 70 °C-ra a karboxilcsoportok számának fokozatos csökkenését okozza a miofibrillumok fehérjében, miközben a főcsoportok száma nem változik jelentősen. A savas csoportok jelentős változásai 40 °C hőmérsékleten kezdődnek. A 40...50 °C tartományban számuk csökken, 50...55 °C-on változatlan marad. 55 °C feletti hőmérsékleten a savas csoportok száma tovább csökken, 60 °C körüli hőmérsékleten pedig nagyon jelentősen. A savas csoportok számának általános csökkenése 70 °C-ra melegítve 85%. 70-120 °C hőmérsékleten a savas csoportok számának további csökkenésével együtt a bázikus csoportok számának csökkenése kezdődik.

A töltött (savas és lúgos) csoportok arányának változása a denaturáció és a denaturáció utáni átalakulások következtében a pH változásával jár. Megállapították ugyanakkor az alapanyag pH-értéke, a víztartó képesség és a késztermék hozama közötti közvetlen összefüggés tényét. Minél magasabb az alapanyag kezdeti pH értéke, annál jobb a késztermék minősége (lédússága). A pH-változások nagysága függ a hőmérséklettől és a melegítés módjától, valamint a nyers hús kezdeti pH-értékétől.

A pH-eltolás nagyságát az izmok anatómiai eredete is befolyásolja.

A melegítési hőmérséklet növekedésével a vízmegtartó képesség megváltozik, és a fibrilláris fehérjék izotópja magasabb pH-értékek felé tolódik el, és nő a főcsoportok száma. A termikus denaturáció során az izotóp is magasabb pH-értékek felé tolódik el, nyilván a hidrogénkötések felszakadása és további pozitív töltések felszabadulása miatt.

Az izomoldékonyság változása és a kötőszöveti fehérjék szétesése a hús melegítése során

A fehérjék oldhatósága az egyik mutató, amely a denaturációs változásukat jellemzi. Ismeretes, hogy a melegítés a fehérje oldhatóságának csökkenésével jár. A denaturáció során megszakadt intramolekuláris kötések intermolekuláris kölcsönhatásba lépnek, ami részecskeaggregációt eredményez. Más szavakkal, a fehérje makromolekulák denaturációs változásai, megváltoztatva a molekula felületi rétegét, a hidrofil és hidrofób csoportok arányának megsértéséhez vezetnek az utóbbi növekedése felé, ami az oldhatóság csökkenéséhez vezet.

A hagyományos melegítési módszerekkel a szarkoplazma fehérjék kicsapódása körülbelül 40 ° C-on figyelhető meg, és a legsúlyosabb pH 5,5-nél. Ezen fehérjék nagy része 55...65 °C tartományban koagulál.

Vannak információk a hőálló fehérjék jelenlétéről: például az adenil-kináz körülbelül 100 ° C-os hőmérsékletet képes ellenállni.

A kollagén hő hatására bekövetkező változása összetett folyamat, amely két szakaszból áll: a hegesztésből és a kollagén hidrolíziséből. A kollagén egy glikoprotein, amelyben a kovalens kötésű szénhidrátok tartalma fehérjeforrástól függően változik.

A kollagén oldható része - prokollagén és oldhatatlan része - kollastromin különbözik a denaturációs hőmérséklettől és a denaturációs átalakulások természetétől. A prokollagén denaturálása két szakaszban történik, és 36,5 ° C hőmérsékleten ér véget, homogén átlátszó masszát képezve, amely oldatba megy. A kollastromin magasabb hőmérsékleten vagy hosszabb hőhatás mellett homogénné válik.

A 62...64 °C-os hőmérséklet-tartományban vízben hevítve azonnal összezsugorodnak a kollagénrostok, amelyek eredeti hosszukhoz képest háromszor összehajtva gumiszerű masszává alakulnak. A ráncosodás folyamata során az egyes kollagénmolekulák peptidláncainak háromspirálos szerkezete tekercs alakot ölt. A strukturálatlan peptidláncok azonban továbbra is kovalens kötésekkel kapcsolódnak össze, és nem tudnak feloldódni.

A kollagéntartalmú szövetek nedves melegítése következtében polidiszperz bomlástermékek keletkeznek. Lassú melegítésnél a nagy molekulatömegű vegyületek, intenzív melegítésnél a kisebb molekulatömegű vegyületek dominálnak. A kollagén felforralásakor a szövetben lévő nyálkahártyák körülbelül 60%-a oldatba megy.

Számos más tényező is befolyásolja a kollagén felbomlását a melegítési folyamat során. A hús pH-értékének az izoelektromos ponttól való eltolódása fokozza a szétesést, az állatok életkorának egy évről másfél évre emelése körülbelül 2-szeresére csökkenti.

Így a kollagén szétesésének mértéke és a bomlástermékek képződése nemcsak a termék melegítési hőmérsékletétől, a hús állapotától és összetételétől függ, hanem a sebességtől, így a melegítési módtól is.

A fehérje koagulációja és hatása a húskészítmények minőségi változásaira és szerkezetére

A fehérjék felmelegedésének folyamatát gömböcskék kibontakozása és szabad gyökök felszabadulása kíséri, ami megteremti az intermolekuláris kötések kialakulásának, a részecskék aggregációjának és kicsapódásának lehetőségét, ami a fehérje oldhatóságának csökkenéséhez vezet.

A fehérjemolekula belső átstrukturálása – maga a denaturáció – a polipeptidláncok aggregációjában nyilvánul meg. Az aggregációs folyamat két szakaszból áll: a részecskeméret megnövekedése oldat elhagyása nélkül, majd az ezt követő koaguláció. A denaturált fehérjemolekulák aggregációja, vagy kvaterner szerkezetük megváltozása, amely a másodlagos és harmadlagos szerkezetek korábbi átstrukturálásának következménye, a fehérjemolekula liofil centrumainak csökkenésével és a víztartó képesség csökkenésével jár együtt. hús kapacitása. A fehérjék aggregációja és koagulációja meghatározza a késztermék folyamatos térbeli vázának kialakulását.

A fehérjemolekula átstrukturálódása a denaturáció során rontja a szövet hidrofilségét és fokozza a hidrofób tulajdonságait, ezért a poláris csoportokhoz közeli hidratációs rétegek védő (stabilizáló) hatása gyengül. Az intramolekuláris kötéseket intermolekuláris kötések váltják fel, oldhatatlan vérrög képződik, azaz fehérje koaguláció következik be (a híg oldatokból pelyhek hullanak ki, a tömény oldatokból a koagel).

A fehérjedenaturáció folyamata a vízszerkezet tönkremenetelével jár, melynek következtében a protofibrillumok között ható másodlagos erők (van der Waals erők) tömörebb formát kölcsönöznek a miozin molekulának, és a folyadék egy része felszabadul.

Az izomfehérjék denaturációja és koagulációja következtében a hús szilárdsági tulajdonságai megnőnek, a kollagén hegesztése, majd hidrolízise pedig éppen ellenkezőleg, gyengíti azokat.

A zsírok változása a hús melegítése során

A hús és húskészítmények hőkezelése a zsírt tartalmazó komplex intracelluláris kolloid rendszer tönkremenetelét okozza. Ugyanakkor megolvad, majd összeolvad, csepp formájában homogén fázist képezve a sejtben. Ha a zsírsejtek a hőkezelés előtt vagy a melegítés során elpusztulnak, az olvadt zsír elfolyik, egyetlen ömlesztett fázisba olvadva. Azokban az esetekben, amikor a melegítés vizes környezetben történik, a zsír kis része emulziót képez a vízzel.

Kellően hosszú vízzel (beleértve az intracelluláris vizet is) történő melegítéssel a zsír jelentős kémiai változásokon megy keresztül, mérsékelt melegítéssel kicsi, de könnyen kimutatható. A savszám növekedése a zsírok hidrolitikus lebomlását, a jódszám csökkenése a zsírsavgyökök telítetlen kötéseinek telítettségét, az acetilszám növekedése pedig hidroxilcsoportok hozzáadását jelzi a zsírsavgyökökhöz. A jódszám csökkenése hátterében az acetilszám növekedése annak bizonyítékának tekinthető, hogy a kettős kötés helyén hidroxilcsoportok képződnek a trigliceridek vízzel való kölcsönhatása következtében.

Ha a zsír kis léptékű hidrolízise nem vezet a tápérték csökkenéséhez, akkor hidroxilcsoportok hozzáadása a savas gyökökhöz közvetlen bizonyítéka a zsír egy részének tápértékének csökkenésének.

Húskészítmények és csontok nagy mennyiségű forrásban lévő vízben való főzésekor (levesek, levesek) az olvadt zsír egy része emulgeálódik, és apró golyók formájában eloszlik a húsleves teljes térfogatában. Az emulgeált zsír kellemetlen zsíros ízt és zavarosságot kölcsönöz a húslevesnek. A zsír emulgeálása a hidrolízis és a forrás intenzitásának növekedésével növekszik. A zsír rendszeres eltávolítása a húsleves felületéről csökkenti az emulgeálás mértékét.

Száraz hevítési körülmények között, például sütéskor a zsírok oxidatív változásai és a polimerizációs folyamatok előtérbe kerülnek. Az elszappanosítási szám növekedése a kis molekulatömegű savak felhalmozódását, az acetilszám pedig a hidroxisavak képződését jelzi.

A melegítés során a zsírok peroxidszáma megnő, és a zsír akroleintartalma jelentősen megnő. A zsír színe elsötétül és a szag romlik elsősorban a szerves anyagok pirogenetikus bomlásából származó színes termékek átmenete következtében. A zsír hosszú sütéshez való használata esetén az oxidációs és polimerizációs termékek felhalmozódása következtében az emészthetőség csökken. A zsír magas hőmérsékletre hevítése még vákuum alatt is a jódszám enyhe csökkenéséhez és viszkozitásának növekedéséhez vezet.

A linolénsav és a linolsav elsősorban oxidációnak, polimerizációnak és ciklizálásnak van kitéve. Ebben az esetben hattagú telítetlen ciklikus vegyületek, oxidált polimerek és egyéb, a szervezetre káros anyagok képződése lehetséges. Ezek a folyamatok magas hevítési hőmérsékleten válnak észrevehetővé, ezért sütéskor a zsír hőmérséklete nem haladhatja meg a 170 °C-ot.

Ha a húslevest 100 °C-on egy órán át melegítjük, megakadályozzuk a zsír avasodását. Nyilvánvalóan ez az antioxidánsok képződésének köszönhető.

Változás az extraktumokban

A hús extrakciós anyagai a hőkezelés során jelentős változásokon mennek keresztül, amelyek meghatározó szerepet játszanak a főtt hús sajátos aromájának és ízének kialakításában. A főzés után a vízben oldódó anyagoktól alaposan megmosott hús nagyon gyenge szagú, a belőle származó vízkivonat pedig főtt hús ízét és illatát kölcsönzi. Dialízis után ez a kivonat szinte elveszti a főtt húsban rejlő szagát.

Az ezt a szagot okozó változások még nem teljesen ismertek. Ismeretes azonban, hogy ebben fontos szerepe van a glutaminsavnak és az inozinsav bomlástermékeinek. A glutaminsav és nátriumsója kis mennyiségben is (0,03%) a hús ízéhez közeli ízt ad a terméknek.

