CC BY
25КАЧЕСТВО ПРОДУКЦИИ УДК 637.5
Смирнова А.В., сотрудник лаборатории наукометрии
Тихонов С.Л., доктор технических наук, профессор, зав. кафедрой «Пищевая инженерия»
Уральский государственный экономический университет
перспективный физический способ увеличения срока годности скропортящийся пищевой продукции
Общее количество продуктов, обработанных высоким давлением, на мировом рынке неуклонно растет. Только за 2008 г. произведено и поставлено на рынок около 200 тыс. т такого рода продукции (около 450 млн фунтов в год) [1].
Методом холодной консервации можно предотвратить микробиологическую порчу. В ходе многократных исследований доказано, что воздействие давлением в 600 МПа при 20 °С в течение 180 с на мясо и мясопродукты способно ликвидировать возбудителей листериоза (Listeria monocytogenes), а также инактивировать другие опасные для жизни человека микроорганизмы - кишечную палочку (E. coli), сальмонеллы (Salmonella), холерный вибрион (Vibrio), большинство видов плесневых грибов и патогенных бактерий [2].
Для дезактивации дрожжей необходимо приложить к продукту давление 300-400 МПа при 25 °C в течение нескольких минут, однако для уничтожения дрожжевых аскоспор требуется более высокое давление и более длительное воздействие [3]. Однако эффективность воздействия давлением зависит в большей степени от вида и сложности организации микроорганизмов, химического состава и pH обрабатываемой среды, а также от активности воды. Грамотрицательные бактерии более чувствительны к высокому давлению, нежели грамположительные. Баровоздействие вызывает деструкцию клеточных мембран и внутриклеточных протеинов, выполняющих важную роль в жизнедеятельности микроорганизмов, что ведет к деградации клеточных структур и разрушению клетки в целом. Смещение pH в кислую сторону и повышение давления оказывают синергический эффект [3].
В мясоперерабатывающей отрасли также используется технология обработки продовольственного сырья и пищевых продуктов высоким давлением. S. Jung и соавторы сообщают, что в мышечной ткани мяса, обработанной давлением 130- 520 МПа в течение 4,3 мин, наблюдается задержка роста микроорганизмов на неделю. Жесткость мышечной ткани говядины увеличивается с увеличением давления от 200 до 800 МПа (при постоянной температуре от 20 до 40 °C), но значительно снижается при применении давления 200 МПа (при температуре б0 и 70 °C) [1]. После воздействия высоким давлением (300-700 МПа) в течение 20 мин наблюдаются значительные изменения органолептических свойств мяса. Кроме того, зафиксированы модификации в микроскопическом строении миофибрилл мышечной ткани крупного рогатого скота и баранины [3, 4].
Но вместе с тем в области обработки мяса высоким давлением остается еще много нерешенных вопросов, в частности не определены рациональные режимы обработки с целью увеличения срока годности мясного сырья при наименьшей потере биологической ценности.
особенно актуально применение современных методов увеличения срока годности мяса с нехарактерным автолизом, например для мяса с DFD свойствами. Такое мясо в силу высокой водосвязываю-щей способности и величины рН более 6,4 неустойчиво к хранению [5].
В связи с этим целью исследований является определение рациональных режимов обработки охлажденного мяса с DFD свойствами для увеличения его срока годности.
Для эксперимента сформировали две группы (контрольная и опытная) образцов говядины массой 500 г из лопаточной части туши говядины через 48 часов после убоя крупного рогатого скота. Мясо хранилось при температуре +4 °С. Опытные образцы подвергали воздействию давлением 800 МПа в течение 5 минут с помощью экспериментальной установки - гидростат со следующими техническими характеристиками: рабочеедавление - 800-1000 МПа; максимальное давление - 1200 МПа, время выхода на режим - 2-3 мин, рабочая жидкость -смесь индустриального масла и глицерина. Перед обработкой мясо помещали в вакуумно-пленочную герметичную упаковку. Контрольные образцы мяса давлением не обрабатывали.
