Разработка варено-копченых колбасных изделий с использованием растительных белково-углеводных комплексов

Производство качественных мясных продуктов важно для населения и становится все более сложной задачей, требующей улучшения технологий и автоматизации процессов. Для успешного выполнения этой задачи необходимо развивать сельское хозяйство и перерабатывающие отрасли, сокращать затраты и повышать дисциплину труда. Ключевым фактором в этом процессе является профессиональный рост персонала и совершенствование комплексной технологии переработки сельскохозяйственного сырья. Мясная промышленность играет важную роль в агропромышленном комплексе и обеспечивает население основными продуктами питания.

Мясная промышленность имеет значительное значение для народного хозяйства, поскольку она способствует развитию животноводства, устанавливает стандарты для скота, устраняет сезонность, развивает новые формы торговли мясом и меняет быт с помощью выпуска полуфабрикатов и готовых кулинарных изделий.

В связи с этим, государственная политика направлена на поиск путей решения по возобновлению биологически активных ресурсов, которые будут удовлетворять физиологическим потребностям организма. Перспективы обеспечения населения здоровым питанием обозначены в Концепции долгосрочного социально-экономического развития Российской Федерации на период до 2030 года, Стратегии повышения качества пищевой продукции в Российской Федерации до 2030 года. Учитывая имеющиеся отставания по производству мяса некоторых видов животных, для России представляют существенный интерес скороспелые животные и птицы, производство мяса которых можно увеличить за счет внутренних резервов.

Необходимость добавления антиоксидантов в мясные продукты с высоким содержанием ненасыщенных жиров доказана рядом авторов [1–3], поскольку эти жирные кислоты подвержены быстрому окислению. Хотя традиционно используются искусственные антиоксиданты, подходы, использующие натуральные антиоксиданты, очень популярны. Эти антиоксиданты могут оказывать благотворное влияние на здоровье, а также играть технологическую роль в предотвращении окисления продукта.

Цель работы – разработка варено-копченых колбас с применением белково-углеводной композиции, обогащенной микроэлкмнтами.

Установлена причинно-следственная связь между потреблением селена с пищей и защитой ДНК, белков, липопротеинов и липидов от окислительного повреждения, поскольку селен входит в состав селенопротеинов, некоторые из которых обладают важными антиоксидантными свойствами (Данилов Ю.Д., 2017). Рекомендуемая суточная норма потребления селена для человека (55 мкг/день) в настоящее время не соблюдается в большинстве европейских стран. Кроме того, эта рекомендуемая норма потребления не учитывает тот факт, что более высокие уровни потребления селена, по-видимому, приносят дополнительную пользу для здоровья, помимо его предполагаемого воздействия на активность селеноэнзимов [5, 15].

Материалы и методы

Проводилась оценка объектов исследования с применением нужного набора органолептических и физико-химических анализов. Для опытного создания образцов варено-копченых колбасных изделий с добавлением растительных ингредиентов и стандартного образца, технологический процесс был адаптирован под лабораторные условия [15]. Изготавливался фарш для контрольного и экспериментального вариантов. Взятие проб готовой продукции осуществлялось в соответствии с требованиями ГОСТ 31904–2012. При разработке рецептуры вареной ветчиннорубленой колбасы использовалось следующее основное сырье: мясо кролика по ГОСТ 27747– 2016; мясо цыплят-бройлеров по ГОСТ 31962– 2013, экструдированная смесь из зерна, полученную в лабораторных условиях; шпик свиной хребтовой по ГОСТ Р 55485–2013. Проводилась органолептическая оценка образцов согласно требованиям ГОСТ 9959–2015 и заполнялся лист дегустационной оценки.

Определение физико-химических показателей проводили по следующим методикам: содержание йода по ГОСТ 31660–2012, селена по ГОСТ 31707–2012, массовую долю белок по ГОСТ 25011–2017, массовую долю жира по ускоренной методике по требованиям ГОСТ 23042–2015.

Массовая доля углеводов в пересчете на глюкозу определялась по ГОСТ 31470–2012. Массовая доля поваренной соли определялась по методу Мора согласно ГОСТ 9957–2015. Массовая доля нитритов определялась по ГОСТ 8558.1–2015. Массовая доля фосфатов определялась по ГОСТ 9794–2015 фотометрическим методом. Содержание золы определяется по методике, описанной в ГОСТ 31727–2012.

