CC BY
0А.М. Золотарева, д-р техн. наук, проф, е-mail: zolotareva am@mail.ru Нямдорж Болорцэцэг, аспирант, е-mail: Bolor 0504@yahoo.com Восточно-Сибирский государственный университет технологий и управления, г. Улан-Удэ
УДК 664.92.94
ФУНКЦИОНАЛЬНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА МЯСНЫХ ФАРШЕВЫХ СИСТЕМ С МУКОЙ ИЗ ПРОРАЩЁННЫХ СЕМЯН ОБЛЕПИХИ
Исследована возможность введения муки из проращённых семян облепихи (МПСО) в мясные фаршевые системы. Установлено положительное влияние муки из проращённых семян облепихи на функционально-технологические свойства модельных фаршевых систем. Оптимальное количество введения муки из проращённых семян облепихи в мясные фаршевые системы способствует уплотнению структуры, позволяет повысить водо- и жиросвязывающую способность, увеличивает выход готового продукта. Формированию структурно-механических свойств фаршевых систем способствуют количественное содержание полисахаридов в системе и их качественный состав. МПСО связывает воду не только за счет адсорбции белковой системой, но и полисахаридами, в результате чего поддерживается стабильность формы полуфабриката, снижаются потери при тепловой обработке, повышается сочность изделия и увеличивается его выход, что дает существенный экономический эффект.
Ключевые слова: мясное сырье, фаршевая система, структурно-механические свойства, семена облепихи.
A.M. Zolotareva, Dr. Sc. Engineering, Prof.
Nyamdorj Bolortsetseg, P.G.
FUNCTIONAL AND TECHNOLOGICAL PROPERTIES OF MINCED MEAT SYSTEMS WITH FLOUR FROM GERMINATED SEEDS
OF SEA BUCKTHORN
The influence of the flour from germinated sea-buckthorn seeds (FGSS) on functional-technological properties of the model minced meat system has been examined. The optimal quanlity of introducing the flour from germinated sea-buckthorn seeds into a minced meat system has been stated. This quanlity will contribute to a denser structure of a ready product. The introduction offlour from germinated sea-buckthorn seeds into minced meat system increases water and fat binding capacity giving more yield of ready made product. Formation of structural and mechanical properties of the model minced meat systems facilitates quantitative content of polysaccharides in the system and their qualitative composition.
Key words: raw meat, minced system, structural and mechanical properties, sea buckthorn seeds.
Введение
Важным направлением развития пищевой промышленности является разработка и выпуск новых видов продукции, в том числе функционального назначения. Современная наука о питании функционального назначения предъявляет определенные требования к пищевым продуктам. Функциональные продукты должны составлять часть ежедневного рациона человека; компоненты продукта должны быть натуральными, кроме того, при употреблении функциональный продукт должен способствовать регулированию какой-либо функции организма. Пищевой продукт может быть отнесен к разряду функциональных, если содержание в нем функционального игрединта составляет 10-15% от суточной потребности в нем. Ограничение количественного содержания функционального ингредиента в функциональном пищевом продукте обусловлено тем, что данные продукты предназначены для регулярного потребления в составе обычных рационов питания, которые включают другие пищевые продукты с определенным спектром функциональных игредиентов [5].
Известно, что особое значение в пищевой промышленности имеют мясные продукты, что определяется не только объемами производства и потребления этой группы продовольственных товаров, но и значимостью, поскольку мясные продукты являются одним из основных источников белков животного происхождения. Однако в настоящее время производится ограниченное количество мясных продуктов, которые можно предложить в качестве функциональных.
Перспективной промышленной ягодной культурой в Сибири является облепиха благодаря большому ареалу произрастания, устойчивому плодоношению в суровых климатических условиях и значительному содержанию в своем составе биологически актиактивных веществ.
При промышленной переработке облепихи образуется побочный продукт - семена. В литературе приводятся сведения об изменении химического состава семян путем проращивания. Прорастание - это переход семени из состояния покоя к росту зародыша. Во время прорастания находящиеся в семенах ферменты расщепляют сложные белки, жиры и углеводы на более простые вещества, которые необходимы для роста будущего растения. В некоторых семенах содержание витаминов при проращивании увеличивается на порядок [3]. Особенно много в проростках витаминов группы В, токоферолов, каротина, аскорбиновой кислоты. При использовании в пищу прорастающих зерен организм человека получает и усваивает уже обработанные ферментами вещества. Прорастающие семена обладают огромным энергетическим потенциалом, содержат все необходимые жизненные компоненты и снабжены системой, которая способствует их усвоению. Именно это уникальное сочетание и определяет их мощное оздоравливающее действие на организм человека.
