CC BY
0
УДК 637.514.9 DOI: 10.21323/2071-2499-2021-3-16-18 Ил. 5. Библ. 10.
ВЛИЯНИЕ ПАРАМЕТРОВ НИЗКОТЕМПЕРАТУРНОЙ ОБРАБОТКИ НА СТРУКТУРНЫЕ И ОРГАНОЛЕПТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА
КОЛЛАГЕНСОДЕРЖАЩЕГО МЯСНОГО СЫРЬЯ *
Насонова В.В., канд. техн. наук, Кузнецова Т.Г., доктор вет. наук, Туниева Е.К., канд. техн. наук, Мотовилина А.А., канд. техн. наук, Милеенкова Е.В.
ФНЦ пищевых систем им. В.М. Горбатова
Ключевые слова: уши свиные, низкотемпературная тепловая обработка, коллагенсодержашее мясное сырьё, микроструктура
Реферат
Химический состав свиных ушей и содержание в них соединительной ткани обуславливают высокую пищевую ценность этого субпродукта. Однако наличие большого количества коллагена одновременно усложняет переработку свиных ушей и ставит задачу поиска оптимальных параметров их приготовления. С целью улучшения консистенции, а также сохранения питательных веществ коллагенсодержащего субпродукта интерес представляет низкотемпературная обработка в условиях вакуума. В статье представлены результаты изучения структурно-механических свойств и микроструктурных характеристик свиных ушей в зависимости от температуры и продолжительности обработки. На основании полученных данных обоснован оптимальный режим варки свиных ушей - температура 70 °С и продолжительность 12 ч.
AN EFFECT OF LOW-TEMPERATURE PROCESSING PARAMETERS ON THE STRUCTURAL AND SENSORY PROPERTIES OF COLLAGEN CONTAINING MEAT RAW MATERIALS
Nasonova V.V., Kuznetsova T.G., Tunieva E.K., Motovilina A.A., Mileenkova E.V.
Gorbatov Research Center for Food Systems
Key words: pig ears, low-temperature thermal processing, collagen containing meat raw materials, microstructure
Abstract
The chemical composition and connective tissue content of pig ears determine the high nutritional value of this by-product. At the same time, however, the high amount of collagen makes processing of pig ears more difficult and sets the task of searching for optimal parameters of their preparation. Low-temperature processing under vacuum is of interest for improving consistency and preserving nutrients in the collagen containing by-product. The paper presents the results of the study of the structural-mechanical properties and microstructural characteristics of pig ears depending on the processing temperature and duration. Based on the obtained data, the optimal regime for cooking pig ears (temperature: 70oC, time: 12 hours) is substantiated.
Введение
Постоянный рост стоимости животноводческого сырья ставит перед производителем задачу максимально полного использования всех продуктов, получаемых при убое и переработке сельскохозяйственных животных, в частности субпродуктов. От этого в значительной степени зависит экономическая эффективность при производстве продукции мясной промышленности.
Наряду с этим важнейшей мировой проблемой в области питания остаётся нехватка белковой пищи. Белкам принадлежит основная роль в обеспечении организма питательными веществами [1]. Поэтому субпродукты можно рассматривать как дополнительный источник белка, минеральных веществ и витаминов.
Одновременно с этим большинство субпродуктов содержат низкое количество жира и чаще всего являются источником коллагена так необходимого организму человека с возрастом. Проблему восполнения дефицита коллагена возможно решить в том числе, употребляя продукты богатые этим белком.
Высокое содержание коллагена в свиных ушах обуславливает пищевую ценность этого субпродукта. Кроме того, свиные уши считаются деликатесом в кулинарии таких стран, как Германия, Корея и Филиппины. Субпродукт обладает массой полезных свойств, и из него
* Статья опубликована в рамках выполнения темы
готовят вкуснейшие холодные и горячие закуски. Например, хрустящие свиные уши - предмет гордости жителей Поднебесной [2].
Благодаря своему составу они являются «строительным материалом» необходимым организму для обеспечения регенерации и прочности тканей, подвижности суставов и эластичности сосудов. Продукт является природным источником магния и цинка, способствующих нормализации работы центральной нервной системы и желудочно-кишечного тракта. 100 грамм готового продукта из свиных ушей обеспечивает суточную потребность организма в ниа-цине (витамин В3), который играет жизненно важную роль в функционировании митохондрий, помогая им вырабатывать энергию [3].