Определение содержания минеральных веществ в мясе проводили по ГОСТ 31727–2012 путем последовательно выполняемых операций высушивания, обугливания, озоления пробы при температуре 525–575 °С и определении содержания золы.

Результаты

По мнению ведущих экспертов мясного рынка, было выявлено, что на рынке Воронежа представлена продукция всех товарных групп колбасных изделий во всех ценовых сегментах, причем доля производителей ЦЧЗ составляет около 95%. Потребляют колбасные изделия около 90% населения столицы. В суммарной емкости рынка колбасных изделий доля колбас составляет около 36%, сосисок – 30%, ветчин – 19%, остальная продукция приходится на мясные деликатесы [7, 8].

В ходе опроса, проведенного среди жителей Воронежа, выяснилось, что 80% опрошенных отрицательно относятся к наличию соевых добавок в колбасных изделиях и стараются избегать покупки такой продукции. Только 11% респондентов указали, что информация о составе продукта является для них важным критерием при выборе, несмотря на широко распространенное неприятие соевых добавок. Одновременно, 38% участников опроса обращают внимание на соответствие продукции стандартам ГОСТ или ТУ, в то время как для 21% данная информация не играет роли. Среди потребителей 41% не придавали значения этому аспекту. Важным ожиданием потребителей от колбасных изделий является их качественная стабильность.

Более половины белка в рационе человека приходится на мясные продукты. Ожидается, что к 2030 году уровень потребления мяса в мире возрастет до 72%. В условиях острой конкуренции, производителям необходимо оперативно адаптироваться к изменениям, проводя не только анализ текущих, но и прогноз будущих потребностей рынка.

В рамах работы были проведены маркетинговые исследования, направленные на изучение предпочтений потребителей в сегменте колбасных изделий с добавлением натуральных биоактивных веществ. Для сбора данных использовалось анкетирование через Google Forms среди жителей Воронежа в возрастной категории от 17 до 60 лет. В ходе исследования было опрошено 1000 человек, что позволило получить разделенные по полу, возрасту и виду деятельности результаты.

Были определены потребительские предпочтения на разные виды колбасных изделий (таблица 1) и факторы, которыми руководствуются респонденты при выборе того или иного вида колбасных изделий.

Таблица 1. Определение доли спроса потребителей на виды колбасных изделий

Table 1.

Determining the share of consumer demand for types of sausage products

Образец Sample	Количество респондентов Number of respondents
Вареные колбасные изделия Boiled sausages	557 57,7%
Копченые колбасы Smoked sausages	289 28,9%
Мясные деликатесы Meat delicacies	124 12,4%

Как видно из представленных данных таблицы 1, большинство респондентов отдают предпочтение вареным колбасным изделиям, так как они отличаются высокими вкусовыми и пищевыми достоинствами и относительно низкой стоимостью.

Необходимо подчеркнуть, что 91,8% опрошенных предпочитают колбасную продукцию отечественного производства, что говорит о большом потенциале в области развития рынка колбасных изделий с натуральными биологически активными добавками.

Для работки мясных систем в качестве основного сырья использовали мясо кролика, полученное после ручной обвалки в условиях ООО «Липецкий кролик» и мясо – цыплят бройлеров. Проведенный сравнительный анализ их химического состава, представленный на рисунках 1 и 2.

Белок крольчатины более богат незаменимыми аминокислотами, чем белок мяса цыплят-бройлеров. Именно НАК имеют большую биологическую ценность, так как они не способны синтезироваться в организме человека и должны в достаточных количествах поступать с пищей. Мясо кролика отличается высоким содержанием среди НАК лизина – 10,89, лейцина – 8,10 г/100 г. белка. Среди ЗАК можно отметить большое количество глутамина (14,55 г/100 г. белка), аспаргина (8,89 г/100 г.) и аланина (7,89 г/100 г.).

