CC BY
168
о
НАУКА ЗА РУБЕЖОМ/ Упаковка
Влияние способов и условий упаковки мяса
на его качество и длительность хранения
Н.А.Горбунова, канд. техн. наук,
ГНУ ВНИИМП им. В.М. Горбатова Россельхозакадемии
Развитие индустрии упаковочных материалов для продовольственного сырья и пищевых продуктов привело к расширению исследований зарубежных ученых, направленных на изучение качества упакованной продукции, длительности ее хранения в зависимости от способов и условий упаковки. Результаты исследований служат основой для разработки новых материалов, расширения ассортимента готовых продуктов, улучшения их потребительских качеств и безопасности. В статье представлен обзор иностранных публикаций по хранению упакованного мяса.
Создаание высокоэффективных технологий упаковки и длительного хранения охлажденного мяса, основанных на применении вакуума и модаифицирован-ной газовой атмосферы, является сегодня одним из наиболее актуальных направлений исследований во всем мире. Значительное количество научных публикаций посвящены сравнительному изучению этих двух способов упаковки и их влиянию на изменение показателей качества мяса в процессе хранения.
Важнейшей характеристикой мяса, определяющей выбор потребителей при покупке, является его цвет. Ученые Шведского университета сельскохозяйственных наук [1], изучили стабильность цвета и определяющих его факторов, в том числе содержание а-токоферола, в говяжьей мышце m. Longissimus dorsi в зависимости от способа упаковки. Для этого исследуемые образцы говядины первоначально упаковали под вакуумом и хранили в течение 7 дней. Затем образцы переупаковали различными способами и также хранились в течение 7 дней. При этом сравнивали вакуумную упаковку (ВУ), вакуумную упаковку с тер-моусадакой (ВУГ) и упаковку в модифицированной газовой среде (МГА), содержащей 80% O2 и 20% С02. Через 7 даней упаковки вскрывали повторно, мясо хранили на воздаухе еще в течение 5 даней и проводаили измерение цвета с помощью спектрофотометра «Minolta».
В ходае исследаований было установлено, что сохранение стабильности цвета говядаины существенно зависит от способа упаковки и длительности хранения. На начало измерения цвета мяса значение одного из основных цветовых показателей - а* (красноты) - было выше для
МГА, чем дадая дарутих способов упаковки, что мотло быть связано с высоким со-даержанием в МГА кислорода (80%), способствующего оксиенации (насыщению кислородом) миоглобина.
ВУ и ВУТ имели сходаную тенденцию в изменении показателей цвета, так как оба способа упаковки обеспечивали для мяса вакуумную средау. Ограниченное количество кислородаа приводаило к образованию в качестве основной формы миоглобина - даезоксимиогло-бина, который придаавал мясу фиолетовый оттенок. Оданако, при вскрытии упаковки, даезоксимиоглобин ещё в состоянии преобразовываться в окси-миоглобин, имеющий ярко-красный цвет, что и являлось причиной возрастания красноты в течение первых давух даней хранения на воздаухе [2].
Изучение изменения химических форм миоглобина (даезоксимиоглобина, оксимиоглобина и метмиоглобина) в мясе показало, что во время хранения относительное содаержание даезоксимиоглобина в контрольных образцах, не пода-вергавшихся упаковке, было ниже, чем в МГА, ВУ и ВУТ. Оданако в конце хранения образцы, упакованные различными способами, не имели различий по содаер-жанию даезоксимиоглобина.
В начале наблюдаения относительное содаержание метмиоглобина в МГА и контроле было выше, чем в ВУ и ВУТ. Но во время хранения содаержание метмиоглобина в МГА оставалось стабильным, а при даругих способах упаковки возрастало. Таким образом, в конце хранения относительное содаержание мет-миоглобина в МГА и ВУТ было ниже, чем в контрольном образце и ВУ. Относительное содаержание оксимиоглобина
при всех способах упаковки снижалось по мере хранения, за исключением ВУТ, гдае содержание оксимиоглобина было стабильным.