В последние годы среди наших соотечественников свиные уши начинают приобретать всё большую популярность. Однако продолжительность приготовления блюд из них занимает не менее 5 часов, которые трудно «выкроить» при современном ритме жизни. Известно, что традиционная тепловая обработка сырья (варка, жарение, тушение и запекание) сопровождается существенными изменениями органолептических показателей (аромата, вкуса, консистенции), пищевой и биологической ценности, а также высокими технологическими потерями мас-
НИР № FNEN-2020-00Б государственного задания ФГБНУ «ФНЦ пищевых систем им. В.М. Горбатова» РАН.
сы. Следует отметить, что биологическая ценность продуктов, подвергающихся длительному и/или высокотемпературному тепловому воздействию, заметно снижается.
В связи с этим одним из перспективных направлений в пищевой промышленности является обработка сырья при пониженных температурных режимах с предварительной вакуумной упаковкой в пакеты из полимерной термоустойчивой плёнки. Преимущество данной технологии заключается в равномерном распределении тепла по всему объёму продукта, вследствие чего снижается потеря влаги, повышается выход продукта, сохраняются летучие ароматические соединения, обеспечивающие в дальнейшем высокие органолептические характеристики готовой продукции [4, 5].
Данные отечественной и зарубежной литературы свидетельствуют, что одним из основных преимуществ низкотемпературной тепловой обработки является размягчение соединительной ткани. В результате чего получают более
Рисунок 1. Сравнительная характеристика структурно-механических свойств исследуемых образцов свиных ушей
25000
20000
15000
I 10000
5000
55 °С 60 °С 65 °С 70 °С
4 8 12 16
Продолжительность тепловой обработки, ч
0
нежный и полноценный по питательным веществам продукт [6, 7, 8, 9, 10].
В этой связи научный и практический интерес представляет изучение влияния различных режимов низкотемпературной тепловой обработки на структурные изменения, происходящие в коллагенсо-держащем мясном сырьё.
Объекты и методы исследований
В качестве объекта исследования выбраны шерстные субпродукты - уши свиные, предварительно упакованные в полимерные пакеты с использованием вакуума и приготовленные при различных параметрах тепловой обработки:
► температура - 55, 60, 65, 70 °С;
► продолжительность варки - 4, 8, 12
и 16 часов.
Выбор температур низкой тепловой обработки обусловлен данными, полученными из отечественной и зарубежной литературы, а также на основании предыдущих исследований.
Процесс упаковывания осуществляли на вакуумной установке меЬота^с. Масса упакованного изделия составляла 0,600 ± 0,050 кг.
Органолептические исследования проводили по ГОСТ 9959-2015.
Структурно-механические исследования проводили на универсальной испытательной машине Shimadzu с компьютерной обработкой полученных результатов.
Определение микроструктурных показателей проводили в соответствии с ГОСТ 31479-2012 «Мясо и мясные продукты. Метод гистологической идентификации состава».
Результаты исследований
С целью изучения влияния параметров низкотемпературной тепловой обработки на формирование органолептических, структурно-механических свойств и микроструктуры продукта в бескислородной среде свиные уши варили с применением водяной бани при различных температурах и продолжительности.
Проведённые исследования структурно-механических свойств образцов позволили установить взаимосвязь между температурой, продолжительностью варки и напряжением сдвига (рисунок 1). В процессе эксперимента отмечено снижение напряжения сдвига не только при повышении температуры тепловой обработки, но и при увеличении продолжительности процесса.
Как видно из рисунка 1 наибольший показатель напряжения сдвига отмечен при минимальной температуре по истечении 4 часов варки. При этом данный показатель был снижен более чем на
40% при температуре варки как 60, так и 65°С. Наименьшим оказался результат измерения напряжения сдвига при температуре тепловой обработки 70 °С, который отличался более чем на 85 % от образца, приготовленного при температуре 55 °С.
При дальнейшем увеличении продолжительности тепловой обработки отмечена тенденция снижения показателя напряжения сдвига для всех исследуемых образцов. Причём температура в интервале от 55 до 65°С (включительно) показывала незначительные изменения в отличие от максимальной температуры (70 °С).
Полученные результаты были подтверждены органолептическими исследованиями, которые установили, что консистенция исследуемых образцов, прошедших тепловую обработку при температуре от 55 до 65°С (включительно), оставалась плотной независимо от продолжительности. Наиболее приемлемыми характеристиками обладали образцы, изготовленные при температуре 70°С и продолжительности 8 и 12 часов, так как изменение соединительной ткани и солюбилизация коллагена начинают происходить при температуре свыше 65 °С, что подтверждают исследования, проведённые ранее [7, 8].