Melegítéskor az inozinsav bomlása fokozódik: 95 ⁰C-on 1 óra múlva a sav kb. 80%-a lebomlik, túlnyomórészt hipoxantin képződésével. Ugyanakkor a szervetlen foszfor mennyisége enyhén megnő a foszforsav képződése következtében.

A főzés során az egyéb extrakciós anyagok tartalma is változik. A keserű ízű kreatin körülbelül 1/3-a alakul kreatininné. A kolin körülbelül 10...15%-a bomlik le. A labilisan kötött ként tartalmazó vegyületek bomlása következtében a főtt húsban kénhidrogén képződik, melynek mennyisége a hús fajtájától és állapotától, valamint a sütési körülményektől függ. A hőmérséklet emelkedésével és a fűtési időtartam növekedésével növekszik. A főtt marhahúsban kevesebb a hidrogén-szulfid, mint a sertéshúsban, és kevesebb benne, mint a borjúhúsban; a fagyasztott húsban több, mint a hűtött húsban. A hidrogén-szulfid mérsékelt hőmérsékleten történő felszabadulása a glutation (a glutaminsav-glicin és cisztin által képzett tripeptid) lebomlásával jár, mivel ez akkor következik be, amikor a glutation-kén eltűnik. A kénhidrogén felszabadulásával egyidejűleg a glutamin és a glutation lebomlása következtében glutaminsav képződik. Az oxidálószerek (nitrit, nitrát) bevezetése csökkenti a hidrogén-szulfid képződés sebességét.

A hús főzésekor anyagok szabadulnak fel a húslevesbe, amelyek különböző aromájú karbonilcsoportokat tartalmaznak. A levesben acetaldehidet, acetoint és diacetilt találtak.

Ezek az anyagok a szabad aminosavak és a redukáló cukrok (beleértve a glükózt) kölcsönhatása miatt keletkeznek, ami melanoidinek képződéséhez vezet. Egy összetett redox reakció során karbonilvegyületek szabadulnak fel melléktermékként.

A zsírszegény marhahús forralásával nyert húslevesben kromatográfiás módszerrel mutattunk ki alacsony molekulatömegű zsírsavakat (hangya-, ecet-, propion-, vaj-, izovajsav), amelyeknek szintén jellegzetes aromájuk van.

Feltételezhető, hogy a főtt hús illatának sajátossága összefügg az izomszövet lipidfrakciójának összetételével, mivel a különböző típusú alacsony zsírtartalmú húsok illata alig változik.

Még nem teljesen tisztázott az a kérdés, hogy pontosan milyen anyagok adják a húsnak sajátos aromáját és ízét a hőkezelés után. A hús íze és a benne lévő szabad purin-, különösen a hipoxantin-tartalom közötti összefüggés azonban kísérletileg igazolt. Ezen anyagok mennyisége az izomszövetben változó, és a szövetekben végbemenő post mortem elváltozások fejlődési mélységétől függ. A ketovajsavnak húsleves illata is van.

Vitamin változások

Az állati termékek mérsékelt hőmérsékleten (legfeljebb 100 °C-on) történő hőkezelése csökkenti egyes vitaminok tartalmát a kémiai változások, de főként a külső környezeti veszteségek következtében. A hús a hőkezelés módjától és körülményeitől függően veszít, %: tiamin 30...60, pantoténsav és riboflavin 15...30, nikotinsav 10...35, piridoxin 30...60, aszkorbin egy része sav.

A termékek héjában történő főzésekor valamivel kisebb a vitaminveszteség. Tehát a gőzfőzés során a tiamin 25...26%-a ill

10...20% riboflavin, vízben forralva pedig 10% tiamin és 14% riboflavin.

Így az állati termékek hőkezelése még mérsékelt hőmérsékleten is vitaminértékük enyhe csökkenéséhez vezet.

A 100 °C feletti hevítés a húsban található vitaminok különböző mértékű pusztulását okozza.

A pusztulás mértéke a vitaminok természetétől, a hőmérséklettől és a melegítés időtartamától függ.

Az aszkorbinsav (C-vitamin) is elpusztul, és minél több, annál magasabb a hőmérséklet és annál hosszabb a melegítés.

A zsírban oldódó vitaminok közül a D-vitamin a legkevésbé stabil, és 100 °C feletti hőmérsékleten kezd lebomlani. Az A-vitamin tartalma oxigén hiányában 130 °C-ra melegítve alig változik. Az E- és a K-vitamin a legjobban ellenáll a hőnek.

A levegővel érintkező száraz melegítés, például húskészítmények sütésekor, a vitaminok, különösen a könnyen oxidálódó vitaminok (A-, E-, C-vitamin) még intenzívebb pusztulását idézi elő.

A húsok és húskészítmények víztartó képességének változása hőkezelésük során

A víz a hús természetes alkotóeleme, a többi részével stabil strukturált rendszereket alkot. A vízkötések formája és erőssége ezekben a rendszerekben befolyásolja a hús tulajdonságait, beleértve a víztartó képességet is, a változás jellege által, amely alapján megítélhető a hőkezelés során bekövetkező tömegveszteség változása és a termék minősége. Jelenleg a hús vízmegtartó képessége alatt azt az erőt értjük, amellyel a saját vagy kis mennyiségű vízzel hozzáadott víz egy részét a fehérjék, valamint a hús egyéb anyagai és szerkezeti rendszerei visszatartják, ha bármilyen hatásnak vannak kitéve. külső erők.

A hús hőkezelése során bekövetkező vízmegtartó képességének változását számos tényező befolyásolja: a melegítés hőmérséklete, az expozíció időtartama, a környezet hőmérséklete, a hőkezelés módja, a melegítési sebesség. , a feldolgozott alapanyagok pH-értéke, reológiai jellemzői, a termék kémiai összetétele, a hozzáadott konyhasó mennyisége, víz, a hús fajtája, az izmok anatómiai eredete, az állatok életkora stb.

A víz szerkezete és változásai a fűtés során. A fehérje makromolekulát víz veszi körül, ami nem tekinthető semleges anyagnak, hiszen egyedi tulajdonságainak köszönhetően egyrészt ki van téve a benne oldott fehérje makromolekulák hatásának, másrészt aktívan befolyásolja a a fehérje konformációja. Ismeretes, hogy a víz kapocsként szolgál a fehérjemolekulák között. Az élő sejt tömegének 70...75%-át (körülbelül 70...80%-át protoplazmában, 70 rostokban, 20 szarkoplazmában, 10%-át az extracelluláris térben tartalmaz) a víz a folyékony közeg. melyik cserét és szállítást végzik el? anyagokat. A fehérjék és más biopolimerek térszerkezetének stabilizálása nagyrészt a vízzel való kölcsönhatásuk eredményeként valósul meg.

A víz egyedülálló tulajdonságai abból adódnak, hogy négy hidrogénkötést képes létrehozni a molekulák között és egy hidrofób kölcsönhatást, melynek eredményeként erős intermolekuláris kötések jönnek létre, amelyek asszociáció kialakulásához vezetnek. Ebben az esetben két hidrogénkötésben egy vízmolekula két hidrogénatomja, a másik kettőben pedig párosítatlan oxigénelektronok és szomszédos molekulák két hidrogénatomja van, így egyszerre működhetnek elektrondonorként és akceptorként a hidrogénkötés kialakulásának folyamatában. . Ebben az esetben az egyik kölcsönható molekula többlet pozitív töltést kap, „savas” tulajdonságokat szerezve, míg a másik negatív töltést és „alap” tulajdonságokat. Ennek eredményeként a hidrogénkötésekkel összekapcsolt molekulák erősebb kötéseket tudnak kialakítani más molekulákkal. Így a vízben a hidrogénkötések kooperatív jellegűek, azaz egyszerre nagy kötéscsoportok jönnek létre vagy szakadnak fel.

Jelenleg a tudósok számos vízmodellt fejlesztettek ki, amelyek megmagyarázzák annak számos tulajdonságát és anomáliáját. A legelterjedtebb modell a jégkeret vízben való megőrzésén alapul, az üregek szabad dipólusokkal való kitöltésével. A vízben a kis hatótávolságú rend a jég hőmozgástól elmosódott szerkezeteként jellemezhető. A hőmérséklet emelkedésével nő a kitöltött üregek aránya.

A röntgendiffrakciós analízis eredményei azt mutatják, hogy 25 °C-os vízben a szerkezetben lévő üregek fele kitöltődik, és a váz torzulása a molekulák közötti távolságok megsértéséhez vezet. A bemutatott elképzelések szerint a vizet laza jégszerű keretnek kell tekinteni, amelybe tömörebb, de tájolásilag rendezetlen szerkezetű régiók olvadnak össze.

Egy másik modell, amely mostanában széles körben elterjedt, a „fluid cluster” modell. A kooperatív hatáson alapuló hidrogénkötések kialakulásának elméletén alapul. E felfogás szerint a jégrácsban részben kovalens természetű hidrogénkötés a dipólus saját energiája mellett a szomszédos dipólusok által a nem megosztott elektronok átvitele következtében átadott energiát is felhasználja. az egyik molekula oxigénatomja a szomszédos molekula hidrogénatomjának nem foglalt pályáira. A folyamatot töltéshasadás kíséri, melynek eredményeként kiderül, hogy a kölcsönhatásban lévő vízmolekulák egyike megsavanyodik, míg a másik lúgos tulajdonságokat kap. Végső soron ez oda vezet, hogy a hidrogénkötések nem külön-külön alakulnak ki, illetve nem szakadnak szét: az egyik felszakadása vagy kialakulása megfelelő folyamatot indukál a szomszédos hidrogénkötésekben.

Megjegyzendő, hogy a legtöbb kutató a hús melegítése során bekövetkező vízmegkötő képesség csökkenését és nedvességveszteségét csak a fehérje konformációs szerkezetének megváltozásával hozza összefüggésbe. A húsban lévő fehérje makromolekulát mindig víz veszi körül. A nem poláris anyagok oldatai a vízhez viszonyítva szerkezetalkotó szerek. A nem poláris szén jelenléte elősegíti a hidrofób kölcsönhatások előfordulását. Ez alapján feltételezhetjük, hogy a víz nagymértékben meghatározza a makromolekulák konformációját. A víznek ezt a tulajdonságát azonban közvetlenül meghatározza szerkezete, amely viszont különböző tényezők, különösen a hőmérséklet hatására változhat.

Négy jellemző hőmérséklet ismert (15, 30, 45, 60 °C), amelyeknél a víz halmazállapotában éles változások következnek be. Úgy gondolják, hogy ezeken a hőmérsékleteken minőségi szerkezeti átmenetek mennek végbe a vízben.

A darált húsminta nedvességtartalom-csökkenésének a hőmérséklettől és pH-tól való függését vizsgálva azt mutatták ki, hogy a nedvesség leválasztása már 35 °C-on megkezdődik. A 45...50 °C-os hőmérséklettől kezdve azonban a nedvesség intenzívebben szabadul fel. Ennek magyarázata egyrészt a víz szerkezetének megváltozása a jelzett hőmérsékleteken, másrészt a fehérje makromolekula konformációja, amelyet molekulán belüli és intermolekuláris hidrogénkötések komplexe okoz, és hidrofób. interakciók.

