Влияние комплекса животных белков на свойства фаршевых систем и термообработанных продуктов

Опубликованные материалы о составе, свойствах, пищевой и биологической ценности белков животного происхождения, а также данные о возможности и целесообразности введения животных белков в состав мясных продуктов из экссудативного сырья позволили предположить актуальность исследований в отношении изучения влияния смеси белковой «М 100» (СБ) на свойства сырья и готовых продуктов из PSE (экссудативной) свинины [1–3]. По мнению многих исследователей, проблема переработки мяса PSE качества остается актуальной [4–6].

Анализируя необходимость инновационных решений в области переработки мясного сырья с аномальным характером автолиза, следует подчеркнуть, что по имеющимся данным в среднем, по России на долю PSE мяса приходится не менее 21 % перерабатываемого сырья [7, 8]. Для PSE мяса характерно быстрое, в течение 30–45 мин после убоя животного, развитие гликолитических процессов [9]. В результате величина рН достигает значений 5,0–5,5 уже через 1–2 часа после убоя животного при достаточно высокой температуре туши (около 35 °С), что оказывает негативное влияние на белки. Вследствие этого мясо приобретает низкие функциональнотехнологические свойства (PSE) [10–12].

Ранее выполненными исследованиями установлены высокие функционально-технологические свойства смеси белковой «М 100» и показана возможность использования ее при производстве мясных фаршевых изделий.

В этой связи целью настоящих исследований явилось изучение влияния СБ на свой- ства модельных фаршей и продуктов из PSE сырья в сравнении с изделиями из свинины NOR качества, определение количества добавляемой белковой смеси и предпочтительный вариант ее использования в технологии вареных колбасных изделий.

Материал и методы

Опытные образцы фарша изготавливали из PSE-экссудативной свинины с добавлением предварительно гидратированной смеси белковой (СБ) в количестве 6; 12; 18 % к массе образца взамен соответствующего количества мясного сырья. Гидратация смеси белковой составляла: на 1 часть смеси – 5 частей воды. В качестве контроля использовали образцы, приготовленные без добавления СБ, из свинины с традиционным ходом автолиза (NOR – контроль 1) и экссудативной свинины (PSE – контроль 2). Для приготовления модельных готовых продуктов исследуемые образцы помещали в стеклянные стаканчики и подвергали термической обработке при температуре от 80 до 85 °С до температуры в центре продукта 72 °С.

В ходе исследований были использованы следующие методы: содержание влаги определяли по ГОСТ Р 51479-99, содержание белка – по ГОСТ 26889-86, содержание жира – по ГОСТ 23042-86, массовую долю поваренной соли – по ГОСТ Р 51480-99. Концентрацию ионов водорода определяли с помощью рН-метра модели «Замер-2696» с использованием комбинированного электрода. Содержание нитрита натрия определяли по ГОСТ 8558.178, содержание нитрозопигментов – методом, основанном на экстрагировании нитрозопигментов водным раствором ацетона с последующим определением оптической плотности растворов на спектрофотометре при длине волны 540 нм относительно 80 %-ного водного раствора ацетона. Устойчивость окраски определяли по оптической плотности экстрактов нитрозопигментов до и после экспозиции продукта на свету [13]. Микроструктурные исследования проводили на микроскопе «AxioImaiger. A1» (Carl Zeiss, Germany) с помощью видеокамеры «AxioCamMRc 5». Обработку изображений производили с применением компьютерной системы анализа изображений «AxioVision 4.7.1.0» [14]. Предельное напряжение разрушения (ПНР) определяли на универсальной испытательной машине «Инстрон-3342» с использованием набора цилиндрических инденторов, водосвязывающую (ВСС) способность фаршей – методом прессования [15]. Органолептическую оценку проводили в соответствии с ГОСТ 9959-91.

Результаты и обсуждение

Определение химического состава (табл. 1) показало, что введение в состав фаршей гидратированной смеси белковой приводит к увеличению массовой доли влаги, снижению массовой доли белка и жира пропорционально росту содержания СБ в составе фаршей.

Сравнение абсолютных значений массовой доли влаги в образцах показало, что ее содержание в фарше с 6 % СБ сопоставимо с уровнем в контрольном опыте из NOR сырья. В образце, содержащем 12 % гидратированной смеси, массовая доля влаги превышает уровень показателя в контрольном фарше из NOR свинины не более, чем на 2 %. При максимальном уровне замены мясного сырья (18 %) массовая доля влаги в фарше составляет 104,8 и 108,3 % от уровня в контрольных NOR и PSE образцах, соответственно.