Содержание а-токоферола (витамина Е - естественного антиокислителя, накапливаемого в мясе в процессе откорма животных за счет потребления богатых им кормов) в говяжьей мышце т. Longissimus dorsi снижалось по мере хранения во всех образцах. Интересно, что, хотя ВУТ является аналогом ВУ, оданако, на пятый даень хранения в образцах, упакованных с термоусадакой, по сравнению с образцами, упакованными без термо-усадаки, наблюдалось значительно меньшее содаержание а-токоферола и в то же время - более высокое содаержание окси-миоглобина. Механизм защиты окси-миоглобина а-токоферолом недаоста-точно хорошо изучен. Основной гипотезой служит предположение о том, что а-токоферол опосредованно защищает оксимиоглобин путем ингибирова-ния окисления липидаов.
Упаковка в модаифицированной газовой средае, содержащей 80% О2 и 20% СО2, в настоящее время является оданим из наиболее распространённых способов упаковки охлаждаенного мяса. Высокое содаержание кислородаа в МГА придааёт говядаине стабильный ярко-красный цвет, которому потребитель отдаает предацочте-ние. Оданако ряда исследаований свидае-тельствует о негативном влиянии модаифицированной газовой средаы на нежность мяса.
Учеными Новозелавдского научно-исследаовательского института мясной промышленности, Научно-исследаова-тельского центра Раукуры (Новая Зелан-даия) и Университета штата Айова (США)
Упаковка / НАУКА ЗА РУБЕЖОМ
ЕР
были проведены два последовательных эксперимента с целью определения влияния MIA с высоким содержанием кислорода (80% O2, 20% СО2) на биохимические процессы, связанные с развитием нежности в говядине на ранних стадиях автолиза [3].
Проведенные исследования на трех различных парных говяжьих мин шах -m. Longissimus lumborum, m. Semimembranosus и m. Adductor, полученных через 24 часа после убоя, показали, что образцы, упакованные в MIA с высоким содержанием кислорода, имели значительно более низкую органолептическую оценку нежности и сочности и более высокие оценки развития посторонних привкусов по сравнению с образцами в вакуумной упаковке в процессе хранения в течение девяти дней при температуре 1 °C.
Использование звездообразного измерителя подтвердило органолептиче-скую оценку нежности: образцы m. Longissimus lumborum, упакованные в условиях модифицированной газовой среды с высоким содержанием кислорода обладали более высокими значениями, что свидетельствовало о меньшей нежности (5,5 ± 0,2 кг) по сравнению с образцами в вакуумной упаковке (4,8 ± 0,2 кг). С другой стороны, тип упаковки не влиял на образцы m. Semimembra-nosus и m. Adductor, что, вероятно, связано с более высоким количеством соединительной ткани в этих мышцах.
Авторами исследования было установлено, что тип упаковки не влиял на автолиз [J-калпаина и распад тропонина-T и десмина, несмотря на то, что система упаковки в МГА с высоким содержанием кислорода снижает нежность мяса. Одним из объяснений таких биохимических изменений является то, что использование данного вида упаковки приводит к полимеризации белка. На девятый день хранения электрофорез в полиакрила-мидном геле позволил выявить полосу с высокой молекулярной массой в образцах белка из кусков m. Longissimus lum-borum, упакованных в МГА с высоким содержанием кислорода, которая отсутствовала в образцах белка из кусков, хранившихся в ВУ Вестерн-блоттинг (аналитический метод, используемый для определения специфичных белков) подтвердил то, что сшивание связано с тяжёлыми цепями миозина, а также то, что специфичные белки появляется в МГА на первый день хранения и становятся более многочисленными в процессе хранения (до девяти дней). Разделение сши-
того полимеризацией белка с помощью окислительного/восстановительного 2D диагонального электрофореза в поли-акриламвдном геле для образцов мышцы m. Longissimus lumborum, позволило идентифицировать титин - самый большой из известных белков, играющий важную роль в процессе мышечного сокращения (молекулярная масса белка равна приблизительно 2993442.763 а.е.м.; эмпирическая химическая формула этого белка -C132983H211861N36149O40883S69 3).
