CC BY
34
УДК 637.524.5:621.798.18 Табл. 1. Библ. 8
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ КОЛЛАГЕНОВЫХ ОБОЛОЧЕК ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ ФЕРМЕНТИРОВАННЫХ КОЛБАС
Корж А.П., Базарнова Ю.Г., доктор техн. наук
ФГБОУ ВПО СПб Государственный Торгово-экономический университет
TECHNOLOGICAL ASPECTS OF USE FUNCTIONAL COLLAGEN CASINGS IN THE PRODUCTION OF FERMENTED SAUSAGES
Korzh, A.P., Bazarnova, J.G.
St. Petersburg State University of Trade and business Ключевые слова:
коллагеновые колбасные оболочки, влагопроницаемость, эластичность, термоусадка
Реферат.
Представлены результаты исследования физико-химических и функционально-технологических свойств новых биополимерных оболочек. Установлено, что функциональные коллагеновые оболочки отличаются повышенной паро- и влагопроницаемостью, общей усадкой, растяжимостью и показателем максимального процента перенаполнения. А также, характеризуются более низким значением модуля эластичности и значением рН. В результате исследований новых функциональных и традиционных оболочек с помощью методов ИК-спектроскопии и рентгеноструктур-ного анализа установлено, что образцы традиционных оболочек зарубежных производителей отличаются от функциональных более упорядоченной структурой биополимера и более крупными межмолекулярными ячейками, что указывает на присутствие значительного числа метиленовых звеньев. Эти свойства обусловлены использованием в качестве сшивающих агентов веществ-дубителей, предположительно глутарового альдегида. Образцы новых коллагеновых функциональных оболочек отличаются меньшей плотностью расположения сшивающих связей и низкой степенью лигирования коллагенового волокна металлами переменной валентности группы d. Это является причиной низкой гидротермической устойчивости новых функциональных оболочек, поэтому производители не рекомендуют использовать их в технологии вареных, варено-копченых и других видов колбас, подвергаемых высокотемпературной обработке. Установлено, что более низкое значение рН функциональных оболочек для
Keywords:
collagen sausage casings, moisture permeability, elasticity, shrinkage
Summary.
The article gives the results of studies of physical and chemical, as well as functional and technology properties of new biopolymer coats. It was determined that the functional collagen casings have excessive vapor and moisture penetrability, general shrinkage, elasticity and the index of maximum overfilling percentage. They are also characterized by the lower value of elasticity module and the pH value. As the result of studying the functional and traditional casings bymethods of IR-spectroscopy and X-ray diffraction analysis it was determined that the samples of traditional casings from foreign manufacturers are different from functional ones due to more orderly structure of biopolymer and bigger intermolecular cells, which indicates the presence of a significant amount of methylene bonds. These properties are conditioned by the use of tanning materials as linking agents, probably, glutaric aldehyde. The samples of new collagen functional casings have lower density of linking bonds location and low degree of collagenic fibreligation by metals of mixed valence of D group. This is the reason for low hydrothermal stabilityof new functional casings, therefore, the manufacturers do not recommend using them in the technology of cooked, cooked and smoked and other types of sausages that undergo high-temperature thermal treatment. It was found that the lower pH value of functional casings for raw smoked sausages is reached by application of more severe regimes of acid hydrolysis of pelt split, and the omitting of hydrolyzate neutralization process. This
201Б | №1 ВСЕ О МЯСЕ
сырокопченых колбас достигается в результате применения более жестких режимов кислотного гидролиза гольевого спилка, а также отсутствием процесса нейтрализации гидролизата. Это позволяет предотвратить уплотнение коллагеновых волокон при экструзии коллагеновой массы и формовании оболочки, что способствует повышению влагопроницаемости, эластичности, термо- и самоусадки оболочки. Низкий уровень рН может приводить к снижению стабильности сшивок между цепями молекул биополимера и способствовать миграции молекул дубителя, что приводит к снижению гидротермической устойчивости и более длительным срокам созревания функциональных оболочек. Использование функциональных коллагено-вых оболочек в биотехнологии сырокопченых колбас позволяет ингибировать рост патогенных и условно-патогенных микроорганизмов, снижать рН фарша в периферийной части колбасного батона, регулировать уровень влагосвязывающей способности мышечных белков за счет увеличения их способности к влагоотдаче, активировать деятельность стартовых культур, регулировать динамику молочной кислоты.