Установлено, что независимо от уровня

Таблица 1

Химический состав модельных фаршей из NOR и PSE нежирной свинины с разным содержанием гидратированной СБ

Образец Массовая доля, % влаги белка жира Контроль NOR 59,62 ± 0,15 11,72 ± 0,54 27,65 ± 1,10 PSE 57,73 ± 0,12 12,29 ± 0,61 28,28 ± 1,12 Опыт 6 % 12 % 18 % 59,30 ± 0,21 12,19 ± 0,41 26,65 ± 1,05 60,92 ± 0,20 12,06 ± 0,36 24,99 ± 1,31 62,51 ± 0,15 11,95 ± 0,25 23,33 ± 1,40 замены мяса на гидратированную белковую смесь массовая доля белка во всех опытных образцах остается выше, чем в контрольном фарше из NOR сырья и несущественно снижается относительно уровня в контрольном образце из PSE свинины, что обусловлено более высоким содержанием белка в составе PSE сырья. Значение показателя массовой доли жира в опытных образцах с содержанием 6, 12 и 18 % гидратированной белковой смеси составляет 94,2; 88,4; 82,5 % от уровня массовой доли жира в контрольном образце из PSE сырья.

Наиболее значимым показателем, характеризующим функциональность вносимых белковых ингредиентов и фаршевой системы в целом, является водосвязывающая способность. На рис. 1 представлена зависимость ВСС модельных фаршей из свинины NOR и

PSE качества без и с разным содержанием СБ (6, 12 и 18 %). Установлено, что по мере увеличения уровня замены мясного PSE сырья на гидратированную белковую смесь ВСС фаршей увеличивается. Значения показателя для опытных фаршей превышали уровень в контрольном из PSE сырья на 5,26, 7,97 и 10,56 % соответственно для образцов с содержанием 6, 12 и 18 % СБ. При сравнении значений ВСС опытных образцов и контрольного фарша из NOR свинины установлено, что при содержании в опытном фарше 18 % гидратированной СБ водосвязывающая способность сопоставима с уровнем в контроле, а при содержании 12 % – водосвязывающая способность составляет более 97 % от значения показателя в том же контрольном NOR образце. Полученные результаты свидетельствуют о положительном влиянии СБ на водосвязывающую

Рис. 1. Водосвязывающая способность модельных фаршей из NOR и PSE свинины без и с заменой 6, 12 и 18 % сырья на гидратированную СБ

Рис. 2. Потери массы при термической обработке модельных колбас из NOR и PSE свинины без и с заменой 6,12 и 18 % сырья на гидратированную СБ

способность фаршевых систем из экссудативного мяса, что обусловлено высокой влагоудерживающей и влагосвязывающей способностями исследуемой белковой композиции.

Определение потерь массы при термической обработке подтвердило полученные данные. Так, у опытных образцов потери массы в виде бульона были выше, чем у контрольного образца из NOR свинины, но ниже, чем у контрольного фарша из PSE сырья (рис. 2). С повышением уровня замены экссудативного сырья на белковую смесь потери массы при термообработке опытных образцов снижаются и составляют 89,2; 80,37 и 78,02 % от уровня потерь в контрольном PSE образце соответственно при замене 6, 12 и 18 % основного сырья на СБ.

Обоснование уровня замены мясного сырья во многом обусловлено влиянием на органолептические показатели, в том числе цвет продуктов. Ниже приведены результаты определения содержания общих и нитрозопигментов, а также устойчивости окраски модельных фаршевых систем (табл. 2 и 3).

Установлено, что по мере роста уровня замены мясного PSE сырья на СБ в опытных продуктах содержание общих и нитрозиро-ванных пигментов снижается относительно контрольного образца из аналогичного сырья. В то же время эффективность нитрозирования повышается, так как значения отношений нитрозоформ к общим пигментам в опытных образцах выше, чем в контрольном продукте с использованием PSE свинины.

