Свойства животных жиров

Обработка продуктов  /  Обработка мяса
Теги: обработка мяса

Физико-химические свойства животных жиров определяют режим и условия их производства и, в известной мере, сами зависят от режима и условий переработки сала-сырца. Физические свойства жиров 1. Удельный вес. Удельный вес животных жиров колеблется в пределах 0,915—0,964 (при 15°). Удельный вес жира тем выше, чем выше в нем содержание глицеридов низших кислот, оксикислот и ненасыщенных кислот и чем сильнее степень их ненасыщенности. При изменении температуры жидкого жира его удельный вес меняется в зависимости от изменения его объема. коэффициент объемного расширения жира в среднем равен 0,0007. При окислении удельный вес жира повышается; при гидролизе понижается. Удельные веса нейтральных жиров выше, чем удельные веса соответствующих смесей жирных кислот, причем разница между обеими величинами пропорциональна числу омыления. 2. Температура плавления жиров, температура застывания и титр. Способность жира к эмульгированию, а следовательно, и к усвоению его организмом, зависит от его температуры плавления: чем ниже температура плавления жира, тем легче он эмульгируется с водой и тем выше его усвояемость. Пищевые жиры в зависимости от усвояемости делятся на три группы: к первой группе относятся жиры, температура плавления которых ниже или равна температуре человеческого тела (37°). Такие жиры усваиваются организмом на 97—98% (например, костный, свиной жир, олео-маргарин). Ко второй группе относятся жиры, температура плавления которых выше 37° (говяжий, бараний и др.). Эти жиры усваиваются на 89—93%. К третьей группе относятся жиры, температура плавления которых значительно выше, чем 37°. Такие жиры или совсем не усваиваются, или усваиваются незначительно. Так, усвояемость тристеарина, температура плавления которого 711,5°, составляет всего лишь 14%. Усвояемость жиров мясных животных составляет (в %): Говяжьего 92,4-95,25 Свиного 96,4-97,5 Бараньего 89,0-93,0 Температура плавления жиров зависит от природы жира, упитанности скота, породы, возраста животного и ряда других причин. Чем больше в жире насыщенных глицеридов, тем жир более тугоплавок. Самцы обладают более твердым жиром, чем самки. Сало, снятое с внутренних органов, богаче твердыми глицеридами, чем подкожное сало. Жир одного и того же животного тем беднее глицеридами ненасыщенных кислот, чем ближе соответствующие части, с которых снят жир, лежат к желудочно-кишечному тракту. Животные теплого климата обладают более твердым жиром, чем животные умеренных или холодных стран. Твердость жира зависит и от корма животного: у животных, получающих в корм жмыхи масличных семян, менее твердый жир, чем у животных, которым скармливают сено. Жиры упитанных животных более богаты ненасыщенными глицеридами. Температура плавления жира зависит не столько от наличия двойных связей в триглицеридах, сколько от их местоположения. Простые (однокислотные) глицериды плавятся при несколько более высокой температуре, чем соответствующие им кислоты. Так, например, тристеарин плавится при 71,6°, а стеариновая кислота— при 69,6°. Наличие гидроксильных групп повышает температуру плавления, Смешанные (разнокислотные) глицериды плавятся при более низкой температуре, чем однокислотные глицериды, и температура плавления многих смешаннокислотных глицеридов лежит ниже температуры плавления самой низкоплавкой кислоты из числа входящих в состав глицерида. Так, тристеарин плавится при 71,6°, трипальмитин — при 63°, а стеародипальмитин — при 55°. Для глицеридов и их смесей характерным является наличие двойных точек плавления: расплавленный жир при дальнейшем нагревании на несколько градусов вновь затвердевает и затем окончательно плавится. При повторном плавлении вскоре после затвердевания жиры плавятся при более высокой температуре. Нормальная температура плавления появляется только после длительного или глубокого охлаждения. Эти двойные точки плавления глицеридов объясняются полиморфизмом, который состоит в том, что вещество одного и того же химического состава может существовать