Мясные эмульсии: способы повышения величины влагосвязывающей способности
В колбасном производстве при усовершенствовании технологии белково-жировых эмульсий необходимо использовать комплексы пищевых ингредиентов, которые будут способствовать улучшению эмульгирования жира с водой и стабилизировать полученную эмульсию.
Мясные эмульсии – это смесь двух несмешивающихся жидкостей, одна из которых распределена в другой в виде капель (фарш вареных колбас, сосисок, сарделек, паштетов). Сырой колбасный фарш представляет собой эмульсию жира в воде (м/в). При последующем термическом воздействии в результате взаимодействия денатурирующих белков возникает пространственный каркас – термотропный гель, прочность которого зависит от количества и степени воздействия миофибриллярных белков.
Поскольку жир очень плохо растворяется в воде, то при наличии определенных веществ — эмульгаторов и стабилизаторов — в системах жир-вода могут образовываться водно-жировые эмульсии. В эмульсиях м/в внешней фазой является вода, и поэтому они смешиваются с водой в любых отношениях и обладают высокой электропроводностью, в то время как эмульсии в/м смешиваются только с углеводородами и не обладают заметной электропроводностью. Главная причина устойчивости эмульсий заключается в существовании на поверхности раздела фаз адсорбционных оболочек, образованных либо двойным электрическим слоем третьего вещества, либо коллоидно-дисперсным слоем эмульгатора с гелеобразной структурой. Стойкость получаемых эмульсий во многом зависит от свойств эмульгаторов вводимых в систему. Эмульгатор должен стремиться на поверхность раздела и располагаться преимущественно между фазами, а не в объеме любой из них.
Образованная поверхностно-активным веществом (ПАВ) адсорбционная оболочка представляет собой самостоятельную третью фазу, разделяющую в эмульсии водную и масляную фазы. Эмульгаторы способствуют снижению межфазной энергии и предохраняют диспергированные капельки от слияния. Стойкость получаемых эмульсий во многом зависит от свойств эмульгаторов, вводимых в систему. Эмульгатор должен стремиться на поверхность раздела и располагаться преимущественно между фазами, а не в объеме любой из них. Следовательно, стабилизатор должен иметь дифильное строение, т.е. содержать группы, обладающие сродством к обеим фазам. При диспергировании жидкости на мелкие капли увеличивается ее поверхность, благодаря чему система приобретает большой запас свободной поверхностной энергии. Согласно закону термодинамики, система находится в состоянии равновесия только в том случае, если общая свободная энергия ее минимальна. В результате адсорбции стабилизатор снижает разность полярностей фаз, уменьшает свободную энергию системы и предохраняет диспергированные капельки от слияния (коалесценции).
Еще одно условие при выборе эмульгатора — его молекулы должны иметьмясной белок находится в небольшом количестве, а процент жира высокий, то белка может оказаться недостаточно для стабилизации образовавшейся поверхности. В результате этого молекулы жира будут коалесцировать на стадии приготовления фарша. Поэтому в систему необходимо вводить эмульгатор, способный адсорбироваться на поверхности частиц жира и образовывать прочный адсорбционный слой. В технологии мяса в качестве эмульгаторов жира чаще всего применяются как естественные компоненты сырья (лецитин, кефалин, холестерин), продукты гидролиза белка (аминокислоты, желатин), белковые препараты, содержащие водорастворимые белки (соевый изолят, казеинат натрия, сухое молоко, так и химические аддитивы (поливалентные фосфаты, поверхностно-активные вещества). Таким образом, различные комбинации вышеуказанных веществ удовлетворяют основным требованиям для получения стабильных мясных эмульсий.
такую длину, что образовавшийся со стороны внешней фазы адсорбционный слой не допустит сближения капель на расстояния, где начинается преобладание сил ван-дер-ваальсового взаимодействия. Эффективность любого эмульгатора характеризуется специальным числом — гидрофильно-липофильным балансом (ГЛБ). Под ГЛБ понимают соотношение двух противоположных групп молекулы — гидрофильной и гидрофобной. Чем больше в молекуле ПАВ превалирует гидрофильная часть над гидрофобной, тем выше число ГЛБ. Числа ГЛБ для всех известных ПАВ составляют шкалу («шкала Гриффина») от 1 до 40. Число 10 является приблизительной границей между липофильными и гидрофильными ПАВ. Маслорастворимые эмульгаторы, дающие эмульсии в/м, характеризуются числами ГЛБ ниже 10. Чем выше число ГЛБ, тем больше склонность к образованию эмульсии м/в. В мясной эмульсии белок и вода образуют матрицу, которая окружает жир, то есть сырой колбасный фарш представляет собой эмульсию жира в воде. При диспергировании жира в водных растворах белка образуется большая поверхность раздела фаз, на которой адсорбируется белок. Если в системеОсновные факторы, влияющие на стабильность мясной эмульсии, это степень гомогенизации мяса, температура сырья и эмульсии, продолжительность гомогенизации, вид используемого оборудования. Например, при недостаточном измельчении белки полностью не выходят и не участвуют в связывании воды и образовании пространственного каркаса, что может привести к расслоению фарша.