В настоящее время одним из основных факторов успешного развития пищевой промышленности является внедрение инноваций в области биотехнологии и пищевой инженерии. Возрастает интерес научного сообщества к использованию принципов прикладной биотехнологии при производстве мясопродуктов. Среди направлений исследований в этой области можно отдельно выделить биотехнологию ферментированных мясных изделий.
Рассмотрим актуальные направления развития современной биотехнологии ферментированных колбас.
Авторами [1] научно обоснована целесообразность воздействия электромагнитного поля на штамм Lactobacillus plantarum NRRL-B-5461 с целью образования «мягкой» молочной кислоты в фаршевой системе. При этом сочетание данного штамма с бактериями Streptococcus lactis позволяет существенно увеличить число свободных аминокислот в готовых ферментированных изделиях, что обусловливает улучшение их вкуса, аромата и цвета.
Авторами [2] опубликованы результаты исследований в области ускоренных технологий созревания нарезанных сырокопченых колбас, позволяющие добиться снижения сроков созревания до 13 суток.
Авторами [3] опубликованы результаты исследований комбинированной сушки воздухом и вакуумом нарезанных сырокопченых колбас. В целях производства нарезанных сырокопченых колбас ускоренным способом, при котором сформованные батоны необходимо перед нарезкой заморозить, в технологическом процессе может быть использована принципиально новая оболочка Кутизин тип TC, которая успешно выдерживает замораживание. Для достижения требуемой морозоустойчивости новой коллагеновой оболочки при ее производстве применяются криопротекторы.
Другим направлением развития современных технологий ферментированных мясных продуктов
allows to avoid the thickening of collagenic fibrin at the extrusion of collagenic mass and molding the casing, which increases moisture penetrability, elasticity, thermo- and self-shrinkage of the casing. However, low рН value can lead to decrease of stability of links between the molecular chains of biopolymer and cause the migration of molecules of the tanning material, which leads to the decrease of hydrothermal stability and prolongation of time for maturation of functional casings. The use of functional collagen sausage casings in biotechnology of raw smoked sausages allows to inhibit the growth of pathogenic and conditionally pathogenic microorganisms, decrease the pH level of farcemeat in the periphery of a sausage, regulate the level of water-bonding ability of myoproteins by increase of their moisture-giving ability, activate the performance of initial cultures and regulate the dynamics of lactic acid.
являются исследования процессов производства сырокопченых колбас с использованием оболочек функционального назначения. Появление первых оболочек с новыми функциональными свойствами было обусловлено использованием в технологическом процессе производства колбасных изделий полуавтоматических клипсаторов. Для получения таких оболочек впервые была использована технология пластификации биополимеров [4].
Более глубокое изучение физико-химических и функционально-технологических свойств полимеров привело к появлению новых технологий упаковочных материалов функционального назначения [5]. Среди таких материалов широкое распространение в Европе получили оболочки, наиболее полно соответствующие требованиям современной биотехнологии сырокопченых колбас. За последние годы свойства коллагена были глубоко изучены с использованием современного аналитического оборудования. Результаты проведенных НИОКР были положены в основу технологии получения новых типов функциональных оболочек, адаптированных к современным условиям производства сырокопченых и сыровяленых колбас. Функциональные колбасные оболочки способствуют формированию более высоких качественных характеристик готовой продукции, однако отличаются от традиционных типов более высокой стоимостью.
Цель настоящих исследований - изучение физико-химических и функционально-технологических свойств оболочек, получаемых на основе отвержден-ного коллагена, а также их сравнительная оценка с традиционно используемыми коллагеновыми оболочками.
В качестве объектов исследования использовали образцы функциональных коллагеновых оболочек (специально адаптированных для выпуска сырокопченых колбас) от различных зарубежных
производителей (Кутизин, Натурин, Фабиос, Фибран) широко представленных на российском рынке упаковочных материалов. Для сопоставления их свойств с имеющимися традиционными оболочками, хорошо зарекомендовавшими себя на отечественном рынке, использовали универсальные коллагеновые оболочки зарубежных производителей (Кутизин, Натурин, Фабиос, Фибран)
Отбор образцов для проведения исследования проводили в соответствии с требованиями [6].