в твердом состоянии в нескольких формах, или модификациях. Последние обладают различными физическими свойствами, в частности различными температурами плавления. При быстром охлаждении глицеридов и жирных кислот выпадает, обычно, лишь неустойчивая, или лабильная модификация, которая обладает самой низкой температурой плавления. При длительном хранении такого глицерида в закристаллизованном состоянии лабильная модификация начинает переходить в стабильную, при этом длительность перехода зависит не только от температуры, но и от молекулярного веса глицеридов. По данным проф. Г. Б. Равича и его сотрудников, температуры плавления тристеарина и трипальмитина характеризуются следующими данными: . α β γ Тристеарин 71,0-71,5° 65,0-65,5° 54,5-55,0° Трипальмитин 65,5° 55,5-56,0° 45,0-45,5° . где: α, β. γ — модификации глицеридов, причем эти модификации тем устойчивее, чем выше температура плавления, т. е. наиболее стабильной является α=модификация и наименее стабильной γ-модификация. Так как жиры являются смесью различных глицеридов с различными температурами плавления, то переход из твердого состояния в жидкое совершается не сразу, и уловить конец перехода трудно. Поэтому температура плавления жиров не является точной константой. Жиры застывают также не сразу, а постепенно: сначала в твердое состояние переходит наиболее тугоплавкие составные части, что выражается в помутнении массы, которое делается все сильнее, пока не затвердеет вся масса. Конечную точку этого беспрерывного застывания определить очень трудно. Более характерной является та температура, которая в течение некоторого времени после застывания жира остается неизменной, или та максимальная температура, которая достигается при застывании жира вследствие выделения скрытой теплоты плавления. Эти температуры и называют температурой застывания жиров. Температуры плавления и застывания быстро охлажденных жиров более или менее разнятся между собой. Чем медленнее изменение температуры, тем больше эти точки сближаются. В практике зачастую определяют не температуру застывания жира, а температуру застывания выделенных из него жирных кислот, так называемый титр жира. Смесь жирных кислот имеет более резко выраженную температуру застывания, так как состоит из меньшего числа компонентов. Кроме того, наличие в жире свободных жирных кислот влияет на температуру застывания жира, и одни и те же жиры, в зависимости от кислотности, обладают различными температурами застывания. 3. Вязкость. В практике принято вязкость жира измерять в градусах, которые дают отношение времени истечения определенного объема жира при точно определенных условиях ко времени истечения такого же объема воды при тех же условиях. Обычно вязкость жира измеряют в градусах Энглера. Вязкость жиров имеет большое значение в технологии выработки жиров, так как она влияет на теплопередачу, скорость отстаивания, скорость фильтрации и сепарирования и т. п. Вязкость большей части жиров колеблется в относительно узких пределах. Какого-либо закономерного отношения между вязкостью и составом жира не установлено. Известно только, что вязкость, в общем, увеличивается с повышением молекулярного веса, а с увеличением йодного числа уменьшается. Сильно влияют на увеличение вязкости оксикислоты в жирах. При повышении температуры жира вязкость уменьшается. Так, по данным А. А. Соколова, при повышении температуры от 50 до 90°, т. е. менее чем в два раза, вязкость животных жиров падает почти в 2,8 раза. 4. Коэффициент рефракции, или коэффициент преломления, является отношением скорости света в воздухе к скорости света в некотором веществе. Преломляющая способность выражается отношением синуса угла падения к синусу угла преломления. Коэффициент преломления глицеридов выше, чем соответствующих жирных кислот. Жиры с большим содержанием летучих жирных кислот, например коровье масло, обладают наиболее низкими коэффициентами преломления. При окислении жира коэффициент преломления увеличивается. Химические свойства жиров Химические свойства жиров определяют то влияние, которое оказывают условия