Научное обоснование принципов проектирования технологии деликатесных мясопродуктов с улучшенными потребительскими характеристиками

Деликатесные мясные изделия являются продуктом, обладающим уникальными потребительскими достоинствами, высокой пищевой ценностью, специфичностью вкуса и аромата. На отдельных технологических стадиях производства ферментированных мясопродуктов, в частности при посоле и созревании, происходит формирование характерного вкуса, цвета, консистенции, накопление биологически ценных компонентов, обеспечивающих пищевую эффективность готовых изделий [ 3 ] .

Внедрение интенсивных технологий мясоперерабатывающего производства предполагает применение функциональных пищевых добавок в рецептуре рассола деликатесных мясных изделий, позволяющих целенаправ- ленно регулировать функционально-технологические свойства сырья и управлять качеством цельномышечных мясопродуктов на всех этапах производства. Одним из направлений стабилизации качества, повышения пищевой и биологической ценности деликатесных изделий является применение методов биотехнологической ферментации мясного сырья [1, 7].

Мясное сырье, являясь многокомпонентной системой, содержит химические соединения различных классов, которые при различных условиях технологической обработки претерпевают многочисленные превращения, образуя низкомолекулярные соединения, обуславливающие специфические органолептические свойства мясных продуктов [ 10 ] .

Воздействие биотехнологических сред относится к инновационным методам обработки и играет важную роль в процессах созревания и посола, делая мясное сырье более восприимчивым и податливым для дальнейшей переработки, позволяет сократить продолжительность производственного цикла и повысить качество и объемы выпускаемой продукции. В связи с этим, актуальной является проблема технологического обоснования методов воздействия биотехнологических сред на ферментируемое мясное сырье.

Для экспериментальной апробации новых технологий деликатесных мясных изделий фирмой ООО «Кефинарные биотехнологии» был изготовлен биопродукт Кефинар в модификации, наиболее оптимальной для биотехнологической ферментации мясного сырья. Кефинар – кисломолочный биопродукт, произведенный методом поэтапной ферментации молока кефирной закваской и сложной закваской, основу которой составляет пробиотический ацидофильный штамм Lactobacillus acidophilus штамма «НаринэТНСи» [2, 7]. Авторами было доказано, что при совместном культивировании нового ацидофильного штамма «Наринэ ТНСи» с кефирными микроорганизмами, штамм не только не подавляет, но и активизирует их ферментативную систему, в том числе и протеолитическую [2].

Микроорганизмы, входящие в состав Ке-финара, обладают высокой солеустойчиво-стью; способны расти и развиваться при низких температурах; обладают кислото- и аро-матобразующей способностью; выраженной протеолитической активностью. Благодаря высокой кислотоустойчивости бактериальных культур биопродукта Кефинар, микроорганизмы длительное время остаются жизнеспособными в рассоле при созревании мясного сырья, накапливают биомассу и конкурируют с патогенной микрофлорой, повышая санитарно-гигиенические показатели производства. Продуктами метаболизма кисломолочных микроорганизмов являются органические кислоты, бактерицидные вещества, ферменты, витамины, аминокислоты, способствующие интенсификации производственного процесса, обуславливающие накопление в мясном сырье эссенциальных микронутриентов.

Целью научного исследования являлось теоретическое и практическое обоснование применения пробиотического продукта Ке-финар в технологии деликатесных мясных изделий для формирования высоких потребительских характеристик мясопродуктов.

Объекты и методы исследований

Для решения поставленной задачи был смоделирован технологический цикл производства копчено-вареных изделий из свинины согласно ТУ 9213-003-45125928-97 [ 8 ] . Из спинно-поясничной части полутуши свинины были выделены образцы карбонада, сформированные согласно технологической инструкции. Образцы № 2 и № 3 считались опытными, образцы № 1 служили контролем. Пробы карбонада прошли основные этапы производственного цикла: разделка сырья, подготовка рассола, посол сырья, созревание, термическая обработка (подсушка, копчение и варка). Посол осуществлялся шприцеванием охлаждённого мяса рассолом в количестве 25 % от массы мясного сырья с помощью многоигольчатого инъектора. Массирование проводили в барабанах-массажерах при оборотах 10 об/мин в течение 4 часов. Выдержка и созревание мяса производилась при температуре (4 ± 2) °С в течение 24 часов.

