OBRÓBKA TERMICZNA MIĘSA

1. Metody obróbki termicznej żywności

Większość produktów spożywanych przez człowieka jest poddawana obróbce termicznej umożliwiającej spożycie wielu surowców. Proces ten uatrakcyjnia także potrawy i zwiększa ich asortyment. Obróbka cieplna surowca powoduje w nim wiele procesów fizycznych, chemicznych i biochemicznych. Prowadzą one do zmian organoleptycznych produktu i spadku jego wartości odżywczej.

Wartość odżywcza produktów poddawanych obróbce cieplnej m. in. dlatego, że maleje w nich zawartość witamin, składników mineralnych, następuje rozpad tłuszczów. Wielkość tych zmian zależy od rodzaju procesu cieplnego i czasu jego trwania. Obróbka cieplna zmieniając strukturę białek umożliwia wykorzystanie takich składników jak np. kolagen. Procesy cieplne znacznie ograniczają w potrawach zagrożenie związane z drobnoustrojami, pasożytami i toksynami termolabilnymi. Ponadto wytwarzają się inne cechy sensoryczne potraw w porównaniu z wyjściowym produktem.

Podstawowe metody obróbki cieplnej stosowane przy sporządzaniu potraw to: gotowanie, smażenie, duszenie, pieczenie.

• 1.1. Gotowanie

Proces gotowania polega na ogrzewaniu surowców we wrzącej wodzie albo w parze wodnej przez dłuższy okres czasu, powodując w ten sposób „ścięcie” białka w całej objętości. Przy stopniowym ogrzewaniu mięsa w wodzie znaczna część zawartych w nim białek i innych rozpuszczalnych w niej substancji przechodzi do wody. Długotrwałe gotowanie powoduje większe wyługowanie wyżej wymienionych substancji do wody, a także zniszczenie błon łącznotkankowych. Mięso staje się łykowate i niesmaczne. W wyniku gotowania uzyskuje się potrawy lekko strawne, zachowujące w znacznym stopniu wartość odżywczą użytych surowców. Dla wielu surowców zarówno roślinnych jak i zwierzęcych jest to proces cieplny, dający najkorzystniejszą jakoś potrawy. Dotyczy to przede wszystkim tych surowców zwierzęcych, które zawierają duże ilości tkanki łącznej.

1.1.1. Gotowanie na parze.

W tym sposobie obróbki produkt umieszcza się na perforowanej wkładce nad warstwą wrzącej wody i pod przykryciem. Zaletą takiego gotowania jest mniejsze wyługowanie składników odżywczych, wadą natomiast - konieczność solenia lub dosolenia potrawy po procesie.

1.1.2. Gotowanie pod ciśnieniem.

Z uwagi na to, że wzrost ciśnienia powoduje wzrost temperatury wrzenia gotowanie pod ciśnieniem może wielokrotnie skrócić czas obróbki. Proces ten przeprowadza się w garnkach ciśnieniowych (szybkowary), autoklawach i szafach ciśnieniowych. Dzięki zastosowaniu ciśnień 0,05-0,2 MPa proces ten można prowadzić w temperaturze 105-120°C. Gotowanie pod ciśnieniem można przeprowadzić podobnie jak w metodzie tradycyjnej, w wodzie lub w parze wodnej.

• 1.2. Smażenie

Proces smażenia polega na ogrzewaniu półproduktów za pośrednictwem tłuszczu przekazującego ciepło naczynia (smażenie na cienkiej i na średniej warstwie), w kąpieli tłuszczowej o wymaganej temperaturze (smażenie zanurzeniowe) lub na bezpośrednim ogrzewaniu przez bezpośredni kontakt z powierzchniami grzewczymi (smażenie beztłuszczowe).

Smażenie na tłuszczu. Na tłuszczu można smażyć:

• mięso formowane porcjowane (z zastosowaniem cienkiej warstwy tłuszczu o temp. 170-220ºC)

• płaskie porcje mięsa formowane z mas mielonych i ryby (z zastosowaniem średniej warstwy tłuszczu o temp. 160-190ºC)

• porcjowany drób panierowany i sauté, chude ryby (zanurzając potrawy w tłuszczu o temp. 130 - 180ºC)

Potrawy otrzymane w wyniku tej obróbki zawierają dość dużo tłuszczu wchłoniętego w czasie procesu.

