Исследование хранимоспособности рубленых полуфабрикатов с введением лука угловатого Аllium angulosum L.

Мясная промышленность является одним из крупнейших сегментов отечественной пищевой отрасли. Это обусловлено ежегодным ростом производства и потребления мяса и мясных продуктов в стране. Среди широкого ассортимента мясных продуктов наибольший потребительский интерес представляют полуфабрикаты за счет быстроты приготовления и невысокой стоимости [1]. Исходя из этого, современные торговые сети предъявляют все более жесткие требования к срокам хранения, а потребитель отдает предпочтение продукции с высокими органолептическими показателями. Поиск новых средств и способов увеличения сроков годности натуральных полуфабрикатов является актуальной темой научных исследований.

Известно, что срок годности мясных продуктов устанавливается с учетом требований показателей безопасности готового продукта согласно техническим регламентам Таможенного союза - ТР ТС 021/2011 «О безопасности пищевой продукции», ТР ТС 034/2013 «О безопасности мяса и мясной продукции». Микробиологические показатели выступают основным индикатором биологической безопасности продуктов в период хранения. Химическая стабильность липидной части мясного продукта также характеризует его безопасность.

Для сохранения качества и предотвращения порчи мясных полуфабрикатов используют три основных способа: физический (температурное воздействие), химический (применение консервантов) и биологический (обработка культурами, использование бактерицидов) [2, 3].

Одним из новых и перспективных способов является использование природных (естественных) антиоксидантов, содержащихся в растительном сырье. К ним относят фенолы (токоферолы, евгонол), полифенолы (пиротехины, производные галловой кислоты и т. д.), флавоноиды (рутин, кверцетин и т. д.), стероидные соединения (глюкокортикоиды), органические кислоты (аскорбиновая, лимонная, никотиновая, бензойная кислоты), селен и т. д. Ряд научных исследований продемонстрировал эффективность применения травянистого и лекарственного растительного сырья в технологии производства мясных продуктов [4-10]. Проведенный анализ литературных источников показал, что данное сырье за счет богатого химического состава обладает антиоксидантной активностью, блокирующей действие свободных радикалов и, как следствие, способствует пролонгации сроков хранения готовой продукции, а также активизации внутренней антиоксидантной защитной системы организма человека.

Среди растительного сырья, употребляемого в рецептуре мясопродуктов, интерес представляет лук угловатый, произрастающий на территории Республики Бурятия ( Allium angulosum L .) - на заливных лугах, в речных долинах, в березняках и предгорьях. Используют данное растение в пищевых целях, в народной и клинической медицине, для лечения различных хронических заболеваний, ранозаживления, как иммуностимулятор, оказывающий антимикробное и актибактериальное действие. Лечебно-профилактические свойства лука угловатого связаны с присутствием биоактивных соединений: тиосульфатов, сапонинов, полифенолов, пищевых волокон [11-15].

В связи с вышесказанным целью работы было изучение хранимоспособности рубленых котлет с добавлением лука угловатого в качестве пищевой добавки с антиокислительным действием.

Материалы и методы исследования

Экспериментальные исследования проведены в лабораториях биохимии почв Института общей и экспериментальной биологии Сибирского отделения РАН, Биотехнологического центра, кафедры «Технология мясных и консервированных продуктов» ВСГУТУ.

Объектами исследования служили образцы листьев Allium angulosum L ., произрастающего в районах Бурятии (опыт 1 - Allium angulosum L ., выращенный на черноземе типичном холодном; опыт 2 - Allium angulosum L ., выращенный на черноземе глееватом криотурбиро-ванном; опыт 3 - Allium angulosum L., выращенный на окультуренной аллювиально-луговой почве), образцы котлетного фарша с добавлением сухих листьев лука угловатого - опыт, и без них - контроль.

В ходе проведения экспериментальных исследований были изучены следующие показатели.