В литературе приводятся сведения о получении муки из проращённых семян облепихи МПСО (ТУ9195-0001 -60742274-02015) [3]. МПСО является концентратом биологически активных веществ. Аналогично бобовым культурам МПСО является перспективным источником белков, жиров и пищевых волокон. Отличительной особенностью химического состава МПСО является то, что она содержит природные антиоксиданты. По содержанию токоферолов, каротина, тиамина и рибофлавина МПСО может конкурировать с плодами шиповника, незначительно уступая им по содержанию аскорбиновой кислоты. Исключительная ценность энзимных семян заключается в том, что они обладают всеми природными биологическими свойствами целостного живого организма. Высокий химический потенциал МПСО обусловливает возможность использования их при производстве вареных колбас.
Материалы исследований
Материалами исследований в эксперименте служили мука из проращённых семян облепихи ТУ 9195-0001- 60742274-02015, мясные фаршевые системы.
Результаты и их обсуждение
Мясные фарши - сложная тонкоизмельченная гетерогенная система, функциональные свойства которой зависят от степени измельчения, соотношения тканей, содержания в них специфических белков, жиров, углеводов. Тонкое измельчение обеспечивает образование с водой однородной пастообразной массы, способствует эмульгированию жира, повышению дисперсности частиц мяса и увеличению количества удерживаемой воды [1].
Консистенция мясных фаршей является качественной характеристикой, которую необходимо определять не только методом сенсорной органолептической оценки, но и объективными инструментальными методами. При изучении реальных продуктов их структурно-механические свойства рассматриваются комплексно по наиболее характерным признакам, объективно отражающим внутренние молекулярно-структурные связи [2].
Для мясопродуктов наиболее распространен коагуляционный тип структуры, который является следствием взаимодействия между частицами вещества на основе сил Ван-дер-Ва-альса через дисперсионную среду. Структурам такого типа присуща тиксотропия, т.е. способность восстанавливать свои свойства после снятия напряжения или даже после разрушения.
Структурно-механические свойства коагуляционных систем значительно зависят от содержания воды, размеров частиц и прослоек, их физико-химических свойств. При разработке технологии исследуется взаимосвязь структурно-механических свойств в зависимости от изменения не только размеров частиц при измельчении мяса, времени куттерования в процессе приготовления колбасного фарша, но и от структурообразователей. Исследователи вносят в состав создаваемых продуктов с разнообразными технологическими целями, в частности для загущения, эмульгирования, водоудерживания, пенообразования и т.д. Традиционно в качестве структурообразователей широко используются пищевые волокна, поскольку известно, что одна молекула гидроксильной группы может связать порядка 5-8 молекул воды.
Анализ химического состава показывает, что в семенах облепихи содержится значительное количество пищевых волокон - до 20,14%, в том числе пектиновых веществ -3,5%. Пищевые волокна - это комплекс биополимеров растений, включающий некрахмальные полисахариды, к которым относятся целлюлоза, гемицеллюлоза, пектин, гумми, камеди, слизи, пентозаны. Кроме того, в состав ПВ входят лигнины и связанные с ними белковые вещества, формирующие клеточные стенки растений [4].
Формированию структурно-механических свойств фаршевых систем способствуют количественное содержание полисахаридов в системе и их качественный состав. В реальных многокомпенентных пищевых системах поведение полисахарида как основного стабилизирующего компонента рецептуры рассматривают во взаимосвязи с другими компонентами (жир, вода, минеральные вещества). Со свойствами полисахаридов связаны взаимодействия углевод - вода, углевод - липиды. Влаго- и жироудерживающая способность (ВУС, ЖУС) зависит от степени взаимодействий полисахаридов с водой. В таблице 1 представлены результаты водосвязывающей, жиросвязывающей способности МПСО.
Таблица 1
Водо- и жиросвязывающая способность МПСО
Сырье Водосвязывающая способность, % Жиросвязывающая способность, %
Мука пшеничная 152 62
МПСО 203 90
Из данных таблицы 1 видно, что по сравнению с мукой пшеничной, традиционно используемой при производстве вареных колбас, водо- и жиросвязывающая способность МПСО выше на 25 и 30% соответсвенно, поскольку в пшеничной муке полисахара представлены только крахмалом. Более высокое значение ВУС, ЖУС для МПСО обусловлено наличием комплекса пищевых волокон, в том числе пектина.
В эксперименте были исследованы модельные фарши с введеним МПСО. Функционально-технологические свойства модельных фаршей определяли как совокупность показателей, которые характеризуют уровни водосвязывающей способности, рН, влаги и сенсорные характеристики.