Smażenie beztłuszczowe. Bez tłuszczu można smażyć w temperaturze do 260ºC w bardzo krótkim czasie. Metoda ta znalazła powszechne zastosowanie do sporządzania mięs porcjowanych po angielsku, wysmażanych na różowo. Smażenie bez tłuszczu można prowadzić we wszelkiego typu naczyniach teflonowych w temp. 220ºC na grillach dwupłytowych i płytach grzewczych. Uzyskuje się wtedy potrawy o obniżonej kaloryczności.

Smażenie bez tłuszczu może mieć zastosowanie wyłącznie do surowców o minimalnej zawartości tkanki łącznej (polędwica, schab, ryby, młody drób itd.), w przeciwnym wypadku potrawy nie uzyskują wymaganego stopnia zmiękczenia. W wyniku smażenia beztłuszczowego otrzymuje się potrawy o dobrych cechach organoleptycznych, lecz jednocześnie o nieco gorszej strawności niż potrawy gotowane.

• 1.3. Duszenie

Proces duszenia polega na długotrwałym i powolnym działaniu na mięso tłuszczu z niewielkim dodatkiem wody. Najpierw wstępnie obsmaża się surowiec na tłuszczu w celu wytworzenia barwy i aromatu, a następnie gotuje się w zamkniętym naczyniu w niewielkiej ilości wody w temp. 100ºC. Metodę tę stosuje się do wielu gatunków mięsa zwierząt rzeźnych, drobiu, dziczyzny i ryb. Dusić można surowce, które nie nadają się do smażenia (z większą ilością tkanki łącznej lub tłuszczu). W wyniku procesu duszenia otrzymuje się potrawy o bogatym bukiecie smakowo-zapachowym oraz o odpowiednim stopniu rozmiękczenia kolagenu. Odmianą duszenia jest prużenie polegające na obróbce cieplnej surowców w ich naturalnym soku lub z minimalnym dodatkiem płynu i tłuszczu, z pominięciem obsmażania.

• 1.4. Pieczenie

Pieczenia polega na ogrzewaniu produktów gorącym ( temp. 170 - 250ºC) suchym lub nawilżonym powietrzem.. Pieczenie stosuje się do mięs wszelkiego typu, drobiu, dziczyzny oraz ryb. W zależności od rodzaju produktu lub efektu, który chce się uzyskać, prowadzi się proces na sucho lub z nawilżeniem. Do mięs, drobiu i ryb najczęściej stosuje się pieczenie z nawilżeniem. W przypadku tych surowców proces rozpoczyna się często w wysokiej temperaturze 220 - 250ºC, utrzymując ją do momentu wytworzenia zdenaturowanej warstwy ochronnej. W fazie środkowej pieczenia stosuje się niższą temperaturę (170 - 180ºC). W końcowej fazie można ponownie zwiększyć temperaturę aby uzyskać chrupiącą skórkę.

Pieczenie, podobnie jak smażenie, powoduje wytworzenie na powierzchni produktu rumianej skórki o pożądanych cechach sensorycznych. W przypadku produktów wysokobiałkowych w warstwie powierzchniowej dochodzi do daleko posuniętych procesów denaturacji i wytworzenia różnego rodzaju związków smakowo-zapachowych z produktów termicznego rozpadu białek. Wywołanie pożądanych cech sensorycznych powoduje, że strawność ich jest mniejsza w stosunku do potraw gotowanych i duszonych.

• 1.4.1. Zapiekanie

Zapiekanie jest odmianą procesu pieczenia. Ma na celu nadanie, uprzednio ugotowanym i skomponowanym w potrawę surowcom, pożądanych cech smakowo-zapachowych. Zapiekanie trwa krócej od pieczenia podobnych surowców, gdyż podstawowe przemiany składników miały miejsce w czasie wstępnego gotowania. Ponadto proces ten jest prowadzony w najwyższej temperaturze stosowanej do pieczenia, w celu zapewnienia dobrej wilgotności potrawy i odpowiedniego bukietu smakowo-zapachowego powstającego w rumieniącej skórce.

