Довольно часто воде как функциональному ингредиенту в составе мясных продуктов не придают большого значения. Хотя вода является одним из основных компонентов сырого мяса, при дополнительном внесении в процессе посола она переходит в разряд отдельных ингредиентов.
Свойства воды
Вода в мясе и мясных продуктах выполняет ряд важных функций, обусловленных уникальными свойствами ее молекул. Вода является главным компонентом мяса. Ее содержание в нежирном мясе, используемом для выработки мясопродуктов, составляет примерно 60-70%.
Молекула воды образована двумя атомами водорода и одним атомом кислорода, имеющим V-образную форму. Угол между двумя О-Н связями равен 104,5°С. Две ковалентные связи дают два положительно заряженных полюса (на атомах водорода) и два одинаково расположенных отрицательно заряженных полюса на сторонах атома кислорода, противоположных двум водородным полюсам. Четыре заряженных полюса выстраиваются в форме тетраэдра вокруг центрального атома кислорода, причем каждый полюс равноудален от других. Очень значимым следствием такой организации является способность каждой молекулы воды образовывать водородные связи с четырьмя другими молекулами воды за счет сил тяжести атомов водорода и кислорода различных молекул.
Так как в каждой молекуле воды имеется два водородных полюса, которые могут связаться с двумя кислородными полюсами соседних молекул, межмолекулярные водородные связи равносторонние, и каждая молекула способна образовать связи с четырьмя другими молекулами. Особые свойства молекул воды приводят к тому, что за счет межмолекулярного тяготения усиливается «взаимное удержание» (вода притягивающей воду) молекул воды в мясе, а также объясняют взаимодействие воды с другими полярными молекулами, особенно полярными группами белков мяса.
Функции воды
Воду часто называют «универсальным растворителем», поскольку в ней можно растворить множество веществ, включая используемые в качестве ингредиентов для засолки мяса. Вода действует как растворитель, переносчик, диспергирующее вещество для соли, нитрита, сахара, фосфатов и других ингредиентов, обычно входящих в состав посоленного мяса. Это имеет особое значение для равномерного распределения нитрита натрия. Без воды, в которой может раствориться столь малое количество вещества, было бы очень трудно достичь равномерного распределения нитрита при перемешивании. Действие воды как растворителя необходимо для экстракции белков мяса – решающей стадии, определяющей стабильность мясной эмульсии, — а также для формирования правильной текстуры продукта после термообработки.
Соль (хлорид натрия) необходима для растворения белка, так как именно солерастворимые (миофибриллярные) белки наиболее важны с технологической точки зрения. Однако в растворении белков важную роль играет дополнительно внесенная вода (чаще всего в количестве 10-20% от массы мяса). Солюбилизация белков мяса под действием соли и внесенной воды облегчает формирование межфазной белковой пленки вокруг жировых глобулов в тонко измельченных мясных продуктах, таких как сосиски и вареные колбасы. Если эти белковые пленки сформированы должным образом, они стабилизируют жировые глобулы и предотвращают отделение жира из мясных фаршей при термической обработке.
Солюбилизированные белки мяса играют основную роль в образовании трехмерных поперечных связей и формировании гелей при нагревании мясных фаршей. При желатинизации мясных белков под действием нагревания она захватывают и удерживают воду и жир. Этот процесс обуславливает текстурные свойства полутвердой трехмерной структуры, которая образуется после завершения. Формирующаяся гелевая структура во многом определяет нежность, сочность и ощущение во рту при употреблении готового продукта. От процесса желатинизации зависят потери влаги и жира при термической обработке, а следовательно, и выход продукта.
Важной характеристикой мясных продуктов, что касается состояния влаги, есть активность воды или свободная вода (аw). Активность воды – это давление водяного пара в продукте в состоянии равновесия и при постоянной температуре по отношению к давлению пара над чистой водой. Активность воды указывает на биологическую химическую доступность воды в продукте. Свободная вода – очень полезная характеристика для прогнозирования роста бактерий, так как она учитывает воду, связанную всеми компонентами продукта, включая соль, сахар, белки и другие молекулы, способные присоединять молекулы воды. Это делает показатель аw главным параметром для контроля роста бактерий порчи и патогенных бактерий и значимым действующим фактором в концепции барьерной консервирования пищевых продуктов. Большинство бактерий, вызывающих порчу, не растут при аw ниже 0,91, а рост таких патогенных микробов, как Staphylococcus aureus, прекращается при аw ниже 0,86.
