CC BY
55
Мировая наука о мясе:
достижения и актуальные задачи
Н. А. Горбунова, канд. техн. наук, Е. К. Туниева, канд. техн. наук, ГНУ ВНИИМП им. В.М. Горбатова Россельхозакадемии
В турецком городе Измир с 18 по 25 августа 2013 года проходил 59-й Международный конгресс по науке и технологии мяса. В работе конгресса участвовали около 400 ученых, специалистов, производителей мясных продуктов, пищевых добавок и упаковочных материалов из 49 стран мира. Главная тема конгресса — «Энергия мяса в XXI веке». Программа охватывала многие аспекты этой темы. Упор был сделан на последних достижениях в науке о мясе, защите животных, микробиологии и химической опасности, функциональных пищевых продуктах на основе мяса.
^ В этом году заметный прогресс был достигнут в таких направлениях, как применение инженерно-физических методов в мясных технологиях, новые источники мясного белка, биология и биохимия мышц, быстрые методы оценки качества, здоровое питание.
В докладе доктора Фахри Явуза (Fahri Уау^), университет имени Ататюрка (Турция), была дана краткая характеристика экономики Турции, страны-организатора конгресса.
Сельское хозяйство — основная отрасль экономики Турции. По числу занятых в сельском хозяйстве (57% трудового населения) оно остается самой значительной сферой приложения труда и для большей части населения — основным источником существования. На его долю приходится около четверти ВВП страны, а удельный вес сельскохозяйственной продукции в экспорте в отдельные годы достигает 60%. В структуре сельского хозяйства 32% производимой продукции приходится на животноводство.
В настоящее время в Турции реализуется экономическая стратегия «Цели 2023», которая должна вывести страну в десятку крупнейших экономик мира к 2023 году, т.е. к 100-летию Турецкой Республики. В рамках этой стратегии Министерство продовольствия, сельского хозяйства и животноводства страны выделило 2,1 млрд турецких лир (около 52,5 млрд рублей) на развитие животноводства в 2012 году, что составляет
28% от всего бюджета субсидирования сельского хозяйства. В 2002 году субсидии в эту область были равны всего лишь 83 млн турецких лир 1,5 млрд рублей).
Быстрое экономическое развитие Турции в сочетании с политической стабильностью в последнее десятилетие вызвало значительные изменения в поведении потребителей и производителей. Стремительная урбанизация, более активное вовлечение женщин в сферу общественного труда, снижение физической активности привели к росту производства полуфабрикатов и продуктов высокой степени готовности, развитию производства диетических продуктов.
Турция активно импортирует крупный рогатый скот для удовлетворения внутреннего спроса на мясо с 2009 года. Около 20% потребляемого в Турции мяса является импортным. Поголовье крупного рогатого скота в Турции, по последним данным, составляет
УДК 637.5.001
Ключевые слова: мясные технологии, электрофизические методы обработки, эффективность посола, пульсирующие электрополя, задержанный режим охлаждения.
около 13 млн голов (включая коров, быков, буйволов). За последнее десятилетие число хозяйств с поголовьем более 50 животных увеличилось с 4300 до 24000.
Первенство по численности и экономическому значению принадлежит овцеводству. Овцы составляют более половины поголовья убойного скота и обеспечивают 45% всего дохода, поступающего от скотоводства. Козы, обычная и ангорская, занимают в Турции второе после овец место среди рогатого скота.
Животноводство характеризуется более низкими, чем в странах Западной Европы и США, показателями эффективности, однако при этом продукция имеет более высокие экологические характеристики. Объемы производства красного мяса представлены на рисунке 1. Производство красного мяса по статистическим данным Турецкого нститута статистики до
1Э87 1989 1991 1993 1995 1997 1999 2001 2003 2005 2007 2009 2011
годы
Рисунок 1. Производство красного мяса в Турции
Таблица 1. Основные индикаторы мясного сектора экономики Турции
Показатель Говядина Баранина
США ЕС Турция США ЕС Турция
2012 год
Выход мяса на кости, кг 341,40 280,99 261,11 33,79 14,56 19,79
Стоимость, $ 3,69 3,74 11,05 2,47 5,41 12,13
2023 год
Выход мяса на кости, кг 368,17 297,65 320,48 36,86 14,60 21,77
Стоимость, $ 2,86 2,18 11,96 1,68 5,16 14,73
2009 года, не включает мясо убойных животных, полученное в праздник Курбан байрам. Ориентировочно этот объем составляет около 10% производства боен.
