Выявление влияния растительных добавок на качественные показатели полуфабриката из верблюжатины

Введение                                   человеческого организма. Однако в последние

Мясо - один из важнейших источников годы их потребление ассоциируется с хрониче-белков, липидов, витаминов и минералов для скими дегенеративными заболеваниями, из-за чего воспринимается как «нездоровая пища». Учитывая, что мясо является доступным источником качественного белка; его улучшение влечет за собой огромную задачу для промышленности и науки. Продукты функционального назначения должны соответствовать определенным требованиям и получены из натуральных ингредиентов и помогать организму человека при регулировании конкретных процессов. Как пример можно привести замедление процесса старения, предотвращение риска заболевания, улучшение иммунитета и т. д. Также обязательным требованием является употребление в составе ежедневного рациона [1].

Существуют различные подходы к контролю окисления липидов в мясе и мясных продуктах. Среди них применение антиоксидантов считается прагматическим выбором, поскольку антиоксиданты могут замедлить скорость окисления мяса и мясных продуктов, в конечном итоге повышая окислительную стабильность продуктов [2].

Добавление растительных наполнителей с антиоксидантной способностью в различные свежие и приготовленные мясные продукты может уменьшить проблемы окисления, препятствуя образованию свободных радикалов.

Кроме того, сообщается, что природные антиоксиданты более мощные, чем синтетические. Спрос на природные антиоксиданты в последнее время увеличился из-за токсичности и канцерогенности синтетических антиоксидантов [3]. Многие натуральные экстракты растений содержат в основном фенольные соединения, которые являются мощными антиоксидантами [4].

Увеличением сроков хранения колбасных изделий посвящено множество работ, но именно сроки хранения колбас из верблюжатины, пути совершенствования рецептуры освещаются редко. Многие труды посвящены замене жиров на масла, для увеличения сроков хранения колбасных изделий.

Так было оценено влияние масел чиа, льняного семени и оливкового масла в качестве заменителей хребтового жира на физикохимические, окислительную стабильность и органолептические свойства бараньих колбас при хранении при 2°C. Партии вареных колбас из баранины с маслом чиа, льняным маслом и оливковым маслом снижали индексы атеро-генности и тромбогенности (/*<0,05). Однако только в образцах с маслом чиа и льняным маслом соотношение n-6/n-3 (0,86 и 0,92 соответственно) и ПНЖК/НЖК находились в пределах рекомендуемых. Что касается органолептического анализа приготовленных продуктов, обработка образцов с льняным маслом не отличалась от контрольных образцов, в то время как образцы с маслом чиа и оливковым маслом вызывали ухудшение вкуса. При хранении не было различий в цвете, обесцвечивании и запахе сырых продуктов (^>0,05). Контрольные образцы показали самое высокое значение а* с течением времени, но это не было замечено участниками дискуссии[5].

Недостатком вареных колбас из верблюжатины является короткий срок хранения по сравнению с традиционными колбасами по классической технологии. Работы по разработке технологий, позволяющих пролонгировать сроки хранения без потери качества пищевых продуктов, и обогащение состава являются актуальными. В мире дефицит сырья, а технологии с пролонгированным сроком хранения позволят сберегать ресурсы. Также продукты с длительным сроком хранения нужны в обороне и обеспечении продовольственной безопасности любой страны.

Существует множество стратегий изменения состава мясных изделий за счет изменения содержания белка, витаминов, жиров и жирно кислотного состава [6].

В арабских странах все чаще изучают вопрос использования верблюжатины в продуктах питания. Исследование [7] было направлено на изучение влияния добавления семян льна на пищевую ценность колбасы из верблюжьего мяса при соотношении 0 (контроль), 10, 20 и 30%. Химический состав, как сырья, так и продукта, оценивали стандартными методами. Также оценивали микробиологический анализ и органолептические изменения колбасы в нулевые сроки и в период замораживания при -18°С в течение трех и шести месяцев. Результаты показали, что семена льна богаты жиром, белком, сырой клетчаткой и такими элементами, как кальций, железо, магний, фосфор, калий и цинк. Количество пероксида было видно из результатов, что перекисное число (млн. экв./кг липидов) колебалось от 5,04±0,04 до 5,32±0,41 в нулевое время. Наибольшее значение перекисного числа отмечено в контрольных образцах, а наименьшее - в приготовленных образцах. При замораживании и хранении в замороженном состоянии значения тиабарбитурового числа готовых колбас из верблюжьего мяса снижались с 1,17±0,03 до 1,11±0,07 малонового альдеги-да/кг мяса в нулевое время до достижения значений от 0,91±0,09 до 93±0,07 в конце хранения. Исследование рекомендует, чтобы льняное семя в виде порошка можно было использовать до 30 % в производстве колбасных изделий, и оно сохраняло свою пищевую и микробиологическую ценность до шести месяцев.