Таким образом, снижение нежности и сочности говядины, упакованной в МГА с высоким содержанием кислорода, происходит в результате окисления белков и сопутствующей полимеризации белка с образованием межмолекулярных связей между миозином и, возможно, титином [4].
Учитывая, что Новая Зелацдия является крупнейшим в мире экспортёром баранины, новозеландскими учеными были продолжены исследования влияния МГА на нежность полностью созревшей спинно-поясничной части бараньей туши. В связи с более продолжительным временем созревания новозеландских мясных продуктов во время транспортирования и хранения при температуре минус 1,5°С было высказано предположение, что развитие нежности на более поздних стадиях автолиза может быть восстановлено вследствие процессов деградации миофибриллярных белков [5 ].
Образцы баранины хранили в течение восьми недель при температуре минус 1,5°С с целью имитации условий транспортирования и хранения экспортного новозеландского охлаждённого мяса. После этого образцы вынимали из вакуумной упаковки, и от каждого из них отделяли куски толщиной 6 см, которые случайным образом распределяли для упаковки либо в МГА, либо в кислородно-проницаемую поливинилхлорцд-ную пленку (ПВХ). Затем упакованные куски в течение восьми дней хранили под воздействием непрерывного флуоресцентного естественного белого света при температуре плюс 3 °С.
После 8 дней хранения баранины в ПВХ наблюдалось некоторое увеличение значений рН, которые было выше, чем в МГА. Увеличение значений рН для баранины в ПВХ могло быть связано с ростом микроорганизмов, в то время как СО2 в МГА, вероятно, подавлял рост микрофлоры, что и способствовало поддержанию значений рН.
Длительное хранение баранины способствовало достижению очень низких значений сопротивления срезу. Тем не менее, они сильно зависели от типа упаковки и времени хранения в витрине. Баранина в ПВХ обладала аналогичными значениями сопротивления срезу через 1 и 8 дней, в то время как для баранины в МГА через 8 дней наблюдалось значительное увеличение сопротивления срезу.
Результаты исследований показали, что протеолиз полностью завершился в течение восьми недель хранения/созревания (на основании отсутствия разницы в распаде десмина и тропонина-Т между образцами в МГА и ПВХ). Однако при хранении в МГА в баранине подтвердилась полимеризация тяжёлых цепей миозина с высокомолекулярными белками, которая и является фактором, вызывающим существенное увеличение жесткости мяса.
Полученные данные аналогичны результатам исследования, проведенного Km и др. [3, 4]. Окислительное сшивание/агрегация миозина и, возможно, ти-тина являлась причиной снижения нежности говядины, упакованной в МГА, так как МГА не способствовала протео-лизу и автолизу.
Упаковка мяса в МГА вызывала появление преждевременной коричневой окраски говяжьего стейка, приготовленного из мышцы m. Longissimus lumborum [6].
Мы 111 пи, 1 m. Longissimus lumborum, взятые от 16 говяжьих туш (уровень качества USDA Select), нарезанные на стейки толщиной 2,5 см и были помещены в различные виды упаковок: ВУ, МГА (80% O2 и 20% CO2) и монооксидную МГА (CO; 0,4°% СО + 19,6°% CO2 + 80% N2). Упакованное мясо выдерживали пять дней в темноте при 4о С. После хранения стейки были подвергнуты тепловой обработке до достижения температур в толще куска 66 °С и 71 °С. Измерение цвета кулинарно готовых стейков показало, что стейки, хранившиеся в кислородсодержащей МГА, имели более низкие показатели красноты, по сравнению со стейками, хранившимися в ВУ и в монооксидной МГА. Стейки, хранившиеся в кислородсодержащей МГА, окрасились в коричневый цвет быстрее, чем стейки из ВУ и монооксидной МГА - при 66 °С. Результаты показали, что монооксидную и вакуумную упаковки можно эффективно использовать с целью минимизации появления преждевременной коричневой окраски порционных полуфабрикатов
№ 5 октябрь 2012 ВСв О МЯСЕ
55
о
НАУКА ЗА РУБЕЖОМ/ Упаковка
из говядаины.