Рассол для шприцевания состоял из рассчитанного количества комплексной фосфатосодержащей добавки Тари Комплект П-27, поваренной соли, воды. Рекомендуемая доза внесения комплексной добавки, согласно спецификации составляет 1,0–1,2 % от массы мясного изделия. В опытных образцах соответствующее количество воды заменяли биопродуктом Кефинар (40 % от объема рассола для образцов № 2 и 48 % – для образцов № 3). Рецептура рассола приведена в таблице. По каждой из приведенных рецептур было изготовлено по 3 образца.

Рецептура рассола для шприцевания

Наименование компонента	Масса компонентов рассола, кг (л)
	Образец № 1	Образец № 2	Образец № 3
Тари комплект П-27	3,5	3,5	3,5
Соль поваренная	10,5	10,5	10,5
Вода (лед)	86,0	46,0	38,0
Кефинар	–	40,0	48,0
Итого	100,0	100,0	100,0

В ходе эксперимента был проведен мониторинг функционально-технологических свойств мясного сырья (уровень рН, влагос- вязывающая способность) на стадии посола и созревания, исследована пищевая ценность, установлен профиль органолептических характеристик деликатесных изделий. Для определения перечисленных показателей применяли общепринятые методики.

Результаты и их обсуждение

Посол мяса при производстве цельномышечных изделий следует рассматривать как сложный биохимический и биотехнологический процесс, в результате которого при участии собственных протеолитических ферментов мяса и ферментов микроорганизмов изменяется степень гидратации белков мясного сырья, инициируются процессы гидролиза белковых макромолекул, полисахаридов, происходит накопление низкомолекулярных соединений и метаболитов молочнокислых микроорганизмов. В результате ферментативного воздействия происходит диссоциация и расслабление актомиозинового комплекса, вследствие чего увеличивается число гидрофильных центров, возрастает влагосвязывающая способность, что приводит к уменьшению потерь массы при термической обработке. Интенсивные способы обработки мышечных волокон при посоле (массирование) обуславливают равномерное распределение компонентов рассола, повышают влагосвязывающую способность (ВСС) мяса [3, 10].

В ходе исследований было проанализировано влияние пробиотических культур на функционально-технологические свойства мясного сырья. Согласно данным, отображенным на рис. 1, уровень ВСС мяса за весь пе- риод созревания сырья увеличился на 34,5– 36,8 % и не имел существенных различий во всех исследуемых образцах.

Однако на протяжении этапов технологического процесса гидрофильность мышечной ткани изменялась неравномерно, так, через 8 часов созревания максимальное увеличение ВСС мяса установлено в образце № 1 – на 20,6 % больше по сравнению с ВСС несоленого мясного сырья, тогда как в образцах № 2 и № 3 значение возросло на 18,1 и 11,9 % соответственно. Фосфатосодержащая добавка способствовала активному сдвигу уровня рН контрольных образцов мяса от изоэлектрической точки мышечных белков (5,2–5,4), что улучшало их гидратационные свойства. Тогда как молочнокислые микроорганизмы, образуя кислые метаболиты, способствовали сдвигу реакции среды мышечной ткани в кислую сторону, что снижало динамику роста ВСС белков мяса.

На более поздних этапах созревания продукта (в период с 8 до 24 часов созревания) ВСС образцов № 2 и № 3 увеличилась на 15,4 и 20,2 %, а образца № 1 – на 13,5 % соответственно. На поздних этапах посола и созревания в результате накопления в тканевой жидкости низкомолекулярных веществ возрастало осмотическое давление тканевой жидкости, интенсивнее увеличивалась гидрофильность мышечной ткани опытных образцов [3]. Рядом авторов доказаны свойства экзополисахарида – кефирана, синтезируемого кефирными грибками и молочно-кислыми бактериями, – повышать влагосвязывающую способность бел-

Образец № 1

^^^™ ■ ■ Образец № 2

■ ■ ■ I Образец № 3

До посола Через 8 часов Через 16 часов Через 24 часа созревания созревания созревания

Рис. 1. Динамика влагосвязывающей способности мясного сырья в процессе посола ков и улучшать реологические свойства продуктов [5]. Накопление кефирана в мясном сырье в результате жизнедеятельности пробиотических культур также способствовало улучшению функционально-технических характеристик опытных образцов мясопродуктов.

Наличие пробиотических культур в рассоле оказывало влияние на уровне pH мясного сырья. Уровень рН мяса до посола характеризовал его как доброкачественное нормально созревающее мясное сырье (5,98–6,03). Уровень рН готового рассола составил для образцов № 1, изготовленных по традиционной рецептуре, 7,44, а для образцов № 2 и № 3, содержащих пробиотический продукт Кефинар, 6,45 и 6,40 соответственно. Одним из важнейших свойств фосфатов, входящих в состав смеси Тари Комплект П-27, является способность направленно менять величину pH среды в щелочную сторону и сдвигать ее от изоэлектрической точки основных мышечных белков. Реакция среды биопродукта Кефинар составляет 4,6–4,8, что способствовало смещению pH рассола в сторону кислой среды.