Согласно последним тенденциям, производство говядины и баранины в последние 3-4 года стало возрастать, а производство мяса буйволов и коз — уменьшается, начиная с 2004 года. Уменьшение производства мяса после 2001 и 2008 годов последовало за экономическими кризисами в эти годы.
Быстрый рост производства говядины в 2011 и 2012 годы объясняется увеличением импорта скота в эти годы, ростом спроса населения при сочетании высоких темпов экономического роста.
Значительная часть доклада была посвящена разработке прогностических моделей производства красного мяса и формирования его цены.
Доктор Явуз предложил модель прогноза производства красного мяса в Турции:
М = [[S * (1 + T) * (1-D)] + + [B + Imp + Exp) * (1-L) - E] * C,
где:
M - производство красного мяса;
S - количество животных молочного направления;
Т - доля животных, родивших более двух и более детенышей;
D - доля животных, родивших мертворожденных детенышей;
В - количество животных на начало инвентаризации;
Imp - количество импортируемых животных;
Exp - количество экспортируемых животных:
L - доля взрослых животных, умерших при инвентаризации;
Е - количество животных на конец инвентаризации;
С - средний вес туши животного.
В таблице 1 представлены важные индикаторы мясного сектора экономики Турции в сравнении со странами ЕС и США.
Согласно прогнозу, прозвучавшему в докладе, в ближайшие 3 -4 года Турция по выходу говядины на кости сравняется с Европой. Глядя на цены, можно сказать, что Турция испытывает проблемы конкуренции с ЕС и США из-за существенного разрыва в ценах на мясо. Но, по мнению турецких экономистов, в конечном итоге это будет способствовать повышению доходности этой отрасли животноводства.
Во многом ценовая политика будет зависеть от степени вмешательства правительства в этот сектор экономики. Правительство недавно осуществило несколько благоприятных шагов для развития животноводства. Предполагается, что будет оплачено 30% затрат на строительство предприятий и 40% — на приобретение оборудования для разведения крупного рогатого скота на новых фермах с поголовьем более 50 голов в Восточной и Юго-Восточной Анатолии.
Кроме того, цены на красное мясо сейчас выше, чем когда-либо за последние годы, поэтому правительство пытается смягчить ценовой шок. Для этого были снижены таможенные пошлины на импорт мяса, туш, в частности, из Уругвая, Австралии и Новой Зеландии, и допускается даже беспошлинный импорт при необходимости снизить внутренние цены.
В рамках работы конгресса отмечено, что последние годы в мясной промышленности распространяются физические методы обработки мяса - ультразвук, пульсирующие электрополя, особенно актуальные для осуществления процесса нагрева мясных продуктов — высокое давление, омический и радиочастотный нагрев, которые позволяют обеспечить щадящий нагрев по всему объему продукта, повышение его безопасности при сохранении качества.
Доктор Ева Торнберг (Eva Tornberg) из Лундского университета (Швеция) представила анализ возможности использования физических и электрофизических методов в мясной промышленности.
