CC BY
97
времени обработки от 120 до 180 мин. В указанном диапазоне времени наблюдается меньшее изменение ОВ: от 70-73% при значениях скорости 0,2-0,4 м/с до 67% при скорости вращения барабана 0,65-0,7 м/с.
Наибольшее содержание ОВ готового продукта после варки (более 73%) наблюдается в диапазоне изменения скорости 0,2-0,3 м/с и времени обработки от 90 до 140 мин.
Изменение влагоудерживающей способности ВУС готового продукта после варки в исследуемых диапазонах скорости вращения барабана и времени тумбли-рования (рис. 2) имеет схожий с показателем ОВ характер.
Увеличение скорости вращения барабана на всем интервале изменения времени приводит к снижению ВУС готового продукта.
Следует отметить, что в диапазоне изменения времени обработки от 60 до 100 мин увеличение скорости приводит к значительному уменьшению ВУС - до 48%, тогда как наибольшее значение ВУС продукта после варки - свыше 60% - наблюдается в диапазоне изменения скорости 0,2-0,3 м/с и времени обработки от 110 до 160 мин.
Анализируя представленные на рис. 1 и 2 зависимости, следует отметить наличие диапазона изменения варьируемых параметров, в пределах которых показа-
тели ОВ и ВУС принимают наибольшие значения: скорость вращения барабана от 0,2 до 0,3 м/с, продолжительность тумблирования от 100 до 120 мин.
Указанному диапазону соответствует наибольшее значение выхода опытных образцов - 100-105% по отношению к массе несоленого сырья - и наивысшая органолептическая оценка. Кроме того, опытные образцы, посоленные при таких параметрах механической обработки, имеют достаточно высокие показатели структурно-механических свойств (усилие резания и глубина проникновения игольного индентора), характеризующие нежную консистенцию мяса.
По органолептическим показателям и выходу опытные образцы превосходят контрольные, посоленные при аналогичных режимах тумблирования, но с использованием рассола на основе питьевой воды с традиционным содержанием фосфата (1,4 г на 1 л рассола).
Результаты проведенного комплекса исследований позволяют рекомендовать указанные выше пределы изменения скорости вращения барабана и времени тумблирования для производства вареных цельномышечных изделий из куриной грудки.
Кафедра машин и аппаратов пищевых производств Кафедра технологии мяса и консервирования
Поступила 30.09.04 г.
637.517
ПРОДУКТЫ ФУНКЦИОНАЛЬНОГО ПИТАНИЯ НА ОСНОВЕ БИОМОДИФИЦИРОВАННОГО СЫРЬЯ
Л.В. АНТИПОВА, Л.А. ЗУБАИРОВА, А.Я. ГИЗАТОВ,
М.М. ДАНЫЛИВ
Воронежская государственная технологическая академия
Улучшение структуры и качества питания - перспективное направление развития технологии функциональных мясных продуктов, связанное с использованием современных биотехнологических методов обработки сырья, а также пищевых добавок, включая ароматизаторы.
Один из путей решения проблемы организации полноценного сбалансированного питания населения - целенаправленная разработка диетических продуктов. Ценным сырьем для производства таких продуктов является конина. Она легче усваивается организмом человека, благодаря особенностям белка и жирнокислотного состава. Однако ассортимент выпускаемой из нее продукции ограничен спецификой структурно-механических свойств сырья, в частности повышенной жесткостью. В технологии переработки такого сырья необходимо применение новых способов обработки на основе биокаталитических процессов.
Опыт показывает, что для мягчения мяса целесообразно применение протеолитических ферментных препаратов (ФП) и консорциумов микроорганизмов. Под воздействием ФП и микробных ферментов в сырье
происходят биохимические изменения, способствующие модификации структуры его биополимерных систем, что в итоге влияет на уровень функционально-технологических свойств, длительность технологического цикла, повышает пищевую ценность готового продукта, улучшает его усвояемость и устойчивость при хранении.
Однако практика применения ФП показывает, что не все ферменты, обладающие высокой протеолитиче-ской активностью при обработке мяса дают желаемый эффект. Некоторые из них, интенсивно катализируя гидролиз белков мышечных волокон, слабо воздействуют на белки соединительной ткани, которые являются источником щелочерастворимой фракции белков и обусловливают жесткость мяса [1].