■ Вода/Water

■ Белки/Protein

■ Жиры/Fats

■ Зола/Ash

a                                                             b

Рисунок 1. Химический состав мяса кролика и цыплят-бройлеров

• Figure 1.    Chemical composition of rabbit meat and broiler chickens

Общее количество незаменимых аминокислот в белке мяса, как кролика, так и мясе цыплят-бройлеров превосходит идеальный белок. Если рассматривать отдельные НАК, то видно, что по каждой из них белок кроличьего мяса имеет запас, однако следует отметить, что запас изолейцина, валина и серосодержащих аминокислот ограничен.

Белок мяса цыплят-бройлеров недостаточно обеспечен такими аминокислотами как лейцин, изолейцин и валин. В обоих видах мяса наблюдается большой запас лизина (198 и 204%) и триптофана (161 и 140%).

Таблица 2.

Белково-качественный показатель (БКП)

Table 2.

Protein-quality index (PQI)

Аминокислота Amino Acid	Вид мяса/ Type of meat
	Мясо кролика/ Rabbit meat	Мясо цыпленка – бройлера/ Broiler chicken meat
Содержание триптофана, мг/г белка/ Tryptophan content, mg/g protein	16,1	13,0
Содержание оксипролина мг/г белка/ Oxyproline content mg/g of protein	2,7	8,9
Отношение триптофана к оксипролину	6,0	1,5

По нашим данным БКП крольчатины составил 6,0 и в 4 раза превышает этот же показатель по мясу цыплят-бройлеров. То есть, совершенно четко видно, белок мяса кролика обладает очень высокой биологической ценностью (таблица 2).

Для создания инновационного продукта, обладающего улучшенными пищевыми качествами и пригодного для диетического питания, мы полагаем оправданным применение кроличьего мяса. В качестве основы для варено – копченых колбас использовали фарш из мяса цыплят-бройлеров и проводили замену шротом мяса кролика в количестве 5, 10, 15, 20, 25% и исследовали ФТС модельных образцов. Результаты представлены на рисунке 2.

Содержание мяса кролика в фарше, %/ The content of rabbit meat in minced meat, %

Рисунок 2. Функционально-технологические свойства фарша в зависимости от дозировки мяса кролика ручной обвалки

• Figure 2.    Functional and technological properties of minced meat depending on the dosage of hand-rolled rabbit meat

Применение крольчатины, по нашему мнению, обосновано при разработке продукта, превосходящего аналоги по пищевой ценности и отвечающего требованиям диетического рациона. Согласно данные рисунка 2 целесообразно вводить в фарш 25% мяса кролика ручной обвалки от массы мяса птицы. При таком количестве наблюдаются высокие значения функционально-технологических свойств, а именно, ВСС составляет 51,6%, ВУС – 54,5%, а ЖУС – 56,4%, что выше при внесении 5% крольчатины на 7,3, 11,7 и 4,2% соответственно.

Для получения зерновой композиции, обогащенной микроэлементами использовали семена маша и пшеницы, которые подвергали дополнительной обработке путем проращивания в среде йодида калия и селенита натрия [16] с последующим проведение горячей экструзии.

На рисунке 3 представлен полученный экструдат.

Рисунок 3. Экструдированная комплексная смесь

Figure 3. Extruded complex mixture

На основе полученных экспериментальных данных обоснован состав фаршевой основы для продукта, состоящей из шрота мяса кролика в количестве 25% от общей массы фарша и мяса цыплят-бройлеров в количестве 75%, тем самым обеспечена сбалансированность состава белков в готовом продукте и повышен уровень минерального состава.

При создании контрольного образца и ассортимента варено-копченых колбас собственной разработки использовался состав рецептуры колбасы варено-копченой «Любительская» категория А (ГОСТ Р 55455–2013), в которой произвели замену говядины на шрот из мяса птицы и кролика, а также вносили 17% от массы несоленого сырья, представляющего собой смесь экструдированной пшеницы и маша в соотношении 1:6, обогащенную селеном и йодом.

Контрольный образец изготавливается по авторской рецептуре, без добавления растительного ингредиента

Технология производства варено-копченых колбас базировалась на традиционной технологической схеме.

Таблица 3.

Органолептические и физико-химические показатели варено-копченых колбасных изделий

Table 3.

