Перспективные способы разработки мясных биопродуктов

За последние годы во многих странах мира и России отмечается повышенный интерес к биологически активным веществам. Возрастающая популярность применения биологически активных веществ в легкой, фармацевтической и особенно пищевой промышленности обусловлена высоким содержанием в них активных компонентов, которые возможно использовать в функциональном и лечебнопрофилактическом питании [6, 13, 17].

Постоянно возникающие угрозы отравления, неоднозначное отношение потребителей к синтетическим пищевым добавкам определили необходимость разработки новых подходов к возможности использования биологически активных веществ в пищевых продуктах [1, 15, 16]. Появилась специальная терминология в отношении биологических продуктов, наиболее часто встречающаяся из которых следующая: биопродукт – продукт, произведенный из натурального продовольственного сырья и не содержащий синтетических красителей, ароматизаторов, консервантов и других пищевых добавок, генетически модифицированных организмов. Для биопродуктов характерна более высокая биологическая ценность по сравнению с традиционными аналогами за счет обогащения биологически ценными компонентами: незаменимыми аминокислотами, витаминами, минералами, поли-ненасыщенными жирными кислотами, бифидобактериями, пребиотиками и т. д. [4, 9, 11].

Обеспечение населения биологически полноценным питанием, доступным для всех граждан страны, является одной из стратегических задач Российской Федерации. Поэтому разработка продуктов, выполняющих лечебные и профилактические функции, является одной из причин постоянно растущего спроса на биологически активные вещества природного происхождения. Кроме того, ценовая доступность, безопасность действия и общий оздоравливающий эффект от употребления продуктов с биостимуляторами (биокорректорами) побуждают разработчиков уделять все большее внимание на целенаправленное конструирование функциональных продуктов на основе новых и нетрадиционных природных ресурсов [2, 3, 5].

Проблема здорового питания для жителей Челябинской области является особенно актуальной, где в условиях повышенной техногенной нагрузки на фоне общих возрастающих стрессовых воздействий и недостаточности обеспечения витаминами и минеральными веществами, потребность в адаптогенах повышается в геометрической прогрессии.

Наблюдающийся рост объемов производства продуктов питания животного происхождения на Южном Урале открывает большие перспективы для разработки продуктов питания функционального и специализированного назначения.

Однако мясные продукты отличаются невысоким показателем хранимоспособности в результате действия тканевых ферментов, микробиологических процессов и особенно окислительной порчи липидов. Все эти про- цессы в совокупности приводят к ухудшению потребительских свойств и доброкачественности мясных изделий [7, 8, 18].

С целью подавления развития нежелательной микрофлоры и увеличения срока годности мясных изделий на предприятиях мясоперерабатывающей отрасли в состав мясопродуктов добавляют синтетические консерванты и антиокислители, самыми распространенными из которых являются следующие: бензойная кислота Е210, нитриты Е249, Е250 (нитраты Е251, Е252), сорбиновая кислота Е 200, сорбат калия Е202, дегидроацетат натрия Е 266, молочная кислота Е270, лактаты (соли молочной кислоты) Е325, 326, 327, дегидро-цетовая кислота Е265.

В свою очередь в последнее время покупатели все чаще отказываются от пищевых продуктов, на маркировке которой присутствует индексы «Е», предпочитая натуральные ингредиенты и экопродукты.

Поэтому одним из перспективных способов разработки функциональных мясных продуктов с гарантированной безопасностью и пролонгированными сроками годности является применение в рецептурах биологически активных веществ природного происхождения.

Известно, что некоторые растительные экстракты обладают антимикробными свойствами. Так, экстракт розмарина способен эффективно подавлять рост болезнетворных бактерий S. Aureus, L. monocytogenes в охлажденной птице и мясе.

Биофлаваноид таксифолин (в России известен как антиоксидант дигидрокверцетин), получаемый из древесины сибирской лиственницы, обладает P-витаминной активностью, а, следовательно, также является антиоксидантом. Добавим, что недостаток витамина Р в рационе человека приводит к точечным кровоизлияниям, повышенной проницаемости каппиляров и кровоточивости десен, выпадению волос.

Натуральные токоферолы, содержащиеся в масличных растениях, являются природными жирорастворимыми антиоксидантами, обладают Е-витаминной активностью и широко используются в мясной промышленности как антиокислители.

Большие перспективы в мясной отрасли имеет использование пряно-ароматических растений, которое позволяет расширить ассортимент выпускаемой продукции, использовать одинаковые основные ингредиенты и при этом получать разнообразные по органо- лептическим и биологическим качествам изделия.