• 1.4.2. Opiekanie

Jest to wariant pieczenia, w którym energia jest dostarczana do produktu w formie promieniowania podczerwonego. Energia fal elektromagnetycznych wnika do zewnętrznych warstw produktu i zamienia się w ciepło, przyspieszając w ten sposób proces ogrzewania. Następuje wówczas silne ogrzewanie zewnętrznych warstw produktu nawet przy niskiej temperaturze otaczającego powietrza. Do opiekania w podczerwieni nadają się produkty, którym do upieczenia wystarczy szybkie podniesienie temperatury. Ograniczona przenikalność tego promieniowania sprawia, że przyspiesza ono proces pieczenia stosunkowo małych porcji.

2. Zmiany zachodzące w ogrzewanym mięsie

Ogrzewanie do odpowiednio wysokiej temperatury powoduje cieplną denaturację białek oraz zwiększa szybkość biochemicznych i chemicznych reakcji różnych składników żywności. Denaturacją nazywamy zmianę natywnej tj. drugo-, trzecio-, i czwartorzędowej struktury białka. W pierwszym etapie niszczone są wiązania wodorowe, następnie rozerwaniu ulegają wiązania disiarczkowe. Przyczyną denaturacji prócz ogrzewania może być: silne mieszanie, wytrząsanie, naświetlanie promieniowaniem nadfioletowym, rentgenowskim i jonizującym lub działanie ultradźwiękami, a także na skutek działania kwasów lub zasad (wartość pH poniżej 3 lub powyżej 9) i soli metali ciężkich. Wskutek obróbki termicznej zmieniają się sensoryczne i żywieniowe właściwości żywności. Ich charakter i zakres zależy od: szybkości, czasu i temperatury ogrzewania, składu i biochemicznego stanu surowca, odczynu środowiska, obecności soli nieorganicznych i innych dodatków modyfikujących właściwości białek oraz dostępu powietrza.

• 2.1. Zmiany enzymatyczne

W przemyśle mięsnym, rybnym i w mleczarstwie ogrzewanie ma bardzo często na celu unieczynnienie endogennych enzymów, mogących być przyczyną niekorzystnych zmian. Przykładem może być inaktywacja lipooksygenazy, której działanie zapoczątkowuje reakcje prowadzące do powstawania niepożądanego zapachu w produktach zawierających znaczne ilości tłuszczu.

Warunki obróbki cieplnej stosowane w danym procesie technologicznym mogą niekiedy przyspieszać niepożądane przemiany biochemiczne, jak np. niszczenie struktury żelu rybnego wskutek działania proteinaz mięśniowych aktywnych w temperaturze 60-65ºC.

• 2.2. Zmiany właściwości reologicznych i uwodnienia

Podczas ogrzewania znacznej zmianie ulega tekstura produktów mięsnych i rybnych. Już w temp. 30-40ºC następuje rozfałdowanie struktury miozyny mięśni ryb. Denaturacja cieplna powodując skurcz włókien mięśniowych, co jest przyczyną twardnienia mięsa. Kolagen podczas ogrzewania traci strukturę fibrylarną i przemienia się w rozpuszczalną żelatynę, co zmniejsza twardość. W rezultacie podczas ogrzewania twardość mięsa kształtuje się jako wypadkowa tych przemian i zależy od początkowego stanu białek, morfologicznej budowy tkanek, sposobu traktowania tuszy po uboju, odczynu i siły jonowej w środowisku oraz parametrów obróbki cieplnej.

Wiele produktów żywnościowych traci dużo wody wskutek cieplnej denaturacji białek i powstawania nowych wiązań sieciujących. Przy ogrzewaniu mięsa ryby największy ubytek wody następuje w zakresie temp. 30-60ºC. Ilość wycieku zależy od rodzaju mięsa. W pieczonym mięsie straty wskutek parowania i wycieku wynoszą do 40% pierwotnej masy surowca.