Organoleptic and physico-chemical parameters of boiled and smoked sausages

Показатель | Indicator	Ха	рактеристика | Characteristic
	«Любительская» (контроль) | "Lubitelskay" (control)	«Новокупеческая» (опыт) | "Novokupecheskay" (experiment)
Внешний вид | Appearance	Батоны с чистой, сухой поверхностью | Loaves with a clean, dry surface
Вид на разрезе | Split view	Мышечная ткань розового или светло-розового цвета | The muscle tissue is pink or light pink in color
	–	Кусочки шпика и мышечной ткани размером не более 6 мм Pieces of bacon no more than 6 mm in size
Консистенция| Consistency	Упругая | Elastic
Запах и вкус | Smell and taste	Свойственные данному виду продукта со слабовыраженным ароматом пряностей, в меру соленый, без постороннего привкуса и запаха | Characteristic of this type of product with a slightly pronounced aroma of spices, moderately salty, without foreign taste and smell
Массовая доля жира, % Mass fraction of fat, %	37,50	26,50
Массовая доля белка, % Mass fraction of protein, %	14,20	17,50
Массовая доля влаги, % Mass fraction of moisture, %	47,00	49,30
Массовая доля углеводов, % Mass fraction of carbohydrates, %	1,30	6,70
Массовая доля пищевых волокон, % Mass fraction of dietary fiber, %	–	4,30
Массовая доля поваренной соли, % Mass fraction of table salt, %	4,00	3,80
Массовая доля нитрита натрия, % Mass fraction of sodium nitrite, %	0,005	0,005
Выход, %/ Output, %	102,00	115,00

Таблица 1.

Аминокислотный состав и биологическая ценность колбасных изделий

Table 1.

Amino acid composition and biological value of sausage products

Наименование аминокислоты The name of the amino acid	Наименование изделия/ Product nаmе
	Белок по шкале ФАО / ВОЗ, г/100 г белка | Protein according to the FAO/WHO scale, g / 100 g of protein	Любительская (контроль), г/100 г белка Lubitelskay (control), g / 100 g of protein	«Новокупеческая» (опыт), г/100 г белка «Novokupecheskay» (experiment)
Валин/Valin	5,0	5,28	5,48
Изолейцин/ Isoleucine	4,0	4,57	4,95
Лейцин/ Leucine	7,0	9,21	9,32
Лизин/ Lysine	5,5	7,59	7,62
Метионин + цистин/ Methionine + cystine	3,5	4,43	4,24
Треонин/ Threonine	4,0	5,22	5,14
Триптофан/ Tryptophan	1,0	1,72	1,76
Фенилаланин + тирозин/	6,0	8,72	9,12
КРАС, %/ CDAS, %	-	28,26	24,65
БЦ, %/ BV, %	-	71,74	75,35

Обсуждение

Применение злаков в производстве мясных изделий набирает обороты, что подтверждается исследованиями ученых, как в России, так и за рубежом. Используя эти культуры, можно сократить производственные потери и повысить стабильность качества изделий.

В частности, для повышения плотности и сохранения влаги в мясном фарше обычно применяют муку из злаков, включая пшено и рис. Вместе с тем, злаки и крупы имеют несбалансированный состав аминокислот. С целью улучшения питательной ценности изделий рекомендуется сочетание различных растительных компонентов и их добавление в продукцию. В рамках американских исследований были изучены характеристики сосисок с низким содержанием жира, в состав которых входили овсяные отруби. Обработка таких изделий теплом приводила к уменьшению количества испаряемой влаги и увеличению необходимой силы для их разрезания [9, 11–13, 15].

Важным аспектом в современном обществе является проблема дефицита необходимых питательных веществ в рационе. Недостаток белка, йода и селена играет ключевую роль в увеличении вероятности возникновения различных заболеваний [4, 6, 10]. Белки, как высокомолекулярные азотсодержащие соединения, состоят из полипептидных цепей, связанных пептидными связями и имеющих важное значение для правильного питания человека. Среди клинически значимых проявлений дефицита энергии и протеина выделяют квашиоркор (тяжелая дистрофия, обусловленная недостаточным потреблением белков) и алиментарный маразм [17].

Главным поставщиком селена выступает цельнозерновая пшеничная мука. На данный момент выбор функциональных и обогащенных продуктов на российском рынке невелик.

Было установлено, что ввод растительный экструдированного компонента также увеличивает водосвязывающую способность фарша до уровня 88,4%, в результате чего количество влаги в готовом продукте также увеличивается [14].