Вещества, которые содержатся в пряноароматических растениях (глюкозиды, эфирные масла, алкалоиды и пр.) способствуют улучшению потребительских характеристик мясных изделий, повышению усвояемости питательных веществ, нормализации состояния сердечнососудистой и нервной системы.

Наряду с активными природными компонентами, за последние годы, в качестве антиокислителей стали использовать экстракты растений и эфирные масла.

Результаты экспериментальных исследований доказали высокую антиокислительную активность различных экстрактов и эфирных масел, а в некоторых случаях показали превосходство природных антиокислителей над синтетическими (эфирные масла шалфея, тмина, аниса, базилика, зеленого чая) [12].

Сверхкритические экстракты розмарина, чеснока, сушеной зелени продемонстрировали в экспериментальных исследованиях высокую эффективность для замедления процессов окислительной порчи липидов мясопродуктов и свиного жира [10, 14].

Растительные экстракты, используемые в качестве антиокислителей, получают главным образом методом сверхкритической углеродной экстракции с помощью диоксида углерода СО2. Именно этот метод способен в наибольшей степени извлекать из растительного сырья биологически активные компоненты. Для получения нативных концентратов природных биологически активных веществ применяется технология экстрагирования растительного сырья диоксидом углерода в сверхкритическом состоянии.

Организация Объединённых Наций по вопросам образования, науки и культуры (UNESCO) признало данную технологию как экологически чистый, ресурсо- и энергосберегающий метод выделения экстрактов, не имеющий других альтернатив.

В отличие от докритической технологии экстракции биологически активных веществ из растительного сырья, сверхкритическая экстракция основана на контакте растительного сырья с диоксидом углерода во флюидном состоянии, при котором исчезает различие между жидкостью и газом.

Схематически извлечение сверхкритической экстракции биологически активных веществ из растительного сырья представлено на рисунке [10].

Принцип действия сверхкритической флюидной экстракционной установки

• •    оказывают бактерицидное действие на микрофлору обогащенного СО₂ - экстрактом пищевого продукта;

• •    имеют длительный срок годности (не менее двух лет в герметичной упаковке);

• •    не требуют дополнительной обработки для удаления остатков растворителя;

• •    являются прекрасной альтернативой использования синтетических консервантов в связи с высокой концентрацией природных антиоксидантов;

• •    не требуют специальных режимов хранения, при этом сокращаются расходы на их складское хранение;

• •    способствуют формированию рынка биопродуктов в России.

Характер применения в мясной промышленности и биологически активные вещества сверхкритических углеродных экстрактов представлены в табл. 1 [10, 12, 14].

Как следует из табл. 1, наличие биологически активных

Преимущества использования диоксида углерода в сверхкритических пищевых технологиях обусловлены тем, что он относительно просто переводится во флюидное состояние при невысокой температуре и давлении (31 °С; 73 атм), не обладает токсичностью, горючестью, взрывоопасностью, доступен и имеет низкую стоимость. Привлекателен диоксид углерода и тем, что при постоянной оценке качества растительного сырья возможно получить растительные экстракты заданного свойства и состава. Кроме того, являясь составляющей атмосферного воздуха, сверхкритический диоксид углерода не несет техногенной нагрузки на окружающую среду.

Таким образом, можно утверждать, что биологически активные природные вещества, полученные методом сверхкритической углеродной экстракции, имеют ряд преимуществ по сравнению с другими способами их извлечения:

• •    являются экологически чистыми природными продуктами;

• •    обладают высокой стерильностью;

веществ в сверхкритических углеродных экстрактах растений позволяет значительно наращивать объемы производства мясных биопродуктов и максимально приближать их к требованиям концепции рационального питания.

Мясные изделия, изготавливаемые с экстрактами пряно-ароматических растений, обладают более высокими потребительскими достоинствами, чем полученные с помощью традиционных пряностей.

Основными способами внесения сверхкритических углеродных экстрактов в мясные продукты являются следующие:

• •    с сухим молоком, крахмалом или сахаром;

• •    в конце куттерования непосредственно в фарш;

• •    с солью при предварительном посоле мяса или при внесении соли в куттер.

В табл. 2 представлены средние нормы закладки экстрактов, которые зависят от рецептур мясных изделий.

Анализ табл. 2 позволяет сделать вывод об экономической целесообразности использования сверхкритических углеродных экстрактов в рецептурах мясных изделий.

Таким образом, на фоне смены потребительских предпочтений в сторону натуральных мясных изделий, применение биоло- гически активных веществ растительного происхождения в мясной промышленности открывает исследователям перспективные способы разработки функциональных биопродуктов с гарантированной безопасностью и высокой хранимоспособностью.