Содержание углерода и азота в луке угловатом изучали с помощью элементного анализатора 1110 CHNS-О фирмы Perkin Elmer. Содержание полифенолов - спектрофотометрическим методом. Содержание витамина Е определяли методом, основанном на щелочном гидролизе пробы на приборе «Флюорат-02» с приставкой ВЭЖХ. Содержание органических кислот и водорастворимых витаминов определяли методом капиллярного электрофореза на приборе «Капель-105М». Содержание сухих веществ - определением массы образца до и после высушивания в сушильном шкафу при температуре 155 ° С. Общее содержание минеральных веществ изучали методом сжигания при температуре 720 - 750 ° С [16]. Содержание каротиноидов определяли на спектрофотометре Cary 300. Суммарное содержание антиоксидантов (ССА) в водном экстракте Allium angulosum L. определяли амперометрическим методом на приборе «Цвет Яуза-01-АА» [17]. Качественный минеральный состав листьев лука угловатого изучали методом капиллярного электрофореза на приборе «Капель-105М». Органолептический анализ образцов фарша проводили по ГОСТ 9959-2015. Массовую долю влаги определяли методом, основанном на высушивании анализируемой пробы, по ГОСТ 33319-2015, массовую долю белка - методом Кьельдаля, основанном на минерализации органической пробы по ГОСТ 34454-2018, массовую долю жира - методом Сокслета, основанном на многократной экстракции жира растворителем в одноименном аппарате по ГОСТ 23042-2015, массовую долю золы - методом сухого озоления по ГОСТ 31727-2012. Суммарное содержание антиоксидантов (ССА) в образцах исследовали амперометрическим методом на приборе «Цвет Яуза-01-АА», в качестве стандартов использовали кверцетин и галловую кислоту [18]. Перекисное число определяли титриметрическим методом по ГОСТ Р 51487-99. Микробиологические показатели образцов фарша определяли, применяя методики, представленные в ГОСТ Р 543542011, 1044.15, 29185, 31747. Статистическую обработку данных проводили с использованием Microsoft Excel.

Результаты исследования и их обсуждение

На данном этапе был проведен эксперимент по исследованию возможности введения высушенных и измельченных листьев лука угловатого, в качестве биопротектора, в мясной фарш для сохранения качества продукта при хранении.

Были изучены качественные показатели лука угловатого Allium angulosum L , представленные в таблице 1.

Таблица 1 Характеристика высушенных листьев лука угловатого

Показатель	Значение
Внешний вид	сухой порошкообразный
Цвет	зеленовато-бежевый
Запах	приятный, слегка ароматный с привкусом лука и чеснока
Содержание
- сухих веществ, %	11,75±0,12
- витамина С, мг %	71,2±1,5
- витамина Е, мг %	9,2±0,2
- витамина В1 тиамина	0,02±0,01
- витамина В5 пантотеновой кислоты	0,15±0,05
- витамина В6 пиридоксина	0,18±0,02
- каротиноидов, мг%	3,2±0,2
- сахаров, %	8,1±0,5
- суммы органических кислот, %	0,15±0,03
- полифенолов, мг%	31,8±0,5
Суммарное содержание антиоксидантов, мг %	92,28±0,61

Полученные данные показали, что используемый для дальнейших экспериментов высушенный лук угловатый представляет собой сухой порошок зеленовато-бежевого цвета с привкусом лука и чеснока с высокой пищевой ценностью. Имеет в своем составе витамин С в количестве 71,2 мг % и витамин Е – 9,2 мг %, витамины группы В представлены тиамином (0,02 мг %), пантотеновой кислотой (0,15 мг %) и пиридоксином (0,18 мг %). Отмечено содержание каротиноидов, участвующих в формировании ярко-зеленой окраски свежих листьев, сахаров, в том числе крахмала, органических кислот и полифенольных соединений. Установлено высокое содержание антиоксидантов, в роли которых могут выступать витамин С, каротиноиды, полифенолы, органические кислоты и другие биологически активные вещества.

Далее методом капиллярного электрофореза был изучен качественный состав минеральных веществ в листьях Allium angulosum L . Данные представлены на рисунке 1.