Исследованиями, проведенными на кафедре техно -логии мяса и мясных продуктов ВГТА, экспериментально доказано, что ФП из гепатопанкреаса камчатского краба, произведенный в ЗАО «Биопрогресс» (Щелково, Московская обл.), обладает преимущественно коллагенолитической активностью, способен гидролизовать неденатурированный коллаген и может быть успешно применен для обработки мясного сырья с высоким содержанием соединительной ткани [2].
Нами была изучена динамика ферментативного гидролиза фракций белков препаратом коллагеназы
для определения наиболее приемлемой концентрации ФП в составе рассола.
Объектом исследования служило мясо с четырехглавыми бедренными мышцами конины II категории упитанности, полученное при промышленной переработке скота. В качестве субстратов использовали водо-, соле- и щелочерастворимые белковые фракции, выделенные из конины в соответствии с методикой [3].
Ферментативный гидролиз проводили на установке УВМТ-12-250 при температуре 40°С, рН 7,0-7,2 и непрерывном перемешивании (п = 180 об/мин) в течение 6 ч. В качалочные колбы вместимостью 250 см3 вносили по 100 см3 экстракта белков, а после достижения заданной температуры добавляли ФП коллагеназы (ТУ 9158-002-11734126-94) протеолитической активностью (ПС) 100 ед/г [4], концентрацией 0,05, 0,20, 0,35, 0,50 и 0,65 ед/г. В процессе ферментативного гидролиза определяли массовые доли белка по биуретовой реакции [3].
Как показали исследования, ферментативный гидролиз солерастворимой фракции белков конины проходил наиболее интенсивно в первые 4 ч: концентрация белка этой фракции снизилась с 4,3 до 1,15 мг/см3. Дальнейшая инкубация существенных изменений не дала. К концу эксперимента концентрация белка уменьшилась до 0,9 мг/см3. Необходимо отметить одинаковый характер изменений массовой доли белка независимо от концентрации вносимого ФП.
Под действием коллагеназы белки щелочерастворимой фракции конины переходят из нерастворимой в растворимую форму, так что этот процесс сопровождается резким повышением массовой доли растворимого белка до 9,5-11,2 мг/см3 к 3 ч обработки. Увеличение концентрации белка происходит за счет образования низкомолекулярных продуктов в виде пептидов и аминокислот. При дальнейшей обработке сырья наблюдались процессы снижения концентрации белка.
Увеличение концентрации коллагеназы способствовало повышению массовой доли белка. Так, при внесении 0,20 ед/г ФП массовая доля белка возрастает на 6,3%, при увеличении дозировки до 0,35 ед/г - на 12,5%. Дальнейшее увеличение концентрации ферментов в смеси не привело к росту массовой доли растворимого белка. Таким образом, рациональной дозой введения в состав рассола ФП следует считать 0,35 ед/г к массе обрабатываемого сырья.
Для определения влияния выбранной концентрации коллагеназы на мышечные и соединительные ткани были проведены гистологические исследования согласно рекомендациям [5]. Их результаты показали, что под влиянием ФП мышечные волокна набухали, вокруг них соединительнотканные оболочки также выглядели набухшими и вплотную прилегали к ним. Наблюдалось снижение содержания рыхлой соединительной ткани, ослабление связи между разволокнен-ными мышечными волокнами и, как следствие, расширение промежутков между ними.
Размягчающий эффект рассола, содержащего ФП, подтверждается результатами определения функционально-технологических и структурно-механических свойств [3]. Установлено, что при обработке коллаге-
назой влагосвязывающая способность увеличивается в среднем на 11%, а влагоудерживающая - на 12% по сравнению с контрольными образцами. Значения усилия резания вдоль и поперек волокон уменьшаются.
Известно [6], что мясо и мясные продукты являются весьма благоприятной средой для развития молочнокислых бактерий. На этом основан опыт создания известных стартовых культур для производства мясных продуктов. В мясе они находят все необходимые для нормальной жизнедеятельности вещества - источники углерода, азота, витамины, минеральные соли; рН и влажность мяса также способствуют условиям их роста.
К основным группам микроорганизмов, используемым при производстве мясных продуктов, относят бифидобактерии, а также уксуснокислые бактерии и дрожжи.