Mivel a melegítés a vízszerkezetek tönkremenetelével (hidrogénkötések és hidrofób kölcsönhatások) jár együtt, a protofibrillumok között fellépő másodlagos Vander Waals erők tömörebb formába húzzák a fehérjemolekulát, azaz megtörténik a diszkrét fehérjék polimerizációja és molekulatömegük. Ráadásul a hőmérséklet emelkedésével a víz szénhidrogénnel való érintkezése a víz-víz kölcsönhatás energetikailag kevésbé kedvező helyettesítéséhez vezet szén-víz kölcsönhatásra, a fehérjeszerkezet sűrűbbé válik, ami jelentős nedvességkibocsátást okoz. egy húsleves.

A víz és a szórt rendszerek közötti kapcsolat formái. Ismeretes, hogy a hús és a belőle készült félkész termékek, a darált hús és egyéb termékek összetett diszperziós rendszerek. Tulajdonságaik a diszpergált fázis és a diszperziós közeg (víz) térfogatarányától, a köztük lévő, valamint az egyes részecskék közötti kötés jellegétől és erősségétől függenek.

A szórt rendszerekben a vízkommunikáció formáit P. A. Rebinder szerint a következők szerint osztályozzák: kémiai, fizikai-kémiai, fizikai-mechanikai.

A kémiai kötések közé tartoznak az ionos és a molekuláris kötések, amelyeket szigorúan molekuláris arányú kötések jellemeznek. A kémiailag kötött - hidratáló víz - erősen kötött, mennyisége a szárazanyag tömegére vonatkoztatva 6... 10%.

A fizikai-kémiai kapcsolatok közé tartozik az adszorpció és az ozmózis, amelyek különböző, nem szigorúan meghatározott arányokban fordulnak elő.

A fizikai-mechanikai kapcsolatok a következők: mikro- (r< 10 - 7 м) и макрокапиллярах (r >10 -7 m), szerkezeti és nedvesítő. A fizikai és mechanikai kötések általi vízvisszatartás meghatározatlan arányban fordul elő.

Az ionos, nagyon erős kötés kémiai reakcióval vagy kalcinációval felbontható. A molekuláris kötés is erős, és megszakadhat, ha a húst 150 °C feletti hőmérsékletre hevítik.

Úgy tűnik, hogy a termék minőségére és a hőkezelés során bekövetkező súlycsökkenésre a legnagyobb hatást a fizikai-kémiai és fizikai-mechanikai kötött víz gyakorolja. P. A. Rebinder kötésformáinak osztályozása alapján a húsban megkötött vizet négy fő típusra osztják.

Az első (a réteg) a hidratáló víz, amely elektrosztatikusan kötődik a fehérjék poláris csoportjaihoz a vízdipólusok pozitív vagy negatív töltésével. A második (b réteg) vízdipólusok (dipólus-dipólus) vonzása révén kapcsolódik a fehérjékhez. A harmadik (c réteg) a kapillárishoz kötött és adszorbeált víz. A negyedik (d réteg) a nedvesítő víz.

A víz fehérjéhez való kötésének három formája van: hidratálás, immobilizált és szabad víz.

Hidratáló víz A fehérje által adszorbeált húsban lévő összes víz körülbelül 10%-át teszi ki. A molekulák bipoláris jellegéből adódóan ionokhoz és más poláris csoportokhoz kötődik, megváltozott fizikai tulajdonságokkal rendelkezik, nincs kitéve fiziológiai hatásoknak, nem befolyásolja a vízmegtartó képesség ingadozását.

Immobilizált (kötött) víz szilárdan tartják az izomfehérjék membránjainak és rostjainak hálózata, valamint a hidrogén töltéshordozók kötései. A víznek ezt a részét nagy nehezen kinyomják, nem folyik ki a húsból.

A szabad víz a cellák között helyezkedik el, nagyon „lazán” kötődik és melegítéskor könnyen kifolyik. Ez egyrészt súlyveszteséget okoz a hús fagyasztás és hűtött tárolás során történő párolgásából, illetve a kiolvasztáskor kifolyó léből, másrészt hozzájárul a húskészítmények szárításához.

Az izomfehérjék állapotától függően változik az immobilizált és a szabad víz aránya, és mindkét típust összességében kell tekinteni: ha növekszik az immobilizált víz mennyisége, akkor csökken a szabad víz, és nő a vízmegtartó képesség; Ha az immobilizált víz mennyisége csökken, a szabad víz tartalma növekszik és a víztartó képesség csökken.

A húskészítményekben lévő vízkötés erősségének felmérésére A. A. Sokolov a következő dinamikus sémát javasolta: a húsban lévő vizet erősen kötött és gyengén kötött vízre, valamint gyengén kötött - hasznosra (amely hőkezelés után a termékben marad) ) és többlet.

Ebben az esetben a szorosan kötött víz magában foglalja az adszorpciós vizet, amelyet a molekuláris erőtér visszatart a diszpergált részecskék határfelületén - a micellák a környezettel és a fehérjemolekulák hidrofil központjai, valamint a mikrokapillárisok nedvessége.< 10 -7 м и механически удерживаемая.

Gyengén kötött víz szükséges a termék kívánt tulajdonságainak és normalizált hozamának biztosításához. A gyengén kötött vízfelesleg főként a húskészítmények hőkezelése során válik le. A darált hús nedvességtartalmának növelése a gyengén kötött vízfelesleg arányának növelésével a termék melegítési folyamata során annak jelentős szétválásához vezet, és ennek következtében a késztermék minőségének romlásához.

Az ionos kötést különösen fontosnak tartják a hús vízmegtartó képességének növelésében. Mivel egyes aminosavak két karboxil- és két aminocsoportot tartalmaznak, a peptidkötéssel blokkoltakon kívül vannak savas és lúgos reakciókkal rendelkező csoportok, amelyek anionokat és kationokat képeznek. A molekula az említett aminosavakon kívül más funkciós csoportokat is tartalmaz, például hidroxil- (-OH) és szulfhidril-csoportot (-SH). Poláris természetűek, ennek következtében vizet is tudnak tartani.

Attól függően, hogy a szomszédos ionok töltései azonosak vagy ellentétesek, kölcsönösen vonzzák vagy taszítják. Ismeretes, hogy az izoelektromos ponton (pH ~ 5,0) a töltések száma minimális. A fehérjék izoelektromos állapotában melegített húst a maximális húsleves elválasztás és a minimális vízmegtartó képesség jellemzi.

A darált hús pH-jának hatása. A vízszerkezet változása, az izomfehérjék denaturációs változása és a kollagén szétesése mellett a nyersanyag pH-ja jelentősen befolyásolja a vízmegtartó képesség változását.

A hús melegítése során bekövetkező pH változást a fűtőközeg hőmérsékleténél erősebben befolyásolja a kiindulási anyag pH-ja és a minta hőmérséklete. Annak ellenére, hogy az utóbbi növekedésével a pH-növekedés növekszik (a növekedés mértéke az eredeti darált hús pH-értékétől függ), víztartó képessége csökken, mivel ezzel párhuzamosan a rostos fehérjék izoelektromos pontja eltolódik magasabb pH-értékek.

Baromfihúsból és belsőségekből származó hús- és csontleves összetétele. A húsból és húskészítményekből készült húslevesek minőségi összetétele megegyezik, tartalmaz extrakciós és ásványi anyagokat, fehérjéket, lipideket, vitaminokat. A fehérjéket főként a glutin képviseli, amely a kollagén nedves melegítési körülmények között történő lebomlásának eredményeként képződik. Az izomrostok fehérjéi a nyers hús tömegének 0,2% -át meg nem haladó mennyiségben jutnak be a húslevesbe. Az emulgeált zsír megtalálható a zsíros húsból (szegély, bordás), zsíros baromfiból (kacsa, liba), nyelvből készült húslevesekben; mennyisége nem haladja meg a nyers hús tömegének 0,8%-át. Így a hús- és csontlevesek fő vízoldható összetevői az extraktumok, az ásványi anyagok és a glutin. Ezen összetevők mennyiségi tartalma a húslevesben a főzéshez használt nyers hús típusától függ.

Mint már említettük, az izomrostok szarkoplazmájában az extrakciós, ásványi és egyéb kis molekulatömegű vízben oldódó anyagok, valamint vitaminok koncentrálódnak. Ebből az következik, hogy az 1. és 2. osztályú marhahúsból főzött húslevesek több extrakciós és ásványi anyagot tartalmaznak, mint a 3. osztályú marhahúsból főtt húslevesek, amelyek legfeljebb 20% kötőszövetet tartalmaznak.

A húsleves képződésének mechanizmusa az izom- és kötőszöveti fehérjék termikus denaturálásához kapcsolódik. A denaturáció során az izomfehérjék megalvadnak, és a nedvesség egy részét (kb. 50%-át) a környező térbe engedik, ami az izomrostokat elhagyva magával viszi az extrakciós és ásványi anyagok egy részét. Ez a koncentrált oldat belép az izomközi térbe, de ott nem marad el az izomkötőszövet rétegeinek termikus deformációja miatt. A húsdarabokat minden irányban összenyomják, ennek eredményeként a fehérjék által kinyomott folyadék a benne oldott extrakciós és ásványi anyagokkal együtt a környező vízbe kerül, levest képezve. A húsleves képződésében bizonyos szerepe van annak, hogy a húsból a húsból a környező vízbe vízben oldódó anyagok diffúziót kapnak a hús főzése során. A diffúzió lehetősége a húsfehérjék denaturálódása következtében adódik, beleértve az izomrostok és a kötőszöveti rétegek szarkolemmáit. A diffúzió hajtóereje a húsban és a húslevesben lévő oldható anyagok koncentrációjának különbsége. Az oldható anyagok diffúzió hatására a húsból a húslevesbe történő átmenete kétféleképpen fokozható: a hidromodulus (a víz-hús aránya) növelésével és a hús finomabb vágásával, ami a hús és a víz érintkezési felületének növekedését eredményezi. .

A hús főzéshez hideg vagy forró vízbe merítése nem befolyásolja a húsból a húslevesbe jutó oldható anyagok mennyiségét.

A kicsontozott marhahús nagy darabokban (1...2 kg) történő főzésekor a húsban lévő oldható anyagok körülbelül 2%-a kerül a vízbe, ebből 1,5% szerves és 0,5% ásványi anyag. A nyelvek főzésekor a nyersanyag tömegére vonatkoztatva az oldható anyagok körülbelül 1,5%-a kerül a húslevesbe, ezen belül az ásványi anyagok körülbelül 30%-a.

Amikor a csirkéket egész hasított test formájában forraljuk, az oldható anyagok 1,65 tömeg% -a kerül a vízbe, beleértve az ásványi anyagokat - 0,25%, az extraktumokat - 0,68%.

Ha a csontleveseket 3 órán át főzzük, a csontok oldható anyagának 2-2,5%-a jut el a vízbe.