Упаковка соленых полуфабрикатов из говядаины в кислороданой или бескис-лороданой средае позволяет увеличить срок годарости и стабильность цвета при их реализации в торговых сетях. Хотя известно, что поваренная соль ускоряет процессы окисления, но влияние преда-варительного посола на качество мяса, упакованного в высококислороданой среде, все еще не было полностью исследовано.
Целью исследований, проведенных в Центре качества мяса Датского научно-исследовательского института мяса, являлось изучение влияния бескислороданой среды (30% С02 + 70% N или 100% N2) на качество и окисление липидаов посоленных полуфабрикатов из говядаины. Полуфабрикаты хранили в течение шести дней при температуре плюс 4°С. Для сравнения были взяты аналогичные полуфабрикаты, упакованные в атмосфере с высоким содаержанием кислорода (70% О2 и 30% СО2). С этой целью полуфабрикаты из говядаины (свежие или предаварительно посоленные) были оценены группой экспертов, и вторичные продукты окисления липидаов были определены количественно на основе содержания ттиобарбитуровой кислоты [7].
Установлено, что упаковка в бескис-лороданой средае минимизировала окисление говядаины, сохранила интенсивность аромата мяса и соленого вкуса, в то время как упаковка в высококислорода-ной среде увеличила сочность по сравнению с бескислородной средой.
В посоленной говядине окисление развивалось очень быстро. Оданако, соленый вкус маскировал появление прогорклого запаха. Кроме того, предварительный посол улучшал сочность кусков говядаины во время хранения.
Южнокорейские ученые исследовали влияние состава газа в упаковке с МГА на качество нарезанного бекона при хранении [8]. Кусочки бекона упаковали в МГА с четырьмя различными газовыми составами: 80% О2 + 20% СО2 (80%О2-МГА), 50% СО2 + 50% N2 (50%СО2-МГА), 100% N2 и в воздаухо-проницаемую упаковку, и хранили в течение 14 дней при плюс 5 °С.
Во время хранения значения рН даля бекона, упакованного в 80%02-МГА, снизились, а даля бекона в воздаухопрони-цаемой упаковке увеличились. Значения рН даля бекона, упакованного при 80%02-МГА, были самыми высокими на первый даень хранения, и снижались в дальнейшем. Упаковка при 50%С02-
МГА даавала стабильные значения рН, около 6.31-6.48, во время хранения.
Колебания значений тиобарбитуро-вой кислоты были обнаружены в образцах во всех видаах упаковки. Бекон, упакованный при 80%02-МГА, имел самое высокое значение содаержания тиобар-битуровой кислоты на 1-й и 10-й день хранения, по сравнению с даругими ви-даами упаковки. Упаковка в МГА с высокой концентрацией кислородаа может увеличивать степень окисления липидаов и вызывать прогорклость в свинине. Никаких различий в значениях по содержанию тиобарбитуровой кислоты даля различных видаов упаковки не было обнаружено на 7-й и 14-й день хранения.
Содаержание азотистых летучих оснований было выше при использовании упаковки в 80%02-МГА по сравнению с даругими способами упаковки. Значения показателя светлоты L, полученные с помощью прибора «Minolta», были выше в 80%02-МГА и воздаухопроницаемой упаковке, а величина показателя красноты (а*) была выше в 50%С02-МГА и 100% N2. При органолептической характеристике по окончанию хранения образцы бекона, упакованные в 50%С02-МГА и 100% N2, получили самые высокие оценки по вкусовым качествам, в то время как упаковка только в 50%С02-МГА дала самые высокие баллы при визуальной оценке цвета.
