CC BY
104
Обзор научно-исследовательских работ / НАУКА ЗА РУБЕЖОМ
ßP
О возможности использования высокого давления
при производстве мясных продуктов
Н.А. Горбунова, канд. техн. наук,
ГНУ ВНИИМП им. В.М. Горбатова Россельхозакадемии
Применение высокого давления в пределах от 100 до 1000 МПа открывает новые возможности к оптимизации тепловой обработки пищевых, в том числе мясных продуктов. Наиболее интенсивно данное направление исследований начало развиваться в начале 90-х годов ХХ века, когда научно-исследовательский консорциум, в который входила двадцать одна японская фирма, разработал технологию обработки продуктов высоким давлением. Но первые опыты по использованию высокого давления в целях повышения хранимоспособности молока были проведены еще в 1899 году доктором Хайтом (Hite, 1899).
^ Основной задачей обработки высоким давлением является повышение хранимоспособности и безопасности за счет инактивации микроорганизмов и улучшение структуры продуктов, а также повышение сохранности аромата, пищевой и биологической ценности [1].
Применение высокого давления для обработки пищевых продуктов основывается на использовании двух принципов: изостатический принцип — давление действует непосредственно и равномерно на весь обрабатываемый продукт независимо от его размера и геометрической формы.
Главным условием его является достаточно высокое значение показателя активности воды aw пищевого продукта для обеспечения переноса свободной влагой давления от поверхности к центру продукта. Вторым важным принципом, согласно принципу Ле Шателье, является то, что равновесное состояние каждой реакции, которая происходит с изменением объема продукта, под действием давления происходит в сторону меньшего объема (Vardag Körner, 1995, Meissner, 2010).
Исследования, проведенные в Немецком институте пищевых технологий и оборудования (DIL), на примере производства колбас и ветчин показали, что в случае замены тепловой обработки только на обработку мясного сырья высоким давлением (НРР), продукты, несмотря на денатурацию белков, обладают излишне «мягкой» консистенцией и «сырым» вкусом [1].
Поэтому было предложено сочетать обработку НРР со щадящей тепловой обработкой. Для этого было разработано специальное загрузочное устройство промышленно выпускаемых установок, которое предупреждает отдачу тепла охлаждающей рабочей среде, создающей давление при обработке продукта, (рис. 1). Конструкция загрузочного устройства защищена патентом.
Во время обработки давлением происходит повышение температуры, как среды, передающей давление, так и продукта (рис. 2), которая в значитель-
Рис.1. Принцип обработки продуктов высоким давлением в специальном загрузочном устройстве
ной степени зависит от содержания жира в обрабатываемом продукте.
Так, при начальной температуре нежирного окорока 40°С его температура при обработке давлением 600 МПа может повысится на 20-23°С и достигнуть в центре куска 63°С.
№ 1 февраль 2012 Всё 0 МЯСЕ
45
НАУКА ЗА РУБЕЖОМ / Обзор научно-исследовательских работ
Рeзyльтaты пpoвeдeнныx иccлeдoвaний пoкaзaли, чтo ocнoвнымн фaктopaмн, влияющими m кaчecтвo мяcныx пpoдyктoв, являeтcя выcoтa дaвлeння, вpeмя выдepжки пpн дaвлeнии и тeмпepaтypныe peжнмы.
Koмбнннpoвaннoe иcпoльзoвaниe выcoкoгo дaв-лення и щaдящeй тeмпepaтypнoй oбpaбoтки пpн ^o-извoдcтвe ветчины пoзвoляeт oткaзaтьcя oт нcпoльзo-вaння пнщeвыx ннгpeднeнтoв, кoтopыe oбecпeчи-вaют пoвышeннe влaгocвязывaння без пoтepь выxoдa гoтoвoй пpoдyкцнн.
Boзмoжнocть ^нменення выcoкoгo дaвлeння для cннжeння кoличecтвa или для oткaзa oт нcпoльзoвa-ння дoбaвoк, в чacтнocтн фocфaтoв, пpн пpoнзвoд-cтвe мяcныx пpoдyктoв нccлeдoвaлacь нcпaнcкимн yчeнымн из Упpaвлeния ceльcкoгo xoзяйcтвa и жн-вoтнoвoдcтвa Кастилии и Лeoнa и Texнoлoгичecкoгo aгpapнoгo ннcтнтyтa (Salamanca). Интepec к paзpa-бoткe вызвaн cтpeмлeннeм пoтpeбитeлeй пoкyнaть пpoдyкты нaтypaльныe c минимaльными coдepжaнн-ем дoбaвoк или coвceм без ннx [2].