Исследования проводили по общепринятым методикам, в частности органолептические показатели определяли по ГОСТ 7269-79 «Мясо. Методы отбора образцов и органолептические методы определения свежести». Микробиологические показатели - по ГОСТ Р 54354-2011«Мясо и мясные продукты. Общие требования и методы микробиологического анализа», ГОСТ 31747-2012 (ISO 4831:2006, ISO 4832:2006) «Продукты пищевые. Методы выявления и определения количества бактерий группы кишечных палочек (колиформных бактерий)». Пере-кисное число - по ГОСТ Р 51487-99 «Масла растительные и жиры животные. Метод определения пе-рекисного числа».
Антиоксидантную активность мяса определяли потенциометрическим методом. Источником информации об антиоксидантной активности служил сдвиг потенциала Pt электрода, изготовленного методом трафаретной печати, в медиаторной системе K3[Fe(CN)6]/K4[Fe(CN)6], наблюдавшийся при введении антиоксидантов (пробы) в раствор. Этот сдвиг является следствием изменения соотношения окисленной и восстановленной форм компонентов медиа-торной системы в результате реакции:
Fe(III) + АО = Fe(II) + AO
34
www.Rosfood.info
№4 сентябрь 2018
Пищевая Индустрия
Исследования проводили на лабораторной установке в НИИ физики металлов Уральского отделения РАН (г. Екатеринбург) и на базе кафедры пищевой инженерии УрГЭУ (г. Екатеринбург).
Статисти ческую обра ботку резул ьтато в про водил и с использованием стандартных компьютерных программ Microsoft Exsel XP, Statistica 8,0.
результаты и обсуждение
После 30 суток холодильного хранения при температуре +4 °С контрольные образцы мяса имели темно-красный цвет, мышечная ткань на разрезе была влажная, слегка липкая, темно-красного цвета и оставляла влажное пятно на фильтровальной бумаге, образующаяся при надавливании пальцем ямка выравнивалась медленно и имела слегка кисловатый запах. Следовательно, по органолептическим показателям образцы мяса контрольной группы относятся к сомнительно свежим. Обработка мяса высоким давлением оказала положительное влияние на его сохранность. Так, через 30 суток хранения опытные образцы мяса имели бледно-красный цвет, запах специфический, свойственный свежей говядине, мышцы на разрезе слегка влажные, не оставляли влажного пятна на фильтровальной бумаге, консистенция мяса упругая, при надавливании пальцем ямка быстро выравнивалась. Аналогичные результаты получены через 60 суток хранения мяса.
при исследовании микробиологических показателей установлено, что у образцов мяса первой группы (контроль) КМАФАнМ после 15, 30 и 60 суток хранения не превышало 2,1 • 102, 2,1 • 103 и 3,4 • 105 КОЕ/г при норме для свежего мяса, упакованного под вакуум, не более 1,0 • 104 КОЕ/г. Дрожжи в контроле через 30 и 60 суток хранения составляют 2,5 • 103 и 5,1 • 105 КОЕ/г при норме не более 1 • 103 КОЕ/г. Образцы мяса, обработанные высоким давлением, были стерильны, МАФАнМ и дрожжи не обнаружены.
Нами исследована антиоксидантная активность мяса (АОА). В результате исследований установлено, что опытные образцы мяса имели более высокую АОА (0,35 ± 0,02 моль экв. /дм3), что на 66,7 % достоверно (**Р < 0,01) выше АОА контрольных образцов (0,21 ± 0,05 моль экв. /дм3).
Можно предположить, что обработка охлажденного мяса высоким давлением активизирует его ан-тиоксидантые системы. К антиоксидантам мяса относят витамин Е и полиненасыщенные жирные кислоты, содержание которых в мясе говядины первой категории в среднем составляет 0,3 и 0,56 мг/100 г соответственно, а также некоторые аминокислоты. Наиболее высокие коэффициенты антиоксидантной активности имеют следующие аминокислоты: гисти-дин, лейцин, треонин, валин и глютаминовая кислота. Усиление антиоксидантных свойств мяса в проведенном эксперименте, возможно, связано с образованием указанных свободных аминокислот в процессе его созревания под действием высокого давления, ускоряющего этот процесс. Механизм образования свободных указанных аминокислот в мясе под действием высокого давления следующий. На процесс созревания мяса влияет активность ферментов катепсинов (кислые протеиназы), локализованых в лизосомах, которые представляют собой внутриклеточные пузырьки диаметром около 5,5 мкм, ограниченные мембраной. В настоящее время в мышечной ткани идентифицирован ряд ферментов эндопепти-дазного действия - катепсины В,, D, H, L, G и экзопеп-
тидазы - катепсины А, В2 и С. Низкая активность катепсинов в необработанном давлением мясе объясняется наличием интактной мембраны, удерживающей катепсины в латентном состоянии. При воздействии высокого давления на мясо мембраны лизо-сом разрушаются, и происходит активное высвобождение катепсинов, что ускоряет процесс созревания мяса, при котором происходит активное образование вышеперечисленных свободных аминокислот, обладающих антиоксидантными свойствами.
