Проектирование рецептуры сыровяленых колбасок из мяса промысловых животных

На сегодняшний день борьба с новой коронавирусной инфекцией COVID-19 является приоритетной задачей мирового здравоохранения. Дефицит витаминов, органических кислот, полифенолов, полисахаридов и эссенциальных макро- и микроэлементов в питании может ослабить иммунную систему и устойчивость к инфекции. Международные и национальные современные исследования указывают на подтвержденную взаимосвязь между рационом питания, иммунитетом и восприимчивостью к инфекционным и алиментарным заболеваниям. Дефицит витаминов, органических кислот, полифенолов, полисахаридов и эссенциальных макро- и микроэлементов в питании может ослабить иммунную систему и устойчивость к инфекции. Функциональные пищевые ингредиенты (ФПИ) продуктов влияют на активизацию иммунного статуса, активизируют метаболизм организма, экспрессию специфических генов, синтез сигнальных молекул [1].

Функциональные пищевые ингредиенты продуктов влияют на активизацию иммунного статуса, активизируют метаболизм организма, экспрессию специфических генов, синтез сигнальных молекул.

Такими перспективными ФПИ для обогащения пищевых продуктов является ряд вторичных метаболитов – биологически активных веществ (БАВ), которые обладают антиоксидантными, антимикробными, противовирусными, противовоспалительными и иммуномоделирующими свойствами. В результате БАВ способны улучшать питательные и лечебные свойства пищи, а регулярное потребление обогащенных продуктов снижает отрицательные последствия неблагоприятных факторов внешней среды и способствует поддержанию гомеостаза. Перспективным источником БАВ является дикорастущее сырье [2, 3]. Российская Федерация является одной из богатейших стран мира по запасам дикорастущего растительного сырья.

Создание продуктов здорового питания предусматривает разработку и промышленный выпуск широкого ассортимента продуктов заданного химического состава, пищевых продуктов со сниженной калорийностью, специализированных продуктов для питания детей разных возрастных групп, спортсменов, диетических и функциональных пищевых продуктов, в том числе обогащенных ингредиентами иммуномодулирующего действия. К таким ингредиентам относятся полиненасы-щенные жирные кислоты и жирорастворимые витамины, которые в значительном количестве содержатся в ядрах кедровых орехов [4, 5].

Кедровый орех – обобщённое название употребляемых в пищу семян нескольких видов растений из рода сосна (Pinus) , называемых кедровыми соснами. Чаще всего в России кедровыми орехами называют семена сибирской кедровой сосны (Pinus sibirica) . Россия – крупнейший производитель кедровых орехов в мире.

Основную часть ядра кедрового ореха составляют липиды. Содержание их в ядре колеблется от 50 до 65 % и зависит от их спелости и места произрастания. Жирнокислотный состав липидов ядра кедрового ореха и получаемого из них масла характеризуется высоким содержанием ненасыщенных и, особенно, полиненасыщенных жирных кислот линолевой и линоленовой [6–8].

Ядра кедрового ореха богаты витаминами группы B, витамином E (в виде альфа-токоферола) и K, а также железом, фосфором, цинком, магнием, медью и особенно марганцем. В белок кедровых орехов входит 14 аминокислот, 8 из которых являются незаменимыми, что свидетельствует о высокой биологической ценности. Кроме этого, белок кедровых орехов отличается от большинства продуктов повышенным содержанием лизина (до 12,4 г/100 г белка), метионина (до 5,6 г/100 г белка) и триптофана (3,4 г/100 г белка) – наиболее дефицитных аминокислот.

Витамин Е и цинк в составе орехов помогают организму защищаться от инфекций, так как способствуют нормальной работе иммунитета.

Растительный белок кедрового ореха идеально сбалансирован, его состав похож на состав белка ткани человеческого организма, что позволяет белку кедрового ореха усваиваться практически на 100 % [9, 10].

Целью исследований являлось проектирование рецептуры сыровяленых колбасок на основе мяса промысловых животных, включающих в рецептуру плоды дикорастущих растений, для иммунореабилитации больных, перенесших COVID-19.

Объекты и методы исследований

При помощи пакета прикладных инструментов программы Excel и экспертной системы МультиМитЭксперт математически смоделирована рецептура сыровяленых ферментированных колбасок из мяса лося и кабана, обогащенных порошком шиповника и кедровым орехом, содержащих витамин С, полине-насыщенные жирные кислоты, другие витамины, микро- и макроэлементы, в количествах, позволяющих позиционировать продукт как функциональный. Контролем служила колбаса сыровяленая «Суджук» по ГОСТ 16131-86.