Исследуемые образцы:
соль;
вода
Рисунок 2. Средние значения содержания №01 и воды, полученные методом наименьших квадратов, под влиянием обработки пульсирующими электрополями
Таблица 2. Влияние задержанного по сравнению с нормальным охлаждением на показатели качества мышцы Longissimus dorsi свиней (средние значения ± стандартные отклонения, п=15)
Показатель Режим охлаждения уровень Р
задержанный нормальный
Прибор для измерения качества свинины Pork Quality Meter (PQM) по 24 ч после убоя (p,S) 16,07±1,30 6,63±2,88 <,001
pH 24 ч после убоя 5,57±0,07 5,53±0,06 0,116
Потери при отекании (%) 5,68±1,04 5,13±1,29 0,188
Потери при размораживании (%) 8,88±1,45 8,83±2,13 0,932
Потери при термообработке (%) 25,10±1,01 25,48±1,94 0,493
Растворимость саркоплазматических белков 1 62,28±4,07 74,11±2,43 <,001
Растворимость миофибриллярных белков 1 11,90±0,89 14,93±0,53 <,001
L*1 день 60,40±3,91 53,46±2,26 <,001
а*1 день 9,11±1,18 9,11±1,11 0,943
TBARS 8 день2 0,16±0,06 0,24±0,06 0,002
Так, например, обработка мяса с применением высокого давления (100-1000 МПа) является щадящей технологией, которая способствует инактивации микроорганизмов — отчасти из-за изменения в структуре мембран клеток, в результате кристаллизации фосфоли-пидов, ведущих к увеличению проницаемости клеточных мембран.
При воздействии высоким давлением наблюдаются явления, которые сопровождаются снижением объема воды в мясе на 4, 12 и 15% при обработке давлением 100, 400 и 600 МПа соответственно. Это приводит к диссоциации некоторых из молекул воды в мясном соке на ионы Н+ и ОН-, наблюдается феномен элек-трострикции, и, как следствие, снижается рН на 0,2-0,5 единицы примерно на каждые 100 МПа во время обработки давлением.
Ковалентные связи и первичная структура белков существенно не будут затронуты. Предполагается, что высокое давление из-за электрострикции воды способствует разрыву гидрофобных взаимодействий, энергия водородной связи между молекулами воды усиливается.
Рядом исследований, проведённых в разных научных центрах мира, установлено, что при воздействии высокого давления на
растворимость белков миофиб-рилл наблюдается процесс деполимеризации белков, особенно при низких температурах (0-30 °C). Это явление может быть использовано для повышения растворимости миозина, что в свою очередь улучшает гелеобразование при производстве колбасных изделий.
Для повышения эффективности посола, его ускорения, достижения равномерной концентрации поваренной соли по всему объёму продукта в мире также проводятся исследования по его ускорению с помощью новых технологий.
Ученые Департамента пищевой химии и технологии и Школы сельского хозяйства и пищевой науки университета г. Дублина (Ирландия) Циара К. МакДоннел (Ciara K. McDonnell), Поль Аллен (Paul Allen) и др., 2013, представили результаты исследований влияния параметров пульсирующих электрополей (PEF) (напряжение, частота и количество импульсов) на интенсификацию диффузии соли в свинине и качественные характеристики мяса.
Пульсирующие электрополя (PEF) — это технология обработки, которая может индуцировать проницаемость клетки благодаря эффекту электропорации.
Эффективность пульсирующих электрополей для ускорения
посола проводилась при следующих параметрах обработки напряжение — 7 или 14 кВ, частота — 100 или 200 Гц и количество импульсов в минуту — 150 или 300 импульсов. Содержание NaCl и воды (г/100 г) было индикатором повышенной миграции соли. Также оценивали изменения веса, рН, потери при термообработке, водосвязывающую способность (ВСС) и текстурные профили.
Обработка пульсирующими электрополями не оказывала существенного влияния на изменение массы после посола, потерь при термообработке, ВСС и текстуры опытных и контрольного образцов. Однако, отмечено, что PEF-обработка при 14 кВ вызывала более высокие потери массы по сравнению с напряжением 7 кВ. Воздействие на свинину при напряжении 7 или 14 кВ с частотой 100 Гц и количеством 300 импульсов увеличивало содержание соли в опытных образцах по сравнению с контролем, в образцах (№№ 1, 5, 6, 7), подвергнутых PEF-обра-ботке с частотой 100 Гц, содержание воды было больше, чем в образцах, обработанных при 200 Гц (рис. 2).
