Почему при тепловой обработке мясо изменяет цвет и массу?

При тепловой обработке мяса и мясопродуктов происхо­дят, размягчение продукта, изменения формы, объема, мас­сы, цвета, пищевой ценности, структурно-механических характеристик, а также формирование вкуса и аромата. Харак­тер происходящих изменений зависит в основном от темпера­туры и продолжительности нагрева.
Изменение мышечных белков. Тепловая денатурация мышечных белков начинается при 30—35°С. При 65°С денату­рирует около 90% всех мышечных белков, но даже при 100°С часть их остается растворимыми. 
 
Наиболее лабилен основной мышечный белок — миозин. При температуре немногим выше 40°С он практически полностью денатурирует.
Миоглобин, придающий сырому мясу красный цвет, при денатурации подвергается деструкции. Денатурация миоглоби-на сопровождается окислением ионов двухвалентного железа, входящего в активную группу молекулы этого белка (гем), до трехвалентного. При этом исчезает красная окраска мяса, об­разуется гемин серо-коричневого цвета. Полная денатурация миоглобина наступает при 80°С. Поэтому по изменению окрас­ки мяса можно судить о степени его прогрева.
Так, при температуре 60°С окраска говядины ярко-крас­ная, свыше 60—70°С — розовая, при 70—80°С и выше — серо­вато-коричневая, свойственная мясу, доведенному до кулинар­ной готовности. 
 
Причины аномальной (розоватой) окраски мяса, подверг­нутого достаточной тепловой обработке, могут быть следую­щими: использование мяса сомнительной свежести, в котором накапливается аммиак; свежие мясные продукты в наруше­ние требований технологии разогреты или сварены в хранив­шемся уже бульоне; повышенное содержание нитратов в мясе. 
 
В результате взаимодействия тела с аммиаком или нитра­тами образуется вещество (гемохромоген, нитрозогемохромоген), имеющее розовато-красную окраску.
Гем, в состав которого входит трехвалентное железо, про­являет себя как индикатор: он имеет серовато-коричневую ок­раску в нейтральной и слабокислой среде и красную — в щелочной. Свежесваренный бульон имеет слабокислую среду. Порча бульона может протекать по-разному. При прокисании бульона (сдвиг рН в кислую сторону) порчу легко обнаружить, а при сдвиге рН в щелочную сторону (действие гнилостной микрофлоры) изменения менее заметны. Вареное мясо, разогретое в таком бульоне, может приобрести розовую окраску.
 
 Сохранение розовой окраски мяса, подвергнутого тепловой обработке, в любом случае говорит о санитарном неблагополучии. Исключение составляет ростбиф, который готовят с разной степенью прожаренности.
Белки саркоплазмы, представляющие собой концентриро­ванный золь, в результате денатурации и последующего свертывания образуют сплошной гель. 
Белки миофибрилл (уже находящиеся в состоянии геля) при нагревании уплотняются с выделением влаги вместе с ра­створенными в ней веществами. Диаметр мышечных волокон при варке уменьшается на 36—42%. Чем выше температура нагрева, тем интенсивнее уплотнение волокон, больше потери массы и растворимых веществ. 
 
При жарке мясо прогревается только до 80—85°С в цент­ре изделий, поэтому мышечные волокна уплотняются меньше, чем при варке (при варке температура 95°С). Для доведе­ния мяса до готовности необходимо дальнейшее нагревание денатурированных мышечных белков. В этих условиях проис­ходят более глубокие изменения их — деструкция с образова­нием таких летучих веществ, как сероводород, фосфористый водород, аммиак, углекислый газ и др.
Изменение соединительно-тканных белков. Основные белки соединительной ткани — коллаген и эластин в процессе тепловой обработки ведут себя по-разному. Эластин устойчив к нагреву. 
 
Коллаген при нагревании в присутствии воды, содержа­щейся в мясе, претерпевает следующие изменения: при тем­пературе 50—55°С коллагеновые волокна набухают, поглощая большое количество воды; при 58—62°С резко сокращается длина коллагеновых волокон, увеличивается их диаметр и они становятся стекловидными; процесс этот называется денатурацией или свариванием коллагена; при дальнейшем нагреве происходит деструкция коллагеновых волокон — распад их на отдельные полипептидные цепочки; коллаген превращается в растворимый глютин.
Переход коллагена в глютин — основная причина размягчения мяса. По достижении кулинарной готовности в глютин переходит 20—45% коллагена. 
 
Скорость перехода коллагена в глютин и, следовательно, скорость достижения кулинарной готовности зависят от ряда факторов: вида и возраста животного; особенностей морфологического строения мышцы; температуры; реакции среды и т. д. Те части мяса, в которых коллаген очень устойчив, непригод­ны для жарки.
При повышении температуры распад коллагена ускоряет­ся. Особенно быстро он происходит при температуре выше 100°С (в условиях автоклавирования).