В целом было установлено, что упаковка в 50%С02-МГА и упаковка в 100% N2 обеспечивают лучшее качество нарезанного бекона в процессе хранения: с точки зрения окисления липцдаов, деградации белков, показателей цвета и орга-нолеmцческцх характеристик по сравнению с упаковкой в 80%02-МГА и воздаухопроницаемой упаковкой. 0данако эти результаты носят лишь предаваритель-ный характер. В Национальном университете Канвона (Южная Корея) предаю-лагают провести более полные исследаования, связанные с далительностью хранения и изменениями показателей качества в нарезанном беконе, упакованном в МГА с различным газовым составом.
Таким образом, исследования зарубежных ученых, показали, что на стабильность качества охлаждаенного мяса влияют способы упаковки. Так, высокое содержание кислорода в МГА придает говядаине стабильный ярко-красный цвет, но понижает нежность и сочность, способствует появлению посторонних привкусов. Упаковка посоленного мяса в бескислородной среде снижает развитие
окислительных процессов, сохраняет интенсивность аромата и соленого вкуса мяса. Полученные результаты наглядно свидетельствуют о том, что упаковку, в сочетании с другими технологическими приемами, сегодня следует рассматривать не только как гигиенический «барьер» при транспортировании и хранении, но и фактор, активно участвующий в формировании качества конечного продукта.
Контакты:
Наталья Анатольевна Горбунова, +7 (495) 676-93-17
Литература
1. Xin Li, Gunilla Lindahl, Kerstin Lundstrom COLOUR STABILITY AND a-TOCOPHEROL CONTENT IN BEEF M. LONGISSIMUS DORSI AFTER DIFFERENT PACKAGING METHODS //56th International Congress of Meat Science and Technology, 2010, Jeju, Korea
2. Brewer, M. S., Zhu, L. G., Bidner, B., Meisinger, D. J., & McKeith, F. K. (2001). Measuring pork color: effects of bloom time, muscle, pH and relationship to instrumental parameters. Meat Science, 57, 169-176.
3. Yuan H. Kim1, Steven M. Lonergan, Elisabeth Huff-Lonergan INFLUENCE OF HIGH-OXYGEN AND LACTATE/PHOSPHATE ENHANCEMENT ON, PROTEOLYSIS, PROTEIN POLYMERIZATION, AND TENDERNESS OF POSTMORTEM BEEF MUSCLES //56th International Congress of Meat Science and Technology, 2010, Jeju, Korea
4. Kim, Y.H., E. Huff-Lonergan, J.G. Sebranek, et al., High-oxygen modified atmosphere packaging system induces lipid and myoglobin oxidation and protein polymerization// Meat Science, 2010. 85(4): p. 759-767.
5. Kim Y.H.B., Bodker S. and Rosenvold K. High-oxygen modified atmosphere packaging induced protein polymerization of myosin heavy chain and decreased tenderness of ovine M. longissimus during retail display //56th International Congress of Meat Science and Technology, 2010, Jeju, Korea
6. Suman S.P., Mancini R.A., Ramanathan R., Konda
M.R. Einfluss von MAP-Verpackungen auf die Farbstabilität von Rindersteaks //Fleischwirtschaft, 2011, N1, s.99-101
7. M. A. Torngren, S. Jongberg RETAIL PACKAGING OF PRE-SALTED BEEF PATTIES STORED IN HIGH OR NON-OXYGEN ATMOSPHERE //56th International Congress of Meat Science and Technology, 2010, Jeju, Korea
8. Sung Ki Lee, Muhlisin, Sun Moon Kang, Won Hee Choi, Keun Taik Lee, and Sung Hee Cheong EFFECT OF GAS COMPOSITION IN MODIFIED ATMOSPHERE PACKAGING ON THE STORAGE QUALITY OF SLICED BACON //56th International Congress of Meat Science and Technology, 2010, Jeju, Korea