Питательная ценность мяса лося обусловлена использованием в рационе естественной растительной пищи, отсутствием при выращивании гормонов и антибиотиков. Лосятина отличается низким содержанием жира, она содержит 100 ккал на 100 г сырья.

Пищевая ценность лосятины состоит в том, что в 100 г содержится 21,857 г белков, 2,612 г жиров, 73,209 г воды, 1,276 г золы, 0,021 г жирных омега-3 кислот, 0,092 г жирных омега-6 кислот.

Лосятина содержит в 100 г: тиамин, B₁ – 0,173 мг, токофероловый эквивалент, E – 0,538 мг, пиридоксин, B 6 – 0,459 мг, кобаламин, B₁₂ – 1,462 мкг, ниациновый эквивалент, PP – 7,149 мг, рибофлавин, B 2 – 0,461 мг, фолаты, B 9 – 8,714 мкг, пантотеновая кислота, B 5 – 1,217 мг¹ (табл. 1).

Шиповник является источником витаминов, минералов и антиоксидантов. Он укрепляет иммунитет, улучшает работу желудочно-

Таблица 1

Химический состав мясного сырья и растительных компонентов (на 100 г)

Рецептурный компо- Влага Белок Жир Zn Fe Cu Mn вит.С вит.А Вит.Е ПНЖК всего ω-6 нент % мг% % Говядина в/с 75,5 20,4 2,5 3,24 2,0 0,18 0,03 — — 0,57 0,56 0,42 Мясо лося 75,8 21,4 1,7 2,4 2,76 0,12 0,01 – – 0,19 0,36 0,26 Мясо кабана 68,93 21,51 3,3 1,4 2,2 0,1 – – – 0,23 0,48 0,46 Шпик свиной хребтовый 5,7 1,4 92,8 1,4 0,1 0,01 — — 0,01 1,7 9,7 — Шиповника порошок 7,0 3,4 1,4 0,25 1,3 0,11 1,02 1000 – 1,7 – – Кедровый орех сушеный 4,11 13,7 68,4 6,45 5,53 1,32 8,8 0,8 – 9,33 34,07 33,55 кишечного тракта, снижает холестерин, является противовоспалительным средством. Кроме того, шиповник полезен для кожи, волос, ногтей и при проблемах с пищеварением и артериальным давлением.

В ста граммах очищенных ядер кедрового ореха содержится 33,554 г омега-6 жирных кислот, что составляет 349,8 % от суточной потребности в них человека. На 99,8 % омега-6 жирные кислоты в кедровом орехе представлены линолевой кислотой.

В качестве вспомогательного сырья в рецептуре использовали: соль пищевую по ГОСТ Р 51574-2018, смесь нитритнопосолочную по ГОСТ 58859-2020, сахар белый по ГОСТ 33222-2015, перец черный молотый по ГОСТ 29050-91, перец душистый молотый по ГОСТ ISO 973-2016, орехи кедровые очищенные по ГОСТ 31852-2012.

В качестве колбасной оболочки для модельных образцов использовали натуральную оболочку диаметром 20–22 мм (черева баранья) по ГОСТ 34107-2017.

Приготовленный фарш подвергался созреванию в холодильной камере при температуре 0–4 °С 24 часа. Затем фарш набивали в оболочку, и полученные колбаски подвергали «теплой» осадке при температуре 20–22 °С в течение 12 часов. После этого перевешивали в климатическую камеру для созревания-сушки. Полный технологический цикл приготовления сыровяленых колбасок составил 15 суток.

В процессе эксперимента определяли влагосвязывающую способность, массовую долю влаги, активную кислотность, активность во- ды, потери массы в процессе созревания-сушки, выход продукции. Полученные данные обрабатывали методами математической статистики.

Методы исследований. Массовую долю влаги (w, %) определяли на анализаторе МХ-50 (AnD, Япония) по стандартной методике при 180 °С; активность воды (ав): сырья и модельных образцов в течение 10 суток созревания-сушки – на анализаторе АВК-10 (Вавиловский университет, Россия); модельных образцов после 10 суток сушки-созревания – на гигроскопическом анализаторе HygroPalmAw (Rotronic, Швейцария), активную кислотность (рН) – потенциометрическим методом с использованием микропроцессорного рН-метра HI 213 (Hanna Instruments, Германия); органолептическую оценку проводили по ГОСТ 9959-2015 [11, 12].

