Влияние комплекса животных белков на свойства фаршевых систем и термообработанных продуктов
Автор: Кудряшов Леонид Сергеевич, Кудряшова Ольга Алексеевна, Тихонов Сергей Леонидович, Тихонова Наталья Валерьевна
Рубрика: Прикладная биохимия и биотехнологии
Статья в выпуске: 3 т.5, 2017 года.
Бесплатный доступ
Изучение влияния смеси белков животного происхождения на свойства фаршей из сырья с аномальным ходом автолиза показало целесообразность ее использования в вареных колбасах, содержащих экссудативную свинину. Установлено, что независимо от уровня замены мяса на гидратированную белковую смесь (СБ) массовая доля белка во всех опытных образцах остается выше, чем в контрольном фарше из NOR сырья (свинина с нормальным ходом автолиза) и несущественно снижается от содержания белка в контрольном образце из PSE свинины (эксудативной) без СБ. Более заметное влияние введения СБ сказывается на снижении массовой доли жира в фарше. Полученные результаты показали, что при всех исследуемых уровнях введения гидратированной белковой смеси в состав модельных фаршей, содержащих экссудативную свинину, водосвязывающая способность повышается, а потери при термообработке снижаются. Установлено, что наиболее эффективно вносить смесь белковую на этапе фаршесоставления (куттерования). Можно полагать, что в гелеобразном состоянии смесь белковая, внесенная при посоле мяса, выполняет функцию только наполнителя, тогда как введение СБ при фаршесоставлении позволяет более широко раскрыть ее функциональный потенциал и обеспечить взаимодействие с большим количеством воды и белками мышечной ткани. При термообработке опытных образцов фарша потери массы в виде бульона были выше, чем у контрольного образца из NOR свинины, но ниже, чем у контрольного фарша из PSE сырья. Контрольные образцы не содержали СБ. Полученные результаты свидетельствует о положительном влиянии белковой смеси на устойчивость окраски термообработанных фаршей к воздействию света, так как по мере роста уровня замены мясного сырья количество мышечной ткани и, следовательно, пигментов в составе образцов уменьшается, вместе с тем значения показателя устойчивости окраски сопоставимы с контрольным образцом, где содержание пигментов максимально, что обусловлено содержанием в смеси молочной сыворотки, которая положительно влияет на формирование цвета мясных продуктов.
Животные белки, смесь белковая, фарш, влагосвязывающая способность, нитрозопигменты, микроструктура, куттерование
Короткий адрес: https://sciup.org/147160853
IDR: 147160853 | DOI: 10.14529/food170304
Текст научной статьи 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
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
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.
Список литературы Влияние комплекса животных белков на свойства фаршевых систем и термообработанных продуктов
- Козулин, Е.В. Применение комплексных пищевых добавок «Стабилтекс» для улучшения функциональных характеристик продуктов/Е.В. Козулин//Мясная индустрия. -2009. -№ 2. -С. 25-27.
- Кудряшов, Л.С. Влияние молочной сыворотки на прочностные характеристики варено-копченых продуктов/Л.С. Кудряшов, С.И. Хвыля, Г.В. Садовская//Мясная индустрия. -2011. -№ 8. -С. 25-28.
- Постников, С.И. Высокоэффективные препараты животного происхождения для производства новых видов мясопродуктов/С.И. Постников, И.В. Рыжинкова, Л.И. Барыбина//Вестник СевКавГТУ. -2010. -Вып. 1 (22). -С. 74-77.
- Влияние стресса свиней на качество мясного сырья/Ю.В. Татулов, Т.В. Косачева, С.А. Кузнецова и др.//Мясная индустрия. -2009. -№ 7. -С. 54-56.
- Hendrickx, A. Technischfunktionales protein produckt auf Milschbasis/A. Hendrickx//Fleischwirtschaft. -1992. -№ 9. -S. 880-884.
- Owens, C.M. The characterization and incidence of pale, soft, exudative turkey meat in a commercial plant/C.M. Owens, E.M. Hirschler, S.R. McKee, R. Martinez-Dawson, A.R. Sams//J. PoultrySci. -2000. -Vol. 79. -P. 553-558.
- Фадеева, Н.В. Особенности использования мясного сырья на российском рынке/Н.В. Фадеева, Ю.А. Шумский, О.Н. Красуля//Мясная индустрия. -2010. -№ 12. -С. 25-27.
- Шипулин, В.И. Качество мясного сырья и проблемы его переработки/В.И. Шипулин//Вестник СевКавГТУ. -2006. -№ 1(5). -С. 58-61.
- Fischer, K., Augustini Chr. Stadien der postmortem Glykogenolyse bei unterschiedlichen pH1-Werten in Schweinefleisch/К. Fischer, Chr. Augustini//Fleischwirtschaft. -1977. -Bd. 57. -№ 6. -S. 1191-1194.
- Honikel, K.O. Sarcomere stortening of prerigor muscles and its influens on drip-loss/K.O. Honikel, R. Hamm, C.J. Kim//J. Meat Sci. -1986 b. -Vol. 16, № 4. -P. 267-282.
- Грикшас, С.А. Качества мяса стрессустойчивых и стрессчувствительных свиней/С.А. Грикшас, Н.Н. Коломиец//Докл. ТСХА. -2003. -Вып. 275. -С.436-440.
- Perre, V. van de. The prevalence of PSE characteristics in pork and cooked ham -Effects of season and lairage time/V. Perre van de, A. Ceustermans, J. Leyten, R. Geers//Meat Science. -2010. -Vol. 86, № 2. -P. 391-397.
- Журавская, Н.К. Исследование и контроль качества мяса и мясопродуктов/Н.К. Журавская, Л.Т. Алехина, Л.М. Отряшенкова. -М.: Агропромиздат, 1985.-296 с.
- Хвыля, С.И. Оценка качества мясной продукции микроструктурными методами/С.И. Хвыля//Мясная индустрия. -2013. -№ 12. -С. 38-40.
- Воловинская, В.П. Разработка метода определения влагопоглощаемости мяса/В.П. Воловинская, Б.Я. Кельман//Труды ВНИИМП. -1962. -Вып. ХI. -С. 128-138.