Как показали опыты, лучшей устойчивостью окраски обладают контрольные образцы из NOR свинины. Несмотря на то, что в образцах из экссудативного сырья отмечено наибольшее содержание нитрозоформ пигментов, их устойчивость к воздействию света ниже. Введение в рецептуру модельных продуктов из PSE сырья белковой смеси статистически достоверно не влияет на показатель устойчивости окраски. Его значения для опытных образцов с разным содержанием СБ сопоставимо с уровнем в контрольном продукте c PSE свинины.

Для более полного представления о формировании цвета модельных колбас изучены цветовые характеристики методом цветометрического контроля в системе Lab и рассчитана устойчивость по каждой хроматической координате (табл. 4). В качестве опытного образца использовали фарш с заменой 12 % основного сырья на СБ. Результатами исследований установлено, что в образце фарша из свинины PSE качества (контроль 2) отмечается увеличение значений показателя светлоты на 10 %, показателя желтизны – на 34,6 % относительно уровня в контрольном продукте из NOR мяса без существенного изменения красной хроматической составляющей.

При замене 12 % экссудативного сырья на смесь белков наблюдается снижение красноты и увеличение значения показателя L, при этом опытный продукт был светлее контрольного, содержащего PSE свинину, только на 2,03 %, а уровень красноты снизился не более чем на 13 %. Анализ данных по желтой составляющей (b), а также оценка стабильности цветовых характеристик свидетельствует о положительном влиянии используемых в опытной рецептуре ингредиентов СБ на устойчивость пигментов мяса в продуктах, содержащих экссудативное сырье.

Принимая во внимание, что объектом исследования в настоящей работе является смесь белков животного происхождения, обладающих существенно разными физикохимическими и функционально-технологическими свойствами, представлялось целесообразным определить наиболее предпочтительный этап технологического процесса изготовления колбас для введения СБ в состав фарша.

Сравнение значений ВСС исследуемых колбасных фаршей из экссудативной свинины показало, что введение белковой смеси в количестве 12 % вместо основного сырья на этапе фаршесоставления (куттерования) обеспечивает максимальный прирост показателя (на 7,82 %) относительно уровня в контроле (фарш без СБ). Введение белковой смеси на этапе посола мяса c последующем составлением фарша в куттере также обеспечивает относительно высокий уровень данного показателя – 5,5 %, однако значение ВСС остается ниже, чем в исследуемом ранее образце.

Выявленные различия в значениях ВСС опытных фаршей, приготовленных с одним и тем же количеством гидратированной белковой смеси, но внесенной на разных этапах изготовления колбас, свидетельствуют о различных механизмах вовлечения смеси в структурообразование конечной фаршевой системы. Можно предположить, что при кут-теровании белковая смесь более равномерно распределяется по объему фарша. Такие усло-

Таблица 2

Содержание пигментов и отношение нитрозопигментов к общему содержанию пигментов в модельных колбасах из NOR и PSE мяса без и с содержанием

6, 12 и 18 % гидратированной СБ

Продукт		Содержание пигментов
		ед. опт. плотности		нитрозированных, % к общим
		общих	нитрозированных
Контроль	NOR	0,089 ± 0,001	0,065 ± 0,001	73,03
	PSE	0,081 ± 0,002	0,067 ± 0,002	82,72
Опыт	6 %	0,078 ± 0,001	0,065 ± 0,002	83,33
	12 %	0,074 ± 0,001	0,062 ± 0,001	83,78
	18 %	0,069 ± 0,002	0,058 ± 0,001	84,06

Таблица 3

Устойчивость окраски опытных и контрольных продуктов из NOR и PSE свинины

Продукт		Содержание нитрозопигментов, ед. опт. плотности		Устойчивость окраски, %
		до экспозиции	после экспозиции
Контроль	NOR	0,065 ± 0,001	0,056 ± 0,001	86,15 ± 0,01
	PSE	0,067 ± 0,002	0,056 ± 0,001	83,58 ± 0,01
Опыт	6 %	0,065 ± 0,002	0,054 ± 0,002	83,07 ± 0,02
	12 %	0,062 ± 0,001	0,052 ± 0,002	83,87 ± 0,01
	18 %	0,059 ± 0,002	0,050 ±0,001	84,64 ± 0,01

