Исследование сорбционных характеристик говяжьего рубца как объекта обезвоживания в технологии имитационного шпика

DOI:

*Российский государственный аграрный университет – МСХА им. К. А. Тимирязева, г. Москва, Россия; e-mail: , ORCID:

Красуля О. Н. и др. Исследование сорбционных характеристик говяжьего рубца как объекта обезвоживания в технологии имитационного шпика. Вестник МГТУ. 2026. Т. 29, № 3. С. 403–416. DOI:

*Russian State Agrarian University – Moscow Timiryazev Agricultural Academy, Moscow, Russia; e-mail: , ORCID:

Krasulya, O. N. et al. 2026. Investigation of sorption characteristics of beef rumen as an object of dehydration in imitation bacon technology. Vestnik of MSTU, 29(3), pp. 403–416. (In Russ.) DOI:

В условиях роста мирового населения и повышения нагрузки на экосистемы вторичное сырье мясной промышленности, к которому традиционно относят субпродукты (печень, сердце, рубцы, легкие, кровь и др.), перестает рассматриваться исключительно как низколиквидные продукты, трансформируясь в стратегический источник полноценных белков, липидов, микронутриентов и биологически активных веществ ( Беспалова, 2025; Власенкова и др., 2022 ). Однако их широкомасштабная интеграция в пищевые системы сталкивается с комплексом взаимосвязанных проблем различного характера, при этом ключевыми остаются технологические ограничения, связанные с нестабильными функционально-технологическими свойствами и выраженными органолептическими особенностями многих видов субпродуктов¹ ( Беспалова, 2025; Елисеева и др., 2022 ). Тем не менее их адаптация к промышленной переработке требует углубленных исследований взаимосвязи между биохимическим составом, структурой тканей, параметрами обработки и конечными свойствами пищевого продукта.

Коллагенсодержащее сырье, к которому относится рубец, служит отличной основой для получения желирующих агентов, белковых гидролизатов, а также является ключевым компонентом при создании структурированных пищевых систем - от традиционных ливерных колбас и зельцев до инновационных текстурированных аналогов мясного сырья. В говяжьем рубце содержится около 12 % белка, а по содержанию незаменимых аминокислот белок рубца приближен к рекомендованным ФАО/ВОЗ показателям идеального белка. Говяжий рубец характеризуется высоким содержанием водорастворимых витаминов группы B (B2, B3, B4, B5, B9, B12) и минеральных веществ, в том числе цинка и селена. После соответствующей очистки, обезжиривания и гидротермической обработки рубец приобретает нейтральный вкус и способность формировать эластичную, плотную текстуру, что делает его ценным ингредиентом-структурантом в рецептурах комбинированных продуктов² ( Голева и др., 2020; Shchekotova et al., 2019; Киселева и др., 2023; Ребезов и др., 2016; Соколов и др., 2008; Bazhenova et al., 2022; Fuerniss et al., 2024; Shukurlu et al., 2022 ).

На современном этапе развития колбасного производства в России ощущается устойчивый дефицит традиционного сырья, используемого для формирования сочности, пластичной консистенции и характерного вкуса, - натурального свиного шпика ( Анисимова и др., 2015; Серегин, 2022 ).

В этих условиях все более актуальным становится поиск функциональных ингредиентов, способных частично заместить шпик, не ухудшая при этом ключевых качественных параметров готовой продукции. Одним из наиболее перспективных решений данной проблемы выступает коллагенсодержащее сырье, в частности, говяжий рубец.

Введенный в рецептуру взамен части шпика модифицированный рубцовый белок способствует улучшению связности фарша, обеспечивает необходимую сочность и пластичность изделия за счет удержания влаги и жира, а также формирует однородную, упругую текстуру в готовом продукте . Использование рубца говяжьего в качестве сырьевого компонента позволяет значительно улучшить пищевую и биологическую ценность имитационного шпика, открывает возможность его использования в продуктах функционального назначения, а также в продуктах, имеющих сертификаты "Халяль" и "Кошер" ( Красуля и др., 2026 ).

Внедрение технологий производства имитационного шпика представляет стратегический интерес для мясоперерабатывающей отрасли не только в качестве ответа на текущие рыночные сложности, но и как самостоятельное направление, способное повысить экономическую устойчивость пищевых предприятий в долгосрочной перспективе.