Ha a húsleves száraz maradékát 100%-nak vesszük, akkor az a következőképpen oszlik el: 49% - extrakciós anyagok, 25 - ásványi anyagok, 24 - fehérjék (főleg glutin), 2% - emulgeált zsír. A csontlevesben a száraz maradék a következőképpen oszlik el: 4% - extrakciós anyagok, 6 - ásványi anyagok, 77,6 - glutin, 12,4% - emulgeált zsír. A csontleves egyedülálló összetételét a csontokban található extrakciós anyagok alacsony tartalma, valamint az ásványi anyagok oldhatatlan foszfátok és kalcium-karbonátok formájában való jelenléte magyarázza.

A megfelelően elvégzett hőkezelés általában növeli az élelmiszerek tápértékét, javítva ízüket és emészthetőségüket. Ezenkívül a termikus hatás biztosítja az élelmiszerek egészségügyi jólétét.

Egy adott termék legmegfelelőbb hőkezelési módszerének ajánlásához és a kívánt tulajdonságokkal rendelkező kész kulináris termék előállításához ismerni kell, hogy milyen fizikai és kémiai változások következnek be a termékekben.

Mivel azonban az élelmiszerek sok anyagból (fehérjék, zsírok, szénhidrátok, vitaminok stb.) álló összetett összetételek, célszerű először mindegyikben külön-külön mérlegelni a változásokat.

Változások a fehérjékben

A termékek hőkezelése során az összetételükben szereplő fehérjerendszerek különféle változásokon mennek keresztül.

A fehérjék natív másodlagos és harmadlagos szerkezetének felbomlását „fehérjedenaturációnak” nevezik. A fehérjék denaturálódása felléphet melegítés, mechanikai hatás (verés közben), a sók koncentrációjának növekedése a rendszerben (a termékek fagyasztása, sózása, szárítása során) és néhány egyéb tényező miatt.

A fehérjeszerkezet felbomlásának mélysége függ a különféle tényezők hatásának intenzitásától, ezek közül több egyidejű hatásának lehetőségétől, a rendszerben lévő fehérjék koncentrációjától, a környezet pH-jától, valamint a különféle adalékanyagok hatásától.

A fehérjék denaturálódása a hidratációs tulajdonságaik megváltozásával jár - vízmegkötő képességükben, ami meghatározza a késztermékek ízét.

Az oldható fehérjék denaturálásakor vízmegkötő képességük különböző mértékben csökken, ami a denaturációs változások mélységétől függ. A fehérjék denaturációs és hidratációs tulajdonságait meghatározó tényezők helyes szabályozása a technológiai folyamat során lehetővé teszi, hogy kiváló minőségű kulináris termékeket kapjunk.

Így a gyakorlatban gyakran alkalmazzák a fehérjék denaturációs és vízmegkötő képességének a környezet pH-jától való függését. A húsban és halban az izoelektromos ponthoz közeli pH-értéken az izomfehérjék denaturálása alacsonyabb hőmérsékleten megy végbe, és jelentős vízveszteséggel jár.

Ezért a fehérjerendszerek savanyításával egyes hal- és húsfeldolgozási módszerekben (pácolás stb.) olyan feltételeket teremtenek, amelyek csökkentik a fehérje denaturációjának mélységét a hőkezelés során.

A savas környezet ugyanakkor elősegíti a kötőszöveti fehérje kollagénjének denaturálódását és szétesését, valamint fokozott vízmegtartó képességű termékek képződését. Ennek eredményeként csökken a termékek hőkezelésének ideje, és a késztermékek lédússágot és jó ízt kapnak.

A denaturáció megváltoztatja a fehérjerendszerek fizikai állapotát is, amelyet általában a „proteinfolding” kifejezéssel határoznak meg. A különféle fehérjerendszerek hajtogatásának megvannak a maga sajátosságai.

Egyes esetekben a koagulált fehérjék pelyhek vagy rögök formájában szabadulnak fel a rendszerből (hab képződik húslevesek, lekvárok főzésekor), más esetekben a fehérjerendszer tömörödik a víz egy részének az anyagokkal együtt történő kipréselésével. feloldva (túró előállítása joghurtból) vagy a rendszer szilárdságának növelése tömörítés és nedvesség felszabadulás nélkül (tojásfehérje koagulációja).

A fizikai változásokkal együtt, amikor a fehérjerendszereket felmelegítik, bonyolult kémiai változások mennek végbe magukban a fehérjékben és a velük kölcsönhatásba lépő anyagokban.

Zöldségekből és gyümölcsökből származó fehérjék

A fehérjeanyagok mennyisége a zöldségekben és gyümölcsökben nem haladja meg 2-2,5%. A fehérjék azok ­ a citoplazma új szerkezeti elemei, organellumjai és növényi sejtmagjai.

A hőkezelés során a citoplazmatikus fehérjék koagulálnak és pelyheket képeznek; a sejtmembrán szerkezete megsemmisül. Megsemmisítése elősegíti a sejtnedvben oldott anyagok diffúzióját a levesbe vagy más folyadékba, amelyben a zöldségeket főzték vagy tárolták, és a lében vagy más folyadékban oldott anyagok bejutását azokba.

Gabona lisztből készült termékek fehérjéi

A borsó, a bab, a lencse kb 20-23% fehérjék, szója - 30%. A gabonafélékben és x mennyiség eléri 11% , és a legmagasabb és első osztályú búzalisztben - 10 - 12%.

A gabonalisztből készült termékekben a fehérjék dehidratált állapotban vannak, így hüvelyesek áztatásakor, gabonafélék főzésekor vagy tésztadagasztáskor képesek nedvességet felvenni, megduzzadni.

50-70°C-ra hevítve a duzzadt fehérjék megalvadnak, és kinyomják a felszívódott nedvesség egy részét, amit a zselatinos keményítő köt meg.

A kulináris gyakorlatban használt búzaliszt 120 °C-os és magasabb hőmérsékleten zsírral vagy anélkül történő párolása hatással van a benne lévő fehérjékre, amelyek denaturálódnak, és elveszítik duzzadt és gluténképző képességüket.

Csirke tojásfehérje

A tojásfehérje 11-12% fehérjét tartalmaz, a sárgája - 15-16%. 50-55 ° C hőmérsékleten a tojásfehérje koagulálni kezd, ami helyi felhősödés formájában nyilvánul meg, amely a hőmérséklet további emelkedésével a teljes térfogatra terjed; a 80°C elérésekor a koagulált fehérje megtartja alakját.

A további melegítés növeli a fehérjerendszer szilárdságát, és különösen észrevehető a 80-85 °C hőmérséklet-tartományban. A 95-100 °C elérésekor a fehérje erőssége idővel kissé megváltozik.

A tojássárgája magasabb hőmérsékleten megalvad. A viszkozitás növelése érdekében a sárgáját 70 °C-ra kell melegíteni.

A fehér és a sárgája keveréke a sárgájához hasonlóan viselkedik. A túrós fehér, sárgája vagy ezek keveréke megkötött állapotban tartja a nedvességet és nem nyomja ki. A tojásfehérje koagulációjának jellege nem változik, ha vízzel hígítjuk és alaposan összekeverjük, de a rendszer mechanikai szilárdsága csökken.

A tojásfehérje nedvességmegkötő képességét az alvadás során a kulináris gyakorlatban használják. A tojás, víz vagy tej hozzáadásával a fehérjékhez az omlettkészítés során csökkenthető a fehérjerendszerek mechanikai szilárdsága, és finomabb ízű konyhai termékeket kaphatunk, mint a természetes tojásból készült termékek.

A koagulált tojásfehérje mechanikai tulajdonságait egyes kulináris termékek (zöldségszeletek stb.) strukturálására (megkötésére) is felhasználják.

Tejfehérjék

A tej fő fehérjéi a kazein (2,3-3,0%), a laktalbumin (0,5-1,0%) és a laktoglobulin (0,1%).

Normál savasságú tej melegítésekor észrevehető változások csak az albuminnál figyelhetők meg, amely megalvad és pelyhek formájában kicsapódik a tartály falán. A folyamat 60°C-on kezdődik és csaknem 85°C-on ér véget.

A tej melegítése gyakorlatilag nincs hatással a kazein oldhatóságára: a tejen képződő habban csak kis mennyiségben van jelen oldhatatlan formában. Az erjesztett tejben a melegítés hatására a kazein megalvad, és a rendszert két frakcióra választja szét: alvadékra (aludttej kazeinre) és savóra.

A kazein akkor is megalvad, ha erősen savas tejet melegítenek. A túró melegítés közben felszabadítja a nedvesség egy részét. Megkötésére gabonát vagy lisztet adnak a túróból készült kulináris termékekhez.

Hús, baromfi, hal fehérjék

Ezen termékek technológiai feldolgozását nagymértékben meghatározza fehérjerendszereik morfológiai szerkezete és összetétele.

Az izomszövet szerkezetének és összetételének jellemzői . A kulináris gyakorlatban feldolgozott hús nagy része vázizom. Az egyes vázizmok izomrostokból állnak, amelyeket kötőszöveti rétegek kötnek össze egyetlen egésszé.

Az izomrost egy speciális kontraktilis sejt, amelynek hossza elérheti a 12-t cm vagy több, vastagsága pedig legfeljebb 120 mm. A rost tartalma két részből áll: folyékony (homogén) - szarkoplazma és zselatinos (zselatin szálak formájában) - myofibrillumok. Kívülről a szálat tok - sarcolemma borítja (3. ábra).

Az izmokban a rostokat kötegekben gyűjtik össze: elsődleges, izomrostokból álló; másodlagos, elsődleges kötegekből áll; magasabb rendű kötegek, amelyek az izmot alkotják.

A hús, baromfi és hal izomrostjait alkotó fehérjéket izomfehérjéknek nevezzük. Némelyikük folyékony állapotban a szarkoplazmában található, beleértve a mioglobin fehérjét is, amely a húst vörösre színezi; néhányuk kocsonyás állapotban a myofibrillumok része. Egyes hús- és haltermékek fehérjetartalmát a táblázat tartalmazza. 12.

Az izomfehérjék biológiai értéke magas: az esszenciális aminosavak aránya bennük az optimálishoz közeli. Az I. kategóriába tartozó szarvasmarhák vázizomzatában az izomfehérje-tartalom átlagosan 13,4%, a tetem különböző részein 6,1-14,3% ingadozással (4. ábra).

Rizs. 3. Az izomrost szerkezetének vázlata:
1 - myofibrill; 2 - szarkoplazma; 3 - mag
Rizs. 4. Izomfehérje tartalom a szarvasmarha tetemének különböző részein

Az izom kötőszövetét mysiumnak nevezik. Ennek azt a részét, amely az elsődleges kötegekben lévő izomrostokat összeköti, endomysiumnak nevezik, amely egyesíti az izomrostok kötegeit egymással - elsősorban és az izom külső héjával - epimysium

A kötőszövet fontos összetevői a fibrilláris fehérjék - a kollagén és az elasztin.

Röntgen-diffrakciós analízissel megállapították, hogy a kollagén molekula három polipeptid láncból (tripletből) áll, amelyek egy közös tengely körül csavarodnak össze.