Несмотря на положительную роль воды в посоленных мясопродуктах, вносимая вода может стать и источником проблем. К примеру, жесткая вода может содержать примеси, вызывающие обесцвечивание, изменение вкуса и сокращающие срок годности продуктов. Источники воды на перерабатывающем предприятии могут быть засеяны бактериями. Следовательно, для посоленных продуктов важно качество воды. Она должна отслеживаться как по минеральному как в составе (жесткость), так и по химическим и микробиологическим показателям.
Нормативно-правовое регулирование содержания воды в мясных продуктах (США)
Большинство нормативов, регламентирующих в США добавление воды и использование различных ингредиентов при изготовлении продуктов переработки мяса, можно найти в Кодексе федеральных норм (CFR). Другие полезные документы, описывающие применение настоящих норм на практике: Руководство по расчетам для производственных инспекторов USDA и Сборник пищевых стандартов и требований к маркировке.
В Соединенных Штатах нормы, регулирующие содержание воды в посоленных мясных продуктах, варьируют в широких пределах в зависимости от того, о какой категории продуктов идет речь. В любом случае, если вода вносится в качестве ингредиента, она должна указываться в перечне ингредиентов, входящих в состав продукта. Исключение составляет вода, прилагаемая к стартовым культурам для их регидратации или в продукты сублимационной и распылительной сушки. Примером ограничения количества внесенной воды служат вареные колбасные изделия типа франкфуртских сосисок, где количество внесенной воды и жировой составляющей не должно превышать 40%. Поскольку добавленную воду нельзя отличить от содержащейся в мясе первичной воды, первоначальное содержание воды в блоке мяса принимают равным содержанию белка, умноженному на 4. Это близко к реальному соотношению вода: белок, типичного для мяса без внесения воды извне. Количество воды, превышающей 4-кратное содержание белка, считается добавленной водой.
Важно отметить, что добавленная вода в данном контексте имеет регулятивное значение. Министерство сельского хозяйства США ограничивает количество воды, которое может быть добавлено более того количества, которое обоснованно считается типичным для мясных ингредиентов, в целях сохранения заданных свойств продукта и предотвращения чрезмерного использования воды в рецептурах мясных продуктов. В случае посоленных продуктов из свинины типа ветчины содержание воды ограничивается исходя из показателя «белок в обезжиренном веществе» (protein-fat-free – PFF). Например, в продукте под названием «ветчина» содержание белка в обезжиренном веществе должно быть не менее 20,5%. При меньшем содержании белка (более высоком содержании влаги) продукт должен называться «ветчина в собственном соке» (PFF 18,5-20,5%), «ветчина с добавлением воды» (PFF 17,0-18,5%) или « продукт из ветчины с водой» (PFF ˂17,0%). Содержимое белка в продукте зависит от количества добавленных ингредиентов, главным из которых является вода. Следовательно, требование к маркировке по показателю PFF требуется для ограничения количества воды, которое допускается добавлять в эти продукты. Показатели, связанные с содержанием воды, часто используются также для классификации вяленых мясных продуктов. В таком случае применяют соотношение вода: белок (В:Б). Например, колбаса пеперони должна быть высушена до соотношения В:Б = 1,6:1 или менее, вяленое мясо – к соотношению 0,7:1 или менее. Так, как соотношение B:B в охлажденном мясном сырье составляет 3,6-3,8:1, очевидно, что для получения продукта с соотношением, соответствующим названию продукта на этикетке, в процессе сушки нужно удалить значительное количество воды. Существует ряд продуктов, для которых установлены особые нормативные ограничения количества воды, которая может быть поглощена (абсорбирована) из рассола. Например, вес говяжьей грудинки после введения рассола не должен увеличиваться больше чем на 20%.
Увеличение массы при посоле других отрубов мяса (кроме грудинки и языков) не должно превышать 10%.