Внедрение сушеных коллагенсодержащих продуктов представляет собой одно из стратегических направлений рационализации ресурсов и повышения функционально-технологических свойств мясных пищевых систем.

Процесс сушки является ключевым этапом в технологии получения стабильного при хранении полуфабриката из говяжьего рубца, предназначенного для дальнейшего использования в качестве структурообразующей основы имитационного шпика. От правильного выбора способа обезвоживания и рациональных режимных параметров зависят не только энергетические затраты и производительность процесса, но и сохранность нативных свойств коллагенсодержащего сырья, его способность к последующей гидратации и формированию устойчивой гелевой структуры.

Для сушки коллагенсодержащего сырья с целью получения стабильных ингредиентов оптимальным является конвекционный способ с рационализированными режимами. Несмотря на присущие ему недостатки (высокая энергоемкость, риск локального перегрева), конвекционная сушка в щадящем режиме позволяет найти баланс между сохранением функциональных свойств белка, производительностью и экономической целесообразностью, что подтверждает ее приоритетность для массовой переработки вторичного сырья.

При определении рациональных режимов влагоудаления из термолабильных субстанций, к которым относится говяжий рубец, и моделирования тепломассообменного процесса целесообразно изучить гигроскопические характеристики этого субпродукта, что и послужило целью данного исследования.

Гигроскопические свойства пищевого сырья, в частности говяжьего рубца, характеризуют его способность поглощать и удерживать влагу из окружающей среды ( Титов и др., 2021; Суйчинов и др., 2025; Титов и др., 2006 ). Знание равновесной влажности материала при различных значениях активности воды и температуры позволяет научно обосновать целесообразную конечную влажность продукта после сушки, гарантирующую его микробиологическую стабильность, минимизацию окислительных и ферментативных процессов ( Макарова, 2018; Степаненко и др., 2017; Цуканов и др., 2010 ), а также максимальную сохранность функционально-технологических свойств коллагенсодержащего сырья.

Материалы и методы

Объектом исследования послужил говяжий рубец в высушенном состоянии (рис. 1).

Рис. 1. Внешний вид высушенного говяжьего рубца

Fig. 1. Appearance of dried beef tripe

Высушенный рубец получали следующим образом: рубец в охлажденном состоянии измельчали на волчке с диаметром отверстий решетки 3 мм, а затем высушивали при температуре 55 °C в конвекционной сушилке в течение 15 ч.

Исходный говяжий рубец, используемый в экспериментах для определения оптимальных параметров сушки, характеризовался высокой начальной влажностью. Согласно результатам анализа, проведенным стандартным гравиметрическим методом на анализаторе влажности МХ-50 ( Арабова и др., 2023; Яснов и др., 2024 ) (высушивание до постоянной массы при температуре 105 °С), массовая доля влаги в свежем очищенном и измельченном рубце составляла в среднем 82,6 ± 1,4 %. Столь высокое содержание воды характерно для субпродуктов соединительнотканного происхождения и обусловлено особенностями морфологического строения рубца, значительную часть объема которого занимает межклеточный матрикс, способный удерживать большое количество влаги. Удаление этой влаги до уровня, обеспечивающего стабильность продукта при хранении, является основной задачей процесса конвективной сушки.

Для определения равновесной влажности и построения изотерм сорбции использовали весовой статический метод с применением эксикаторов, в которых с помощью водных растворов серной кислоты создавалась среда с постоянной активностью воды (aw) в диапазоне от 0,10 до 0,90 (Яснов и др., 2024; Нугманов и др., 2022). Предварительно образцы говяжьего рубца высушивали до абсолютно сухого состояния при температуре 105 °С, после чего помещали в эксикатор над водным раствором серной кислоты и выдерживали в термостате при постоянной температуре до достижения равновесного состояния, критерием которого являлось постоянство массы образцов (изменение не более 0,1 % за 24 ч). Учитывая, что в соответствии с разрабатываемой технологией процесс конвективного обезвоживания предполагается проводить при температуре сушильного агента 55 °С, построение изотерм сорбции осуществляли именно при этой температуре, что позволяет наиболее корректно интерпретировать формы связи влаги с материалом в условиях, приближенных к реальным режимам сушки. Параллельно, для оценки влияния температурного фактора и возможности более корректного выбора условий для хранения высушенного коллагенсодержащего сырья (относительная влажность воздуха) изотерму сорбции определяли также и при температуре 20 °С.