A hármas hélix erőssége elsősorban a hidrogénkötéseknek köszönhető. A kollagén és elasztin egyes molekulái rostokat alkotnak. A kollagén- és elasztinszálak kötegei pedig az őket egyetlen egésszé egyesítő, fehérje-poliszacharid komplexből álló anyaggal együtt endomysium és perimysium filmeket alkotnak.

Rizs. 5. Szarvasmarha mellizom mikroszkópos preparálása. Az izomrostok között látható endomysium rétegek, kötegeik között pedig perimysium rétegek

Az endomysium szerkezete gyakorlatilag független az izom összehúzódási képességétől és az általa végzett munka jellegétől. A benne található kollagén nagyon vékony és enyhén hullámos rostokat képez. Az endomysiumban lévő elasztin gyengén fejlett.

A perimysium szerkezetét nagymértékben befolyásolja az izmok által végzett munka jellege. Azokban az izmokban, amelyek az állat élete során kevés stresszt tapasztaltak, a perimysium szerkezetében közel áll az endomysiumhoz.

A nehéz munkát végző izmok perimíziumának szerkezete összetettebb: megnövekedett az elasztinrostok száma, vastagabbak a kollagénkötegek, egyes izmok perimíziumában a rostok keresztezik, és összetett sejtszövetet alkotnak. Megnőtt a kötőszövet százalékos aránya az izmokban.

13. táblázat.Az esszenciális aminosavak hozzávetőleges aránya (triptofán alapján) egyes termékek izomfehérjében

Így az endomysium és a perimysium kötőszövete egyfajta vázat vagy izomszövet vázat alkot, amely izomrostokat foglal magában. Ennek a csontváznak a természete határozza meg a hús mechanikai tulajdonságait, vagy ahogy mondják, „keménységét” vagy „érzékenységét”.

Átlagosan a szarvasmarha izomzatának nagy része 2-2,9% kollagént tartalmaz, de a kollagén mennyisége a tetem különböző részein nagyon eltérő (6. ábra).

Rizs. 6. Kollagén (k) és elasztin (e) tartalma a hasított szarvasmarha különböző részein

Kisállatoknál a hasított test különböző részein a perimysium szerkezetének különbsége sokkal kisebb mértékben fejeződik ki, mint a nagyállatoknál, ráadásul a perimysium szerkezete egyszerűbb. A baromfi izomszövetének anatómiai szerkezetének sajátosságai közé tartozik a kötőszövet alacsony tartalma és labilitása.

A hal izomszövete szintén izomrostokból és kötőszövetekből áll, de megvannak a maga sajátosságai. Izomrostjait a perimysium egyesíti cikk-cakk myocomákká, amelyek a kötőszöveti rétegek (septa) segítségével alkotják a test hosszanti izmait. A szepták keresztirányúak és hosszantiak (7. ábra).

A melegvérű állatok izomszövetéhez hasonlóan a halak fokozott terhelésű izmai (fej és farok melletti izmok) fejlettebb kötőszövetet tartalmaznak, azonban alacsony szilárdsága miatt a halak vágásakor osztályok és kulináris célok szerint osztva, ahogy az a levágott állatok húsánál szokásos. A halak kötőszövetének fő fehérje a kollagén (1,6-5,1%), nagyon kevés elasztin van benne.

Az izomszöveten kívül a kollagén jelentős mennyiségben része a porcok, a csontok, a bőr és a pikkelyek szerves anyagának. Így tartalma a csontokban eléri a 10-20%, az inak - 25-35%. A csontokban található kollagént osszeinnek nevezik.

Fehérjeként a kollagén alacsony biológiai értékű, mivel gyakorlatilag mentes a triptofántól és nagyon kevés metionint tartalmaz; összetételében a glikokol, a prolin és a hidroxiprolin dominál.

A különböző típusú állatok húsának fő összetevői (%-ban): víz - 48-80, fehérjék - 15-22, zsírok - 1-37, extraktumok - 1,5-2,8 és ásványi anyagok - 0,7-1. 5.

A víz mennyisége az állat életkorától és a hús zsírtartalmától függ. Minél fiatalabb az állat és minél kevesebb zsírt tartalmaz a húsa, annál több nedvesség van az izmokban.

A nedvesség nagy része (körülbelül 70%) az izmokban kötődik a miofibrillumok fehérjéihez. Az izomrostok szarkoplazmája kisebb mennyiségű nedvességet tartalmaz, benne oldott fehérjékkel, extraktumokkal és ásványi anyagokkal. Az izomszövet sejtközi üregei bizonyos mennyiségű nedvességet tartalmaznak.

Az extraktumok az anyagcsere termékei. Aminosavakból, dipeptidekből, glükózból, egyes szerves savakból stb. állnak. Az extraktum anyagok és átalakulási termékeik részt vesznek a húsra jellemző íz és aroma kialakításában.

Rizs. 7. A halak izomszövetének felépítésének diagramja: 1 - izomrostok (irányukat ütések mutatják); 2 - myocomma; 3 - keresztirányú válaszfalak; 4 - hosszanti válaszfalak

Így a glutaminsav és sói oldatai húsos ízűek, ezért a nátrium-glutamátot szárazlevesek, szószok és egyéb koncentrátumok egyik összetevőjeként használják. Az aminosavak, mint a szerin, alanin, glicin édes ízűek, a leucin enyhén keserű ízűek stb.

Az extrakciós anyagok hevítéskor különféle kémiai változásokon mennek keresztül - melanoidképződési reakciók, oxidáció, hidrolitikus hasítás stb. Az ilyenkor keletkező anyagokat általában extrakciósnak is tekintik: ízük, illatuk és színük befolyásolja a késztermék érzékszervi jellemzőit.

A hal izomszövetének kivonóanyagai összetételükben jelentősen eltérnek a hús kivonóanyagaitól. Alacsony a glutaminsav és magasabb a hisztidin, fenilalanin, triptofán, cisztin és cisztin tartalma. Általánosan elfogadott tény, hogy a hal ízét és illatát főként a tengeri halakban különösen nagy mennyiségben előforduló, a szárazföldi állatok húsában található nitrogéntartalmú extrakciós anyagok bázisai okozzák.

A szárazföldi állatok és halak izomszövetének ásványi anyagai között jelentős hányad esik a nátrium-, kálium-, kalcium- és magnézium-sókra.

A fehérjék változásai a hőkezelés során

A hőkezelés során az izom- és kötőszöveti fehérjék jelentős változásokon mennek keresztül.

A hús és hal izomfehérjéi körülbelül 40 °C-on kezdenek denaturálódni és koagulálódni. Ezzel egyidejűleg az izomrostok tartalma sűrűbbé válik, mivel a nedvesség a benne oldott ásványi, extrakciós anyagokkal, ill. oldható fehérjék, amelyek nem denaturálódnak ezen a hőmérsékleten.

A nedvesség felszabadulása és az izomrostok tömörödése növeli erejüket: nehezebb vágni és rágni őket.

Ha a húst vagy halat vízben hevítjük, akkor a bekerült fehérjék a megfelelő hőmérséklet elérésekor denaturálódnak és pelyhek formájában koagulálódnak, úgynevezett habot képezve.

A hús és hal oldható fehérjéinek körülbelül 90%-a denaturálódik 60-65 °C-on. Ezen a hőmérsékleten a marhahús izomrostjainak átmérője az eredeti érték 12-16%-ával csökken. Az ezt követő hőmérséklet-emelkedés további nedvességveszteséggel, az izomrostok tömörödésével és erejük növekedésével jár.

Húsfőzéskor a hús színét meghatározó mioglobin fehérje denaturálódik. A mioglobin denaturálódása az izomszövet színének megváltozásával jár, ami lehetővé teszi a hús kulináris felkészültségének közvetett megítélését.

A hús 60°C-ig megtartja vörös színét, 60-70°C-on rózsaszínűvé, 70-80°C-on szürkévé válik. Amikor a hús megsül, szürke marad vagy megbarnul.

A kötőszövet felmelegítése a benne lévő kollagén szétesését okozza, és megváltoztatja magának a szövetnek a szerkezetét. Ennek a folyamatnak a kezdeti szakasza a kollagén denaturálása és a fehérje fibrilláris szerkezetének felborulása, amelyet a „kollagénhegesztés” fogalommal határoznak meg.

Minél több prolint és hidroxiprolint tartalmaz, annál magasabb a kollagén denaturálási vagy hegesztési hőmérséklete. A hús esetében a főzést körülbelül 65 ° C-on, a halak esetében - körülbelül 40 ° C-on tartják.

Ezeken a hőmérsékleteken a fibrilláris fehérjemolekulák polipeptidláncai közötti keresztkötések részleges felszakadása következik be. Ennek eredményeként a láncok lerövidülnek, és energetikailag kedvezőbb összecsukott helyzetet vesznek fel.

A kötőszövetből izolált kollagénrostokban a kollagénhegesztés bizonyos hőmérsékleteken megy végbe, és ugrásszerű. A perimysium filmekben a kollagénhegesztés egy hőmérsékleti tartományra kiterjed. A folyamat a fent jelzett hőmérsékleteken kezdődik és magasabbaknál ér véget, és minél magasabb a hőmérséklet, annál bonyolultabb a kötőszövet szerkezete.

A molekuláris szintű változások a kollagénrostok és a kötőszöveti rétegek szerkezetének megváltozását vonják maguk után. A kollagén rostok deformálódnak, elhajlanak, hosszuk lerövidül, rugalmasabbá, átlátszóbb üvegessé válnak.

Maguk a kötőszöveti rétegek szerkezete is megváltozik: ezek is deformálódnak, megnövekednek a vastagságuk, rugalmasabbak és átlátszóbbak lesznek.

A kollagén hegesztését bizonyos mennyiségű nedvesség felszívódása és a kötőszöveti rétegek térfogatának növekedése kíséri. A kötőszöveti rétegek összenyomódása jelentősen hozzájárul az izomfehérjék denaturációja és koagulációja során felszabaduló folyadék izomszövetből való kipréseléséhez.

A kötőszövet további melegítésével a denaturált kollagén polipeptidláncai közötti keresztkötések részleges vagy teljes felszakadása következik be, és ezek egy része a levesbe kerül, és zselatin oldatot képez; a kötőszöveti rétegek szerkezete jelentősen felborul, szilárdságuk csökken.

A perimysium erősségének gyengülése a hús készenlétét meghatározó tényezők egyike. Az elkészült húsnak nem szabad jelentős ellenállást tanúsítania az izomrostok mentén történő vágással vagy harapással szemben.

A hegesztési hőmérséklethez hasonlóan a kollagén szétesésének sebessége a perimysium szerkezetétől függ. Igen, 20 felett min forráspont az ágyéki izomzatban, melynek perimysiumja gyengén fejlett, a kollagén 12,9%-a bomlott fel és került a húslevesbe, a durvább perimysiumú mellizomban pedig azonos körülmények között a kollagénnek csak 3,3%-a bomlott le.

60 felett min A főzés során ezek a számok nőttek: az ágyéki izom esetében 48,3%, a mellizom esetében - csak 17,1. A hőkezelési folyamat hőmérséklete enyhén befolyásolja a kollagén szétesésének sebességét és a perimysium lágyulását .