С целью объяснения полученных данных структурно-механических исследований изучали микроструктурные особенности образцов. В результате проведённого эксперимента было установлено, что микроструктура основных элементов образцов, приготовленных при температуре 55 °С, была сохранена на протяжении всего периода исследования без каких-либо существенных изменений. Коллагеновые пучки соединительной ткани не были набухшими и плотно прилегали друг к другу. В от-
дельных пучках было отмечено наличие слегка набухших и разрыхленных колла-геновых волокон.
Повышение температуры тепловой обработки до 60 °С способствовало постепенному набуханию толстых пучков коллагеновых волокон сетчатого слоя дермы. По истечению 4, 8 и 12 часов варки (рисунок 2) отмечалось наличие отчётливо выраженных границ между их пучками и гомогенность клеток соединительной ткани.
По истечении 16 часов варки микроструктура хрящевой ткани была сохранена. Межклеточное вещество хряща -незначительно набухшее, целостность коллагеновых и эластиновых фибрилл основного вещества не нарушена, ядра клеток хрящевой ткани гомогенны. Толстые пучки коллагеновых волокон сетчатого слоя дермы плотно прилегали друг к другу; коллагеновые волокна слегка набухшие и разрыхленные.
Аналогичная картина была отмечена и при температуре варки 65 °С в течение 4, 8 и 12 часов. Однако после 16 часов тепловой обработки хрящевая ткань характеризовалась набуханием межклеточного вещества и разрыхлением колла-геновых и эластических фибрилл. Пучки коллагеновых волокон дермы набухшие, разрыхлены и разволокнены на колла-геновые волокна (рисунок 3). При этом структура жировой ткани подкожной клетчатки не нарушена.
Увеличение температуры до 70 °С уже после 4 часов варки характеризовалось следующими признаками (рисунок 4): пучки соединительной ткани дермы набухшие, а границы между ними слабо различимы. В отдельных участках между пучками коллагено-вых волокон выявлен глютин в незначительном количестве, образовавшийся в результате разрушения коллагеновых
2021 | № 3 ВСЁ О МЯСЕ
Рисунок 2. Микроструктура образца,
изготовленного при температуре 60 °С и продолжительности 12 часов (ув. х 340)
Рисунок 4. Микроструктура образца, изготовленного при температуре 70°С и продолжительности 4 часа (ув. х 340)
волокон. Жировая ткань подкожной клетчатки отличалась от предыдущих образцов набуханием и разрушением оболочек жировых клеток в незначительном количестве.
Дальнейшая тепловая обработка до 8 часов способствовала повсеместному углублению деструктивных изменений хрящевой и соединительной ткани. В отдельных участках исследуемого образца между пучками коллагеновых волокон (ближе к поверхности) было выявлено незначительное количество глютина.
Продление варки до 12 часов приводило к выраженному набуханию и гомогенизации межклеточного вещества
Рисунок 3. Микроструктура образца,
изготовленного при температуре 65°С и продолжительности 16 часов (ув. х 340)
Рисунок 5. Микроструктура образца,
изготовленного при температуре 70°С и продолжительности 12 часов (ув. х 340)
хрящевой ткани, местами к нарушению целостности эластических волокон (рисунок 5). Отмечалось частичное разрушение лакун и самих клеток хрящевой ткани.
Пучки соединительной ткани дермы -набухшие и местами слившиеся; границы между ними не различимы. В результате деструкции коллагеновой ткани формировались участки, заполненные глютином. Жировая ткань подкожной клетчатки характеризовалась набуханием и частичным разрушением стенок жировых клеток с последующим выходом несвязанных в структуре клеток липидов в межпучковое пространство.
Органолептические исследования при данных параметрах обработки показали наиболее приемлемые характеристики потребительских свойств (нежная консистенция) продукта.
Тепловая обработка при 70°С в течение 16 часов приводила к значительному разрушению коллагена и образованию большого количества глютина. Исследуемый образец имел рыхлую консистенцию и, соответственно, минимальные значения напряжения сдвига.