Для математического описания полученных изотерм сорбции и возможности их последующего

использования в инженерных расчетах процессов сушки и хранения проведена аппроксимация экспериментальных данных с использованием модели Гуггенгейма - Андерсона - де Бура (GAB), которая признана наиболее универсальной для описания гигроскопического равновесия пищевых материалов во всем диапазоне активности воды ( Isaac et al., 2021; Roos, 2024; Zhang et al., 2022 ). Выбор модели GAB обусловлен ее способностью адекватно описывать изотермы сорбции как в области низких, так и высоких значений активности воды, а также физической интерпретируемостью ее параметров. Модель GAB имеет следующий вид:

W —

Wm ■ C ■ K ■ a.

(1 — K ■ aw )'(1 — K ■ aw + C ■ K ■ aw),

где a w - активность воды; W m - влажность монослоя (содержание влаги, соответствующее заполнению активных центров мономолекулярным слоем), % на сухую массу; C - константа Гуггенгейма, связанная с энергией взаимодействия молекул воды в монослое; K - константа, характеризующая энергию взаимодействия молекул в полимолекулярных слоях.

Для определения параметров, входящих в уравнение (1), преобразуем его в полином второй степени относительно переменной a w , где зависимой переменной будет отношение a w / W. Выполним следующие алгебраические преобразования.

Шаг 1. Выразим величину, обратную к W

1    ( 1 - K ■ a w )( 1 - K ■ a w + C ■ K ■ a w )

— .

W          W m ■ C ■ K ■ a w

Шаг 2. Умножим обе части на a_w , чтобы получить искомое отношение a_w / W

aw   (1 - K ■ aw )(1 - K ■ aw + C ■ K ■ aw)

— .

W           W m ■ C ■ K

Шаг 3. Раскроем скобки в числителе, рассматривая 1 - Ka w + CKa w как сумму (1 - Ka w ) + CKa w (1 - Ka w )(1 - Ka w + CKa w ) = (1 - Ka w )² + CKa w (1 - Ka w ) =

= 1 - 2 Ka w + K ² a w, + CKa w - CK ² a ww =

= 1 + ( CK - 2 K) a w + ( K ² - CK²) a I =

= 1 + K ( C - 2) a w + K 2 (1 - C ) a w

Шаг 4. Подставим полученное выражение обратно в формулу для a_w / W

aw   1 + K (C - 2) aw + K2 (1 - C) aw,

—.

W          W m ■ C ■ K

Шаг 5. Разделим каждый член числителя на знаменатель W m ■ C • K

aw W

1    + K  a 2

W m ■ C ■ K  W m ■ C ■ K w   W m • C ■ K w

Шаг 6. Упростим коэффициенты при a_w и a 2 , сократив K

a_w       1       C - 2      K ( 1 - C ) ₂

— —-- ¹-- a +-- a .

W  W m ■ C ■ K  W m ■ C w    W m ■ C w

Таким образом, мы получили искомое выражение (2) в виде полинома второй степени, в котором коэффициенты полинома выражаются через параметры модели GAB следующим образом.

Свободный член

a ₀

.

Wm ■ C ■ K

m

Коэффициент при a w (линейный член)

a ₁

C - 2

.

W m ■ C

Коэффициент при a ² (квадратичный член)

a₂ =

K (1 - C)

W„ • C '

m

Полученное уравнение представляет собой квадратичную зависимость величины a w / W от активности воды a w , которое может быть использовано для определения параметров модели GAB графическим методом по экспериментальным данным. Считаем, что для коллагенсодержащего сырья, такого как рубец, графический метод с использованием полиномиальной аппроксимации может давать более корректные результаты, особенно при корректном выборе диапазона аппроксимации.

Обоснование выбора графического метода для коллагенсодержащего сырья следует из его специфических особенностей:

• ■    высокая гигроскопичность благодаря развитой фибриллярной структуре коллагена;

• ■    наличие нескольких форм связи влаги (адсорбционная, осмотическая, капиллярная);

• ■    чувствительность к температурным воздействиям в области денатурации (55-60 °С);

• ■    неоднородность морфологической структуры (ворсинки, мышечные и соединительнотканные слои).