Például, ha a brachialis izmot 120°C-on főzzük (autoklávban), a szétesett kollagén mennyisége kétszer akkora, mint egy hasonló izomban, amelyet a szokásos módon 100°C-on főztek. °C

Meg kell azonban jegyezni, hogy amikor a főzési hőmérséklet emelkedik, a főzési idő csökkenésével együtt az izomfehérjék túlzott tömörödése következik be, ami negatívan befolyásolja a hús állagát és ízét.

Komplex perimizmusú izmok sütésére használva a húst savakkal (pácolással) vagy enzimkészítményekkel kezelik. A pácoláshoz általában citromsavat vagy ecetsavat használnak. A pácolt húsban észrevehetően felgyorsul a kollagén szétesése és a perimysium gyengülése.

Sült A termékek lédúsak és jó ízűek.

Húspuhítóként sikeresen alkalmazzák a növényi, állati és mikrobiális eredetű proteolitikus enzimeket: ficin (fügéből), papain (dinnyefából), tripszin (állati eredetű) stb.

Az enzimkészítmények olyan porok, paszták vagy oldatok, amelyeket a hús ilyen vagy olyan módon történő feldolgozására használnak (nedvesítve, kenve, fecskendővel). A húst gyakran fellazítják, mielőtt enzimekkel kezelnék.

A hőkezelés kismértékben csökkenti az elasztin rostok szilárdságát, így a magas elasztintartalmú izomszövet (nyak, oldal) a hőkezelés után merev marad, és főként szeletmassza készítésére használják.

Az aggregáció (koaguláció, vagy fehérje koaguláció) a denaturált fehérjemolekulák kölcsönhatása, amely nagyobb részecskék képződésével jár együtt. Külsőleg ez az oldatban lévő fehérjék koncentrációjától és kolloid állapotától függően eltérően fejeződik ki. Így az alacsony koncentrációjú oldatokban (legfeljebb 1%) a koagulált fehérje pelyheket (habot a húsleves felületén) képez. A töményebb fehérjeoldatokban (tojásfehérje) a denaturáció során folyamatos gél képződik, amely a kolloid rendszerben lévő összes vizet visszatartja. A fehérjék, amelyek többé-kevésbé öntözött gélek (hús, baromfi, hal izomfehérje, gabonafehérjék, hüvelyesek, liszt hidratálás után, stb.), a denaturáció során sűrűbbé válnak, és kiszáradásuk a folyadéknak a környezetbe való szétválásával következik be. . A melegítésnek alávetett fehérjegél általában kisebb térfogatú, súlyú, nagyobb mechanikai szilárdsággal és rugalmassággal rendelkezik, mint a natív (természetes) fehérjék eredeti gélje. A fehérje szolok aggregációjának sebessége a pH-tól függ. A fehérjék kevésbé stabilak az izoelektromos pont közelében. Az ételek és kulináris termékek minőségének javítása érdekében széles körben alkalmazzák a környezet reakciójában bekövetkező irányított változtatásokat. Tehát hús, baromfi, hal pácolásakor sütés előtt; citromsav vagy száraz fehérbor hozzáadása hal és csirke orvvadászatához; a paradicsompüré használata húspárolásnál, stb., a termékfehérjék izoelektromos pontjánál lényegesen alacsonyabb pH-értékű savas környezetet hoz létre. A fehérjék kevésbé kiszáradása miatt a termékek lédúsabbak. Az elkészített húst forró vízbe tesszük (1 kg húsra 1-1,5 liter víz) és forralás nélkül (97-98 C) készre főzzük, amit szakácstűvel határozunk meg. Könnyen be kell kerülnie a főtt húsba, és a felszabaduló lé színtelen legyen. A hús ízének és aromájának javítása érdekében főzés közben adjon hozzá gyökereket és hagymát a vízhez. A sót és a fűszereket 15-20 perccel a hús elkészítése előtt, a babérlevelet 5 perccel azelőtt adjuk a húsleveshez. Átlagosan főzési idő: marhahús - 2-2,5 óra, bárányhús - 1-1,5, sertéshús - 2,2,5, borjúhús - 1,5 óra A főtt húst a gabonán átvágjuk, adagonként 1-2 darab, öntsünk egy kis mennyiséget húslevesből, forraljuk fel és a lében tároljuk nyaralásig (de legfeljebb 3 óráig) 50-60 C-on.

Felhasználás: mezőgazdaság, nevezetesen állati takarmány előállítása. A találmány lényege: a fehérje elektrokoagulációját egyenárammal végezzük egy kamrában, melynek anódos és kavodikus régióit membrán választja el egymástól. Az áram áramlása során a közeg pH-értéke rögzítésre kerül, és ha értéke eléri az 5-öt, a folyamat leáll. A koagulátum eltávolításakor a fehérjetartalmú anyag fennmaradó része a katód tartományból az anódos tartományba kerül. Az anyag hőmérséklete nem haladja meg a 39 - 40 o C-ot. 2 W. tételek f-ly, 1 asztal.

A találmány mezőgazdaságra, nevezetesen állati takarmány előállítására vonatkozik. Ismert módszer a fehérje termikus koagulálására burgonya léből, amely abból áll, hogy gőzzel 70-100 o C-ra melegítik. Az eljárás hátrányai az alacsony fehérjehozam (70-80%), a nagy energiaintenzitás (0,5 MJ). /kg). Létezik egy kémiai koagulációs módszer, amely a fehérje melegítés nélküli kicsapásából áll, oly módon, hogy savakkal vagy nehézfémsókkal izoelektromos pontig (pH 4,8-5,2) savanyítják. Ennek a módszernek a hátránya az alacsony fehérjehozam (40-50%), a tápközeg semlegesítésének szükségessége. A javasolt módszerhez legközelebb az elektrotermikus kezelés módszere áll, melynek során a fehérjetartalmú közeget ipari frekvenciájú elektromos árammal 70-100 o C-ra hevítik. A koagulált közegben elhelyezkedő elektródák közötti elektromos térerősség a ( 5-25) 10 2 V/m. A fehérjehozam eléri a 80-84%-ot, energiatartalma pedig 0,12 MJ/kg. A találmány célja a fehérjehozam növelése és az eljárás energiaintenzitásának csökkentése. A cél elérése érdekében a fehérjét egy membránpartícióval elválasztott kamrában koagulálják, amely szervetlen vegyületek (főleg H+ és OH- ionok) számára átjárható, és „nagy” méretük miatt gyakorlatilag átjárhatatlan a fehérjeionok számára. Amikor például egyenáram folyik a burgonya levén keresztül a pozitív elektródától a negatív felé, a H + ionok a katódra, az OH hidroxilcsoportok ionjai pedig az anódra. Ez a pH csökkenéséhez vezet az anódon és növekedéséhez a katódon. Az anód savas környezete koagulálja a fehérjét. Ezenkívül a burgonya lén áthaladó elektromos áram aktiválja a tömegátadást és a kémiai reakciók sebességét anélkül, hogy jelentős felmelegedést okozna. Emiatt a lé hőmérséklete csak 30-40 o C-ra emelkedik. Így az elektromos áram termokémiai hatása miatt a fehérje lényegesen alacsonyabb hőmérsékleten koagulál, mint az ismert termikus módszerekkel, ami csökkenti a folyamat energiaintenzitását. 0,05 MJ/kg-ig. Az elektromos áram kombinált kémiai és termikus hatása 97%-ra növeli a fehérjehozamot, a katód tartományból származó elhasznált frakció olyan arányban kerül az anódos tartományba, amely nem zavarja a koagulációs folyamatot. PÉLDA A burgonyalé (pH 6,6-6,8) egy koagulátor munkakamrájába kerül, melynek anódos (A) és katódos (K) tereit A:K 4:1 arányú membrán válaszfal választja el, gyakorlatilag áthatolhatatlan. lé összetevői elektromos áram hiányában . Az elektródák közötti térben (3-5)10 2 V/m elektromos térerősségű egyenáramot táplálunk az egyenirányítóból a kamraelektródákra, melynek hatására a pH 2,5-5-re csökken. A koaguláció során a hőmérsékletet rögzítik. 30-40 o C elérésekor a folyamat leáll. A koagulációs folyamat során a feldolgozott terméket a katód tartományból az anódos tartományba táplálják, „friss” lével keverve. A feldolgozási idő az elektromos térerősségtől és a lé kezdeti hőmérsékletétől függ. A koagulált fehérjét általánosan elfogadott módszerekkel izolálják a léből. A táblázat a Fehérorosz Köztársaság Tudományos Akadémia szállítási és növényi anyagcsere-szabályozási laboratóriumában kapott különféle koagulációs módszerek összehasonlító értékelését mutatja be. Kutatások kimutatták, hogy a javasolt módszer 10-15%-kal növeli a fehérjehozamot és 2-3-szorosára csökkenti az energiaintenzitást; Ebben az esetben az egyenáram sűrűsége a koaguláció során nem haladja meg a 8000 A/m 2 értéket, ami lehetővé teszi a feldolgozási hőmérséklet csökkentését.

Követelés

1. FEHÉRJE ALVASZTÁSI MÓDSZER, ideértve a fehérjetartalmú anyag kamrába helyezését, amelynek anód- és katódterületei membránelválasztóval vannak elválasztva, és az ezeken a területeken elhelyezett elektródák között egyenáramot vezetnek, azzal jellemezve, hogy az áram áramlása a feldolgozott anyag pH-értékét rögzíti a kamra anódterületein, és 5-nél nem nagyobb pH-értéknél az áram áramlása leáll. 2. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a koagulánsnak a kamra anódtartományából történő eltávolítása után a kamra katódtartományában visszamaradt fehérjetartalmú anyagot az anód tartományba mozgatjuk, és mindkét területet kiegészítjük a kamra anódtartományából. üzemi szint új fehérjetartalmú anyaggal. 3. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az egyenáram-sűrűséget a koagulációs folyamat során legfeljebb 8000 A/m2-re választjuk.

E cél elérése érdekében a vért és a képződött elemeket hő-koagulációnak vetik alá.

A melegítés során a vérben és vérkészítményekben lévő fehérjék tulajdonságai megváltoznak. A melegítés során a legjellemzőbb és legalapvetőbb változások az oldható fehérjeanyagok termikus denaturációja. A denaturációs folyamat során a fehérje molekula szerkezete megváltozik, ami a tulajdonságok észrevehető változásához vezet anélkül, hogy az összetételt veszélyeztetné. A globuláris fehérjék hajtogatott polipeptidláncokat bontakoznak ki, amelyek globulus molekulákat alkotnak. A szerkezet átstrukturálása a fehérjemolekulában lévő egyes intramolekuláris kötések melegítés hatására felszakadásának eredményeként következik be.

A denaturált fehérje számos tulajdonságában és jellemzőjében különbözik a természetes fehérjétől. A hőmérséklet, amelyen a denaturáció megtörténik, a különböző fehérjék esetében eltérő, de egy adott fehérje esetében állandó. Így a véralbumin 67 °C-on, a globulinok - 69-75, a fibrinogén - 56, a hemoglobin - körülbelül 70 °C-on denaturálódik. Így a vérfehérjék fő denaturációs változásai körülbelül 70 °C hőmérsékleten fejeződnek be. A semleges alkálifémsók, például a konyhasó növelik a fehérjék hődenaturálással szembeni ellenállását. A 7-12 szénatomot tartalmazó cukrok és zsírsavak anionjai szintén erős védőhatással rendelkeznek. Az ilyen anyagok azon képessége, hogy növeljék a fehérjék denaturációval szembeni ellenálló képességét, felhasználható a vér és plazmájának magasabb hőmérsékleten történő párolgás útján történő koncentrálásakor.

