1.3 Использование поликомпонентных белковых систем и биофизических методов для обработки мяса
1.3.3 Использование вторичного сырья животного происхождения в производстве комбинированных мясопродуктов
в фарш они полностью растворяются во входящей в состав фарша воде и связывают частицы его в монолитную массу; они должны обладать способностью удерживать воду при термической обработке; эмульгаторы – связывающие вещества, содержат растворимые белки.
В наибольшей степени требованиям колбасного производства отвечает последняя группа добавок и, прежде всего белковые препараты, обладающие очень высокой растворимостью [68, 69, 74, 76,82, 101].
Белковые препараты, добавляемые в фарш, являясь поверхностно- активными веществами, должны снижать поверхностное натяжение на границе фаз и повышать вязкость фарша. Кроме того, они должны обладать высокой устойчивостью к тепловому воздействию, способностью к образованию гелевых структур и повышать влаго- и жироудерживающую способность, а также устойчивость фарша. Эти требования необходимо учитывать при выборе белковых препаратов животного и растительного происхождения для замены части мясного белка при производстве колбасных изделий. Изучено влияние плазмы крови, добавленной при посоле конины с низкой влагосвязывающей способностью. Установлено, что введение до 25 % плазмы крови к массе сырья при посоле обеспечивает высокие и стабильные выходы готовой продукции независимо от состояния используемого мяса. Улучшаются структурно- механические свойства фарша и готовой продукции.
1.3.3 Использование вторичного сырья животного происхождения в
-высокие функциональные свойства (гелеобразующая, ВСС, ЖСС, эмульгирующая способности, растворимость, вязкость, в том числе в присутствии соли);
-высокая пищевая и биологическая ценность;
-безвредность;
-высокие органолептические показатели (отсутствие специфических, свойственных для исходного сырья, вкуса, запаха, окраски);
-высокие санитарно-гигиенические показатели;
-устойчивость к тепловым воздействиям;
-показатель рН в пределах 6,0-6,5;
-устойчивость при хранении и транспортабельность;
-простота применения;
-отсутствие отрицательного влияния на качество и выход продукта;
-экономическая целесообразность применения.
В соответствии с указанными требованиями предпочтительны растворимые функционально активные белковые препараты (изоляты, протеинаты, концентраты) [97,101,148,265].
Эффективной компенсации цвета колбасных изделий, содержащих немясные ингредиенты, можно достичь добавлением 0,3-1 % препарата гемоглобина или цельной крови и 0,05 % аскорбиновой кислоты или ее производных.
Содержание жира и влаги в колбасных изделиях предлагается регулировать введением растительных белков, которые обладают водосвязывающей и эмульгирующей способностью, тем самым помогают сохранению качества мышечного белка.
Соевые белки при нагреве подвергаются денатурации как мышечные белки. При определенных условиях соевый белок по своей структурообразующей способности превосходит миофибриллярные белки. По- видимому, его следует применять не как заменитель мяса, а как вещество, помогающее созданию нового продукта с хорошими органолептическими показателями [102].
В решении проблемы рационального использования сырья и увеличения белковых ресурсов важная роль принадлежит организации максимального сбора пищевой крови в процессе переработки всех видов животных и использованию ее для выработки мясных продуктов.
Выход крови зависит от породы, упитанности, массы животных, методов оглушения, способов обескровливания и составляет в среднем: от КРС – 6,8 %;
свиней – 4,4 %; МРС – 7,2 % к массе мяса без субпродуктов. Выход пищевой крови от КРС составляет в среднем 3,3 %, от свиней – 2,2 % к массе мяса на костях. Значительное количество пищевой крови – 9,8 % к массе животных- можно получить при убое лошадей при условии создания соответствующих санитарно-гигиенических условий производства.
Важное значение имеет вязкость крови животного, зависящая от количества эритроцитов, белков в плазме, содержания воды. Показатель рефракции для крови лошади равен 1,35 и может служить для определения в
ней белков и других веществ. рН крови лошадей 7,2 – 7,6. Концентрация ионов водорода имеет важное физиологическое значение. Она влияет на течение процессов обмена веществ, на функции ферментов и гормонов. Снижение рН крови на 0,2 – 0,3 отражается на всех процессах в организме животного.