Исследование динамики реакции среды показало, что в образцах, содержащих пробиотическую культуру, уровень pH уже через 8 часов созревания составлял 6,18 и 6,12 соответственно, в контрольных образцах уровень рН был равен 6,28. По мере накопления биомассы молочнокислых микроорганизмов разница в изоэлектрическом потенциале мяса опытных и контрольных образцов возрастала.

Так, через 24 часа созревания при температуре (4 ± 2) °С уровень рН опытных образцов № 2 и № 3 составил 6,02 и 5,90 соответственно, уровень рН контрольного образца за данный период достиг значения 6,16 (рис. 2). Снижение величины рН мясного сырья в процессе созревания способствует подавлению жизнедеятельности патогенной микрофлоры и приближает реакцию среды к оптимальной для развития нитритной окраски. Согласно данным ряда исследователей наиболее рациональным в отношении выхода продукта и формирования качественных характеристик готовых изделий является уровень рН мясного сырья от 6,0 до 6,3 [3, 9].

В рамках научного эксперимента была исследована пищевая ценность деликатесных мясных изделий, созревающих в присутствии пробиотического продукта Кефинар. В результате метаболических процессов комплекса микроорганизмов происходит накопление белка, который при созревании и посоле равномерно распределяется в мышечной ткани сырья [1]. Наибольшее содержание белка наблюдалось в опытных образцах карбонада № 2 и № 3, созревающих с участием пробиотических культур – на 6,2 и 7,5 % соответственно выше по сравнению с контрольным образцом.

Витаминобразующая функция бифидо- и лактобактерий подтверждена рядом исследователей [ 6, 9 ] . Согласно данным эксперимента, в результате метаболических процессов

Период созревания, часов

Рис. 2. Динамика реакции среды мясного сырья на протяжении технологического цикла производства

пробиотических культур в мышечной ткани происходило интенсивное накопление витаминов группы В. Установлено, что содержание витамина В2 в опытных образцах № 2 и № 3 было достоверно выше на 16,0 и 45,3 % соответственно по сравнению с данным показателем в контрольном образце, а витамина В1 – на 20,0 и 41,6 % соответственно.

Сенсорная оценка играет огромную роль при разработке новых технологий и рецептур мясопродуктов, позволяет определить соответствие предлагаемого продукта запросам потребителей и конкурентоспособность в рыночных условиях. Органолептические показатели экспериментальных образцов были оценены дегустационной комиссией по 9балльной шкале согласно ГОСТ 9959-91 [ 4 ] .

Дегустационной комиссией было отмечено, что образцы деликатесных мясопродуктов № 2 и № 3, созревающие в присутствии пробиотических микроорганизмов, характеризовались привлекательным внешним видом (8,2 и 7,8 баллов), ярко выраженным цветом на разрезе (8,0 и 7,5 баллов), нежной консистенцией (7,8 и 7,2 балла), характерным специфическим вкусом и ароматом (8,5 и 7,8 баллов). Наиболее высоко дегустаторы оценили образцы № 2, в рецептуру рассола которых включено 40 % пробиотического продукта Кефи-нар. Данные образцы карбоната копченовареного отличались гармоничным мясным вкусом с легким сливочным привкусом, выраженным ароматом специй и копчения, нежной консистенцией.

Профильный метод основан на том, что отдельные импульсы вкуса, запаха, цвета, консистенции, объединяясь, позволяют качественно оценить формирование каждой сенсорной характеристики мясопродукта. Выделение наиболее характерных для продукта элементов вкуса, запаха, структуры позволяет установить профиль «консистенции», «вкусности» и «вида на разрезе» продукта.

Результаты профильной оценки деликатесных изделий позволили заключить, что опытные образцы, созревающие в присутствии пробиотических микроорганизмов, имели высокие баллы по большинству показателей, характеризующих консистенцию продукта по сравнению с контрольным образцом (рис. 3).

Данные профильного анализа консистенции деликатесных изделий подтверждают, что процесс ферментации мышечной ткани с использованием пробиотического концентрата микроорганизмов происходил более интенсивно. Органические кислоты, накапливаемые в результате биосинтеза, обуславливают разрыхление, набухание, формирование сочной структуры деликатесных изделий. Протеолитические ферменты пробиотического продукта эффективно воздействуют на мышечные волокна и компоненты соединительной ткани, повышается нежность изделий, при сохранении привычной для потребителя волокнистой структуры мясопродуктов. Так, образцы № 2 карбоната копчено-вареного были высоко оценены по показателям «нежность», «сочность», «волокнистость» – по 4,3 балла соответственно.