Продолжительность, мин

Рисунок 1 – Качественный минеральный состав листьев лука угловатого

Данные показали присутствия в образцах листьев лука таких микроэлементов, как калий, натрий, литий, магний, кальций, что наряду с витаминами обеспечивает высокую пищевую ценность образцов.

Высушенные листья лука угловатого можно отнести к сухим приправам, которые можно использовать при проготовлении мясных изделий с целью улучшения органолептических характеристик.

Кроме того, исходя из высокого содержания антиоксидантов в луке угловатом, можно предположить его положительное влияние на сохранение качественных характеристик мясопродуктов, так как мясные изделия имеют в своем составе липидную фракцию, наиболее всего подвергающуюся окислительным изменениям при хранении.

Для внесения лука угловатого была выбрана следующая рецептура котлет (табл. 2).

Таблица 2

Рецептура котлет с внесением лука угловатого

Наименование сырья	Количество
	контроль	опыт
Конина жилованная односортная	45,0	45,0
Жир-сырец свиной или говяжий	15,0	10,0
Белково-липидный комплекс	-	15,0
Хлеб из пшеничной муки	12,0	7,0
Соль поваренная	1,20	1,20
Перец черный	0,1	0,1
Меланж или яйца куриные	2,2	2,2
Лук репчатый	2,0	1,0
Лук угловатый сухой	-	1,0
Сухари пaнировочные	2,5	2,5
Вода питьевая	20,00	15,00

В состав рецептуры для стабилизации функционально-технологических свойств фаршевой системы внесен белково-липидный комплекс (БЛК) (15 %), в объем которого предварительно диспергирован лук угловатый в количестве 1 % вместо части лука репчатого. Белково-липидный комплекс содержит соевый изолят – 9 %, липидную фракцию – 45,5 %, воду – 45,5 %, и внесен в рецептуру путем адекватной замены жировой составляющей, воды и части хлеба, выполняющего роль связующего компонента. Остальные компоненты оставлены без изменения.

Готовые котлеты были представлены дегустационной комиссии, результаты оценки которой приведены на рисунке 2. Балльная оценка готовых продуктов показала, что внесение высушенного лука угловатого придает готовому продукту пикантный приятный привкус и аромат благодаря наличию большого количества эфирных масел, которые проявляют свое действие в процессе технологической обработки за счет взаимодействия высушенных листьев с водой после термической обработки.

Рисунок 2 – Органолептические характеристики рубленых полуфабрикатов с внесением лука угловатого

Далее был исследован химический состав в контрольных и опытных образцах готовых котлет с внесением лука угловатого (табл. 3).

Полученные данные позволили отметить, что достоверной разницы в химическом составе контрольного и опытного образцов не выявлено. Установлено высокое содержание белка в котлетном фарше опыта и контроля – свыше 19 % – за счет его высокого содержания в мышечной ткани конины, а в опытном – и за счет внесения белково-липидного комплекса, содержащего белковую добавку – соевый изолят. Отмечено содержание жира в количестве 18,4–18,5 %, что соответствует требованиям к рубленым полуфабрикатам.

Таблица 3

Химический состав рубленых полуфабрикатов с внесением лука угловатого

Показатель	Образец
	контроль	опыт
Массовая доля влаги, %	56,2±1,4	55,7±1,1
Массовая доля белка, %	19,1±0,3	19,8±0,2
Массовая доля жира, %	18,4±0,2	18,5±0,2
Массовая доля золы, %	2,1±0,1	2,2±0,1
Суммарное содержание антиоксидантов, мг/см3	2,77±0,02	3,10±0,03

В опытном образце (см. табл. 3) отмечено более высокое содержание антиоксидантов по сравнению с контролем на 11,9 % за счет введения высушенного лука угловатого, богатого антиоксидантами. Высушивание способствует концентрированию биологически активных веществ, в том числе с антиоксидантными характеристиками.

Суммарное содержание антиоксидантов в готовых продуктах было определено амперометрическим методом на приборе «Цвет Яуза-01-АА». Полученные амперограммы в контрольных и опытных образцах до тепловой обработки представлены на рисунке 3.