Результаты исследований и их обсуждение

Процесс созревания-сушки проводили до достижения значений физико-химических показателей, обеспечивающих микробиологическую безопасность продуктов.

Нормируемые показатели по массовой доле влаги (не более 30 %), массовой доле соли (не более 6 %) и массовой доле белка (не менее 30 %) выполняются при выходе готового продукта 57 %. При этом массовая доля влаги составила 29,6 %, массовая доля белка – 32 %, массовая доля соли – 5 % (табл. 4). Количество общей соли в рецептуре было целенаправленно снижено по сравнению с контролем (ГОСТ) с 3,5 до 3,2 % (табл. 3). При

Таблица 2

Физико-химические показатели мясного сырья и орехов кедровых очищенных

№ п/п	Наименование показателя	Значение
		говядина в/с	орехи кедровые
1	Влагосвязывающая способность, % к мясу	52,17	–
2	Влагосвязывающая способность, % к общей влаге	68,45	–
3	Массовая доля влаги, %	75,51	4,11
4	Активная кислотность (рН)	5,68	6,64
5	Активность воды (а в )	0,9864	0,473

Таблица 3

Рецептура «Колбаски сыровяленые ферментированные из мяса промысловых животных»

Наименование На 100 кг В 100 % Цена 1 кг, руб. Стоимость, руб. Сырье Мясо лося в/с 39,5 36,0 650,00 24 286,60 Мясо кабана 50,5 46,1 480,00 22 953,60 Шпик хребтовый 10,0 9,1 150,00 1 416,75 Итого сырья: 100,0 91,2 – 48 656,95 Пищевые добавки и специи Соль пищевая 2,000 1,823 10,00 18,92 Смесь нитритно-посолочная 1,200 1,094 40,00 45,40 Глюкоза (декстроза) 0,200 0,182 200,00 37,80 Перец черный молотой 0,100 0,092 440,00 41,80 Перец душистый 0,050 0,045 500,00 23,50 Шиповник порошок 2,500 2,280 2 400,00 5 678,40 Орех кедровый очищенный (дробленый) 3,600 3,283 2 325,00 7 921,28 Бактериальный препарат 0,030 0,027 10 000,00 280,00 Итого добавок: 9,7 8,8 – 14 047,10 ИТОГО: 109,7 100,0 – 62 704,05 позиционировании продукта как диетического с профилактическими свойствами возможно снижение соли в рецептуре до 2,5 %.

Показатель активной кислотности в технологии сыровяленых и сырокопченых мясных продуктов рассматривается как основной барьер, подавляющий рост нежелательной микрофлоры [13, 14].

Изменение показателя рН в образцах № 1 (контроль, без орехов) и № 2 (3,6 % кедровых орехов) протекает характерно для традиционных видов ферментированных колбас (производимых без использования стартовых культур). В данном случае показатель рН не может расцениваться в качестве барьера, обеспечивающего микробиологическую безопасность готового продукта при хранении, так как его значения лежат в диапазоне ˃ 5,0.

Изменение показателя рН в образце № 3 (4,8 % кедровых орехов) имеет нехарактер-

Показатели качества и экономическая эффективность

Таблица 4

Показатели качества Стоимостные показатели в расчете на 1 кг, руб. Наименование Ед. изм. Расчет Не менее Не более Показатель Цена Влага % 29,641 30,000 Стоим. сырья 604,16 Белок % 32,052 30,000 Произв. издержки 100,00 Жир % 22,576 Произв. потери 455,77 Соль поваренная % 5,059 6,000 Вспомогательные материалы 39,00 pH фарша 5,835 5,400 5,900 Себестоимость 1 198,93 Цинк (Zn) мг% 3,252 3,000 Рентабельность (25,11 %) 301,07 Железо (Fe) мг% 3,908 3,000 Цена без НДС 1 500,00 Медь (Cu) мг% 0,239 0,170 НДС 150,00 Марганец (Mn) мг% 0,554 Отпускная ЦЕНА 1 650,00 Витамин A мг% 0,002 Витамин C мг% 40,040 35,000 Витамин E мг% 0,877 0,300 Полиненасыщенные жирные кислоты % 4,126 2,000 Омега-6 % 2,468 2,400 ную динамику, так как в колбасах традиционного созревания на конечных этапах показатель рН должен снижаться за счет накопления молочной кислоты, образованной при расщеплении углеводов под действием имеющейся в колбасном полуфабрикате естественной молочнокислой микрофлоры. Отмечающаяся динамика изменения показателя рН может повлиять на дальнейшую хранимоспособ-ность готового продукта.