Нежная

Водянистая

Рис. 3. Характеристика профиля «консистенция» карбоната копчено-вареного

В образцах мясопродуктов № 3 установлено отклонение профиля консистенции в сторону сухости (3,3 балла). Однако контрольные образцы № 1, несмотря на высокие индексы показателей «нежность» и «сочность», также характеризовались увеличением индекса «водянистость», что связано с менее стабильными механическими характеристиками мясного сырья, обуславливающими недостаточное уплотнение микроструктуры мышечных волокон на стадии охлаждения мясопродуктов.

Формирование вкусоароматических характеристик деликатесных изделий в процессе кулинарной обработки связано с интенсивностью накопления потенциальных предшественников вкуса и аромата при созревании мясного сырья, со скоростью деградации высокомолекулярных веществ мышечной ткани – белков, липидов, полисахаридов. Нами были оценены основные характеристики показателя «вкус» образцов копчено-вареных изделий (рис. 4).

В результате дегустационного анализа было установлено, что опытные образцы мясных изделий характеризовались наиболее выраженным мясным вкусом (по 4,7 баллов) с нотками сливочного (3,7 и 3,3 балла) и копченого (3,1 и 3,9 баллов) привкуса. Причем в образце № 3 установлен более выраженный копченый привкус. В контрольном образце наблюдали наименьшее значение индекса мясного, сливочного и копченого вкуса.

В результате активности протеолитических ферментов бактерий происходит интен- сивное накопление в мышечной ткани аминного азота, аминокислот и летучих жирных кислот, что связано с образованием специфического аромата и вкуса деликатесных мясных изделий. Накопление значительного количества свободных аминокислот обусловлено воздействием на белковую макромолекулу тканевых и бактериальных пептидаз, а также биосинтезом аминокислот пробиотическими культурами. В результате превращений гистидина, тирозина, глютаминовой кислоты, триптофана накапливаются в больших количествах карнозин и таурин, относящиеся к экстрактивным веществам мышечной ткани [10].

При получении инъектированных мясопродуктов нередко возникают такие дефекты, как неоднородность мышечной ткани на разрезе, наличие гелевых образований в локальных разрывах структуры мышечного волокна. Поэтому оценка отдельных характеристик профиля «вид на разрезе» имеет значимость при исследовании потребительских свойств деликатесных изделий (рис. 5).

При профильном анализе показателя «вид на разрезе» было установлено, что отдельные характеристики структуры, – «однородность» (по 4,7 баллов), «волокнистость» (4,1 и 3,9 баллов) были наиболее выражены в опытных образцах мясопродуктов № 2 и № 3, содержащих в рецептуре биопродукт Кефинар. Тогда как образцы деликатесных изделий № 1 отличались более влажной (4,7 баллов) и блестящей (4,3 балла) поверхностью на разрезе. Причем мышечная ткань контрольных образцов была недостаточно однородной (3,9 баллов) и более

Мясной

Дымный

Копченый

Слив очный

Кислый

Соленый

Ост рый

Образец 1

Образец 2

Образец 3

Рис. 4. Характеристика профиля «вкус» карбоната копчено-вареного

Рис. 5. Характеристика профиля «вид на разрезе» карбоната копчено-вареного

пористой (4,7 баллов). Таким образом, при высоком уроне шприцевания мясного сырья важную роль играет компонентный состав рассола, наличие в нем достаточного количества структурообразующих и влагоудерживающих компонентов, формирующих традиционную структуру мышечной ткани.

Заключение

Таким образом, изменяя условия протекания процесса созревания мясного сырья, можно целенаправленно создавать высококачественные, обладающие необходимыми потребительскими свойствами мясопродукты. Экспериментально обоснованные концентрации штаммов пробиотических культур, применяемые в технологическом цикле производства, позволяют обеспечить необходимые функционально-технологические характеристики мясного сырья, способствуют формированию характерной структуры мясопродуктов, накоплению полноценного белка и эссенциальных микронутриентов в мышечной ткани.

Проведенный дифференцированный анализ показал, что введение пробиотического продукта Кефинар в рецептуру копченовареных мясных изделий дает возможность формировать выраженную структуру мышечной ткани, более высокие уровни сочности, нежности, более выраженный мясной и копченый вкус готовых изделий.