В связи с этим при использовании метода нелинейной регрессии и минимизации общей суммы квадратов отклонений полученный результат может "сглаживать" важные особенности изотермы в критических областях (низкие a w – где формируется монослой, и высокие a w – где происходит капиллярная конденсация). Графический метод с полиномиальной аппроксимацией позволяет более точно определить параметр W m , критически важный для коллагеновых материалов.

Учитывая, что процесс конвективной сушки проводили при температуре 55 °C, что соответствует нижней границе температурной денатурации коллагена (55–60 °C), полученные изотермы сорбции характеризуют частично денатурированный коллаген. Это полностью соответствует реальному состоянию сырья в технологическом процессе обезвоживания и не снижает корректности их использования для инженерных расчетов.

Результаты и обсуждение

Полученные экспериментальные данные представляли в виде зависимости равновесной влажности материала ( W p , % на сухую массу) от активности воды ( a w ).

Экспериментальные точки изотерм сорбции, полученные для говяжьего рубца при температурах 20 и 55 °С, представлены в табл. 1 и графически на рис. 2. Эксперименты проводили в пятикратной повторности для каждой температуры и каждого значения a_w . Экспериментальные данные обработаны методами математической статистики. Результаты представлены в виде среднего арифметического ± стандартное отклонение при доверительной вероятности 0,95.

Таблица 1. Равновесная влажность говяжьего рубца ( W_p , % на сухую массу) при температурах 20 и 55 °С в зависимости от активности воды ( a_w ) Table 1. Equilibrium moisture content of beef tripe ( W_p , % per dry weight) at temperatures of 20 and 55 °C depending on the water activity ( a w )

Активность воды, a w	Равновесная влажность W p при 20 °С, %	Равновесная влажность W p при 55 °С, %
0,10	3,5 ± 0,2	2,8 ± 0,4
0,20	5,7 ± 0,4	4,5 ± 0,2
0,30	7,8 ± 0,1	6,1 ± 0,3
0,40	10,0 ± 0,9	7,8 ± 0,2
0,50	12,6 ± 0,5	9,9 ± 0,2
0,60	15,8 ± 0,8	12,5 ± 0,5
0,70	20,3 ± 0,6	16,4 ± 0,2
0,75	24,1 ± 0,4	19,8 ± 0,2
0,80	30,2 ± 0,3	25,1 ± 0,3
0,85	40,5 ± 0,4	34,6 ± 0,3
0,90	55,4 ± 0,7	48,2 ± 0,8

Для каждого значения a w сравнение средних равновесных влажностей при 20 и 55 °C выполнено с помощью t -критерия Стьюдента ( n = 5, a = 0,05). Рассчитанные значения t составили от 4,12 до 11,45 при критическом значении 2,306, что подтверждает статистическую значимость различий во всем диапазоне a w = 0,10…0,90. Следовательно, наблюдаемое снижение равновесной влажности с ростом температуры не является случайным.

• А нализ полученных данных, особенно на графических зависимостях (рис. 2), показывает, что изотермы сорбции влаги говяжьим рубцом при обеих температурах имеют характерную S-образную форму,

  свойственную большинству капиллярно-пористых коллоидных материалов ( Яснов и др., 2024; Нугманов и др., 2022; Выродов, 2002 ).

Рис. 2. Изотермы сорбции влаги говяжьим рубцом Fig. 2. Isotherms of moisture sorption by beef rumen

При этом на построенных изотермах сорбции (рис. 3) наблюдается четко выраженная зависимость равновесной влажности от температуры: при одной и той же активности воды равновесная влажность при 20 °С выше, чем при 55 °С, что объясняется экзотермическим характером процесса сорбции и большей подвижностью молекул воды при повышенных температурах, облегчающей их десорбцию. Данное различие становится более заметным в области высоких значений ( a w > 0,7), где основной вклад в удержание влаги вносят капиллярные силы. Так, при a w = 0,9 разница в равновесной влажности составляет 7,2 %, а при a w = 0,5–2,7 %.