Посолочные ингредиенты, такие как поваренная соль, не оказывают отрицательного влияния на развитие молочнокислых бактерий, а многие их виды способны выдерживать значительные концентрации соли [6, 7].
При исследовании совместного влияния температуры и соли в среде питания установлено, что при оптимальной температуре роста бактерии выдерживают самые высокие концентрации соли. Определенные дозы соли даже стимулируют рост.
Первые - специфическая группа микроорганизмов, обусловливающих молочнокислое брожение, т. е. распад углеводов (сахаров) до молочной кислоты. Наряду с основным продуктом брожения - молочной кислотой - образуются побочные продукты: уксу сная кислота, углекислый газ, ароматические вещества, этиловый спирт и др.
В природе молочнокислые бактерии представлены в виде шаровидных (кокков) и палочковидных (лактобактерий) форм. Шаровидные молочнокислые бактерии называют молочнокислыми стрептококками, так как они относятся к семейству 8(гер(ососсасеае. Морфологические особенности и способность роста в определенных условиях позволяют легко выделить их из молочных продуктов и желудочно-кишечного тракта животных. Наилучшие пределы для их роста: температура 35-40°С, рН 5,5-7, многие из них являются спиртоустойчивыми и могут переносить рН 4,5-8,5 [6, 7]. На обычных питательных средах они не развиваются, а растут на средах с добавлением аминокислот, гидролизатов белков мяса, лактоальбумина, казеина, различных видов муки. Большинству штаммов молочнокислых бактерий необходимы аминокислоты: аргинин, лейцин, изолейцин, гистидин, валин. Таким образом, физиолого-биохимические свойства штаммов великолепно адаптированы к пищевым системам, в том числе к мясным.
Положительные свойства названных бактерий связаны еще и с тем, что их ферментативные системы способны модифицировать структуру белков за счет гидролиза. Поэтому обработка жесткого сырья специально подобранными микроорганизмами представляет альтернативу ферментативной обработке.
Нами изучено влияние выбранного консорциума молочнокислых бактерий - Lactobacillus plantarum, Bifidumbacterinum siccum, Staphilococcus carnosus, при введении их в фарш из мяса конины использовали ферментативный метод определения биологической ценности мяса in vitro [3].
Анализ полученных результатов свидетельствует, что степень гидролиза белков в пробах с добавлением комплекса молочнокислых бактерий была несколько выше, чем в пробах чистого мясного фарша без использования молочнокислых бактерий. Выявлено, что значительное количество продуктов протеолиза нарастает в 1-й ч воздействия пепсином, в дальнейшем прирост продуктов незначительный. При добавлении выбранного комплекса молочнокислых бактерий наблюдается увеличение перевариваемости исходного продукта. Это, видимо, связано с тем, что белки конины подвергаются гидролизу и размягчению под действием ферментов молочнокислых бактерий.
С учетом широкого спектра пищевых систем и особенностей технологии их получения для создания добавки полифункционального действия, придающей конечному продукту профилактические свойства, представляет значительный интерес расширение ассортимента носителей, среди которых особое место отводится белкам как незаменимым компонентам пищи [S, 9].
С целью улучшения органолептических свойств мясных продуктов на основе конины нами предложены ароматизаторы на белковом носителе. В качестве носителя выбран коммерческий препарат животного белка WB 1/40 (Provico, Германия), представляющий собой гидролизованный коллаген. Животные белки -функциональные, экологически чистые продукты, содержащие в сухом веществе до 100% нативного животного белка. Животный белок WB 1/40 - продукт белого цвета с нейтральным запахом и вкусом. Обладает высокими гидратирующими свойствами. Его применяют при производстве мясных продуктов в виде геля, белковой и белково-жировой эмульсии. Физиологическое действие коллагена - основного компонента препарата - связано со стимулированием моторики кишечника, усилением выделения пищеварительных соков. Он обладает высокой сорбционной активностью и поэтому очищает организм от химических токсикантов и радионуклидов. Установлена его профилактическая роль в развитии ряда онкологических заболеваний, а также болезней суставов, кожи и т. п.