Анализируя изменение показателя активности воды в модельных образцах (рис. 1), можно сделать следующие выводы.

Увеличение количества дробленых кедровых орехов в рецептуре незначительно снижает показатель активности воды в фаршевой системе. В готовом фарше он составляет: в образце № 1 – 0,9611; в образце № 2 – 0,9604; в образце № 3 – 0,9601.

Это обусловлено низкими значениями массовой доли влаги (4,11 %) и показателя активности воды (0,473) в самих орехах (табл. 2). В фарше снижается общее количество влаги на единицу массы и количество сво- бодной воды за счет добавления вещества с низкой влажностью и высоким содержанием жира.

В процессе созревания-сушки идет снижение показателя активности воды. К 15 суткам показатель достигает следующих значений: образец № 1 (контроль, без орехов) – 0,8510; образец № 2 (3,6 % кедровых орехов) – 0,8690; образец № 3 (4,8 % кедровых орехов) – 0,8750.

Анализируя диаграмму, можно сделать вывод, что несмотря на то, что начальный показатель активности воды был самый высокий в образце № 1, средний – в образце № 2 и самый низкий – в образце № 3, т. е. с увеличением концентрации кедровых орехов в фарше он снижался, то динамика протекания сушки привела к противоположным результатам.

Уже к 4 суткам показатель активности воды в образце № 2 (3,6 % кедровых орехов) превысил значение показателя в образце № 1 (контроль, без орехов). Показатель в образце № 3 (4,8 % кедровых орехов) превысил значение показателя в образце № 1 примерно на 8 сутки, а в образце № 2 – на 12 сутки.

—•— контроль (без орехов) -■-3,6% кедровых орехов —л—4,8% кедровых орехов

0,9800

ЕС 0,9600 0,9400

Ч 0,9200

И 0,9000 н 0,8800 1 0,8600 S 0,8400 а 0,8200 < 0,8000 0,7800

0 сутки 3 сутки 5 сутки 7 сутки 10 сутки 12 сутки 15 сутки

Рис. 1. Диаграмма изменения активности воды в процессе созревания-сушки

Таким образом, к 15 суткам самый высокий показатель был у образца № 3, средний – у образца № 2 и самый низкий – у образца № 1. Это обусловлено высоким содержанием жира в ядрах кедровых орехов. Так как орехи вносятся в дробленом виде, то часть из них имеет мелкую фракцию. Жировая фаза в колбасном полуфабрикате затрудняет миграцию влаги из внутренних слоев наружу, поэтому процесс обезвоживания протекает медленнее.

Во всех образцах к 15 суткам выполняется условие – рН > 5,0; а в < 0,88. С позиции показателя активности воды сушку на данном этапе можно прекращать. Продукт безопасен и устойчив к микробиологической порче при хранении, в том числе без дополнительного охлаждения.

Из диаграммы изменения массовой доли влаги (рис. 2) можно сделать следующие выводы. Увеличение количества порошка дробленого кедрового ореха в рецептуре снижает массовую долю влаги в фаршевой системе.

За счет того, что процесс обезвоживания при увеличении концентрации кедрового ореха в рецептуре идет медленнее, уже на 5 сутки массовая доля влаги в образце № 2 (3,6 % кедровых орехов) становится больше, чем в образце № 1 (контроль, без орехов). Значение массовой доли влаги в образце № 3 (4,8 % кедровых орехов) превышает значение в образце № 1 примерно на 9 сутки, а в образце № 2 – на 13 сутки.

Конечные значения массовой доли влаги в модельных образцах на 15 сутки созревания-сушки составили: в образце №1 (контроль, без орехов) – 45,32 %; в образце № 2

(3,6 % кедровых орехов) – 46,13 %; в образце № 3 (4,8% кедровых орехов) – 47,11 %.

Если сравнить данные значения с требованиями ГОСТ 33708-2015 «Изделия колбасные сырокопченые и сыровяленые», который, в том числе, регламентирует массовую долю влаги (для полусухих колбас – не более 42 %, для сухих колбас – не более 36 %), то сушку необходимо продолжать как минимум 3-е суток.

Вместе с этим, как было отмечено выше, по показателю активности воды продукты безопасны, и сушка может быть завершена, в том числе по соображениям экономической эффективности [15–17].

Анализируя динамику потерь массы образцов (табл. 5), можно сделать следующие выводы.

В соответствии с вышеизложенными данными по динамике изменения показателей активности воды и массовой доли влаги мы пришли к выводу, что сушку всех образцов можно завершить на 15 сутки.