В области низких значений активности воды ( a w < 0,3) наблюдается сравнительно небольшое увеличение равновесной влажности, что соответствует образованию мономолекулярного слоя сорбированной влаги, наиболее прочно связанной с активными центрами белковых молекул коллагена. В интервале a w от 0,3 до 0,7 происходит формирование полимолекулярных слоев, при этом кривые становятся более пологими. Наиболее интенсивный рост равновесной влажности отмечается при a_w > 0,7, что обусловлено капиллярной конденсацией влаги в микропорах и межволоконных пространствах соединительной ткани.

Для определения параметров модели GAB графическим методом приведем исходные экспериментальные данные (табл. 2).

Таблица 2. Исходные экспериментальные данные для определения параметров модели GAB Table 2. Initial experimental data for determining the parameters of the GAB model aw W

= a 0

+ ^а 1 ■ a w ⁺ a 2 ■ a w .

a w	Для температуры 55 °C		Для температуры 20 °C
	W p , %	a w / W p	W p , %	a w / W p
0,10	2,8	0,03571	3,5	0,02857
0,20	4,5	0,04444	5,7	0,03509
0,30	6,1	0,04918	7,8	0,03846
0,40	7,8	0,05128	10,0	0,04000
0,50	9,9	0,05051	12,6	0,03968
0,60	12,5	0,04800	15,8	0,03797
0,70	16,4	0,04268	20,3	0,03448
0,75	19,8	0,03788	24,1	0,03112
0,80	25,1	0,03187	30,2	0,02649
0,85	34,6	0,02457	40,5	0,02099
0,90	48,2	0,01867	55,4	0,01625

Для аппроксимации используем уравнение (2) в общем виде

Для температуры 55 °С

Проведем расчет коэффициентов методом наименьших квадратов. Для этого составим систему нормальных уравнений na о + ai £ aw + a 2 £ aW = £ aw a0 £ aw+ai £ aW+a2 £ aW = £(aw ■ aw ^.                          (7)

a₀£a 2 + a^a 3 + a₂£a 4 = £⁽ - ■ a 2 1 0      w 1      w 2      w                w

Вычислим необходимые суммы ( n = 11), результаты вычисления представлены в табл. 3.

Подставим суммы в систему уравнений

11 a 0 + 6,10 a1 + 4,1325 a 2 = 0,43479

• •  6,10 a ₀ + 4,1325 a + 3,0610 a₂ = 0,22325.

4,1325 a ₀ + 3,0610 a + 2,3715 a₂ = 0,14015

Решая систему методом Крамера или матричным способом, получаем a0 = 0,0285; a1 = 0,1027; a2 = –0,0983.

Таблица 3. Результаты вычисления необходимых сумм для температуры 55 °C Table 3. The results of calculating the required amounts for a temperature of 55 °C

a w	2 aw	aw 3	aw 4	a w W	(а У w 1 W  w)	(       1 w 2 1 W   w )
0,10	0,01	0,001	0,0001	0,03571	0,003571	0,0003571
0,20	0,04	0,008	0,0016	0,04444	0,008888	0,0017776
0,30	0,09	0,027	0,0081	0,04918	0,014754	0,0044262
0,40	0,16	0,064	0,0256	0,05128	0,020512	0,0082048
0,50	0,25	0,125	0,0625	0,05051	0,025255	0,0126275
0,60	0,36	0,216	0,1296	0,04800	0,028800	0,0172800
0,70	0,49	0,343	0,2401	0,04268	0,029876	0,0209132
0,75	0,5625	0,421875	0,316406	0,03788	0,028410	0,0213075
0,80	0,64	0,512	0,4096	0,03187	0,025496	0,0203968
0,85	0,7225	0,614125	0,522006	0,02457	0,020885	0,0177519
0,90	0,81	0,729	0,6561	0,01867	0,016803	0,0151227
Σ = 6,10	Σ = 4,1325	Σ = 3,0610	Σ = 2,3715	Σ = 0,43479	Σ = 0,22325	Σ = 0,14015

Таким образом, полиномиальное уравнение для температуры 55 °С имеет вид a^ = 0,0285 + 0,1027 ■ aw - 0,0983 ■ a2.                               (8)

W     ww

Для температуры 20 °С

Аналогично вычисляем суммы и решаем систему. Опуская промежуточные вычисления, получаем a0 = 0,0226; a1 = 0,0904; a2 = –0,0875.

