CC BY
32
http://vestnik-nauki.ru/
2015, Т.1, №1
УДК 637.5
УСОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ РЕСТРУКТУРИРОВАННЫХ ВЕТЧИН С ВЫСОКОЙ ПИЩЕВОЙ И БИОЛОГИЧЕСКОЙ ЦЕННОСТЬЮ
И.И. Кишенько, Ю.П. Крыжова
IMPROVEMENT OF TECHNOLOGY OF THE RESTRUCTURED HAM OF A HIGH FOOD AND BIOLOGICAL VALUE
Аннотация. Научно доказана необходимость использования в составе белково-жировой эмульсии (БЖЭ) животных белков свиного тримминга AproGel - 1 %, белка на основе крови Vepro 95 HV - 1 %, белкового стабилизатора из свиной шкурки - 6 % и установлена закономерность изменения стабильности функционально-технологических свойств эмульсии от природы и содержания белковых препаратов и жировой композиции. По критерию оптимальности полиненасыщенных жирных кислот ю-3 и ю-6 как 1 : 9,82 для жировой составляющей установлено композиционное соотношение говяжьего и свиного жиров как 30 : 70. Установлено, что использование БЖЭ в количестве 15 % в рецептурах ветчин в оболочке со свинины, в том числе с признаками PSE, способствует формированию высокой степени структурирования реструктурированных мясопродуктов.
Ключевые слова: ветчина; белково-жировая эмульсия; белковый стабилизатор; тримминг; свинина.
Abstract. The necessity of the use in composition of protein-fatty emulsion (PFE) of animal proteins of pork trimming AproGel - 1 %, protein on the basis of blood of Vepro 95 HV - 1 %, protein stabilizer from a pork hide - 6 % had been proved scientifically. The nature of changes of stability of functionally-technological properties of emulsion was defined, and the content of protein preparations and fatty composition was counted. A composition of correlation of beef and pork fats was set at 30 : 70, based on the criterion of optimality of polysaturated fat acids ю-3 and ю-6 as 1 : 9,82 for a fat constituent. It was set, that the use of PFE in the amount of 15 % in compounding of pork covered hams, including PSE indicators, assists forming of a high degree structuring of restructured meat products.
Keywords: ham; protein-fatty emulsion; protein stabilizer; trimming; pork.
Введение. Растущий дефицит мясного сырья и увеличение количества сырья с признаками PSE и DFD диктует необходимость усовершенствования существующих технологий, которые бы позволили не только рационально и эффективно использовать мясное сырье, но и другие источники пищевого белка.
Наибольший интерес в современных условиях развития технологии как науки направлен на использование в составе мясных продуктов белков животного происхождения с присущими им высокими функционально-технологическими характеристиками, пищевой и биологической ценностью.
Именно поэтому новым и достаточно перспективным направлением развития технологии ветчинных изделий является поиск и научное обоснование новых видов белковых препаратов с высокими функционально-технологическими свойствами, которые были бы способны нивелировать функционально-технологические недостатки мясного сырья и повышать биологическую ценность продукта в зависимости от его выхода. Использование дополнительных источников животного белка возможно на основании разработки состава и способов получения высокофункциональных белково-жировых эмульсий (БЖЭ), способных моделировать функционально-технологические свойства мясных систем с разными
I.I. Kishenko, Y.P. Kryzhova
http://vestnik-nauki.ru/
2015, Т.1, №1
биологическими и физико-химическими характеристиками и улучшать качество и состав мясных изделий.
Решение вопросов, связанных с созданием научно обоснованных подходов к усовершенствованию существующих технологий ветчинных изделий в оболочке комплексом механических влияний на мясное сырье с признаками РББ, и использование БЖЭ с целью моделирования их состава в соответствии с существующими медико-биологическими требованиями, представляется целесообразным на данном этапе развития технологии как науки.