Целью исследования является выявление влияния растительных добавок на качественные показатели полуфабриката из верблюжатины для обогащения и продления сроков хранения вареных колбас.

Материалы и методы исследований

Объектом исследования является технология производства вареных колбас из верблюжатины с пролонгированным сроком хранения и хорошими органолептическими показателями.

Предположено, что сладковатый вкус мяса верблюжатины можно скорректировать добавлением пряности, а срок хранения увеличить добавлением антиоксидантов растительного происхождения. На основе проведенных поисковых экспериментов выбор остановился на порошке облепихи и порошке корня имбиря.

С помощью поисковых экспериментов выявлены верхние и нижние уровни факторов. В данном случае за факторы взяты xi - доза внесения порошка имбиря (Gr) и Х 2 - доза внесения порошка облепихи (Sb). За результирующие факторы взяты: вкус, тиабарбитуровое число, перекисное число, кислотное число.

Тиобарбитуровое число липидов характеризует накопление в продуктах малонового альдегида, образующегося при окислении жира и реагирующего с 2-тиобарбитуровой кислотой C 4 H 4 N 2 O 2 S. Определение проводили следующим образом.

Навеску фарша массой 10 г подвергают трехкратному измельчению в микроизмельчителе. Одновременно добавляют 40 мл 0,5Н соляной кислоты НС1 и продолжают измельчение в течение 5 минут при скорости 3000 об/мин. Добавляют 15 мл 20 % трихлоуксус-ной кислоты и продолжают гомогенизировать смесь в течение 1 мин. Затем смесь фильтруют через складчатый фильтр. 15 мл получившегося фильтрата помещают в пробирку с притертой пробкой и добавляют 5 мл 0,36 % тиобар-битуровой кислоты. Пробирку кипятят на водяной бане 15 мин, затем охлаждают. Полу- ченный раствор замеряют на ФЭК-М, светофильтр зеленый, длина волны 535 нм.

Кислотное и перекисное число определяли стандартными методами.

Эксперимент проводили следующим образом, в состав фарша из верблюжатины и внутреннего верблюжьего жира в разных пропорциях добавляли порошки из корня имбиря и облепихи, образцы зашифровывали, при этом в контрольный образец ничего не добавлялось. Приведены результаты и обработанные в программе Statistica 12.0 (производство США, Tibsco empowers) данные [8-12].

Результаты исследования влияния добавки на качество вареной колбасы из верблюжатины

• 1.    Опре;ОпределениеІЯНвлияния р нального соотношения антиоксидантов на показатели липолиза

Были проведены эксперименты для определения оптимального соотношения порошка имбиря и порошка облепихи для добавления в фарш вареной колбасы из верблюжатины. Эксперимент проводили следующим образом: в состав фарша из верблюжатины и внутреннего верблюжьего жира в разных пропорциях добавляли порошки из корня имбиря и облепихи, образцы зашифровывали, при этом в контрольный образец ничего не добавлялось. Образцы исследовали на кислотное, перекисное и тиабарбитуровое числа. Приведены результаты и обработанные в программе Statisti-ca 12.0 данные.

Определение кислотного числа -AV (КЧ). Кислотное число указывает на степень гидролитичного расщепления липидов, в данном случае - вареных колбасах из верблюжатины.

При обработке экспериментальных данных были получены следующие математикостатистические показатели: R2=95,891 %, R2 (adjusted for d.f.)=94,711 %, Standard Error of Est.=0,006, Mean absolute error=0,002, Durbin-Watson statistic=1,843 (P=0,326), Lag 1 residual autocorrelation=0,078.