Указанное предположение нашло свое отражение при исследовании показателей окислительной порчи мяса - перекисного числа.
Так, перекисное число после 15, 30 и 60 суток хранения в контрольных образцах охлажденного мяса составляет 0,01; 0,02 и 0,08 миллимоль активного кислорода на 1 кг. Перекисное число опытных образцов мяса после 30 и 60 суток хранения на уровне 0,01 и 0,02 миллимоль активного кислорода на 1 кг соответственно.
О сохранности белковых веществ мяса и липид-ных компонентов свидетельствуют результаты определения амино-аммиачного азота (ААА) и летучих жирных кислот (ЛЖК).
Установлено, что содержание ААА в контрольных образцах мяса после 15, 30 и 60 суток составляет 0,73; 1,85; и 2,43 мг/10 см3 вытяжки, в опытных образцах - 0,12; 0,16; 0,24 мг/10 см3 вытяжки при норме для свежего мяса менее 1,26 мг/10 см3. Количество ЛЖК в контрольных образцах говядины после 15, 30 и 60 суток хранения на уровне 1,4; 4,2 и 5,8 мг щелочи/г, в опытных образцах - 0,2; 1,0; 2,3 мг щелочи/г (норма - до
4 мг щелочи/г). Полученные данные показали высокую сохранность мяса, обработанного высоким давлением.
Таким образом, результаты комплексных исследований показателей свежести охлажденного мяса после 30 и 60 суток холодильного хранения при температуре +4 °С свидетельствуют о том, что обработка мяса высоким давлением (800 МПа) в течение
5 минут увеличивает срок годности мяса в два раза. Так, опытные образцы по цвету, консистенции запаху соответствовали свежему. Результаты микробиологических исследований согласуются с органолеп-тическими показателями. Так, в образцах мяса, обработанных высоким давлением, МАФАнМ и дрожжи не обнаружены. Антиоксидантная активность опытных образцов мяса выше на 66,7 % в сравнении с контрольными, следовательно, обработка мяса высоким давлением позволяет предотвратить окислительную порчу продукта в процессе хранения, и резул ьтаты исследова ний согласуются с данными динамики перекисного числа. Полученные материалы могут быть использованы для разработки новых технологий обеспечения срока годности мясопродуктов.
Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ (проект №18-01600082).
Литература
1. Use of bar processing to increase the shelf of vitaminized suasages and their use for the correction of studnts healt / S. L. Tikhonov [et al.] // Foods and Raw Materials. - 2016. - Vol. 4, № 2. - P 121-127.
2. Ferstl, C. High Pressure Processing: Insights on technology and regulatory requirements / C. Ferstl, P. Ferstl // The national food lab. - 2013. - P. 1-6.
3. Rastogi, N. K. Opportunities and Challenges in High Pressure Processing of Foods / N. K. Rastogi, K. S. Raghavarao // Taylor & Francis Group, 2010 - P. 69-112.
4. Patterson, M. F. Microbiology of pressure-treated foods - A review N., N., / M. F. Patterson // Journal of Applied Microbiology. - 2005. - Vol. 98 (6). - P. 1400-1409.
5. About the quality of meat with pse and dfd properties / V.M. Poznyakovskiy, I.F. Gorlov, S.L. Tikhonov, VG. Shelepov // Foods and Raw Materials. 2015. - Vol. 3, № 1. - С. 104-110.
6. Determination of antioxidants in humanskin by capillary zone electrophoresis and potentiometry / M. Markina, N. Stozhko, K. Brainina, E. Lebedeva, L. Neudachina // Analytical Letters. 2016. - Vol. 49, № 12. - P. 1804-1815.
J