Таблица 4

Качественные характеристики цвета в системе Lab

Координаты цвета Исследуемые образцы контроль 1 контроль 2 опыт 12 % Светлота (L) До экспозиции 54,96 ± 0,48 60,47 ± 0,54 61,70 ± 0,52 После экспозиции 52,12 ± 0,38 54,88 ± 0,52 58,12 ± 0,46 Устойчивость, % 94,83 ± 2,32 90,76 ± 3,21 94,20 ± 2,65 Краснота (а) До экспозиции 10,44 ± 0,44 10,32 ± 0,58 8,98 ± 0,45 После экспозиции 8,95 ± 0,45 8,42 ± 0,45 7,86 ± 0,42 Устойчивость, % 85,73 ± 4,36 81,59 ± 3,25 87,52 ± 5,21 Желтизна (b) До экспозиции 12,16 ± 0,40 16,37 ± 0,52 14,42 ± 0,42 После экспозиции 15,88 ± 0,58 19,17 ± 0,44 16,32 ± 0,56 Устойчивость, % 74,6 ± 3,45 82,90 ± 2,66 86,80 ± 3,56 вия, вероятно, обеспечивают эффективное взаимодействие белков смеси, мышечной ткани и воды.

Данное предположение подтвердили последующие микроструктурные исследования. Анализ показал, что тонкоизмельченный фарш из PSE свинины, посоленной в присутствии 12 % СБ, представлен механически обработанной однородной компактной массой, основная часть которой состоит из мелкозернистого эозинофильного белкового вещества с включением липидных капель и частиц белка коллагенновой природы. Последние равномерно распределены в системе и диффе- ренцируются в форме отдельных специфически организованных образований. Местами образуются агрегационные системы, слипающиеся с частицами разрушающихся клеточных структур мышечной ткани (рис. 3).

Фарш, в состав которого вводили СБ на этапе куттерования (рис. 4), имеет схожую гистологическую картину, однако отличается большей однородностью и компактностью фаршевой массы, меньшим числом и размером вкраплений частиц белковой природы.

Как показали результаты исследований, введение смеси белковой при фаршесоставле-нии обеспечивает увеличение выхода продук-

Рис. 3. Фарш из сырья, посоленного с 12 % СБ. Об. х40

Рис. 4. Фарш из соленого сырья с добавлением 12 % СБ при куттеровании. Об. х40

та на 1,6 % (рис. 5) по сравнению с опытным образцом, в который смесь белковую добавляли на этапе посола мяса c последующем составлением фарша в куттере. Следует отметить, что независимо от стадии внесения СБ, выход опытных продуктов существенно превышал уровень показателе в контроле.

Анализ полученных результатов позволил установить, что наиболее эффективно вносить смесь белковую на этапе фаршесоставления. Более низкие значения изучаемых показателей в образцах, в которые СБ добавляли при посоле фарша, можно объяснить способностью смеси желировать без нагрева в процессе выдержки. Учитывая условия посола опытного сырья (непредельная гидратация смеси и малое количество воды, добавляемое при посоле) очевидно, что желирование смеси отрицательно сказывается на водосвязывающей способности фаршевой системы и других исследованных показателях. Можно полагать, что в гелеобразном состоянии внесенная белковая смесь выполняет функцию наполнителя, тогда как введение смеси при фаршесо-ставлении позволяет более широко раскрыть ее функциональный потенциал и обеспечить взаимодействие с большим количеством воды и белками мышечной ткани.

Изучение влияния смеси белков животного происхождения на свойства фаршей из сырья с аномальным ходом автолиза показало целесообразность ее использования для приготовления вареных колбас, содержащих экссудативное сырье. При всех исследуемых уровнях введения гидратированной белковой смеси в состав модельных фаршей, содержащих экссудативную свинину, водосвязывающая способность улучшается, а потери при термообработке снижаются.

Анализ цветовых характеристик контрольных и опытных модельных колбас свидетельствует, что замена части PSE мяса на гидратированную смесь белков животного происхождения положительно влияет на цве-тообразование и устойчивость окраски продуктов к воздействию света. По мере роста уровня замены мясного сырья количество мышечной ткани и, следовательно, пигментов в составе образцов уменьшается, а значения показателя устойчивости окраски остаются сопоставимыми с контрольным образцом, где содержание пигментов максимально. Выявленное воздействие белковой смеси на цветовые характеристики продуктов из экссудативного сырья, вероятно, обусловлено содержанием в смеси молочной сыворотки, которая положительно влияет на формирование цвета мясных продуктов.