По результатам математико-статистического анализа с достоверностью 94,7 % можно сказать, что по кислотному числу оптимальным является для фарша из верблюжатины концентрация порошка имбиря (Gr=0,03%) и концентрация порошка облепихи (Sb=0,5%). На рис. 1 показаны результаты обработки данных, на котором виден оптимум значений.

Fitted Surface: Variable: Add value (AV). cm 3 KOH/g 2 Factor Screening Design; M ' S Residual=.0000649 DV: Acid value (AV I ), cm 3 KOFI/g

■ > 0,49 ■ < 0.49

■ < 0.48 □ <0.47 I---1 <0.46 ■ <0.45 ■ <0.44 ■ <0,43

Рисунок. 1. Минимальное значение AV (кислотное число) при концентрации порошка имбиря (Gr=0,018 %) и концентрации порошка облепихи (Sb=0,035 %). Gr - концентрация попорошку имбиря, %. Sb - концентрация облепихи, %

При обработке данных в программе Statistica 12.0 получено уравнение второй степени, указывающее зависимость КЧ от концентрации двух антиоксидантов:

AV=0,6-8,7Gr-4,2Sb+110,9Gr2+83,6 GrSb+33,0Gr2, cm3 KOH/g.

Достоверность модели была проверена статистически, получены следующие данные: r2=0,97; R2=0.94; Fit Std Err=0,006, F-val=43,96

На рис. 2 указана критическая граница КЧ, исходя из критерия Фишера (красная ли-ния))и1 степени значимости1разных< факторов.

Pareto Chart of StandardizedEffects; Variable: Acid1-al Lie (AV): cm 3 KOH-g 2 Factor Screening Design, MSResidial=,0000649 DV: Acidvalue (AV), cm 3 KOH/g

StaidardizedEffect Estimate (Absolute Vine)

Рисунок 2. Критическая граница кислотного числа

При определении перекисного числа POV (ПОЧ) были получены данные со следу- щими3 математико-статистическимиI показа-елями: R2=98,5%, R2 (adjusted)=98,13%, Stand- ard Error of Est.=0,03, Mean absolute error=0,026, Durbin-Watson statistic=2,53 (P=0,77), Lag 1 residual autocorrelation=-0,321.

По результатам математико-статистического анализа видно, что модель описывается с точностью 98,5%.

Как видно из рис.3, минимальные значения перекисного числа достигаются: при концентрациях порошков имбиря (Gr=0,030%) и облепихи (Sb=0,010%) или при концентрациях порошков имбиря (Gr=0,010%) и облепихи (Sb=0,050).

Fitted Surface; Variable Peroxide value (POV), meqv02 kg 2**(2-0) design; MS Residual= 0007165 DV. Peroxide value (POV), meqvOi'kg

I I < 09 □ <08 ■ <0,7 ■ <0,6

Рисунок 3. Минимальные значения POV (перекисное число). Gr - концентрация по порошку имбиря, %; Sb - концентрация облепихи,%

На рис.4 указана критическая граница перекисного числа, исходя из критерия Фишера (красная линия) и степени значимости разных факторов.

Pareto Chart of Standardzed Effects; Variable Peroxide value (POV), meq\02 ■kg

2**(2-0) design;MS Residual»,0007165

DV Peroxide value (POV), meqv02kg

Standardized Effect Escmate (Absolute Value)

Рисунок 4. Критическая граница перекисного числа

Выведено уравнение второй степени, указывающее зависимость перекисного числа

(POV) от концентрации двух антиоксидантов:

POV=0,144561+37,47Sb+90,18Gr-832,59Sb2+642,145SbGr-2980,36Gr2, meqv/kg. (2)

Достоверность статистически доказана по следующим результатам: R2=0.98; DF Adj R2=0.99; Fit Std Err=0,002; F-val=273,92

Также определяли тиобарбитуровое число TBARS (ТБЧ), которое указывает степень вторичного окисления липидов и получения вторичных продуктов окисления - малонового альдегида. При обработке результатов эксперимента получены следующие математико-статистические показатели: R2=97,08 %, R2 (adjusted for d.f.)=95,34%,

Standard Error of Est.=0,08, Mean absolute er-ror=0,05.