В качестве ароматизаторов использовали зарекомендовавшие себя СО2-экстракты пряностей (ООО «Караван», Краснодар). По данным производителя, СО2-экстракты имеют богатейший компонентный состав: органические кислоты, жирорастворимые витамины и провитамины (А, D, Е, К, F), антиоксиданты различной природы, жиры, в том числе полиненасы-щенные, стериды и стерины, растительные гормоны, флавоноиды, эфирные масла и многие другие вещества. СО2-экстракты - натуральные концентраты, извлеченные из растений, обладающие их свойствами и фактически являющиеся биологически активными добав -ками. Они хранятся при обычных условиях не менее
трех лет без изменения состава, технологичны, компактны, полностью растворяются в растительном масле и животных жирах, 80%-м уксусе, легко эмульгируются, наносятся на различные сухие носители, сохраняя их сыпучесть (соль, сахар, сухое молоко, мука, декстроза, крахмал и т. д.).
Как ингредиенты рецептуры мясных продуктов С02-экстракты положительно влияют на процесс пищеварения. Их использование в пищевых продуктах, в том числе в детском питании, в качестве компонентов, полностью заменяющих одноименное растительное сырье, разрешено органами здравоохранения. Большинство экстрактов обладают антисептическим и ан-тиспазматическим действием, улучшают мозговое кровообращение, дыхание.
На кафедре технологии мяса и мясных продуктов ВГТА проведены экспериментальные исследования по идентификации СО2-экстрактов пряностей душистого перца, корицы и муската, а также их связанных с носителем форм.
После проведения процесса сорбции и фиксирования результатов принимали, что при возбуждении переменным током изменение собственной резонансной частоты колебаний кристалла (8-10 МГц) определяется изменением массы на электродах [10, 11].
В качестве чувствительных пленок на электроды пьезорезонаторов наносили сорбенты различной полярности, что связано со сложным составом аромата специй: полярные - Тритон Х-100, полиэтиленгликоль ПЭГ-2000, поливинилпирромидон; неполярные -Апиезон-Ы, пчелиный воск, природный сорбент сложного состава прополис, проявляющий высокую сорбционную активность к веществам различной природы. Так как чувствительность микровзвешивания ароматов зависит от массы пленок на электродах, их наносили в оптимальном интервале 8-15 мм.
Оценено сорбционное сродство выбранных пленок к многокомпонентным газовым смесям, определяющим аромат душистого перца, корицы и муската. Выбраны три пленки, наиболее чувствительные к СО2-экстрактам: Тритон Х-100, прополис, Апиезон-Ы. Кроме того, пленки характеризуются малым дрейфом нулевого сигнала.
В идентичных условиях получены изотермы сорбции различных объемов равновесных газовых фаз СО2-экстрактов на чувствительных сорбентах. Определены области линейности откликов сенсоров. Исходя из этого, был выбран оптимальный объем равновесной газовой фазы вводимых проб - 2 мкл.
Выходная кривая сенсора в экспонировании его в парах специй - хроночастотограмма (зависимость AF = Дт)). На ней отражаются особенности сорбции ароматов каждого СО2-экстракта на чувствительных пленках сенсора. Характер хроночастотограммы учитывали при разработке алгоритма опроса сенсоров и построении «визуальных отпечатков» аромата.
По результатам проведенных исследований были построены хроночастотограммы и «визуальные отпечатки» СО2-экстрактов мускатного ореха, корицы, душистого перца и их сочетаний с животным белком
WB 1/40 и без него [12]. Они показали устойчивость аромата.
Полученные ароматы на белковом носителе применены в составе фаршей биомодифицированной конины. Результаты свидетельствуют о совместимости приемов биомодификации с новыми подходами в создании мясных продуктов из конины широкого ассортиментного перечня. При этом улучшались качественные показатели и снижался уровень безвредности
Таким образом, исследования действия ФП коллагеназы различной концентрации на солерастворимую и щелочерастворимую фракцию белков, а также на изменения гистоструктуры и функционально-технологических свойств конины показали, что концентрация фермента 0,35 ед/г от массы сырья является достаточной для внесения его в состав рассола при производстве мясных продуктов. Обогащение продуктов консорциумами микроорганизмов будет способствовать поддержанию нормальной микрофлоры кишечника и благоприятно влиять на здоровье человека, а также позволит экономно и рационально использовать мясные ресурсы. Применение СО2-экстрактов пряностей в качестве замены специй значительно снизит микробиальную обсемененность, повысит хранимость, улучшит качество мясных продуктов. Комплекс мер в обработке фаршей из конины позволит вырабатывать из этого сырья продукты профилактического назначения и даже придать им лечебные свойства.