Иcпaнcкиe yчeныe нccлeдoвaлн влияние выcoкoгo дaвлeння (200 и 300 MПa) нa вьгаэд и opгaнoлeнгн-чecкиe xapaктepнcтнки вapeнoгo oкopoкa. Bo вpeмя пpoцecca пpoизвoдcтвa пpoдyкт пoдвepгaлcя oбpa-бoткe выгаким дaвлeннeм нa paзлнчныx этaпax ^o шпpнцeвaння, пocлe шпpнцeвaння и пocлe мaccнpo-вaння) без нcпoльзoвaння фocфaтoв.
Oбpaбoткa выcoким дaвлeннeм (HPP) является вoзмoжным cpeдcтвoм yлyчшeння фyнкцнoнaльныx cвoйcтв мышeчныx бeлкoв в peзyльтaтe пoвышeния pacтвopнмocтн oпpeдeлëнныx мнoфнбpнлляpныx пpoтeннoв и yлyчшeния cвязывaння мeждy чacтнцaмн мяca в мяcныx пpoдyктax эмyльcнoннoгo тит (Sikes, Tobin и Tume, 2009).
Koнтpoльныe и oпытныe oбpaзцы вapëныx oro-poкoв гoтoвилн пo тpaдициoннoй тexнoлoгнн, ш^н-цeвaлн paccoлoм ^меа вoды, coлн, дeкcтpoзы, ннт-prna нaтpня и acкopбaтa нaтpня) дo 120% к мacce cыpья. Зaтeм мaccнpoвaлн и пpндaвaлн кaждoмy oro-poкy гpyшeвнднyю фopмy, вapнлн в пapoвapoчнoм aппapaтe дo тeмпepaтypы 68°C в цeнтpe.
Иccлeдoвaння пoкaзaлн, что вapëный oкopoк, o6-paбoтaнный ^и дaвлeннн 300 MПa пocлe мaccиpo-вaння, имеет caмый выcoкий выxoд. Этo, вepoятнo, oбъяcняeтcя тем, что пocлe вoздeйcтвня HPP ^o-иcxoдят кoнфopмaцнoнныe изменения в бeлкax мяca, кoтopыe oкaзывaют влияние нa мeжaтoмныe paccm4-ння и мeжмoлeкyляpныe взaимoдeйcтвия. С дpyгoй cтopoны, пpнмeнeннe дaвлeния пocлe мaccнpoвaння мoглo ycилнть pacтвopимocть мнoфнбpнляpныx бел-кoв, кoтopыe yвeличили выxoд. Oднaкo, цвeтoвыe xa-pa^ep^^R^ oпpeдeлeнныe cпeктpoмeтpoм (CM-2600d/2500d, Konica Minolta) были ниже (oкopoк был бoлee бледным), чем пpн oбpaбoткe дaвлeннeм 200 MПa, кoтopый oтличaлcя нaнбoлee ннтeнcнвнoй oкpacкoй и ниже, чем y кoнтpoльнoгo oбpaзцa.
Инcтpyмeнтaльный aнaлнз пpoфнля тeкcтypы (TPA) пpoвoдилcя aнaлнзaтopoм тeкcтypы TA-XT2 пo пoкaзaтeлям твepдocть, кoнcнcтeнцня («cвязaн-элacтичнocть, «paзжeвывaeмocть» и пoкaзaл yвeлнчeннe вcex cтpyктypнo-мexaннчecкиx пoкaзaтe-лей тeкcтypы o^apora, oбpaбoтaннoгo пoд дaвлeннeм
по сравнению с необработанными образцами, особенно после массирования.
Органолептическая оценка, проведенная специально обученными дегустаторами, соответствовала данным полученным с помощью инструментальных измерений.
Напротив, оценка текстуры органолептически не согласовалась с результатами, полученными при инструментальном измерении, так как дегустаторы не обнаружили влияния высокого давления на твёрдость и «разжевываемость» окороков. Однако дегустаторами отмечена однородность структуры (высокая связанность) в варёном окороке, обработанном высоким давлением. Важно отметить, что варёные окорока, обработанные НРР, показали более высокие баллы по консистенции и волокнистости, чем необработанные варёные окорока. Однако интенсивность и качество запаха и вкуса у варёных окороков, обработанных давлением, особенно при 300 МПа, имели самые низкие значения, возможно из-за того, что HPP вызывает окисление липидов (Chefel и Culi-oli, 1997). Таким образом, необходимы дальнейшие исследования, для того чтобы использовать НРР в качестве альтернативы фосфатам.
Обработка высоким гидростатическим давлением из-за ряда преимуществ по сравнению с другими способами обработки все чаще используется при производстве таких продуктов, как сырокопченые колбасы, реализуемые в торговой сети в виде продуктов в нарезку. Данный способ обработки изменяет аромат и питательно-физиологические показатели продукта лишь в незначительной степени и обеспечивает защиту продукта от микробной порчи.