В соответствии с результатами математико-статистического анализа достоверность полученной модели составляет 97%, стандартная ошибка 0,08.

На рис.5 видно, что минимальные значения TBARS (ТБЧ) показывает при концентрации порошка имбиря (Gr=0,032 %) и концентрации порошка облепихи (Sb=0,055%).

Fined Surface; Vanable: TEARS mg MD A kg 2**(2-O) design MS Readual=.OO72992 DV: TEARS, mg MDA kg

Рисунок 5. Значения тиабарбитурового числа Gr - концентрация имбиря, %; Sb - концентрация облепихи, %

Минимальные значения TBARS (ТБЧ) показывает при концентрации порошка имбиря (Gr=0,032%) и концентрации порошка облепихи (Sb=0,055%).

На рис. 6 показана критическая граница тиабарбитурового числа TBARS (ТБЧ), исходя из критерия Фишера (красная линия) и степени значимости разных факторов.

Pareto Chart of Standardized Effects; Variable TBARS, mg MDAlcg 2**(2-0) design; MS Residual=,0072992

DV TBARS, mg MDAlcg

Рисунок 6. Критическая граница тиабарбитурового числа TBARS

Из рис.5 видно, что при добавлении максимального количества обоих добавок получается минимальное значение тиабарби-турового числа. Но при добавлении максимальных значений обоих антиоксидантов увеличивается кислотное число. И перекисное число растет при одинаковых дозах.

Обсуждение результатов исследования влияния растительной добавки на качественные показатели

Перекисное число является параметром окисления липидов; оно используется для оценки качества жира. Высокий PV является показателем нежелательных изменений в жирах.

Полученные данные объясняются тем, что обе добавки являются антиоксидантами, но обе влияют по-разному на разные окислительные процессы. Как показано на рис. 1, порошок имбиря на кислотное число не влияет, но эффективно влияет концентрация порошка облепихи.

Как видно на рис.3, большее влияние на перекисное число имеет порошок имбиря.

В сравнении с трудом [7, 10], где определено перекисное число в образцах верблюжьей колбасы с добавлением высушенного порошка льняного семени, колбаса с добавлением антиоксидантов (Gr, Sb) хранилась в условиях холодильного хранения. Колбаса с семенами льна хранилась в замороженном виде. Из результатов [8] видно, что PV (млн. экв./кг липидов) варьировался от 5,04±0,04 до 5,32±0,41 в нулевое время. В то время как в образцах данного исследования перекисное число 1,23±0,35, благодаря синергетическому эффекту порошков имбиря и облепихи.

Тиабарбитуровое число вареных колбас из верблюжатины в сравнении с [7] показало следующие результаты. По результатам исследования [8] тиабарбитуровое число снизилось с 1,17±0,03 до 0,91±0,09 в нулевое время. При этом значение тиабарбитурового числа после шести месяцев хранения было от 1,11±0,07 до 0,93±0,07. В данном исследовании в нулевой точке значение тиабарбитуро-вого числа 1,9±0,07 и при холодильном хранении через 6 сутки значение тиабарбитуро-вого числа было зафиксировано 1,51±0,04. Как видно, при хранении в холодильных условиях тиабарбитуровое число снижается. В отличие от сравниваемого труда, образцы вареных колбас хранились не в морозильных условиях, а при холодильных.

Заключение, выводы

• 1.    ОпредеОпределеноврациональноеосоот ние антиоксидантов на показатели липолиза. После обработки полученных результатов, по функции желательности и анализу всех трех показателей (кислотное число, перекисное число, тиабарбитуровое число) пришли к выводу, что соотношение должно быть 50 на 50, в размере 0,27 % порошка облепихи и 0,27 % порошка имбиря. Анализ факторного проектирования поверхности отклика с двумя переменными позволяет минимизировать кислотное число при 0,020% порошка корня имбиря и 0,035% порошка облепихи. Соответственно, при анализе видно, что для перекисного числа при 0,028% порошка корня имбиря и 0,010 % облепихи и для ТБАРС при 0,030% порошка корня имбиря и 0,050% облепихи достигаются минимальные значения. Таким образом, получен новый функциональный фарш для вареной колбасы, обогащенный 0,27 % порошка имбиря и 0,27 % порошка облепихи с оптимальной окислительной стабильностью.