ЛИТЕРАТУРА
1. Ратушный А.С. Применение ферментов для обработки мяса. - М.: Пищевая пром-сть, 1976.
2. Антипова Л .В., Албулов А.И., Донец А.А. Положительное воздействие коллагеназы на структуру мясного сырья // Мясная индустрия. - 2002. - № 2.
3. Антипова Л .В., Глотова И.А., Рогов И.А. Методы ис -следования мяса и мясных продуктов. - М.: Колос, 2001.
4. ГОСТ 25264.2-88. Препараты ферментные. Методы определения протеолитической активности. - М: Изд-во стандартов, 1988.
5. ГОСТ Р 50372-92. Мясо. Метод гистологического иссле -дования. - М., 1992.
6. Соломатин А.Д. Новые биотехнологические процессы в мясной и молочной промышленности: Обзор. информ. - М.: Агро -НИИТЭИПП, 1997.
7. Аносов Н.Р. Микробиология. - М.: Агропромиздат, 1989.
8. Стасьева О.Н., Латин Н.Н., Касьянов Г .И. СО2-экс -тракты компании «Караван». - Краснодар: КНИИХП, 2003. - 280 с.
9. Касьянов Г.И., Латин Н.Н., Баланян В.И. Примене -ние СО2-экстрактов пряностей в мясной промышленности // Мясная индустрия. - 2002. - № 7. - С. 29-33.
10. Антипова Л .В., Коренман Я.И., Терновых М. В., Кась -янов Г. И. Идентификация ароматических веществ при оценке качества мясных продуктов и ингредиентов // Мясная индустрия. - 2003. - № 9. - С. 29-31.
11. Кучменко Т.А. Применение метода пьезокварцевого микровзвешивания в аналитической химии / ВГТА. - Воронеж, 2001. - 281 с.
12. Антипова Л .В., Данылив М.М., Шамханов Ч.Ю.
Влияние кукурузной муки на функционально-технологические свойства модельных фаршей низкосортного мясного сырья // Хране -ние и переработка сельхозсырья. - 2003. - № 8. - С. 175-177.
Кафедра технологии мяса и мясных продуктов
Поступила 29.04.05 г.
637.13.002.2.002.612
ФУНКЦИОНАЛЬНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА КОЛЛАГЕНСОДЕРЖАЩЕЙ МОЛО ЧНОЙ ОСНОВЫ
Н.И. ДУНЧЕНКО, В.С. ЯНКОВСКАЯ, Р.С. АЛЬ-КАЙСИ,
И.П. САВЕНКОВА, С.И. ПЕРМИНОВ
Московский государственный университет прикладной биотехнологии
Согласно теории адекватного питания необходимым компонентом пищи являются балластные вещества (пищевые волокна). Они играют важную роль в работе желудочно-кишечного тракта и в организме в целом [1-3].
Пищевые волокна способны связывать и выводить из организма вредные и токсичные вещества, ускорять процесс продвижения пищи по желудочно-кишечному тракту, снижать риск появления заболеваний, связанных с нарушением работы пищеварительной системы [4].
Лечебно-профилактические свойства пищевых волокон хорошо сочетаются с диетическими свойствами молока и молочных продуктов. Кроме того, широкое применение пищевых волокон в молочной промыш-
ленности обусловлено их влагосвязывающей способностью (ВСС) и высокими структурообразующими свойствами.
Применение при производстве молочных продуктов нашли пищевые волокна растительного происхождения, такие как каррагинаны, камеди, пектины, агар и др. [2]. Из структурообразующих пищевых препаратов, используемых в молочной промышленности, наиболее известна коллагенсодержащая добавка - желатин. В связи с особенностями внесения использование желатина в молочной промышленности осложняет технологический процесс производства.
Благодаря широкому распространению коллагена среди животных белков, значительными ресурсами коллагенсодержащего сырья располагает мясная индустрия [5, 6].
Кроме пищевой и биологической ценности, коллаген обладает свойством хорошо связывать влагу и способностью образовывать плотные сгустки и гели. Это свойство коллагена используется в производстве мяс-