Рубио (B. Rubio), Маритинес (B. Martenez) и другие [3] провели исследования по оценке изменения микробиологических показателей нарезки продукта «чечина» (испанский сухой соленый мясопродукт) и «салчичон» (испанская твердокопченая колбаса) в вакуумной упаковке после длительного срока холодильного хранения. Сухие соленые мясопродукты были инокулированы Listeria monocytogenes с целью заражения продуктов этим видом бактерий в количестве 104 КОЕ/г. Продукты сначала упаковывали под вакуумом, затем в течение пяти минут подвергали обработке высоким гидростатическим давлением 500 МПа и затем хранили до 210 суток при температуре 6°С. Результаты исследований показали, что обработка этих продуктов высоким давлением была не такой эффективной, как продуктов с более высокими показателями активности воды aw, и инактивация Listeria monocytogenes достигала значения 2 log в образцах «чечина» и 1 log в образцах «салчичон». Небольшая эффективность обработки высоким давлением, по-видимому, объясняется низкими значениями aw исследованных продуктов, которые обеспечивают защиту клеток продуктов от воздействия давления.
Ruth A. McArdle и др. [4] исследовали влияние комбинированной обработки высоким давлением и температурой на качественные характеристики говядины после переработки и во время холодильного хранения. Образцы говяжьих M. pectoralisprofundus
46
ВСЁ О МЯСЕ № 1 февраль 2012
Обзор научно-исследовательских работ / НАУКА ЗА РУБЕЖОМ
были обработаны давлением при 400 и 600 МПа при температуре 35, 45 и 55°С и сравнены с необработанными давлением и термообработанными в печи образцами.
Обработка говядины высоким давлением (НРР) при более высоких температурах (55°С) приводила к формированию более нежной консистенции (низкие уровни усилия резания) и снижению потерь при термообработке по сравнению с обработкой при 35°С. Уровни реактивных субстанций тиобарбитуровой кислоты, обработанных давлением образцов говядины, были ниже чем у образцов, подвергнутых только тепловому воздействию, как после обработке, так и на протяжении всего периода холодильного хранения. Было установлено увеличение (p<0,001) соотношения w 6/w 3 жирных кислот для образцов, обработанных комбинацией давление-температура по сравнению с сырьем до обработки. Однако, обработанные в печи образцы показали наиболее высокое соотношение w 6/w 3 среди всех исследованных образцов, прошедших различную обработку. Полученные результаты свидетельствуют, что НРР изменяет качество мяса в меньшей степени по сравнению с традиционной термообработкой и минимизирует, таким образом, влияние процесса.
Ученые «Центра исследования продовольствия Эш-таун» (Ashtown Food Research Centre, Дублин, Ирландия) провели исследования, целью которых являлась оценка принятия потребителями обработанных высоким давлением охлажденных готовых блюд, выработанных из говядины [5]. Триста потребителей оцени-
вали охлажденные готовые мясные блюда, подвергнутые обработке давлением и не обработанные давлением (контрольные образцы), по девятибалльной шкале по показателям нежности и сочности говядины, аромату, вкуса, общего предпочтения и намерения покупки. Исследования показали, что потребители отдали предпочтение мясным продуктам, обработанным давлением 200 МПа.
Исследования в области применения высокого давления для производства мясных продуктов продолжаются, они направлены на установление рациональных режимов обработки, обеспечивающих высокие показатели качества продукции и ее безопасность для потребителей.
Литература
1. F. Kortschack Herstellung von warmebehandelten Wurst-und Fleischwaren am Beispiel von Kochschinken/ЛМатериалы семинара «Мясо и мясные продукты - инновационные концепции в производстве» в German Institute of Food Technologies (DIL) (Германия, Ква-кенбрюк), 25-26 октября 2011 г.
2. Ma J. Sanchez, B. Martinez, B. Rubio и M. Vaquero Применение обработки высоким давлением в качестве альтернативы фосфатам в производстве вареного окорока//56-й Международный конгресс по вопросам науки и технологии мясной промышленности, 2010 г, Джеджу, Корея.
3. Ruth A. McArdle, Begonya Marcos, Joseph P. Kerry, Anne M. Mullen In-fluence of HPP conditions on selected beef quality attributes and their stability during chilled storage// Meat Science, Vol. 87, Issue 3, Pages 274-281
4. Douglas Sorenson, Maeve Henchion, Begonya Marcos, Paddy Ward, Anne Maria Mullen, Paul Allen Consumer acceptance of high pressure processed beef-based chilled ready meals: The mediating role of food-related lifestyle factors// Meat Science, Vol. 87, Issue 1, Pages 81-83.
Контакты:
Наталья Анатольевна Горбунова, тел.: +7(495) 676-93-17