Полиномиальное уравнение для температуры 20 °С a^ = 0,0226 + 0,0904 ■ aw - 0,0875 ■ a2.                                 (9)

W     ww

На рис. 3 представлены аппроксимирующие полиномиальные кривые для обеих температур. Характер кривых подтверждает адекватность квадратичной аппроксимации: наблюдается четкий экстремум (максимум) в области средних значений активности воды, что соответствует теоретическим представлениям о сорбционных свойствах капиллярно-пористых материалов.

Анализ полученных полиномиальных кривых изотерм сорбции (рис. 3) указывает на экстремум функции в районе значений a_w на уровне 0,5…0,55, и если отложить их на рис. 2, то получается, что граница между капиллярно-связанной влагой и адсорбционно-связанной проходит на уровне W « 12 %.

Полученная методом графической аппроксимации точка перегиба (экстремум) на зависимости aw W

= f (av) имеет важное фундаментальное физико-химическое значение. Согласно теоретическим основам теории сушки и сорбционного равновесия (Касаткин, 2008) максимум на кривой, описываемой уравнениями

(8, 9), соответствует окончанию процесса заполнения мономолекулярного слоя и началу интенсивной полимолекулярной адсорбции и капиллярной конденсации.

Рис. 3. Аппроксимирующие полиномиальные кривые изотерм сорбции влаги говяжьим рубцом для двух температур

Fig. 3. Approximating polynomial curves of moisture sorption isotherms by beef rumen for two temperatures

Для исследуемого коллагенсодержащего сырья (говяжий рубец) данная критическая точка, как показал анализ, соответствует равновесному влагосодержанию на уровне 12 % при температуре 55°. С технологической точки зрения это значение является пограничным:

• ■    Ниже 12 % (зона стабильности). При влажности ниже 12 % ( a w <  0,5...0,55) практически вся

оставшаяся в продукте влага находится в связанном состоянии, входя в том числе и в структуру мономолекулярного слоя. Такая вода не является растворителем, недоступна для микроорганизмов и не участвует в химических реакциях, ведущих к порче продукта (гидролиз, окисление). Таким образом, достижение влагосодержания 12 % гарантирует микробиологическую стабильность сухого полуфабриката при хранении.

• ■    Выше 12 % (зона риска). При влажности, превышающей 12 %, начинает активно накапливаться менее связанная влага, которая может служить благоприятной средой для развития остаточной микрофлоры и ускорения нежелательных биохимических процессов. Хранение продукта с влажностью выше этого порога потребует применения специальных условий (вакуум, модифицированная атмосфера, пониженные температуры), что экономически менее целесообразно.

Следует отметить, что точное значение влажности мономолекулярного слоя ( W_m ) в модели GAB (1) обычно составляет для белковых продуктов 5–8 % на сухую массу ( Roos, 2024; Zhang et al., 2022 ). Полученная нами критическая точка (12 %) превышает типичные значения W m , что подтверждает, что она соответствует не строго монослою, а технологической границе перехода от связанной влаги к капиллярносвязанной. Такой подход широко применяется при обосновании режимов сушки коллагенсодержащего сырья ( Яснов и др., 2024; Нугманов и др., 2022 ) и не противоречит физической сущности процесса.

Таким образом, установленная граница влагосодержания на уровне 12 % является технологически рациональной. Обезвоживание до этого уровня обеспечивает, с одной стороны, надежную консервацию продукта за счет перевода всей влаги в прочносвязанное состояние, а с другой – предотвращает излишние энергозатраты на удаление более прочно связанной влаги монослоя и минимизирует риск тепловой денатурации коллагена, которая может негативно сказаться на его способности к последующей гидратации и структурообразованию.

Для проверки корректности применения модели GAB (условие: 0 <  K <  1) рассчитаны значения константы K для обеих температур. Для расчета использованы полученные ранее полиномиальные коэффициенты уравнения (6), которые связаны с параметрами GAB соотношениями (3), (4) и (5).

Для температуры 55 °C

Из отношения (10) получено квадратное уравнение (11):

a 2 ₌ a i ( 1 - C ) a i     а о ( 1 - C ) 2 ,

0,265 C ² – 2,062 C + 2,062 = 0.