В опытных образцах мясных фаршей заменяли 5, 10, 15% шпика МПСО в виде муки, гидратированной в соотношении 1:4,5 и 1:5,0 соответственно. Рекомендуемая температура гидратации - 70 °С, продолжительность - 5 мин. Контрольные образцы мясных фаршей вырабатывали с использованием 35 % односортной говядины, 40% свинины, 25% шпика.
Одним из основных физико-химических показателей, обусловливающих прохождение технологического процесса, являются показатели рН. Данная характеристика определяет структурообразование в готовом продукте, а также сроки хранения. Водородный показатель среды фаршевых систем представлен в таблице 2.
Таблица 2
Водородный показатель среды фаршевых систем
Контрольный образец Образец с 5 %-ной заменой шпика МПСО Образец с 10 %-ной заменой шпика МПСО Образец с 15 %-ной заменой шпика МПСО
6,0 6,4 6,7 6,8
В опытных образцах с увеличением количества введения МПСО было отмечено увеличение рН на 0,4-0,9, что вызвано более высоким значением рН МПСО (7,1). При охлаждении и последующем хранении вследствие развития послеубойных процессов при достижении рН 5,6-5,7, близкого к изоэлектрической точке мышечных белков, мясо обладает наименьшей влагосвязывающей способностью. Значение рН мяса больше 6,9 свидетельствует о чрезмерной, а меньше 6,2 - о недостаточной ферментации.
Ферментация мяса, при которой оно имеет выраженный мясной вкус, аромат, нежную консистенцию, хорошо связывает воду, т.е. приобретает свойства, необходимые для выработки высока качественных колбасных изделий, достигается в образце с 10%-ной заменой шпика, рН, равном 6,5-6,7.
Увеличение рН способствует повышению ВСС модельных фаршей и влияет на выход готовой продукции, что связано с гелеобразующей способностью белковых и углеводной фракций ПСО.
При производстве вареных колбас особое значение имеют показатели качества, связанные с содержанием влаги, влагосвязывающей способностью, что влияет на выход готовой продукции. Качественные показатели модельных фаршевых систем с введением МПСО представлены в таблице 3.
Анализ результатов исследований по определению влагосвязывающей способности показал, что наибольшее значение ВСС наблюдается при введении 15 % МПСО в мясной фарш. Повышение ВУС мясной системы на 16,7% увеличивает выход готовой продукции в среднем на 12,2%, что способствует повышению экономической эффективности производства мясного фарша.
Таблица 3
Качественные показатели модельных фаршевых систем с введением гидратированной МПСО
Показатели Контроль МПСО %
5 10 15
Содержание влаги в фарше % 66,51 67,95 69,61 72,60
ВСС фарша, % к общей влаге 72,15 73,23 74,15 78,26
Выход, % к массе сырья 90,1 102,3 103,4 104,5
Увеличение введения МПСО в больших количествах приводит к ухудшению вида изделий на разрезе, искажению вкуса и аромата, что неприемлемо для потребителя. МПСО связывает воду не только за счет адсорбции белковой системой, но и полисахаридами, в результате чего поддерживается стабильность формы полуфабриката, снижаются потери при тепловой обработке, повышается сочность изделия и увеличивается выход изделия, что дает существенный экономический эффект.
На этапе разработки и оптимизации состава модельной фаршевой системы было изучено влияние введения МПСО в зависимости от количества введения 5, 10, 15% на упруго-пластические деформации. Упруго-пластические деформации, исследованные на структурометре (рис. 1), показали, что введение МПСО в мясные фарши способствует линейному характеру усиления упруго-пластических свойств фаршевых систем. Введение 5% МПСО в фаршевую систему незначительно сказывается на упруго-пластических свойствах фаршевых систем.
ъ
18 16 14 12 10
s
£
контроль
5% 10%
Количество введения МПСО
15%
8
6
4
2
0
Рисунок 1 - Определение упруго-пластических свойств мясных фаршей
При введении 15% усилие деформации возросло на 54%, что привело к нежелательному уплотнению фаршевой системы и снижению товарных характеристик продукта. Экспериментальные данные согласуются с литературными, которые показывают, что с увеличением содержания жира в фаршевых системах от 17 до 32% наблюдаются снижение усилия сжатия в компрессионной системе и напряжение среза в 2,0 и 1,6 раза соответственно. Оптимальное количество введение МПСО составляет 10%, при этом наблюдается уплотнение структуры на 43% относительно контроля, что соответствует литературным данным в отношении вареных колбас.