Кровь обладает большой растворимостью. Это объясняется, прежде всего тем, что ее диэлектрическая постоянная равна 85 и превышает диэлектрическую постоянную воды.
Состав крови лошадей: плазма – 60 %, форменные элементы – 40 %.
Пищевая ценность крови лошадей обусловлена количеством и качеством белков, входящих в ее состав, и содержанием физиологически активных веществ. В состав крови входят ферменты (каталаза, амилаза, липаза, фосфотаза, протеолитические и др.), гормоны, иммунные вещества, образующие при поступлении в кровь чужеродных тел, витамины групп В, С, А, Д, Е, пигменты, от которых зависит желтый цвет сыворотки.
Основную массу белков крови составляют альбумин, глобулин, фибриноген и гемоглобин. Количественное содержание белка и белковой фракции в крови лошади изменяется в зависимости от возраста. Общее количество белка постепенно нарастает до 2-летнего возраста, а затем начинает снижаться и к 5-годам достигает средних величин – белок – 6,38 %, альбумин – 52,34 %, глобулин – 45,64 %, фибриноген – 2,58 %, белковый коэффициент – 1,19.
Белки плазмы крови отличаются от гемоглобина более высоким содержанием таких незаменимых аминокислот, как триптофан, метионин, изолейцин. По содержанию и составу аминокислот фибриноген относится к числу белков, обладающих высокой биологической ценностью. Поэтому в колбасный фарш более целесообразно добавлять плазму, а не сыворотку крови.
Белки плазмы, высушенной распылением, отличаются относительно высокой растворимостью при рН 3 – 10, в то время как растворимость глобина, полученного отделением гема экстракцией подкисленным ацетоном, резко снижается до 7 % с увеличением рН до 7. Растворимость белка плазмы при рН=7 не зависит от концентрации раствора хлорида натрия до 0,6 М. При рН=
5, соответствующей изоэлектрической точке белка плазмы, ее растворимость в присутствии хлорида натрия повышается на 10 %, а затем не изменяется. Белок плазмы имеет чрезвычайно высокую гелеобразующую способность, превосходящую таковую растительных белков. Белок плазмы образует твердые эластичные гели уже при 8,4 % белка. Для гелеобразования нужна температура не ниже 750 С. При дальнейшем нагревании до 950 С в 1,5 раза возрастает твердость продукта, содержащего плазму, по сравнению с контролем.
Одновременно повышается и стабильность фарша в линейной зависимости от уровня замены мясного белка белками плазмы.
Белок плазмы имеет хорошие эмульгирующие свойства и образует стабильные эмульсии. Добавление соли оказывает отрицательное влияние на стабильность эмульсии плазмы при рН=7. При этом значении рН глобин абсолютно не обладает эмульгирующей способностью, тогда как при рН=5 его эмульгирующие свойства улучшаются, добавление соли еще более повышает
стабильность эмульсии. Несмотря на то, что белки плазмы и форменных элементов различны по функциональным свойствам, их можно применять при производстве мясопродуктов[82, 101,186].
Исследования Тулеуова Е.Т. показали, что выработка колбасных изделий из конины с добавлением 25 % плазмы крови к массе сырья при посоле обеспечивает высокие и стабильные выходы готовой продукции независимо от состояния используемого мяса. Наблюдалось также увеличение влагосвязывающей способности фарша и уменьшение испарения влаги при термической обработке и охлаждении колбас. Это объясняется тем, что посол мяса, находящегося в состоянии посмертного окоченения, с добавлением плазмы крови приводит к увеличению количества общего и растворимого белка в фарше, играющего роль вяжущего компонента. Таким образом, для улучшения технологических свойств сырья с низкой ВСС и повышения качества вареных колбас из конины посол мяса рекомендуется производить с добавлением плазмы крови [3].
В мясе, посоленном с добавлением плазмы, потери свободных аминокислот и углеводов не наблюдаются, что объясняется увеличением их количества за счет добавленной плазмы крови. Под действием плазмы во внутреннем слое мышечной ткани возникают новые коллоидные комплексы, обладающие ферментативными свойствами. Очевидно, эти комплексы предопределяют накопление свободных аминокислот и углеводов в составе мышечной ткани конины в процессе посола. Качественные показатели готовой продукции (цвет консистенция) во многом обусловлены количественными изменениями указанных веществ при тепловой обработке.