Выводы
Применение длительной тепловой обработки при температуре 55-65°С не оказывало существенного влияния на микроструктуру хрящевой ткани, за исключением варки в течение 16 часов при температуре 65 °С, что выражалось в набухании межклеточного вещества и разрыхлении кол-лагеновых волокон. Основные изменения соединительной и жировой тканей происходили при температуре 70 °С.
Было установлено, что оптимальное влияние на структуру свиных ушей оказала обработка в течение 12 часов, в результате которой происходила деструкция коллагеновой ткани дермы с образованием глютина, а также набухание пучков соединительной и жировой ткани подкожной клетчатки.
Данные изменения способствовали снижению напряжения сдвига образцов свиных ушей и формированию более нежной консистенции.
© КОНТАКТЫ:
Насонова Виктория Викторовна а v.nasonova@fncps.ru Кузнецова Татьяна Георгиевна а t.kuznecova@fncps.ru Туниева Елена Карленовна а e.tunieva@fncps.ru Мотовилина Анна Александровна а a.motovilina@fncps.ru Милеенкова Елена Вячеславовна а e.mileenkova@fncps.ru
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:
REFERENCES:
10. Uttaro, B. Efficacy of multi-stage sous-vide cooking on tenderness of low value beef muscles / B. Uttaro, S. Zawadski, B. McLeod // Meat Sciene. — 2019. — V. 149. — P. 40-46.
1. Зинина, О.В. Характеристика белковых обогатителей из субпродуктов / О.В. Зи- Zinina, O.V. Kharakteristika belkovykh obogatiteley iz subproduktov [Characteristics of protein нина, Д.Р. Тазеддинова // Известия КГТУ. — 2018. — № 48. — С. 100-111. enriching agents from by-products] / O.V. Zinina, D.R. Tazeddinova // Izvestiya KGTU. — 2018. —
№ 48. — Р. 100-111.
2. Чем полезны свиные уши и как их приготовить. Электронный ресурс. — Режим Chem polezny svinyye ushi i kak ikh prigotovit [Why pig ears are wholesome and how to prepare доступа: [https://poleznii-site.ru]. (Дата обращения: 13.04.2021). them]. Elektronnyy resurs. — Access mode: [https://poleznii-site.ru]. (Date of access: 13.04.2021).
3. Польза свиных ушей. Электронный ресурс. — Режим доступа: [https://nyamkin. Pol'za svinykh ushey [Wholesomeness of pig ears]. Elektronnyy resurs. — Access mode: ru/]. (Дата обращения: 13.04.2021). [https://nyamkin.ru/]. (Date of access: 13.04.2021).
4. Лисицын, А.Б. Основные направления развития мировой науки о мясе / А.Б. Ли- Lisitsyn, A.B. Osnovnyye napravleniya razvitiya mirovoy nauki o myase [Main trends of devel-сицын, И.М. Чернуха // Мясная индустрия. — 2001. — № 12. — С. 6-10. opment of the world's meat science] / A.B. Lisitsyn, I.M. Chernukha // Myasnaya industriya. —
2001. — № 12. — Р. 6-10.
5. Jeong, K. Effects of sous-vide method at different temperatures, times and vacuum degrees on the quality, structural, and microbiological properties of pork ham / K. Jeong, H.O.S. Chin, Y.-S. Kim // Meat Sciene. — 2018. — V. 149. — P. 1-7.
6. Baldwin, D. Sous vide cooking: A review // International Journal of Gastronomy and Food Science. — 2012. — № 1. — P. 15-30.
7. Pulgar J.S. Physico-chemical, textural and structural characteristics of sous-vide cooked pork cheeks as affected by vacuum, cooking temperature and cooking time / J. S. del Pulgar, A. Gazquez, J. Ruiz-Carrascal // Meat Sciene. — 2012. — V. 90. — № 3 — P. 828-835.
8. Laakkonen, Е. Factors Affecting Tenderness During Heating of Meat // Advances in Food Research. — 1973. — V. 20. — P. 257-323.
9. Попов, Е.С. Исследование режимов LT-LT- обработки мясного сырья / Е.С. По- Popov, Ye.S. Issledovaniye rezhimov LT-LT- obrabotki myasnogo syr'ya [A study of the regimes пов // Известия вузов. Прикладная химия и биотехнология. — 2016. — № 13. — of LT-LT-processing of meat raw materials] / Ye.S. Popov // Izvestiya vuzov. Prikladnaya khimi-С. 121-127. ya i biotekhnologiya. — 2016. — № 13. — Р. 121-127.