Корни: C = 6,59 (физически значимый, C >  2) и C = 1,18 (отброшен).

Далее из соотношения (12) находим:

a, 1

■K         /         \ , a о (C - 2)

k =--- 0Д02 ⁷—= 0,79.

0,0285 ( 6,59 - 2 )

Для температуры 20 °C Аналогично

0,242 C ² – 1,968 C + 1,968 = 0.

Физически значимый корень C = 6,97.

K = ^0904_ = 0,81. 0,0226 ( 6,97 - 2 )

Оба значения K удовлетворяют необходимому условию, следовательно, использование модели GAB для описания изотерм сорбции говяжьего рубца в исследованном диапазоне активностей воды и при температурах 20 и 55 °C является корректным.

В практике технологии мясных продуктов и нормативной документации принято оперировать показателем влажности ( W к ), выраженной в процентах к общей массе продукта. Пересчет влагосодержания W (% на сухую массу) во влажность W к (% на общую массу) осуществляется по формуле

w

W„ = —W --100%. к 100 + W

Подставляя значение W = 12 %, полученное из анализа сорбционных характеристик, рассчитаем целевую W _к высушенного продукта

W„ = —12— - 100 % = 10,71 %. к 100 + 12

С учетом погрешности эксперимента и технологического запаса принимаем конечную влажность высушенного говяжьего рубца, равную 10,5 ± 0,5 %. Следовательно, в качестве целевой конечной влажности высушенного говяжьего рубца, предназначенного для использования в качестве коллагенсодержащей основы имитационного шпика, принимаем значение W _к = 10,5 % (на общую массу), что соответствует влагосодержанию на уровне W = 12 % (на сухую массу).

Высушенный по оптимальным параметрам рубец гидратировали водой в соотношении 1 : 3 (рубец : вода) в течение 10 ч и использовали для изготовления имитационного шпика согласно технологической схеме, представленной на рис. 4.

Рис. 4. Технологическая схема производства имитационного шпика из говяжьего рубца

Fig. 4. Technological scheme for the production of imitation bacon from beef tripe

В качестве адаптивной пищевой добавки использовали "Миксвел К" (группа компаний "Крист"), состоящую из загустителя E401, уплотнителя E516, стабилизаторов E450iii и E339(iii), а также красителя E171. Согласно рекомендациям компании-разработчика для производства имитационного шпика соотношение добавка : жиросодержащее сырье : вода должно составлять 1 : 10 : 20. В качестве антиоксиданта и антибактериального агента применяли новый отечественный препарат "Виллафита Цитровиталь" (производство ООО "Арнебия") с экстрактом косточек грейпфрута в количестве 4 % к массе эмульсии. В качестве ароматизатора использовали жидкий дым ольховый (производство ООО "Союз С") в количестве 1 % к массе эмульсии.

Разработанная технология с применением адаптивной пищевой добавки и высушенного рубца позволяет получать продукт с заданными структурно-механическими свойствами, низким уровнем синерезиса и высокой окислительной стабильностью. Полученный имитационный шпик демонстрирует высокую термостабильность, сохраняя форму и адгезию с мясным фаршем при термообработке, что подтверждает целесообразность его применения в широком ассортименте мясных изделий ( Красуля и др., 2026 ).

Заключение

В результате проведения опытных серий выявлены величины гигроскопических характеристик в технологически обоснованных рамках их варьирования. Сравнение представленных результатов с известными для подобных материалов данными показывает их адекватность без противоречий, поэтому их можно успешно применять в инженерной практике пищевой индустрии.

Таким образом, поставленная в статье цель полностью достигнута. Установленное значение влажности 10,5 ± 0,5 % на общую массу является пограничным между областями адсорбционно-связанной и капиллярносвязанной влаги. Дальнейшее определение параметров модели GAB путем решения системы уравнений, хотя и возможно математически, выходит за рамки задач настоящего исследования, поскольку полученное конкретное значение конечной влажности является достаточным и необходимым условием для перехода к обоснованию режимов конвективной сушки.

Высушенный рубец по оптимальным параметрам, приведенным выше, имеет продолжительный срок хранения в отличие от нативного, и может использоваться в производственном процессе изготовления имитационного шпика в зависимости от потребности.