В таблице 1 приведены результаты исследований коллагеновых оболочек. Установлено, что функциональные оболочки отличаются повышенной паро- и влагопроницаемостью, общей усадкой, растяжимость и показателем максимального процента перенаполнения. Кроме того, характеризуются более низким значением модуля эластичности и значением рН.
Таблица 1.
Физико-химические показатели коллагеновых оболочек
Показатели Функциональные оболочки для сырокопченых колбас Традиционные оболочки для всех типов колбасных изделий
Модуль эластичности, кгс/ куб.мм. 0,17-0,21 0,31-0,37
Растяжимость под нагрузкой 10Н, % 9-11 4-6
Максимальный процент перенаполнения оболочек, % 10 7
Общая усадка, % 27-33 24-25
Паропроница-емость мг./кв.см./час. 3,15 2,72
pн 2,2 5,2-5,5
Полученные результаты исследований физико-химических свойств функциональных коллагеновых оболочек подтверждают их лучшую стабильность к условиям технологической обработки при внедрении новых промышленных технологий производства сырокопченых колбас.
Отличительные особенности строения коллагена определяют потребительские свойства функциональных оболочек. Так, к примеру, первичная структура белковых молекул обеспечивает расположение аминокислотных остатков в полипептидных цепях, при этом амидная функциональная группа определяет величину показателя влагопроницаемости, что в свою очередь, обусловливает характер изменения влажности сырокопченых колбас в процессе их сушки и созревания.
Рассматривая отличительные свойства функциональных коллагеновых оболочек для сырокопченых колбас, следует отметить, что все они обладают повышенной, по сравнению с традиционными оболочками,
паро-, влагопроницаемостью, что достигается в том числе и за счет изменения режимов дубления колла-генового волокна.
В результате исследований новых функциональных и традиционных оболочек с помощью методов ИК-спектроскопии и рентгеноструктурного анализа установлено, что образцы традиционных оболочек зарубежных производителей отличаются от функциональных более упорядоченной структурой биополимера и более крупными межмолекулярными ячейками, что указывает на присутствие значительного числа метиленовых звеньев. Эти свойства обусловлены использованием в качестве «сшивающих» агентов веществ-дубителей (предположительно глутарового альдегида). Образцы новых коллагеновых функциональных оболочек отличаются меньшей плотностью расположения сшивающих связей и низкой степенью лигирования коллагенового волокна металлами переменной валентности. Это является причиной низкой гидротермической устойчивости новых функциональных оболочек, поэтому производитель не рекомендует использовать их в технологии вареных и варено-копченых и других видов колбас, подвергаемых высокотемпературной обработке.
Особенностью функциональных коллагеновых оболочек является постоянная скорость процессов тепло- и массообмена в процессе сушки и созревания колбас, что обеспечивается за счет увеличения количества единиц связей молекул воды с полярными группами гидроколлоидов, вызывающее значительную усадку фарша и оболочки, характерные для формирования внешнего вида сыровяленых и сырокопченых колбас. Таким образом, увеличение показателя влагопроницаемости оболочек способствует интенсификации процессов копчения, сушки и ферментации сырокопченых колбас, в результате чего внутри фаршевой системы формируется необходимая капиллярно-пористая структура, что является основным условием получения монолитного среза и упругой консистенции, а также обусловливает динамику формирования вкуса и запаха сырокопченых колбас.
Вышеперечисленные особенности функциональных оболочек для сырокопченых колбас позволяют решить следующий перечень технологических задач:
- повышение адгезии фарша к оболочке;
- увеличение скорости диффузии свободной влаги внутри батона и на поверхности оболочки;
- формирование ровной поверхности батонов (без морщин);
- интенсификация процессов нагрева, копчения и сушки при достижении требуемой энергоэффективности технологического процесса.
Высокая эластичность функциональных оболочек достигается комплексом инновационных технологических операций, в числе которых:
- кавитационная обработка воды, предназначенная для золения гольевого спилка;
- интенсификация процессов сортировки и золения гольевого спилка;
2016 | №1 ВСЕ О МЯСЕ
- поэтапная каскадная пластификация биополимера, способствующая повышению эластичности и формированию новых подвижных связей в системе коллаген-глицерин [7];
- введение пластификаторов и криопротекторов, улучшающих реологические свойства коллагеновой массы.