Постановка задачи. В работе были поставлены следующие задачи:
- на основании анализа характера автолитических изменений свинины РББ и КОЯ, результатов влияния БЖЭ на органолептические, физико-химические, функционально-технологические, структурно-механические и биологические показатели модельных мясных систем экспериментально исследовать и теоретически обосновать количественный состав БЖЭ в составе ветчинных изделий в оболочке;
- путем линейного программирования сбалансировать и обосновать аминокислотный состав белковой составляющей для эмульсии с высокими функционально-технологическими характеристиками;
- используя метод линейного программирования, обосновать состав жировой смеси с целью оптимизации соотношения ю-3 и ю-6 жирных кислот для введения в состав БЖЭ и исследовать ее физико-химические свойства.
Методы исследования. В работе использованы аналитические и экспериментальные методы исследований: физико-химические (для определения количественного и качественного состава, функционально-технологических характеристик белкового и жирового сырья), инструментальные (для определения состояния воды в пищевых системах, структурно-механических характеристик, аминокислотного и жирнокислотного состава), математические и математически-статистические (для математического моделирования, оптимизации и статистической обработки экспериментальных данных).
Содержание свободной и связанной воды определяли методом дифференционно-сканирующей калориметрии на низкотемпературном микрокалориметре ДСМ - 2М.
Обсуждение результатов. При формировании структуры ветчины из отдельных кусков мяса между ними возникает жидкая прослойка из раствора водорастворимых и солерастворимых белков. При связывании кусков мяса адгезионными силами разрыв образца должен осуществляться по поверхности разделения фаз, но, как показывает опыт, при разрыве образцов ветчины отрыва адгезива от субстрата не происходит.
При последующей термической обработке эта прослойка приобретает структуру геля, прочность которого ниже прочности мышечной ткани. Поэтому последующие исследования были направлены на изучение влияния БЖЭ на физико-химические и структурно-механические свойства термообработанных модельных мясных систем. Для этого подготовленными образцами фарша, включающего БЖЭ в количестве 10, 15 и 20 %, наполняли искусственную оболочку диаметром 0,9 м. Термическую обработку опытных образцов осуществляли в воде при температуре 85 °С до достижения температуры в центре батонов 70±2 °С.
Как показали результаты исследований, приведенные в табл. 1, введение в модельные мясные системы из свинины РББ белково-жировой эмульсии положительно влияет на прочность их структуры в целом, однако наиболее монолитная структура образуется при введении 20 % БЖЭ. Показатели, которые характеризуют предельное напряжение среза, имеют более низкие значения в сравнении с контролем, который изготовлен без использования БЖЭ. Консистенция опытных образцов характеризуется значительной плотностью и упругостью, отрезанные ломтики при сгибании не разваливаются.
~~^ --2015, Т.1, №1
Таблица 1 - Физико-химические и структурно-механические показатели ветчины в оболочке со свинины
№ Показатели Свинина КОЯ Свинина РББ
10 % БЖЭ 15 % БЖЭ 20 % БЖЭ
1 Массовая часть влаги,
% 59,07±0,75 65,40±0,72 70,09±0,71 73,32±0,71
2 Выход, % 94,60± 1,37 121,20± 1,81 130,3±1,95 140,4± 2,15
3 Граничное
напряжение среза, 21,30±0,33 20,49±2,27 19,8±3,38 19,2± 0,42
кПа
4 Усилие резания, 1,95±0,03 1,73±0,03 1,69±0,04 1,62±0,02
Пах10-5
Результаты экспериментальных исследований также свидетельствуют о высокой пищевой и биологической ценности термообработанных модельных образцов ветчин в оболочке. Так, соотношение «белок : жир» в образцах модельных ветчин с содержанием БЖЭ в количестве 15 % составляет 0,91, что приближается к оптимальному значению 1:1. Содержание соединительнотканных белков для контрольного образца составляет 13,85 %, для опытных находится в пределах 17,30 - 22,55 %, что не влияет отрицательно на пищевую и биологическую ценность ветчинных изделий (табл. 2).