производства и хранения на качество пищевых жиров, или на ход производственного процесса. С этой точки зрения наибольший интерес представляют те свойства, от которых зависит порча жиров и их расщепление. Различают следующие виды порчи жиров: 1) гидролитическое расщепление жиров; 2) окисление жиров: а) прогоркание — альдегидное и кетонное, б) осаливание. Гидролиз жиров Гидролитическое расщепление жиров вызывается действием воды. Гидролиз жира протекает по следующей схеме: С3H5(ОСОR)3 + 3H2О = С3H5(ОН)3 + 3RCOOH Реакция гидролиза обратима. Состояние равновесия зависит от количественного соотношения реагирующих веществ, в частности, от воды. Реакция гидролиза жира без наличия побуждающих факторов идет с очень небольшой скоростью. Увеличивают скорость реакции следующие факторы: а) Ферменты. В числе многих ферментов, находящихся в животных клетках, имеется жирорасщепляющий фермент липаза. При выработке жиров часть липазы переходит в жир, не утрачивая своей активности. Если в жире содержится хотя бы небольшое количество воды, то при липазе гидролиз жира протекает с большой скоростью и особенно интенсивно в различных видах животной жировой ткани. Жир, вытопленный и в достаточной степени очищенный, на протяжении длительного периода времени расщепляется незначительно. Так, по данным проф. А. А. Зиновьева, кислотное число шпига при его хранении в комнатных условиях, с доступом света в течение 25 суток, увеличилось с 1,19 до 6,67. Кислотное число свиного жира, вытопленного из жировой ткани и очищенного, при тех же условиях хранения в течение 60 суток увеличилось лишь с 0,85 до 0,94. Активность липазы находится в зависимости от ее происхождения, величины рН, свойств субстрата, наличия примесей и от температуры. Так, липаза поджелудочной железы наиболее активна в щелочной среде (рН 8—9); липаза желудка — в кислой (рН 4,7— 5). Если же липазу желудка подвергнуть очистке, то оптимальное для ее действия рН увеличивается. Оптимальный температурный режим для деятельности липазы лежит в пределах 35—40°. Повышение температуры сверх 50° и снижение ниже 15° значительно ослабляет активность фермента. Однако деятельность липазы не прекращается даже при минусовой температуре (—17°). б) Влияние температуры. При повышении температуры. реакция расщепления жиров протекает с большей скоростью. При воздействии насыщенного водяного пара на говяжий жир в автоклаве при давлении 7 и 15 ати кислотные числа жира изменяются следующим образом: Давление (в ати) Кислотные числа жира при продолжительности процесса 2 часа 4 часа 6 часов 8 часов 7 17,5 37,2 67,3 84,8 15 52,3 106,3 155,8 - По данным проф. А. А. Зиновьева, кислотные числа свиного жира, хранившегося в течение 60 суток, повышаются: после хранения в холодильнике при минус 110° — от 0,85 до 0,87, после хранения в комнатных условиях — до 0,94 и в термостате (37°) — до 1,53. в) Влияние оснований. Присутствие оснований в реакционной среде, даже в небольших количествах, значительно усиливает гидролиз жиров. Этим свойством оснований широко пользуются в жировой технике для расщепления жиров при выработке глицерина. Такой метод расщепления жиров осуществляется в автоклавах, под давлением 7—8 ати в течение 8—11 часов в присутствии 2—3% окиси кальция (извести). При этом достигают расщепления жиров на 90%. Ускоряющее действие оснований вызывается тем, что при взаимодействии жира с окислами металлов образуются соответствующие соли жирных кислот (мыла). Образующиеся мыла способствуют эмульгированию жира и тем самым увеличению поверхности раздела фаз в этой гетерогенной системе. г) Влияние серной кислоты. Присутствие небольших количеств концентрированной серной кислоты при взаимодействии жира с водой вызывает расщепление жира. Влияние серной кислоты сказывается в том, что образующиеся водородные ионы действуют каталитически на реакцию гидролиза, а получаемые продукты сульфирования (сульфожирные кислоты) обладают значительной эмульгирующей способностью. Образование сульфожирных кислот происходит в результате взаимодействия серной кислоты с ненасыщенными жирными кислотами. Так, при