При добавлении в фарш вареных колбас плазмы крови лошадей улучшаются структурно-механические свойства фарша и готовой продукции.
Батоны колбас имеют упругую и плотную консистенцию с однородным сочным фаршем, приятным запахом и вкусом. Выход колбас увеличился на 3-5 %.
Снижены потери влаги при термической обработке до 13-15 %.
Результаты исследования показали, что добавление 12-25 % плазмы крови к колбасному фаршу обеспечивает получение продукции с высокими выходами и лучшими качественными показателями [3].
Белки плазмы крови имеют чрезвычайно высокую гелеобразующую способность, превосходящую таковую соевого изолята. Они образуют стабильные эмульсии и при добавлении повышают стабильность мясного фарша.
Улучшение качественных показателей колбас с добавлением плазмы крови объясняется увеличением доли растворимых белков в составе фарша, играющих роль вяжущего компонента. Можно предположить, что в улучшении качества готовой продукции активное участие применяют группы компонентов, содержащихся в плазме в растворенном состоянии (минеральные вещества, углеводы, жиры, ферменты, витамины и пигменты), но роль этих веществ в образовании аромата, вкуса и запаха готовой продукции до сих пор еще не выяснена.
Введение в фарш плазмы позволяет получить вязкий, хорошо связывающий большое количество влаги фарш не только из охлажденного, но и из размороженного мяса без его предварительной выдержки в посоле. При этом осадка вареных колбас с продолжительностью 3-4 ч является обязательной.
Увеличению использования крови для производства мясных продуктов препятствует темный цвет, который она придает продуктам при добавлении даже в небольших количествах. Кроме того, кровь имеет специфический вкус и при использовании ее в больших количествах приобретается металлический привкус.
Особое значение для максимального использования белков крови имеет ее осветление. Учеными разработаны различные методы осветления крови. Одни из них основаны на деструкции гемоглобина и последующем извлечении гемина органическими растворителями (ацетоном), другие – на разрушении пигмента сильными окислителями (перекисью водорода), частично разрушающими белок.
В УкрНИИММПе разработан перекисно-каталазный способ осветления цельной крови, который изменяет ее цвет от красного до желтого. Но при этом разрушается ряд аминокислот, поэтому рекомендуется добавить сухое обезжиренное молоко и получить сухую белковую смесь.
Ученые ВНИИМП разработали метод осветления крови без использования химических реагентов путем тонкого эмульгирования ее в белково-жировой среде в присутствии молочных или растительных белков. Кровь эмульгируют при помощи звуковых гидродинамических преобразователей. Сущность метода заключается в том, что в процессе звуковой обработки компоненты эмульсии диспергируют и перераспределяются, в результате чего образуется прочный липопротеиновый комплекс, окруженный сольватной оболочкой, блокирующей цвет крови [101].
Цвет получаемой эмульсии зависит от дисперсности системы и соотношения компонентов. Наибольшая дисперсность системы сопровождается наибольшей степенью осветления крови. Подобрано такое соотношение компонентов системы, при котором эмульсия имеет цвет, близкий к цвету вареных колбасных изделий, а по химическому составу приближается к полужирной свинине. Состав эмульсии следующий: топленый жир – 45 %, казеинат натрия – 6-7 %, кровь – 20 %, вода – 28 %. Продолжительность обработки ультразвуком в гидродинамической установке – 7 мин, средний размер жировых глобул – 1,95 нм. При выработке вареных колбас добавляют 10-15 % эмульсии.
Обработка кровесодержащих жировых эмульсий в гомогенизаторе под давлением значительно снижает интенсивность окраски гемоглобина и позволяет несколько повысить использование крови в составе эмульсии.
Разработана технология получения белкового обогатителя из смеси крови убойных животных и обезжиренного молока осаждением белков хлоридом кальция при нагревании смеси до 950 С. Сочетание белков молока и цельной крови взаимно обогащает аминокислотный и минеральный состав
комплексного продукта. Особенностью белкового обогатителя является возможность широкого использования для лечебного и диетического питания.
ВНИИМПом разработан способ концентрирования плазмы крови методом ультрафильтрации с применением ультрафильтрационных установок. В концентрированной плазме содержание белков повышается до 20-22 %, т.е.