Таблица 2 - Физико-химические показатели и органолептическая оценка качества модельных образцов ветчины в оболочке со свинины__
№ Наименование показателей Свинина КОЯ Свинина РББ
10 % БЖЭ 15 % БЖЭ 20 % БЖЭ
1 Массовая часть влаги, % 59,07±1,75 65,4±1,75 70,09±1,75 73,32±1,75
2 Массовая часть белка, %, 16,24±0,13 13,24±0,09 12,46±0,11 10,60±0,15
в том числе коллагена, % 2,25±0,01 2,29±0,02 2,34±0,02 2,39±0,01
3 Массовая часть жира, % 21,69±0,17 18,51±0,13 13,69±0,17 14,08±0,02
4 Соотношение «белок:жир» 0,75±0,15 0,76±0,11 0,91±0,14 0,75±0,09
5 Выход, % 84,6± 4,37 111,2± 3,25 120,3±2,57 130,4± 3,15
6 Общая органолептическая
оценка, балы 3,1 4,5 5,0 4,8
Общая органолептическая оценка опытных образцов модельных ветчин в оболочке является высокой (рис. 1). Вкус и аромат опытных образцов ветчин в оболочке лучше контрольного образца, который является сухим и жестким за консистенцией, о чем свидетельствуют также данные определения выхода термообработанных ветчин.
Пищевую и биологическую ценность термообработанных модельных образцов ветчины в оболочке оценивали за общим химическим составом. Кроме того, из приведенных в табл. 2 данных видно, что в опытных образцах содержание соединительнотканных белков составляет 15 %, что отвечает требованиям к разработке новых видов мясных изделий. В частности, Рогов И.А. и др. в своих работах [1, 2, 3] рекомендует доводить содержимое соединительнотканных белков при разработке новых видов мясных изделий до 15-25 % от общего содержания белка.
http://vestnik-nauki.ru/
Внешний вид
Общая оценка
Сочность
Вид на разрезе
Запах
Консистенция
Вкус
Контроль 10% БЖЭ 15% БЖЭ 20% БЖЭ
Рисунок 1 - Органолептическая оценка модельных образцов ветчинных изделий
Для оценки пищевой ценности опытных образцов ветчин в оболочке было исследовано переваривание их пищеварительными ферментами в опытах «in vitro». Как свидетельствуют данные, представленные в табл. 3, переваривание готовых продуктов, которое определяется количеством накопленных при гидролизе белков низкомолекулярных продуктов, зависит от уровня введения БЖЭ. Полученные данные показывают, что наилучшее переваривание имеют ветчинные изделия с содержанием 15 % БЖЭ. Количество тирозинсодержащих веществ, которые накопились, для данного образца было самым высоким - 24,15±0,13 мг тирозина/г белка. Вероятно, это обусловлено увеличением количества влаги в продукте и, тем самым, лучшей доступностью его ферментам желудочно-кишечного тракта.
Таблица 3 - Переваривание белков вареных ветчин в оболочке пищеварительными ферментами в опытах «in vitro»_
№ Количество БЖЭ Ферменты пищеварения Количество продуктов гидролиза, мг тирозина/г белка
«Волынская» ТУ У 15.1 -31723256 - 015:2006 со свинины PSE «До сниданку» ДСТУ 4668:2006 со свинины NOR
1 Контроль(без БЖЭ) Пепсин Трипсин Суммарное количество 10,42±0,32 10,61±0,31 21,03±0,32 10,58±0,22 11,72±0,30 22,30±0,26
2 10 % БЖЭ Пепсин Трипсин Суммарное количество 11,58±0,15 11,69±0,21 22,27±0,18 -
3 15 % БЖЭ Пепсин Трипсин Суммарное количество 11,89±0,14 12,26±0,12 24,15±0,13 -
4 20 % БЖЭ Пепсин Трипсин Суммарное количество 11,12±0,11 12,13±0,17 23,25±0,14 -
Таким образом, из данных, представленных в табл. 1, 2 и 3 видно, что за результатами органолептической оценки, структурно-механическими свойствами, химическим составом и перевариванием белков в опытах «in vitro» образец ветчины с содержанием 15 % БЖЭ имеет лучшие значения при выходе 140 %.
На основании вышеизложенного можно сделать вывод, что использование БЖЭ в количестве 15 % вместо основного сырья, а именно свинины PSE, как показывают исследования, оказывает положительное влияние как на формирование структурно-механических свойств модельных мясных систем, так и на их физико-химические, органолептические и биологические характеристики, что позволяет использовать свинину PSE в качестве основного сырья для производства ветчин в оболочке.