Высокая эластичность коллагеновой массы, в свою очередь, формирует высокую гибкость коллагеновых волокон при формовании оболочки, вследствие чего обеспечивается высокая растяжимость оболочки под нагрузкой. Данное свойство новых оболочек находит широкое применение в современной технологии формования сырокопченых колбас, что позволяет использовать функциональные оболочки при наполнении сырокопченых колбас подмороженным -(2-4) °С фаршем и их клипсовании. Внедрение данного технологического приема позволяет кроме всего прочего использовать в производстве сырокопченых колбас различное по степени измельчения мясное сырье, что позволяет регулировать динамику изменения показателя активности воды (аи), снизить потери массы колбас при сушке и сформировать красивый текстурный рисунок на срезе сырокопченых колбас.
Более низкое значение рН функциональных оболочек для сырокопченых колбас достигается в результате применения более жестких режимов кислотного гидролиза гольевого спилка, а также отсутствием процесса нейтрализации гидролизата. Это позволяет предотвратить уплотнение коллагеновых волокон при экструзии коллагеновой массы и формовании оболочки, что способствует повышению влагопро-ницаемости, эластичности, термо- и самоусадки оболочки. Однако низкий уровень рН может приводить к снижению стабильности «сшивок» между цепями молекул биополимера и способствовать миграции молекул дубителя, что приводит к снижению гидротермической устойчивости и более длительным срокам созревания функциональных оболочек.
Использование функциональных коллагеновых оболочек в биотехнологии сырокопченых колбас позволяет:
- ингибировать рост патогенных и условно-патогенных микроорганизмов;
- снижать рН фарша в периферийной части колбасного батона;
- регулировать уровень водосвязывающей способности мышечных белков за счет увеличения их способности к влагоотдаче;
- активация деятельности стартовых культур;
- регулировать динамику молочной кислоты.
Высокое значение показателя общей усадки функциональных оболочек позволяет сохранять заданную форму сырокопченых колбас в процессе их производства и хранения и исключить образование пустот, морщин, вздутий и жировых отеков в колбасном батоне.
Жиронепроницаемость данных оболочек способствует сохранению презентабельного внешнего вида
колбасных изделий при их реализации в нестабильных климатических условиях [8].
Способность биополимера коллагена к поверхностной адсорбции вкусо-ароматических веществ позволяет формировать букет сырокопченых колбас в процессе созревания, сохранять их качество на протяжении всего срока хранения и реализации. Явление поверхностной адсорбции коллагенового волокна способствует также улавливанию и кумуляции коптильных веществ на поверхности батона, а также регулировать пороговую концентрацию ке-тонов, альдегидов и других карбонильных соединений, формирующих специфический букет сырокопченых колбас.
В последние годы для производства элитных сырокопченых колбас учеными разработаны асептические коллагеновые оболочки с иммобилизованными микрочастицами серебра, адсорбированными на поверхности коллагенового волокна. При хранении мясопродуктов ионы серебра выделяются на границе раздела фаз. Известно, что ионизированное серебро эффективно ингибирует рост патогенных микроорганизмов, дрожжей и плесневых грибов. Антимикробное действие инновационных асептических коллагеновых оболочек сохраняется в течение 12 месяцев.
Среди инновационных разработок специалистов колледжа сельского хозяйства Пенсильвании (США) заслуживает внимания биомодифицированная пал-лулановая оболочка, изготовленная из прозрачного полимера - паллулана, который является продуктом жизнедеятельности грибка АитеоЪа$1й1ит риНит. Для производства оболочки в полученный биополимер иммобилизуют наночастицы серебра и СО2-экстракты розмарина и орегано. В ходе органо-лептической апробации данной оболочки установлено, что она способствует длительному сохранению естественного аромата и вкуса сырокопченых колбас, а также активному подавлению роста условно-патогенных микроорганизмов.