а

б

Рисунок 3 – Амперограммы суммарного содержания антиоксидантов в контрольном (а) и опытном (б) образцах рубленых полуфабрикатов до тепловой обработки

Затем рубленые полуфабрикаты были подвергнуты тепловой обработке и приготовлены на пару в одинаковых условиях для контроля и опыта. В котлетах определено содержание суммарных антиоксидантов для исследования их сохранности в процессе термообработки (рис. 4).

Представленные на рисунке 3 данные показали, что термическая обработка вызывает снижение суммарного содержания антиоксидантов в контрольном образце на 35,4 %, в опытном - лишь на 19,3 %, возможно, за счет разрушения ряда биологически активных веществ, например витамина С, некоторых полифенолов, органических кислот. Отмечено, что до тепловой обработки разница в значениях ССА в контроле и опыте составила 11,9 %, после тепловой обработки разница увеличивается до 39,7 %. То есть выявлена более высокая степень сохраняемости антиоксидантов при их более высоком содержании в исходном фарше за счет присутствия лука угловатого. Возможно, предварительное внесение лука угловатого в состав белково-липидного комплекса способствует сохраняемости веществ с антиоксидантными свойствами.

контроль                      опыт

□ до тепловой обработки

□ после тепловой обработки

Рисунок 4 – Динамика суммарного содержания антиоксидантов в рубленых полуфабрикатах до и после тепловой обработки (Т.О.)

Поскольку в котлетах высоко содержание липидной фракции, подвергающейся быстрому окислению, было изучено изменение значения перекисного числа в замороженных котлетах при хранении (рис. 5).

Данные рисунка 5 свидетельствуют о том, что значение показателя перекисного числа с 30-х сут резко возрастает и в контрольном, и в опытном образцах, приближаясь к значению 2 ммоль активного кислорода на кг жира на 60-е сут в контроле, в опыте и после 70-х сут сохраняется значение перекисного числа менее критического значения. В течение всего периода эксперимента изучаемый показатель в опытном образце остается ниже уровня контроля. Можно утверждать о торможении окислительных процессов в фарше опытного образца при хранении при низких температурах с сохранением качества за счет увеличения суммарного содержания антиоксидантов в системе. К 60-м сут хранения замороженных полуфабрикатов разница составляет 9,6 %, и в опытных образцах даже на 70-е сут значение показателя «перекисное число» остается ниже предельно допустимого (2 ммоль активного кислорода на 1 кг жира).

Продолжительность хранения, сут

□ Контроль в Опыт

Рисунок 5 – Изменение значения перекисного числа образцов рубленых полуфабрикатов с внесением лука угловатого при хранении

В состав лука угловатого входят фитонциды, обладающие бактерицидным действием, были исследованы микробиологические показатели в продуктах при хранении в течение 0, 1, 2 мес. (табл. 4).

Таблица 4

Микробиологические показатели готовых продуктов

Показатель	Контроль			Опыт
	Продолжительность хранения, мес.
	0	1	2	0	1	2
КМАФАнМ, КОЕ/г	1,1×102	4,2×102	7,6×102	1,1×102	3,1×102	6,1×102
БГКП (колиформы) в 1 г продукта S. aureus в 1 г продукта Сульфитредуцирующие клостридии в 0,1 г продукта	Не обнаружены

Представленные в таблице данные показали, что уровень общей обсемененности остается в допустимых пределах, патогенных микроорганизмов не обнаружено.

Вывод

В ходе выполнения исследований выявлены высокое содержание антиоксидантов (витамин С, полифенолы, органические кислоты и др.) в луке угловатом и его сохраняемость при внесении в составе белково-липидного комплекса в фаршевую систему.

Внесение лука угловатого в рецептуру котлет способствует улучшению органолептических характеристик готового продукта, а также торможению окислительных процессов при хранении замороженных рубленых полуфабрикатов, что повышает их хранимоспособность.