Таким образом, модельные фаршевые системы с разным количеством БЖЭ имеют разные функциональные свойства, которые в большинстве случаев преобладают аналогичные показатели контрольных образцов и в определенной мере поддаются целенаправленному регулированию, в результате чего можно подобрать такую комбинацию сырьевых ингредиентов, которая в максимальной степени позволит сохранить традиционные органолептические характеристики мясных продуктов.
На основании экспериментальных исследований, путем математического моделирования было построено аналитическую и графическую двумерные, регрессионные модели третьей степени (рис. 2).
Рисунок 2 - Зависимость графической модели и точек экспериментальных данных от количества БЖЭ (%) и длительности обработки (мин.)
Точность отклонения плоскости отклика от экспериментальных данных составляет 5 = 0,05%, где Р(х,у) - влагоудерживающая способность, %, х - количество БЖС, %, у -длительность обработки, мин.
Б(х,у) = 58,77+0,0003ху2 - 0,0011у3 - 0,008у2+1,548у - 0,0168ху - 0,0001х2у0,81х+0,007х2 -
0,0002х3
Аминокислотный состав продукта является одним из показателей его биологической ценности. Для определения полноценности белков опытных образцов ветчин в оболочке
http://vestnik-nauki.ru/
было изучено их аминокислотный состав и рассчитан аминокислотный СКОР относительно «идеального белка» (по требованиям (БЛО^НО). Результаты исследований аминокислотного состава ветчинных изделий представлены в табл. 4.
Таблица 4 - Аминокислотный состав ветчинных изделий со свинины PSE, мг/100 г
№ п/п Наименование аминокислот Ветчина «Волынская» ТУ У 15.1 - 31723256 -015:2006 Ветчина «До сниданку» ДСТУ 4668:2006 Эталон (белок куриного яйца), мг/100г
Содержание аминокислот Скор, % Содержание амино кислот Скор, %
1 Незаменимые: 41,16 114,3 44,21 122,8 36
2 Валин 5,15 115,0 5,74 114,9 5,00
3 Изолейцин 4,29 107,2 4,84 120,9 4,00
4 Лейцин 7,65 109,3 7,70 110,0 7,00
5 Лизин 7,70 140,0 8,64 157,1 5,50
6 Метионин+ цистин 3,63 103,7 3,84 109,7 3,50
7 Треонин 4,25 106,2 4,57 114,2 4,00
8 Триптофан 1,16 116,0 1,31 130,8 1,00
9 Фенилаланин+ тирозин 6,73 112,2 7,57 126,2 6,00
10 Коэффициент утилитарности 0,75 0,89
11 Переваривание белков «in vitro», мг тирозина/100 г белка 78 76
Данные таблицы 4 свидетельствуют, что опытный и контрольный образцы ветчины не содержат лимитирующие аминокислоты.
Из литературных данных известно, что сбалансированность незаменимых аминокислот по отношению к физически необходимой норме (эталону) более наглядно характеризуется так называемым коэффициентом утилитарности «U», который в идеальном случае должен равняться 1. Данные таблицы 4 свидетельствуют, что в опытном и контрольном образцах коэффициент утилитарности «U» приближается к единице, что свидетельствует о высокой биологической ценности продуктов как за содержанием незаменимых аминокислот, так и за содержимым оксипролина. В целом, результаты исследований позволяют характеризовать разработанный продукт за содержанием незаменимых аминокислот, как продукт высокой биологической ценности.
Для оценки пищевой ценности опытных образцов ветчин в оболочке было исследовано переваривание их пищевыми ферментами в опытах «in vitro». Как свидетельствуют данные, представленные в таблице 4, переваривание готовых продуктов, которое определяется количеством накопленных при гидролизе белков низкомолекулярных продуктов, зависит от уровня введения БЖЭ. За перевариванием суммарного белка изготовленные по разработанной технологии ветчины в оболочке с содержанием 15 % БЖЭ не уступают ветчинным изделиям, изготовленным по традиционной технологии.