Таблица 1

Применение сверхкритических углеродных экстрактов в мясной промышленности

Основное свойство	Применяемый экстракт	Описание	Биологически активные вещества
о к S § о & cd 6 О к m	Сверхкритический углеродный экстракт черного перца	Густая масса маслянистой структуры с воскообразными включениями, болотно-желтого цвета с характерным запахом	Пинен, сабинен, лимонен, пиперин, содержащиеся в эфирном масле
	Сверхкритический углеродный экстракт красного перца	Масса маслянистого характера с включениями воскоподобных веществ кармино красного цвета, имеет жгучий характерный запах	Жирные кислоты, каротиноиды, терпены и терпеноиды, капсацин
	Сверхкритический углеродный экстракт мускатного ореха	Густая масса маргариноподобной структуры светло-желтого цвета, имеющая воскообразные включения, с выраженным запахом мускатного ореха	Сафрол, мирисцин, жирные масла, входящие в состав эфирного масла
	Сверхкритический углеродный экстракт гвоздики	Масса маслянистого характера бурого и коричневого цвета	Жирные кислоты (линолевая, пальмитиновая, олеиновая, стеариновая, линоленовая, линолевая), эфирные масла, воски
	Сверхкритический углеродный экстракт корицы (кора)	Светло коричневая, вязкая маслянистая масса с воскообразными включениями с сильным приятным запахом корицы	Эфгенол, эфирное масло
	Сверхкритический углеродный экстракт лавра	Черно- зеленая, маргариноподобная масса с воскообразными включениями с сильным характерным запахом	Эфирное масло содержащее мирисцин, полиненасыщенные жирные кислоты
	Сверхкритический углеродный экстракт имбиря	Коричневая, жидкая маслянистая масса с воскообразными включениями с сильным характерным запахом имбиря	Цингарол и его производные, эфирное масло содержащее фарнезен, куркумин, гераниаль, нераль.
	Сверхкритический углеродный экстракт душистого перца (плод)	Коричнево-зеленого цвета, жидкая маслянистая масса с воскообразными включениями с характерным запахом растения	Эвгенол, эфирное масло, жирное масло
	Сверхкритический углеродный экстракт кориандра (семена)	Зелено-коричневая, жидкая маслянистая масса с воскообразными включениями с сильным характерным запахом	Эфирное масло содержащее линалоол, альфа- пинен, лимонен, линалил ацетат, камфора, следы сафрола; жирное масло
СО о & 9 О rv	Сверхкритический углеродный экстракт грецкого ореха (лист)	Маслянистая масса от желтоватокоричневатого до желтоватоболотного цвета со слабовыражен-ным характерным запахом	Юглон, терпеноиды (кариофиллен и его аналоги, эвгенол, пинен, оцимен), флавоноиды, фитостерины, витамин Е

Окончание табл. 1

Основное свойство	Применяемый экстракт	Описание	Биологически активные вещества
я Я к о Я	Сверхкритический углеродный экстракт розмарина (побеги)	Сметаноподобная масса цветом от желтого до темно-желтого, с характерным запахом.	Воски (фитан, алианы), тритерпеновые кислоты (олеаноловая, розмариновая), алкалоиды (в т. ч. розмарицин), терпены и терпеноиды (карен, кариофиллен, вербенон, подокарпин, цинеол, борнеол, камфара, глобу-лол), стероиды, сесквитерпены, липиды, сложные эфиры
	Сверхкритический углеродный экстракт шалфея (побеги)	Маслянистая масса от бурокоричневатого до болотнокоричневатого цвета, с воскообразными включениями, с характерным запахом.	Дитерпеновые фенолы, терпены и терпеноиды (оцимен, камфен, цинеол, туйон, изотуйон, камфара, борнеол, кариофиллен, пачу-лан, ледол, эпиманоол, гумулен, пентаметилэйкозан, линалоол), ПНЖК, фитостерины (прегнен-дион, хинохинон, преднизон, коринанол, тотарол, ланостерол), витамин Е.

Таблица 2

Сверхкритический углеродный экстракт	Нормы закладки на 100 кг фарша
	Полукопченые, ливерные колбасы, г	Вареные колбасы, сардельки, сосиски, кровяные колбасы, г
Комплекс для вареных колбас (перец душистый, мускатный орех, перец черный)	–	7–20
Черного горького перца	2,5–5,0	2–4,5
Гвоздики	4,0–10	3,4–10
Лаврового листа	1,2–4	1–3
Красного жгучего перца	2,0–4,0	1,8–4,0
Корицы	1–2	0,8–1,2
Душистого перца	2–10	2–12
Мускатного ореха	4,0–9,0	3,6–8,5
Кориандра	1,4–2,5	1,2–2,5

Средние нормы закладки сверхкритических углеродных экстрактов