увеличивается в 3 раза по сравнению с исходным продуктом. 10 кг такой плазмы эквивалентны по белку 10 кг жилованного мяса. Сушка концентрированной плазмы после ультрафильтрации позволяет получить сухой концентрат с высоким содержанием белка и пониженным содержанием минеральных солей. Организация производства сухой концентрированной плазмы на средних и малых предприятиях мясной промышленности позволит увеличить ресурсы ценного пищевого белка и расширить сферу его применения [101].
Учеными Казахстана и России (Рогов И.А., Чоманов У.Ч., Камербаев А.Ю.) разработана технология структированных белковых продуктов на основе плазмы крови убойных животных и молочной сыворотки. При разработке авторы преследовали несколько целей. Одной из них являлось создание продукта с заданными структурно-механическими свойствами, продукт должен был обладать структурой, приближенной к структуре мяса. Немаловажная роль отводилась термодинамическим характеристикам продукта. Новый продукт должен был быть сконструирован таким образом, чтобы его пищевая ценность удовлетворяла бы требованиям ФАО/ ВОЗ. Запатентован способ производства сухого белкового комплекса (СБК), который с успехом использовался как биологически активная добавка в мясной промышленности [10].
Для рационального использования цельной крови в производстве колбасных изделий нами разработаны рецептуры различных эмульсий.
Экспериментальные данные показали, что добавление эмульсий в количестве 15-25 % к массе фарша значительно увеличивает ВСС фарша. Это обусловлено тем, что в эмульсии значительная часть влаги прочно связана в результате сгруппирования и прочного удерживания молекул воды вокруг сольватных оболочек жировых шариков и белковых веществ.
При добавлении эмульсии в фарш на куттере образуется сложная комплексная система белок-вода-жир, отличающаяся высокой стабильностью.
Количество связанной влаги в фарше возрастает, что улучшает качество готового продукта. При увеличении количества добавляемой эмульсии в фарш его ВСС значительно возрастает, что подтверждается увеличением показателей структурно - механических свойств фарша. Производственные опыты показали, что введение в фарш вареных колбас до 20-25 % эмульсии позволяет получить качественный продукт не только из охлажденного, но и из размороженного мяса.
Использование белково-жировых эмульсии при изготовлении вареных колбас значительно увеличивает ВСС фарша. Это обусловлено тем, что в жировой эмульсии значительная часть влаги прочно связана в результате сгруппирования и прочного удерживания молекул воды вокруг сольватных оболочек жировых шариков. Если жир, добавляемый в фарш, вводится в виде
эмульсии, то на куттере образуется сложная комплексная система белок – вода – жир, отличающаяся высокой стойкостью. В этом случае удерживание влаги происходит не только вследствие поглощения ее мышечной тканью, но и в результате удерживания ее стабильной жировой эмульсией. При сближении (столкновении) частиц фарша с жировыми шариками в процессе измельчения влага, удерживаемая вокруг защитных оболочек, не успевает выдавиться, так как защитные оболочки, обладающие упругостью и механической прочностью, сопротивляются значительным разрушающим усилиям. Таким образом, количество связанной влаги в фарше возрастает, что улучшает качество готового продукта.
Введение белково–жировых эмульсии при изготовлении сосисок и сарделек позволяет резко сократить выдержку мяса в посоле и использовать в колбасном производстве цельную кровь, ее компоненты и животные жиры.
Кроме того, при введении в фарш жира в виде эмульсии получается равномерное распределение его в фарше готового продукта и снижаются потери влаги при термической обработке. Нами изучены изменения физико- химических и структурно-механических свойств комбинированных фаршей в зависимости от введения различных количеств белково–жировых эмульсий [136,177,178,182,183,255].
В производственных условиях белково-жировые эмульсии после охлаждения до 100С вводили в количестве 50% к массе белкового комплекса, из субпродуктов которого составляли на куттере. Установлено, что при введении жировых эмульсий получают готовый продукт хорошего качества из размороженного мяса без предварительной выдержки в посоле.
Введение жировых эмульсий позволяет точно дозировать компоненты фарша, регулировать состав продукта и получать готовый продукт с заданными структурно- механическими свойствами. А также появляется возможность введения в состав фарша жиров, имеющих диетическое значение. Жир не отделяется от фарша, что исключает образование жировых отеков.