действии серной кислоты на олеиновую получается сульфостеариновая кислота: Сульфостеариновая кислота снижает поверхностное натяжение на границе жира и воды и тем способствует образованию эмульсии и увеличению поверхности раздела фаз. Ранее этим свойством серной кислоты пользовались в технике для получения жирных кислот и глицерина. В настоящее время в технике для расщепления жиров применяют более усовершенствованный, так называемый реактивный метод расщепления, сущность которого состоит в кипячении жира с водой и реактивом, эмульгирующим жир с водой. В качестве эмульгатора применяют так называемый контакт проф. Г. С. Петрова, который является одним из наиболее зарекомендовавших себя в мировой технике. Контакт представляет собой смесь сульфонафтеновых кислот, получаемую из отходов при очистке соляровых или веретенных дистиллятов дымящейся серной кислотой. При работе с контактом, добавляемым к жиру в количестве около 1% (плюс, примерно, 0,5% купоросного масла), степень расщепления достигает 92% и выше, с получением при этом светлых жирных кислот и хорошего качества глицериновой воды. Окисление жиров Окислительные процессы ведут к появлению резкого неприятного вкуса и запаха так называемого прогорклого жира. Однако большей частью при порче жиров наблюдается наличие специфического запаха и неприятного, но не горького вкуса. Процессы прогоркания и расщепления жиров идут независимо друг от друга, но так как ряд факторов, вызывающих активизацию этих процессов, является идентичным, то зачастую при прогоркании жира увеличивается и кислотность жира. Кроме того, глубокое окисление жира сопровождается образованием низкомолекулярных кислот. Прогоркание жира является сложным окислительным процессом, при котором жиры приобретают специфический вкус и неприятный запах, вызываемые летучими веществами — альдегидами или кетонами. Эти вещества получаются под воздействием кислорода воздуха на жиры. Атмосферный кислород обладает слабой активностью, и реакция окисления без поступления энергии извне идет с небольшой измеримой скоростью. Способность жиров к окислению возрастает с повышением температуры, под влиянием облучения и т. п.  Различают альдегидное и кетонное прогоркание. а) Альдегидное прогоркание. Кислород воздуха, насыщая двойные связи, сначала приводит к образованию перекиси: При действии воды на пероксид получается атомный кислород и образуются перекись водорода и озон: Молекула озона присоединяется к непредельным жирным кислотам, и в результате образуется озонид, который под влиянием влаги расщепляется на молекулы с меньшим числом углеродных атомов, образуя альдегиды: При дальнейшем окислении получаются низкомолекулярные кислоты — пеларгоновая и азелаиновая: б) Кетонное прогоркание. До недавнего времени считали, что кетонное прогоркание жиров происходит под влиянием микроорганизмов, например, плесеней Penicillium, Aspergillus; теперь установлено, что кетонное прогоркание происходит и в стерильной среде, т. е. чисто химическим путем. Кетонное прогоркание, протекающее под влиянием микроорганизмов, происходит по следующей схеме: микроорганизмы вырабатывают ферменты, которые способствуют гидролизу триглицеридов. Получаемые при этом жирные кислоты превращаются в аммонийные соли, реагируя с аммиаком, который образуется в результате распада белков, находящихся в жире. Затем аммонийные соли подвергаются β-окислению. Необходимые для этого процесса ферменты доставляются микроорганизмами, которые могут развиваться в жире, если он содержит воду и питательные вещества. Поэтому такой типичный бактериальный процесс наблюдается преимущественно на сливочном масле, неочищенном кокосовом масле, маргарине. Высокомолекулярные жирные кислоты (насыщенные — пальмитиновая, стеариновая) не способны подвергаться β-окислению. В настоящее время доказано, что кетонное прогоркание может происходить без воздействия микроорганизмов, чисто химическим путем, и что получаемые при этом кетоны могут образоваться как из высокомолекулярных насыщенных жирных кислот, так и из ненасыщенных.

Автор:  - -

Показать все статьи