A fehérjedenaturáció folyamatának jellegzetes jelei közé tartozik a fehérje vízben való oldhatóságának elvesztése, a biológiailag aktív fehérjék, különösen az enzimek biológiai tulajdonságainak elvesztése, a gyomor-bélrendszeri enzimek hatására bekövetkező jobb emészthetőség és a kristályosodási képesség elvesztése.

A denaturáció következtében kaotikus kötések keletkezhetnek a polipeptidláncok között mind a molekulán belül, mind a különböző fehérjék molekulái között. Az ilyen változások következménye a fehérjék hidrofilitásvesztése, aggregációjuk és koagulációjuk. Ez oldhatatlan vérrögöt hoz létre. A koagulum további melegítését a folyadék egy részének felszabadulásával járó tömörítés kíséri. A vérfehérjék koagulációja a hőkezelés során mindig megtörténik, és a hőmérséklet emelkedésével felgyorsul.

A fehérjék magas hőmérsékleten történő száraz melegítése (víz nélkül) során pirogén folyamat megy végbe, amely sötét színű bomlástermékek képződéséhez vezet. Ezen változások következtében a berendezés felületén kéreg képződik, amely rontja a hő- és tömegátadást a hűtőközeg (gőz) és a feldolgozott alapanyag között. Ezért a folyamat időtartama megnövekszik, és további hő- és villamosenergia-fogyasztás történik.

A fehérjék pirogén lebomlását elkerülhetjük, ha rövid ideig szárítjuk a koagulátumot vagy a vért magas hőmérsékleten. Az időszakos szárítóberendezésekben a hő- és tömegátadás javítása érdekében vérrel vagy vérkészítményekkel együtt kis mennyiségű csontot töltenek be, amely a feldolgozási folyamat során eltávolítja a nyersanyagok kérgét a berendezés belső felületéről.

A vér és vérkészítmények hőkezelése a vízben oldódó vitaminok elvesztésével is jár. A legkevésbé ellenálló a C-, D-, B-vitamin, a nikotinsav és a pantoténsav.

Megállapítást nyert, hogy a főzés során a tiamin (B 1 vitamin) 50%-os, a riboflavin (B 2 vitamin) 35%-os vesztesége.

A véralvadáshoz a teljes fehérjealvadáshoz elegendő 80 °C-ra melegíteni. A gyakorlatban a hőmérsékletet 80-90 °C-ra hozzák. Ebben az esetben a vérben található mikroorganizmusok jelentős része elpusztul. A véralvadási folyamat akkor tekinthető befejezettnek, ha a vér egyenletes barna vagy barna-vörös színt kap.

A fehérje koagulálása történhet forró vagy holt gőzzel. Gyakrabban élőgőzt használnak, amelyhez nyitott típusú fémtartályokat használnak, amelyekhez egy perforált tekercsben végződő gőzvezeték csatlakozik. Ezzel a módszerrel a koagulumot manuálisan ürítik ki.

A transzfer tartályokban történő koaguláció lehetővé teszi a koaguláció, a szállítás és a nedvesség részleges leválasztásának egy berendezésben történő kombinálását. Az eljárást a következőképpen hajtjuk végre. A vér betöltése után a tartályba élő gőzt vezetnek be (az alsó tekercsen keresztül), amíg gőzsugár nem kezd kijönni a kipufogócsőből (kb. 15 perc elteltével). Az alvadás végén a gőz bejutását leállítjuk, és a masszát 5 percig ülepedni hagyjuk, majd a leülepedett folyadékból mintát veszünk. Ha barna színű, és 100 °C-ra melegítve nem válik zavarossá, ez azt jelenti, hogy az ülepedési folyamat befejeződött. Ellenkező esetben hagyja a masszát a transzfertartályban további 10-15 percig. A leülepedett folyadékot a berendezés alján lévő leeresztő csövön keresztül leeresztik, majd a kipufogócső lezárása után a felső részén található gőzvezetéken keresztül gőzt engednek az átvezető tartályba. Ebben az esetben az alvadt vért egy csővezetéken keresztül vákuumkazánba vagy szárítóba fújják 2-3 percig.

A vér csendes gőzzel történő koagulálásakor a melegítési folyamat egyenetlenül és hosszan megy végbe, a fűtőfelületen koagulált fehérjék rétege képződik, amely rontja a hőátadást és megnehezíti a fűtőfelület tisztítását.

Hatékonyabb koaguláció érhető el, ha csavaros és injekciós típusú folyamatos koagulátorokat használnak.

A folytonos csavaros koagulátor egy kívülről szigetelt egyfalú fémedény, gömb alakú fenekével. Egy csiga van beépítve benne. A koagulátor szorosan záródó, betöltőnyílással ellátott fedéllel (nyakátmérő 200 mm) és időszakosan nyíló adagolóval van felszerelve, amely biztosítja a készülék munkarészének egyenletes kényszerített vérellátását és megakadályozza a gőz légkörbe jutását. A forgást a csiga egy lánckeréken keresztül továbbítja. Az adagolót a csiga tengelyéről hajtják (forgási sebesség 0,2 s -1) a meghajtó lánckeréken, a lánchajtóművön és a lánckeréken keresztül.

A koagulátor végén, a betöltőnyílás közelében van egy gőzszelep és egy perforált cső, amelyen keresztül a gőzt legalább 0,2 MPa nyomáson vezetik be a készülékbe. A kirakodónyílás a berendezés másik végén található.

A véralvadást a következőképpen végezzük. A gyűjtőtartályból származó teljes vér (rögökkel) gravitáció hatására 38-50 mm átmérőjű vérvezetéken keresztül, élő gőzárammal találkozva, gravitáció útján jut be a készülékbe, és 15 másodpercig 90-95 °C-ra melegszik. . A gőz és vér egyidejű ellátásával megteremtődnek a feltételek azok soron belüli előrehaladásához és intenzív keveréséhez, amely kiküszöböli a túlmelegedést és megakadályozza a nagy csomók kialakulását. A csiga a koagulumot a berendezés másik végébe mozgatja, ahol egy 360 mm átmérőjű nyíláson keresztül kiürül. A csavar 0,1 s -1 forgási sebességénél a véralvadás 1,5 perccel azután tehermentesül, hogy a vér belép a készülékbe. A koaguláló csavar kinyomja a 0,3% fehérjét tartalmazó folyadék egy részét. A koagulátor termelékenysége teljes vér esetén 120 kg/óra. A betöltőnyílás előtti vérvezetékre szerelt dugószeleppel állítható be. 3-4 óra működés után a készüléket megtisztítják a csavarra tapadt vértől. Ehhez nyissa ki a készülék fedelét, és egy tömlő segítségével öblítse le a csiga és a forgó melegvíz adagolót.

Az Alfa Laval (Svédország) injekciós típusú koagulátora egy hengeres tartály, amelynek belsejében gőzfúvókával és zsalukamrával felszerelt keverő található. A csövön keresztül bejutó vér intenzíven vékony gőzáramokra törik. Koagulálódik, áthalad egy fojtószelepen, és egy csövön keresztül belép a nyomócsőbe, amely további feldolgozásra irányítja. A lendkerék által vezérelt fojtószelep jelenléte a koagulátorban lehetővé teszi a berendezés szükséges áteresztőképességének, a tömeg (vér és gőz) keveredésének mértékének, valamint a nyomócsőben lévő nyomás beállítását. Ennek a kialakításnak az az előnye, hogy képes szabályozni a véralvadási folyamatot. Előfordulhat azonban, hogy a vér a fojtószelephez tapad, amikor a gőz-véráramot a keverőből a nyomócsőbe irányítják.

Az Ulan-Ude-i húscsomagoló üzemben egy véralvadó üzemet fejlesztettek ki és működik, amely egy gömbölyű fenekű, négyszögletes fémtestből és egy csavarból áll, amely a véralvadás és a koagulátum kiürítése során összekeveri a vért. A ház fedelébe egy időszakosan nyitható adagolóval ellátott betöltőnyílás van beépítve, amely biztosítja az egyenletes vérellátást és megakadályozza a gőz légkörbe jutását. A ház mindkét oldalán három szerelvény található a 0,2-0,3 MPa nyomású gőzellátáshoz. A koagulátor másik végének alján van egy kirakónyílás. A vér szivárgásának megakadályozása érdekében a koagulátort az adagoló felé lejtőn kell felszerelni. A csigát egy villanymotor hajtja forgásba sebességváltón és láncos erőátvitelen keresztül. Az adagolótengely forgása a csiga tengelyétől a lánchajtás lánckerekein keresztül történik. A koagulátor minden forgó részét védeni kell.

A véralvadást a következőképpen végezzük. A gravitáció által az adagolón keresztül a koagulátorba áramló és élő gőzárammal találkozva a vért 90-95 °C hőmérsékletre melegítik, koagulálják, csavarral összekeverik és a kirakodónyílásba mozgatják.

A leírt kialakítású eszköz használata biztosítja a folyamat folytonosságát, a teljesebb és egyenletesebb véralvadást.

A véralvadási folyamat tényleges gőzfogyasztása 12-13 kg/100 kg vér. A 80%-os nedvességtartalmú koagulum hozama teljes vér koagulálásakor 80%, fibrin koagulálásakor pedig az eredeti nyersanyag 75%-a. A koagulátum nedvességtartalma a koagulációs módszertől függ, de meglehetősen magas marad - 86-87,5% élő gőz használatakor és 76-81% holt gőzzel történő koaguláció esetén.

Fontos, hogy szárítás előtt előzetesen távolítsuk el a nedvességet a koagulátumból, mivel ez lehetővé teszi a hőfogyasztás csökkentését.

A véralvadás dehidratálására az ülepítő centrifugák bizonyultak a leghatékonyabbnak, hatásuk elve a következő. A megterhelt tömeg szilárd részecskéi, amelyek sűrűsége nagyobb, mint a folyadékfázis, centrifugális erő hatására lerakódnak a forgórész oldalfalaira, és a forgástengelyhez közelebb eső gyűrű alakú réteg formájában alakulnak ki. Folyamatos centrifugákban a koagulátum feltöltése, valamint a szétválasztott komponensek eltávolítása működés közben történik.

Az ülepítő típusú folyamatos csigás centrifugákat a legszélesebb körben alkalmazzák a véralvadás dehidratálására.

Az OGSh-321K-01 folyamatos centrifuga egy keretből, egy rotorból áll, amelynek belsejében egy bolygókerekes sebességváltóval ellátott csavar van elhelyezve, amely közvetlenül a forgórésztől kapja meg a forgást (utóbbi tengelyei két tartóban helyezkednek el). A centrifuga fő egysége egy hengeres forgórész, amely vízszintesen helyezkedik el két csapágytartón (jobb és bal). A forgórész a végén tengelyburkolatokkal van lezárva, amelyekkel csapágyakra támaszkodik.