Эти же исследователи изучали влияние ультразвука на ускорение посола свинины. Ультразвуковая обработка способствует ускоре-
нию массопереноса, в частности, вследствие возникновения эффекта кавитации, приводящего к «взрыву» микроскопических пузырьков газа в жидкости, возникновению микро-водоструйных, акустических эффектов и биологических изменений в тканях биообъектов.
Образцы m. longissimus thoracis et lumborum (LTL) через 48 часов после убоя с рН более 5,5 подвергались воздействию ультразвуковых колебаний (мощность 900 Вт) в специальной ванне, в которую также погружали ультразвуковые зонды (каждый набор обеспечивал мощность обработки 40, 56 или 72 Вт/см2 соответственно) и обрабатывались в течение 2, 4 или 6 часов.
При всех мощностях УЗ-обра-ботки, требуемый уровень содержания поваренной соли (2,25 ± 0,05%) был достигнут в течение двух часов, в тоже время для контрольных образцов требовалось 4 ч. Установлено, что УЗ-обработка не оказывает существенного влияния на изменение качества и органо-лептические характеристики исследуемых образцов свинины. Однако, отмечен более выраженный вкус у образцов свинины, подвергнутой более мощному воздействию ультразвуковых колебаний, также показано, что совместное действие УЗ-ванны и двух УЗ-зондов на 40 или 56 Вт/см2 каждый привело к большим потерям массы, чем контрольного образца (p < 0,001), воз-
Таблица 3. Накопление продуктов окисления в различных мышцах
Период хранения, сут Мышцы
LL SM ST
Содержание карбонильных соединений (нмоль/мг белка)
0 0,72 0,90 0,81
3 0,76 0,90 1,06
7 1,28 1,48 1,48
14 1,57 1,75 1,56
21 1,37 2,03 2,11
Т БЧ (мг/кг продукта)
0 0,13 0,21 0,14
3 0,13 0,19 0,16
7 1,80 0,29 0,85
14 0,73 1,10 0,71
21 1,04 0,60 1,03
можно из-за потерь белка.
Результаты проведенных исследований показывают, что существует эффективность применения пульсирующих электрополей и ультразвуковой обработки для ускорения посола свинины. Дальнейшие работы по оптимизации параметров обработки могут привести к дополнительному сокращению времени посола.
В Университете г. Гента (Бельгия) изучалось влияние воздействия высокой температуры после убоя на активность антиоксидант-ных ферментов и качество мяса в мышце Longissimus dorsi (LD) свиней, поскольку комбинация высокой температуры и быстрого снижения рН на ранней стадии после убоя может привести к большей денатурации белка по сравнению с нормальным характером посмертного окоченения.
Таблица 4. Влияние растительных масел на химический состав и прочностные характеристики вареных колбас
Мышцы LD свиней отбирались от левой и правой сторон 15 туш свиней через 30 минут после убоя. Мышцы LD от одной стороны туши выдерживали при температуре 40 °С в сушильном шкафу в течение 4 часов, а затем перемещали в холодильник при 4 °С в течение 24 часов после убоя (задержанное охлаждение), в то время как образцы свинины, отобранные от другой стороны туши, были помещены в тот же самый холодильник (нормальное охлаждение).
Задержанное охлаждение приводило к формированию признака PSE, тепловому сокращению и более низкой растворимости белков по сравнению с нормальным охлаждением. Активности ката-лазы, супероксид дисмутазы и глу-татион пероксидазы через 24 часа после отбора образцов были ниже при задержанном охлаждении по сравнению с нормальной холодильной обработкой. Цветовые уровни L* были выше в течение 8 дней после размещения в холодильной витрине, а уровни а* были значимо ниже через 4 дня после размещения в холодильной витрине при задержанном охлаждении по сравнению с нормальной холодильной обработкой, что, вероятно, связано с быстрым окислением пигментов.