При этом отмечается, что с увеличением концентрации кедровых орехов в рецептуре увеличивается выход готового продукта. В образце № 2 (3,6 % кедровых орехов) – на 5 % по сравнению с контрольным образцом, в образце № 4 (4,8 % кедровых орехов) – на 5,5 % по сравнению с контрольным.

Оценку органолептических показателей проводили экспертным путем. Для работы применялась 5-балльная шкала, предусматривающая характеристику признаков продукта по пяти качественным уровням (внешнего вида, цвета, запаха, вкуса, консистенции).

—•—контроль (без орехов) -■-3,6% кедровых орехов

—Й—4,8% кедровых орехов

Рис. 2. Диаграмма изменения массовой доли влаги в процессе созревания-сушки

Таблица 5

Потери массы опытных образцов

Продолжительность созревания-сушки	Масса образцов, г
	Контроль, без орехов	% потерь	3,6 % кедровых орехов	% потерь	4,8 % кедровых орехов	% потерь
0 сутки	394,0	0,0	476,0	0,0	447,0	0,0
3 сутки	353,0	10,4	437,0	8,2	403,0	9,8
5 сутки	326,0	17,3	411,0	13,6	374,0	16,3
7 сутки	298,0	24,4	379,0	20,4	344,0	23,0
10 сутки	258,0	34,5	331,0	30,5	298,0	33,3
12 сутки	226,0	42,6	295,0	38,0	268,0	40,0
15 сутки	179,0	54,6	240,0	49,6	223,0	50,1
Потери массы, %	–	54,6	–	49,6	–	49,1
Выход, %	–	45,4	–	50,4	–	50,9

В данном исследовании ставилась задача определить оптимальную с технологической точки зрения концентрацию кедровых орехов в рецептуре ферментированных сыровяленых колбасок, обеспечивающую максимальное восполнение суточной потребности в омега-6 полиненасыщенных жирных кислотах.

По результатам органолептической оценки (рис. 3), самые высокие баллы по всем показателям получил образец № 2 (3,6 % кедровых орехов). Отмечается плотная консистенция с вкраплениями кусочков кедровых орехов, плотно связанных с фаршем. Запах и вкус приятный ореховый, ненавязчивый.

Образец № 3 (4,8 % кедровых орехов) получил заниженные оценки, в первую очередь, по показателям консистенции (рыхлая структура, не связанные с фаршем, «вываливающиеся» ядра кедрового ореха), слишком насыщенный «хвойный» вкус и запах.

Заключение

По результатам оценки комплекса физико-химических показателей и органолептического анализа наиболее предпочтительной концентрацией кедровых орехов в рецептурах сыровяленых колбас является уровень в 3,6 % на 100 кг несоленого сырья (образец № 2). По результатам математического моделирования

Внешний вид

Консистенция

Рис. 3. Диаграмма распределения органолептических характеристик

^^контроль, без орехов

^^3,6% кедровых орехов

^^4,8% кедровых орехов при данной концентрации потребление 100 грамм ферментированных сыровяленых колбасок обеспечивает суточную потребность человека в омега-6 полиненасыщенных жирных кислотах на 20 %. А с учетом того, что реальные потери массы за счет обезвоживания составили 49,6 %, то показатель обеспеченности суточной потребности в 100 граммах готового продукта будет еще выше.

Конечный продукт имеет достаточно высокое значение показателя рН (5,92), что характерно для сухих колбас традиционного созревания. В данном случае кислотность не может расцениваться в качестве барьера, обеспечивающего микробиологическую безопасность готового продукта при хранении.

Вместе с этим на 15 сутки сыровяленые колбаски имеют значение показателя активности воды 0,8690, что обеспечивает микробиологическую безопасность продукта при хранении и соответствует регламентируемым значениям для данного класса продуктов (≤ 0,85–0,88).

В свою очередь, образец № 3 характеризуется высоким конечным значением показателя рН, который стремительно начинает расти после 10 суток и к 15 суткам достигает значения 6,25. Таким образом, не происходит традиционного снижения рН в конце процесса за счет накопления в колбасном полуфабрикате молочной кислоты. Это может повлиять на дальнейшую хранимоспособность продукта.

Кроме этого, концентрация в 4,8 % в образце № 3 оказывает негативное влияние на консистенцию, вкус и запах готового мясного продукта.

Также увеличение количества кедровых орехов в рецептуре значительно повышает себестоимость готового продукта из-за их дороговизны.