Современные технологии производства мясопродуктов учитывают необходимость системного подхода при выборе упаковки. Результаты проведенных исследований физико-химических и функционально-технологических свойств функциональных оболочек, адаптированных для производства сырокопченых колбас, позволят специалистам отрасли целенаправленно использовать их в качестве инструмента для формирования высокого качества ферментированных колбас, ориентированных на вкус самых взыскательных потребителей.
КОНТАКТЫ:
Корж Алексей Павлович V ++ (495) 676-9317 [email protected] Базарнова Юлия Генриховна [email protected]
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:
1. Нестеренко А. А. Технология ферментированных колбас с использованием электромагнитного воздействия на мясное сырье и стартовые культуры // Научный журнал «Новые технологии». - Майкоп: МГТУ. №1-2013. с. 36-39.
2. Зайцева Ю.А. Новый подход к производству сырокопченых колбас // Молодой ученый №4-2014. с. 167-170.
3. Кислинг М. Щадящая обработка продуктов, чувствительных к термическому воздействию // Мясная индустрия, №4. - 2013. с. 44-48.
4. Savic Z, Savic I Sausage casings // Victus Lebensmittelindustriebedarf. 2012.
5. Корж А.П. Новые разработки ОАО Лужский завод Белкозин // Все о мясе, №4-2003. с. 40-41.
6. Приложение №7 к Правилам организации производства и контроля качества белковой колбасной оболочки, утвержденные приказом Министерства здравоохранения Р. Ф. № 074-1-к от 21.02.98.
7. МакКенн Б.М. Структура и текстура пищевых продуктов // СПб., Профессия. 2008.
8. Ланг Б.А., Эффенбергер Г. Колбасные оболочки // СПб., Профессия. 2009.
REFERENCES:
1. Nesterenko A.A. Tehnologiya fermentirovannih kolbas s ispolzovaniem elektromagnitnogo vozdeistviya na myasnoe siryo i startovie kulturi // Scientific journal: «New technologies». - Maikop: MGTU. №1-2013. P. 36-39.
2. Zaiceva U.A. Noviy podhod k proizvodstvu sirokopchenih kolbas // Molodoi ucheniy №4-2014. P. 167-170.
3. Kisling M. Shadyashaya obrabotka produktov, chuvstvitelnih k termicheskomu vozdeistviyu // Myasnaya industriya, №4. - 2013. P. 44-48.
4. Savic Z., Savic I. Sausage casings // Victus Lebensmittelindustriebedarf. 2012.
5. Korzh A.P. Novie razrabotki OAO Luzhskiy zavod Belkozin // Vse o myase, №4-2003. P. 40-41.
6. Prilogenie №7 k pravilam organizatcii proizvodstva i kontrolya kachestva belkovoi kolbasnoi obolochki, utvergdennie prikazom Ministerstva zdravoohraneniya № 074-1-k ot 21.02.98.
7. MacKenn B.M. Struktura i tekstura pishchevih produktov // SPb., Professiya. 2008.
8. Lang B.A., Effenberger G. Sausage casings // SPb., Professiya. 2009.
§
1
l У
l ©
1 I
Международный Центр Стандартизации и Сертификации «Халяль» Совета муфтиев России осуществляет сертификацию предприятий, продукции и услуг на соответствие требованиям стандартов «Халяль» в Российской Федерации, странах Таможенного союза, СНГ, Евросоюза и государствах Исламского мира.
Центр основан и успешно работает с 2002 года.
На Центр возложены все полномочии по сертификации «Халнль» руководством Централизованной мусульманской религиозной организации йСовет муфтиев России», Налажены взаимоотношении с посольствами стран ближнего и дальнего зарубежья, с международными органами сертификации «Халяль»,
Система добровольной сертификации по канонам Ислама - Система «Халяль» («На1аЬ} зарегистрирована в Федеральном агентстве по техническому регулированию и метрологии (Госстандарт). ^^^^^
ХАЛЯЛЬ - ВЕРА, РАЗУМ, БЕЗОПАСНОСТЬ'
И
с ш ©
Россия, 129090, Кыпопзор шеи,, а.7, оФ. 305
(аампнлстрагноньш корпус Московском Coöo&ihom Мечстн)
WWW,
тел./факс: (495) 688-95-09, (495)926-03-10 halalcenfer.org; E-maik halal.smr@gmail
com
2015 | №1 ВСЕ О МЯСЕ