• 2.3. Zmiany barwy

Wskutek ogrzewania produktów białkowych powstają brunatne związki. W reakcjach tych uczestniczą grupy aminowe białek oraz grupy aldehydowe sacharydów lub produktów utleniania lipidów. Barwa mięsa i ryb zmienia się nie tylko wskutek brunatnienia lecz również także w rezultacie enzymatycznych i cieplnych przemian chromoprotein mięśni i krwi oraz w reakcjach z udziałem siarkowodoru uwolnionego z białek przez mikroflorę i obróbkę cieplną.

• 2.4. Powstawanie lotnych związków zapachowych

Obróbka cieplna prowadzi do wykształcenia się w żywności zarówno pożądanych, jak i niepożądanych cech zapachowych. Lotne związki zapachowe tworzą się wskutek termicznego rozkładu białek, a także w wyniku dalszych przemian produktów rozkładu i utleniania aminokwasów.

• 2.5. Wpływ ogrzewania na wartość żywieniową białek mięsa

Obróbka cieplna prowadzona w optymalnych warunkach wykształca w żywności pożądane cechy sensoryczne takie jak: barwa, zapach, smak i właściwości reologiczne. Denaturacja cieplna na ogół zwiększa strawność białka. Obróbka cieplna prowadzi również do inaktywacji niepożądanych w danym produkcie enzymów. Korzystny efekt ogrzewania przejawia się także w niszczeniu niektórych toksyn endogennych i bakteryjnych.

Nadmierne ogrzewanie produktów bogatych w białko powoduje jednak zmniejszenie biologicznej dostępności wielu aminokwasów, przede wszystkim wskutek utrudnienia ich trawienia. Dotyczy to zmodyfikowanych reszt aminokwasów oraz fragmentów, które po dodatkowym usieciowaniu stają się niedostępne dla enzymów proteolitycznych. Szczególnie wrażliwe na ogrzewanie są cysteina, lizyna, metionina, tryptofan, arginina i leucyna.

3. Wykonanie ćwiczenia

Odczynniki:

- sól kuchenna (NaCl)

-cukier (sacharoza)

Aparatura i sprzęt laboratoryjny:

-Frytownica

-Czujnik temperatury

-Termometr

Otrzymaną od prowadzącego porcję mięsa zważyć, a następnie umieścić czujnik w środku termicznym. W frytkownicy sporządzić roztwór NaCl, lub sacharozy, o stężeniu podanym przez prowadzącego ćwiczenie. Przygotowany roztwór ogrzać do temperatury 25ºC i umieścić w nim badaną próbkę. Ogrzewanie prowadzić do uzyskania temperatury 70 - 90ºC w środku termicznym. Zanotować czas obróbki termicznej. Po zakończeniu ogrzewania próbkę odsączyć na ligninie i zważyć.

Obliczyć procentowy ubytek masy produktu (X) powstały w wyniku obróbki termicznej.

gdzie:

m_o - masa próbki przed obróbką termiczną;

m₁ - masa próbki po obróbce termicznej;

4. Sprawozdanie

Sprawozdanie powinno zawierać:

1. Temat, cel i krótki opis sposobu wykonywanego ćwiczenia

2. Obliczenia

3. Zestawienie wyników w postaci tabeli

4. Wnioski

5. Literatura cytowana i uzupełniająca

• Holt C., Rogiński H: Milk proteines; biological and food aspects of their structure and function. In: Chemical and Funcional Properties of Food Proteines. Ed. Z. E. Sikorski s. 271-334 Lancaster-Basel, Technomic 2001.

• Pellegrino L. Resmini P. Evaluation of the stable reaction products of histidine with formaldehyde or with their carbonyl compounds in dairy products. Z. Lebesm. Unters. Forsch. 1996 Vol. 22 s. 66-71

• Sung H. Y. Chen H. J. Lin T. Y. Su J. Ch.: Improvment of the funcjonality of soy protein by introduction of new thiol grups through a papain-catalyzed acylation. J. Food Sci. 1983 Vol. 48 608-611, 741

• Stryer L. Biochemia. PWN Warszawa 2000

• Babicz-Zielińska E. red. Sikorski Z. E.: Chemia żywności. WNT Warszawa 2006

• Pijanowski E.: Ogólna technologia żywności. WNT Warszawa 2009.

• Zalewski S.: Podstawy technologii gastronomicznej: praca zbiorowa. WNT Warszawa 2009

2

1

---