Органолептическая оценка мясного фарша с введением МПОС представлена профило-граммой на рисунке 2, которая показывает, что максимальное количество баллов набрал мясной фарш с введением 10% МПОС взамен шпика.
сочность
вид в разрезе
10
вкус
запахи аромат
внешнии вид
контроль 5% 10% 15%
консистенция
Рисунок 2 - Органолептические показатели мясного фарша с введением МПСО
На основании проведенных функционально-технологических исследовании и дегустационной оценки была выбрана рецептура мясного фарша с введением добавки в количестве 10% взамен шпика. Разработанная рецептура мясной фаршевой системы позволит расширить ассортимент вареных колбас функционального назначения.
Библиография
1. Рогов И.А., Забашта А.Г., Казюлим Г.П. Технология мяса и мясных продуктов. - М.: КолосС, 2009. - C. 270.
2. Косой В.Д., Дорохов В.П. Совершенствование производства колбас // Теоретические основы, процессы оборудования, технология рецептуры и контроль качества. - М., 2006. - C. 11.
3. Пат. 2535569 Российская Федерация, МПК A23L I/29 Способ получения биологически активной добавки на основе семян облепихи / А.М. Золотарева, А.Ц. Доржиева, И.Н. Жигжитова, Нямдорж Болорцэцэг. 2013133139/13; заявл. 16.07.2013; опубл. 20.12.2014. - Бюл. № 35. - 12 с.
4. Золотарева А.М., Чиркина Т.Ф. Вторичные сырьевые ресурсы переработки растительного сырья: учеб. пособие. - Улан-Удэ: Изд-во ВСГУТУ, 2011. - 130 с.
5. Золотарева А.М. Научные основы биотрансформации облепихового сырья: монография. -Улан-Удэ: Изд-во ВСГТУ, 2004. - 232 с.
6. Золотарева А.М. Перспективы совершенствования производства продуктов питания на основе биологически активных веществ облепихи // Известия вузов. Пищевая технология. - 2003. - № 4. -С. 55-57.
7. Ranjith A., Kumar K.S., Venugopalan V.V. Fatty acids, tocols and caratenoides in pulp oil of three Sea Buckthorn species (H. rhamnoides, H. salicifolia and H. tibetana) grown in the Indian Himalayas // Journal of the American Oil. Chemists' Society. - 2006. - N 83. - P. 359-384.
8. Vincze I, Bamyai-Stefanovits Et, Vatai G. Concentration of sea buckthorn (Hippophae rhamnoide L.) juice with membrane separation // Separation and Purification Technology. - 2007. - N 57 (3). - P. 455-460.
Bibliography
1. Rogov I.A., Zabashta A.G., Kazyulin G.P. Technology of Meat and Meat products. - M.: "KolosS", 2009. - P. 270.
2. Cosoi. V.D., Dorokhov V.P. Improving of the SausagesProduction // Theoretical basis of processes of equipment, technology of a compounding, quality control. - M., 2006.-- P. 11.
3. Pat. 2535569 Russian Federation MPC A23L I / 29 A Process for Preparing a Dietary Supplement based on Sea Buckthorn seed / A.M. Zolotareva., Dorzhieva A.C., Zhigzhitova I.N., Nyamdorzh Bolortsetseg. 2013133139/13; appl. 07/16/2013; publ. 12/20/2014. Bull.N 35. - 12 p.
4. Zolotareva A.M, Chirkina T.F. Secondary raw materials processing vegetable raw materials: Textbook. - Ulan -Ude: ESSUTM Publishing, 2011.-130 p.
5. Zolotareva A.M. Scientific bases of Biotransformation of Buckthorn raw materials: Monograph. -Ulan-Ude: ESSUTM Publishing, 2004. - 232 p.
6. Zolotareva A.M. Prospects for Improving of food production on the Basis of Biologically Active Substances of Sea Buckthorn // Proceedings of the universities. Food technology. - 2003. - N 4. - P. 55-57.
7. Ranjith A., Kumar K.S., Venugopalan V.V. Fatty acids, tocols and caratenoides in pulp oil of three Sea Buckthorn species (H. rhamnoides, H. salicifolia and H. tibetana) grown in the Indian Himalayas // Journal of the American Oil. Chemists' Society. - 2006. - N 83. - P. 359-384.
8. Vincze, I.; Bamyai-Stefanovits, Et.; Vatai G. Concentration of sea buckthorn (Hippophae rhamnoide L.) juice with membrane separation // Separation and Purification Technology. - 2007. - N 57 (3). - P. 455-460.