В ходе органолептической оценки готового продукта выяснено, что он отвечает требованиям нормативной документации, предъявляемым к данному виду колбасных изделий. Органолептические и физико-химические показатели опытного и контрольного образца представлены в таблице 3. Замещение части мясных компонентов на растительные аналоги в количестве до 17% приводит к улучшению показателей качества белка, увеличивая его биологическую ценность на 1,36% и повышая аминокислотный индекс для ограничивающей аминокислоты на 17,8%. В частности, экспериментальный образец варенокопченой колбасы "Новокупеческая" демонстрирует увеличение аминокислотного индекса для треонина на 23,5% и рост биологической ценности на 2,44% в сравнении с контрольным образцом. В состав указанного образца колбасы вводится максимально разрешенный объем растительного компонента, равный 17% от веса мясного сырья. Несмотря на то, что такое добавление способствует повышению содержания определенных микроэлементов в продукте, в рамках данного исследования акцент был сделан на анализе протеина, йода и селена как ключевых элементов для обеспечения сбалансированного питания. Это привело к решению не включать в экспериментальный анализ другие минеральные вещества, ограничив исследование лишь указанными микроэлементами.

При употреблении 100 г. разработанного продукта потребность в пищевых волокнах будет удовлетворяться на 17,2% от суточной нормы потребления, равной 25 г. в сутки, в белке на 19,44% от суточной потребности равной 90 г.

В исследуемом образце варено-копченой колбасы «Новокупеческая» содержание селена составило 16,77 мкг / 100 г. продукта, йода составило 36,51 мкг / 100 г. продукта.

Включение растительного компонента, богатого йодом и селеном, как частичной альтернативы мясному сырью, дает возможность выпускать продукты, не отличающиеся по вкусу от традиционных аналогов.

В ходе создания опытных образцов выяснилось, что итоговый выход продукции способен достигать 115% (см. рисунок 4), основываясь на суммарной массе использованных специй, сырья и прочих составляющих.

Стоит отметить, что, за исключением контрольного образца, ассортимент новой продукции ограничивается двумя наименованиями.

Полученный образец варено – копченой колбасы "Новокупеческая" (рисунок 4) относится к категории обогащенных продуктов благодаря высокому уровню белка, что подразумевает наличие улучшенного профиля аминокислот.

Рисунок 4. Образец варено-копченой колбасы «Новокупеческая»

Figure 4. Samples of boiled and smoked sausage "Novokupecheska"

Готовые образцы варено-копченых колбас подвергали перечню физико-химических исследований. По результатам анализа общего химического состава установлено, что разработанный продукт обладает более высокой пищевой ценностью за счет снижения массовой доли жира и повышенным содержанием белка.

Заключение

Развитие новых источников ключевых пищевых элементов и внедрение в производственный процесс альтернативных сырьевых ресурсов для повышения питательной и биологической стоимости продукции являются основополагающими принципами современной стратегии производства пищевых товаров, включая колбасные изделия.

Сочетание растительных компонентов в соотношении одна часть пшеницы на шесть частей маша позволяет получать ингредиент с улучшенным аминокислотным составом и обогащенным целевыми микроэлементами. Обосновано соотношение мясного сырья при составлении пищевой системы – мясо кролика: мясо цыплят-бройлеров в разрабатываемом продукте равное 1: 3. Создана рецептура обогащенных варено-копченой по органолептическим показателям не отличающейся от контрольного образца без добавления растительного ингредиента. Образцы варено-копченых колбас можно отнести к категории обогащенных продуктов питания, так как употребление 100 г данных изделий способствует удовлетворению более 15% среднесуточной физиологической потребности человека в сбалансированном белке, микроэлементах йоде и селене. Органолептические свойства колбас не ухудшаются при добавлении растительного ингредиента, сроки годности зафиксированы в пределах нормы. Расчет экономической эффективности показал, что уровень рентабельности для внедрения нового варено – копченой колбасы «Новокупеческая» составил 44,40%, тогда как в контрольном варианте этот показатель составил 10,02%, что доказывает целесообразность производства нового продукта. Разработанный новый продукт отличается повышенной пищевой и биологической ценностью и может быть использован для обогащения рационов питания всех групп населения.