Однако, на стабильность липи-дов задержанный режим охлаждения отрицательного влияния не оказал, уровни ТВАБ5 (тиобарби-туровой кислоты) были ниже после 8 дней хранения в холодильной витрине при задержанном охлаждении. Хотя в ранее прове-
денном исследовании говядины бельгийские ученые отметили, что более высокое окисление липидов было ассоциировано с пониженной активностью антиоксидантных ферментов. В данном исследовании этого, по-видимому, не происходило, но с другой стороны, пониженная стабильность цвета и активности антиоксидантных ферментов явно коррелировали при сравнении режимов холодильной обработки.
Средние уровни для признаков качества мяса в соответствии с холодильными обработками показаны таблице 2.
Большое внимание в рамках конгресса было уделено проблеме окисления белков и липидов мяса и мясных продуктов. Специалисты из Бразилии и США представили материалы по изучению процесса окисления в разных мышцах говядины при хранении в условиях модифицированной атмосферы (80% О2 и 20% СО2) в течение 0, 3, 7, 14, 21 суток.
Согласно результатам исследований окисление белков (содержание карбонильных соединений) в мышце L.lumborum (LL) протекало с меньшей скоростью по сравнению с остальными исследуемыми образцами (табл. 3), в то время как наименее интенсивное накопление продуктов вторичного распада жиров (увеличение ТБЧ) было обнаружено в мышце Semimembranosus (SM). Наиболее высокие показатели красноты и желтизны были характерны для мышцы Semitendinosus (ST).
Таким образом, разная скорость протекания окисления белков и липидов в различных мышцах говядины препятствовала
Таблица 5. Влияние растительных масел технологические свойства и уровень холестерина в вареных колбасах
стабильности окраски говядины в процессе хранения.
М. Эстевез (М. Еstevez) из Испании выступил с докладом о влиянии посолочных ингредиентов (нитрита натрия и аскорбината натрия) на окисление белков.
Внесение нитрита натрия без использования аскорбината натрия не оказало существенного влияния на окисление белков. Только при дополнительном использовании аскорбината в количестве 500 ррм увеличение дозировки нитрита до 75 ррм приводило к замедлению окисления белков. Дальнейшее увеличение концентрации нитрита демонстрировало проокислитель-ный эффект.
Таким образом, установлен си-нергетический антиокислительный эффект от совместного внесения нитрита натрия и аскорбината натрия. Оптимальное соотношение нитрита и аскорбината — 75 ррм
Рисунок 3. Колбасы, хранившиеся в отсутствии света в модифицированной газовой среде (слева), в присутствии света (в середине), в МГА с поглотителем воздуха в течение трех недель при температуре 5 оС
и 500 ррм соотвественно.
Коллеги из Бельгии изучили влияние температуры варки, породы и продолжительности созревания говядины на потери при варке и жесткость мяса.
Снижение температуры варки до 50 °С сокращало потери при варке до 7-8%, что на 14-17% меньше по сравнению с образцами, подвергнутыми варке до температуры 70 °С.
Стоит отметить, что разная температура варки не оказала существенного влияния на жесткость мяса. Бельгийские коллеги считают, что при варке до 50 °С жесткость мяса в первую очередь зависит от соединительной ткани, в то время как при варке до 70 °С — от мышечной. Различное содержание мышечной и соединительной ткани разных пород объясняет различия в жесткости мяса.
Ученые из Кореи представили материалы по изучению влияния замены свиного шпика растительными маслами на качество свиных сосисок. В ходе эксперимента были приготовлены шесть эмульсий: Т1 (свиной жир 20%), Т2 (свиной жир 10% + масло виноградных косточек 2% + оливковое масло 4% + рапсовое масло 4%); Т3 (масло виноградных косточек 4% + оливковое масло 16%); Т4 (масло виноградных косточек 4% + оливковое масло 4% + рапсовое масло 12%); Т5 (масло виноградных косточек 4% + оливковое
Рисунок 4. Вареный окорок (А — инъецированный рассолом, содержащим L. Ьге-vis; В — инъецированный рассолом, содержащим L. brevis и SafePгo-B2 )
масло 8% + рапсовое масло 8%); Т6 (масло виноградных косточек 4% + оливковое масло 12% + рапсовое масло 4%).