A rotort egy villanymotor hajtja, ékszíjhajtással, amelyet burkolat véd. A rotor belsejében egy csavar található, amely a koagulátumot a rotor ürítőablakához szállítja. A forgást egy speciális bolygókerekes hajtómű továbbítja, amely biztosítja, hogy a csiga a rotorral azonos irányba forogjon, de némi késéssel. A csavar és a rotor forgási sebességének különbsége megteremti a feltételeket az üledék kényszermozgásához a rotor belső felülete mentén. A forgórész és a csiga üreges csapjain egy tápcső halad át, amelyen keresztül a koagulált vér a csigadob belső üregébe kerül, ahonnan az ablakokon keresztül a rotor belső üregébe kerül.

Az összeszerelt rotor három fő részből áll: bal és jobb tengelyből és egy üreges hengeres dobból. Két támasztó csapágyon forog. A forgórész tengelyei egyúttal fenékként is szolgálnak, amelyek a dobot a végétől lefedik. A jobb tengely végfelületén lefolyó ablakok találhatók, melyeket lefolyó féltárcsák takarnak. A leválasztott vizet ezeken a lyukakon keresztül vezetik le. A bal oldali rotorcsap végfelületén ablakok találhatók a préselt koagulátum kiürítésére.

A csavar a centrifuga egyik fő alkotóeleme. Koagulum szállítására tervezték, és egy üreges hengeres dobból áll, amelynek külső felületére spirális menetek vannak hegesztve. Az üreges dob belsejében válaszfalak készülnek, amelyek három kamrát képeznek a tömeg befogadására. A cellák nyolc kirakodó ablakkal rendelkeznek. A csigadob végeihez csonkok vannak rögzítve, amelyek a csiga támasztócsapjait alkotják. A bal oldali csiga tengelye bordákkal van felszerelve, amelyek a bolygókerekes hajtómű második fokozatának tartójához csatlakoznak. A csiga tengelyeivel a forgórész tengelyeibe szerelt csapágyakra támaszkodik. A forgórész jobb tengelyébe egy radiális golyóscsapágy van felszerelve, amely felveszi a csiga tengelyirányú terheléseit, amelyek akkor keletkeznek, amikor a csiga a préselt koagulátumot a kirakóablakhoz szállítja.

A bolygókerekes hajtómű úgy van kialakítva, hogy a rotor forgását továbbítsa a csiga felé. A sebességváltó egy öntött hengerből áll, melynek végein burkolatok vannak csavarozva. A jobb oldali burkolat a bal oldali rotorcsapra szerelt karimához van rögzítve. Gumi mandzsetták vannak beszerelve a sebességváltó burkolatába a rotor oldalán, hogy megakadályozzák az olajszivárgást a hajtóműből, valamint a por és szennyeződések bejutását.

A sebességváltó házába két fogaskeréktárcsa van felszerelve a sebességváltó első és második fokozatának belső áttételével. Csapágyakra vannak felszerelve. Az első fokozat hordozójában kettő, a második fokozat hordozójában három műhold található, amelyek egyidejűleg kapcsolódnak a felnikhez és a központi fogaskerekekhez.

A ház védelmet nyújt az idegen tárgyak bejutása ellen a rotor forgó részeibe. Ezenkívül megakadályozza a folyékony frakció behatolását a préselt termék kamrájába. A burkolat belső részén bal és jobb kamra található. A préselt szilárd frakció (koagulum) a bal kamrába, a folyékony frakció (víz) pedig a jobb kamrába kerül.

A centrifuga rotort tengelyek támasztják két támasztékon, amelyek mindegyike egy házból, egy fedélből, két oldalsó burkolatból és egy radiális golyóscsapágyból áll. A sebességváltó védőmechanizmusa megvédi a sebességváltót és a centrifugacsavart a túlterheléstől és a sérülésektől. A védőmechanizmus házába rugó van beépítve, amely elnyeli a centrifuga működése közben fellépő erőket.

A csiga azonnali jelentős túlterhelése vagy beszorulása esetén a kar megdönti a bütykös kart, és az utóbbihoz rögzített lemez megnyomja a mikrokapcsoló gombot, amely a védőszerkezet testére van felszerelve és összekapcsolva a centrifuga villanymotorjával . Ezzel egyidejűleg az elektromos motor kikapcsol, és a hangjelzés bekapcsol. A bolygókerekes sebességváltót burkolat védi.

Az alvadt vér centrifugában történő kiszáradása a következőképpen történik. Az ellátó csövön keresztül 80-90 °C hőmérsékletű koagulált vér 9,5-14,2 kPa nyomás alatt a kúpos dob belső üregébe jut, ahol centrifugális erők hatására a koagulum szilárd frakciója elválik. a folyadékból (vízből). A koagulátumot a forgó rotor falára rakják, majd egy csavarral a kiürítő ablakokhoz szállítják, a dehidratációs zónában a nedvességet eltávolítják a koagulátumból. A 70-72 °C hőmérsékletű folyadék a forgórész széles oldala felé zúdul és a jobb tengelyben lévő lefolyó ablakokon keresztül a burkolat befogadó rekeszébe kerül, ahonnan saját tömege hatására leesik. Folyamatosan megy végbe a szilárd frakció folyadéktól való elválasztása, a koagulum kiürítése és a centrátum elvezetése. A koagulált massza áthaladásának és frakciókra való szétválásának időtartama a centrifuga rotoron keresztül 15 s. Alvadt vér centrifugába pumpálásakor a túlnyomás nem haladhatja meg a 0,095 MPa-t.

A koagulált vérvezeték bevezetőcsövének gravitációs táplálása esetén 50,8 mm-nek kell lennie, szivattyúval - 38,1 mm-nek. A nyomásmérővel ellátott szabályozó és elzáró szelepek a centrifuga közelében vannak elhelyezve. A rendszerben lévő vezérlőszelephez egy nyomóvezeték csatlakozik, amelyen keresztül a dob üzembe helyezése előtt átöblítik és feltöltik a vizet.

Ha az alvadt vér nagy mennyiségben tartalmaz szilárd részecskéket, akkor mielőtt bekerülne, célszerű a centrifuga indítása után azonnal forró vizet vezetni a centrifugába. A munka befejezése után a dob tisztításához egyszerűen öblítse le tiszta vízzel anélkül, hogy lekapcsolná az elektromos motort.

A centrifugát az alábbiak szerint helyezzük üzembe. Indítás előtt meg kell győződnie arról, hogy van kenőanyag a sebességváltóban és a csapágyakban. Ezután kapcsolja be egy rövid időre az elektromos motort, és ellenőrizze, hogy megfelelően van-e bekapcsolva - a rotornak az óramutató járásával megegyező irányban kell forognia, ha a koagulált vérellátás oldaláról nézzük. Amikor a centrifuga eléri a beállított forgási sebességet, koagulált vért szállítanak.

A centrifuga működése során rendszeresen ellenőrizni kell az olaj felmelegedését a sebességváltóban és a fő csapágyak hőmérsékletét. Így a csapágyakban lévő olaj melegítési hőmérséklete nem haladhatja meg a 60-65 °C-ot. A gépet csak zárt fedéllel működtetheti, amelyet szorosan a burkolathoz kell nyomni. 5-6 mm-nél nagyobb darabokat tartalmazó folyékony massza nem adagolható a centrifugába. 100

Az elmúlt években folyamatos berendezéseket találtak a véralvadásra és a koagulátum dehidratálására. A vérfeldolgozás ezekben a létesítményekben a következő. A leszűrt vér a vérvezetéken keresztül egy gyűjtőtartályba folyik, ahonnan egy csigaszivattyúval egy 400 dm 3 kapacitású keverővel ellátott közbenső edénybe pumpálják. Itt a vért élő gőzzel 55 °C hőmérsékletre melegítik, ami megakadályozza az alvadást. A felforrósított vér a csövön keresztül könnyen átfolyik egy speciális fordulatszám-szabályozóval felszerelt, 2-3 m 3 /h teljesítményű csavarszivattyúba, amely egy folyamatos gőzkoagulátort lát el vérrel. A koagulátorba juttatott gőz mennyiségét az alvadt vér hőmérsékletétől függő szelep szabályozza, amelyet a koagulátor elhagyásakor javasolt 80 °C-on tartani.

A kézikerékkel vezérelt fojtószelep jelenléte a koagulátorban lehetővé teszi a berendezés szükséges áteresztőképességének, a nyomócső nyomásának, valamint a vér- és gőztömeg keverésének szükséges mértékének beállítását. Az alvadt vértömeg a szivattyú által létrehozott nyomás alatt egy ülepítő centrifugába kerül, ahol a víz 75%-át kipréselik belőle. Ezzel egyidejűleg dehidratált koagulumot kapunk. A leválasztott vizet tölcséren keresztül a csatornába vezetik. A kiszáradt alvadék a lefolyóba kerül szárításra. A mosóberendezések vízellátása csővezetékeken keresztül történik.

1000 kg vér 20 és 90 °C közötti hőmérsékletre történő felmelegítéséhez 130 kg gőzt kell elfogyasztani. Ebben az esetben 387 kg dehidratált alvadékot és 743 kg vizet kapunk. A dehidratált koagulum 49% száraz maradékot és 51% vizet, a centrifugával elválasztott víz 1,3% száraz maradékot tartalmaz. Így a koagulátum centrifugában történő feldolgozása lehetővé teszi az eredeti vérben lévő víz körülbelül 75%-ának eltávolítását. A száraz maradék teljes vesztesége 10 kg 1000 kg vérben, ami az 1000 kg vérben lévő mennyiség 5%-a.

Az a képesség, hogy az alapanyagban lévő víz 75%-át centrifugálással leválasztják, 724 kg gőz megtakarítását teszi lehetővé minden 1000 kg feldolgozott vérhez, amely szükséges a nedvesség elpárologtatásához a nem dehidratált vér szárításakor.

A folyamatos koagulált víztelenítő egység könnyen karbantartható, csökkenti a vérfeldolgozási időt és magas fehérjetartalmú terméket állít elő. Kis termőterületet foglal el (600 és 2200 kg/h termelékenységgel - 5,5 m2).

A termikus koaguláció mellett a vért vegyszerekkel kezelik, hogy maximalizálják a fehérjék felszabadulását. Ezt a kezelési módszert kémiai véralvadásnak nevezik. Az USA-ban nátrium-polifoszfátot, vas-trikloridot, lignint és nátrium-lignoszulfonátot használnak szarvasmarhák és sertések vérének kémiai koagulálására. A vér kezelését ezekkel az anyagokkal savas környezetben, pH 3,5-4,5 között végezzük. A kapott koagulumot lúgokkal semlegesítik, és centrifugában dolgozzák fel dehidratálás céljából. A nátrium-lignoszulfonát bizonyult a leghatékonyabbnak a véralvadás szempontjából. A kémiai koaguláció előnye az eljárás egyszerűsége és a csökkentett gőzfogyasztás.

Ha hibát talál, jelöljön ki egy szövegrészt, és kattintson rá Ctrl+Enter.