Принимая во внимание то, что одним из критериев, которым руководствовались при выборе рецептуры БЖЭ, является максимальное приближение соотношения
полиненасыщенных жирных кислот к эталонному значению, был исследован жирнокислотный состав липидов опытных образцов ветчины в оболочке. Анализ жирнокислотного состава представлен в табл. 5.
Таблица 5 - Жирнокислотный состав ветчины в оболочке со свинины PSE
№ Наименование Ветчина «Волынская» ТУ У Ветчина до «До сниданку»
п/п жирных кислот 15.1-31723256-015:2006 ДСТУ 4668:2006
Насыщенные кислоты 39,21 38,92
1 С10 Декановая 0,05 -
2 С12 Додекановая 0,15 -
3 С14 Тетрадекановая 1,41 1,42
4 С15 Пентадекановая 0,06 0,06
5 С16 Изогексадекановая 24,36 27,07
6 С16 Гексадеценовая 24,36 27,07
7 С17 Гептодекановая 0,26 0,53
8 С18 Оксадекановая 12,65 12,84
9 С20 Эйкозановая 0,27 -
Мононенасыщенные 49,443 48,95
10 С14:1 9 - Тетрадеценовая 0,06 0,03
11 С16:1 9 - Гексадеценовая 3,49 3,63
12 С18:1 9 - Октадеценовая 45,89 44,50
Полиненасыщенные 11,35 12,13
13 С18:2 - 9,12 -Октадекалиеновая 10,08 11,02
14 С18:3 - 9,12,15 -Октадекатриеновая 0,81 0,71
15 С20:4 - 5,8,11,14 -Эйкозатетраеновая 0,46 0,41
16 Соотношение ю3:ю6 1:9,9
Результаты исследования жирнокислотного состава липидов ветчинных изделий в оболочке (табл. 5) свидетельствуют о соответствии в ветчинных изделиях соотношения ПНЖК:НЖК:МНЖК - 10:30:60 медико-биологическим требованиям.
Заключение. На основании анализа характера автолитических изменений свинины PSE и NOR и результатов влияния БЖЭ на органолептические, физико-химические, функционально-технологические, структурно-механические и биологические показатели модельных мясных систем экспериментально исследовано и теоретически обосновано количественный состав БЖЭ в составе ветчинных изделий в оболочке, сбалансирован и обоснован аминокислотный состав белковой составляющей для эмульсии с высокими функционально-технологическими характеристиками.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
1. Покровский В.И. Политика здорового питания. Федеральный и региональный уровень / В.И. Покровский, Г.А. Романенко, В.А. Княжев. - Новосибирск: Сибирское университетское издательство, 2002. - 339 с.
2. Рогов И. А. Химия пищи / И. А. Рогов, Л.В. Антипова, Н.И. Дунченко. М.: КолосС, 2007. 853 с.
3. Пищевая химия / А.П. Нечаев, С.Е. Траубенберг, А. А. Кочетков и др.; под ред. А.П. Нечаева. СПб.: ГИОРД, 2004. 334 с.
ИНФОРМАЦИЯ ОБ АВТОРАХ
Кишенько Ирина Ивановна Национальный университет пищевых технологий, г. Киев, Украина, доктор технических наук, профессор кафедры технологии мяса и мясных продуктов, E-mail: [email protected]
Kishenko Irina Ivanovna National University of Food Technologies, Kiev, Ukraine, Doctor of Engineering Science, Professor, department of technology of meat and meat products, E-mail: [email protected]
Крыжова Юлия Петровна Национальный университет биоресурсов и природоиспользования Украины, г. Киев, Украина, кандидат технических наук, доцент кафедры технологии мясных, рыбных и морепродуктов,
E-mail: [email protected]
Kryzhova Yuliya Petrovna National University of life and environmental sciences of Ukraine, Kiev, Ukraine, PhD, associate professor of department of technology of meat, fish and sea products, E-mail: [email protected]
Корреспондентский почтовый адрес и телефон для контактов с авторами статьи: 02154, Украина, г. Киев, ул. Владимирская,68, корпус Ж, к. 312, Кишенько И.И.
(+38067)5380380
02154, Украина, г. Киев, бул. Давыдова, 20, кв. 44, Крыжова Ю.П. .
(+38050)7402671, (+38093)0370077