Результаты исследований свидетельствуют о целесообразности замены животного жира растительными маслами для улучшения функциональных характеристик — увеличения влагосвязывающей способности (ВСС), снижения потерь при термической обработке и снижения уровня холестерина (табл. 3, 4). При этом стоит отметить, что замена животного жира растительными маслами приводила к существенному снижению прочностных характеристик вареных колбас.
Д. Гибис ф. Gibis) из Германии посвятил свой доклад влиянию различных видов упаковки на цветовые характеристики колбасок для гриля.
Исследования показали, что образцы, хранившиеся в темноте, сохранили стабильный красный цвет в течение трёх недель в отличие от образцов, подвергавшихся хранению в присутствии света с использованием дневной флуоресцентной лампы.
Использование упаковки с поглотителями кислорода оказало положительное влияние на стабильность цвета колбас. В комбинации с отсутствием света данный вид упаковки обеспечил стабильность цвета через три недели (рисунок 3).
Таким образом, результаты сравнительного исследования влияния различных видов упаковки и условий хранения на цветовые характеристики колбас свидетельствуют о том, что использование непрозрачной упаковки или упаковки с дополнительным использованием поглотителя кислорода позволяют сохранить стабильный цвет колбас.
Кроме того, специалисты из Турции установили, что использование поглотителя воздуха способствует снижению содержания остаточного нитрита в колбасах. Таким образом, использование поглотителя кислорода совместно с МГА способствует замедлению процесса окисления, стабилизации окраски и снижению остаточного нитрита в колбасах.
Учеными из Бельгии была проведена корреляция между содержанием метмиоглобина и значением тиобарбитурового числа (ТБЧ), результаты которой позволили обосновать взаимосвязь между этими показателями. Механизм этой взаимосвязи пока не изучен, но авторы полагают, что данная взаимосвязь между показателями окисления гемовых пигментов и липидов может стать основой для обоснования порчи мясных продуктов и установления способов улучшения их качества.
Специалисты из Турции и США (докладчик Б. Килиц (В. КШс)) уделили внимание влиянию инкапсулированных фосфатов на окисление липидов в говядине. Ввиду того, что антиокислительный эффект добавленных фосфатов уменьшается за счет их гидролиза фосфатазой, ученые предложили использовать инкапсулированные фосфаты для сохранения их активности до ингибиро-вания фосфатазы в результате термической обработки. Использование пищевых фосфатов в инкапсулированном виде способствовало замедлению процессов окисления термически обработанных мясных продуктов и приводило к увеличению срока их годности.
Д. Гибис продемонстрировал основные результаты работы, направленной на использование стартовых культур для сокращения
количества пор при изготовлении вареного окорока. Согласно полученным данным, использование стартовой культуры SafePro-B2 sakei) позволяло сократить размер пор и их количество без изменения органолептических характеристик вареного окорока (рисунок 4).
Интересная работа, направленная на снижение содержания поваренной соли в мясных продуктах была представлена учеными из Бразилии.
Замена хлорида натрия солями калия и кальция оказала влияние на прочностные характеристики колбас. Образцы колбас, содержащие хлорид кальция, отличались максимальной прочностью. Замена же 25% поваренной соли на хлорид калия не оказала существенного влияния на изменение консистенции колбас. На основании результатов исследования была обоснована целесообразность использования заменителей поваренной соли с целью снижения массовой доли натрия в колбасах. Но прежде чем давать обоснованные рекомендации по использованию определенных комбинаций солезаменителей, как утверждают авторы, необходимы дальнейшие исследования влияния солей на микробиологические и окислительные процессы.
Таким образом, анализ докладов, постеров и публикаций, представленных на конгрессе, показывает, что мировые тенденции развития науки о мясе охватывают широкий спектр фундаментальных и прикладных исследований, результатами которых являются научные разработки и достижения в области биохимии мяса, в изучении потребительской предпочтительности, улучшении качества мяса и в обеспечении его безопасности. _|
Контакты:
Наталья Анатольевна Горбунова +7 (495) 676-9317 Елена Карленовна Туниева +7 (495) 676-6551