Использование стабильных водно-жировых эмульсии в производстве колбасных изделий представляет особый интерес в связи с повышенной усвояемостью организмом жиров в высокодисперсном (эмульгированном) состоянии. Усвояемость таких колбас оказалась на 3-4 % выше по сравнению с традиционными мясопродуктами.
Ряд исследователей обратил внимание на специфические свойства конского жира и его широкое использование для лечебных целей. Установлено, что конский жир содержит большое количество полиненасыщенных жирных кислот, которые в зависимости от типа кормления и условий содержания животных составляют от 20 % до 25 %. По данным Анашиной Н.В. жир лошадей в возрасте до трех лет содержит наибольшее количество полиненасыщенных жирных кислот и характеризуется высоким йодным числом. Установлено, что продолжительность хранения конского жира без изменения первоначальных свойств при комнатной температуре составляет на свету 3-5 дней, в темноте – 90 дней, без доступа воздуха – 150 дней, при 00 С в темноте – 180 дней. Добавление к жирам общепринятых антиоксидантов
увеличило сроки их хранения в 2-4 раза в зависимости от применяемого антиокислителя.
В конском жире содержание линолевой и линоленовой кислоты во много раз превышает таковое, чем в говяжьем и свином жирах. Эта специфическая особенность конского жира была положена в основу идентификации конского мяса, так как конину можно отличить от других видов мяса по значительному содержанию линоленовой кислоты.
Ненасыщенные жирные кислоты являются незаменимыми для организма, участвуют в образовании важных соединений и структур, без которых невозможно нормальное функционирование организма. Эти кислоты входят в состав фосфолипидов различных мембран. Незаменимые жирные кислоты выступают как предшественники образования целой группы биологически активных соединений – простогландинов. Простогландины оказывают влияние на сердечно-сосудистую систему и гладкую мускулатуру.
В соответствии с формулой сбалансированного питания соотношение между ПНЖК, мононенасыщенными жирными кислотами и насыщенными должно составлять – 1:6:3. Группой исследователей рассчитано в фактическом рационе населения линолевой, линоленовой и арахидоновой кислот, которое составляло соответственно: 9,8; 0,5 и 0,48 г [59].
Жиры также являются хорошими растворителями жирорастворимых витаминов А, Е, К [11, 28, 58].
Конский жир-сырец имеет специфический, приятный запах. Консистенция жира-сырца мягкая, он плавится на ладони. Цвет от бледно-желтого до желтого.
Жировая ткань после варки имеет приятный запах и вкус, употребление её даже в чистом виде не вызывает чувств отвращения. Особенно высокими вкусовыми качествами отличается жир загривка (жал), поясницы и крестца [3,5].
Конский жир отличается также по содержанию холестерина. По данным К.
Петровского (1965) говяжьи жиры содержат 75 мг %, бараний жир – 29 мг % и свиной жир – 74,5-126 мг % холестерина. Содержание холестерина в конском жире представляет медико-биологический интерес для технологов и пищевиков в создании лечебно-профилактических продуктов.
Учеными кафедры «Технология мясных, молочных и пищевых продуктов»
Семипалатинского ГУ имени Шакарима были изучены функциональные свойства различных видов пищевых масс, полученных из субпродуктов различной категории [3,5,7,43,44,76,78].
В результате экспериментов установлено, что использование белковых комплексов из вторичного сырья мясной промышленности улучшает влагоудерживающую способность фарша и увеличивает выход готовых изделий.
По данным ВНИИМП, субпродукты по биологической и пищевой ценности приближаются к жилованному мясу I сорта. Наряду с этим, они содержат значительное количество незаменимых аминокислот.
Многочисленные примеры использования субпродуктов II категории в качестве заменителей мяса, белковых композиций, пастообразных эмульсионных продуктов, паштетов показывает целесообразность их
применения в выпуске высококачественных диетических и лечебно- профилактических продуктов питания.
Высокая пищевая ценность субпродуктов и их удовлетворительное санитарно-гигиеническое состояние свидетельствуют о возможности их более широкого применения при производстве высококачественных мясопродуктов.
Для этого важно сохранить качество субпродуктов от их получения до переработки.
По содержанию белка (15-19 %) многие субпродукты 1 категории (язык, печень, сердце, почки, мясная обрезь) практически не отличаются от мяса.
Значительные ресурсы животного белка содержатся в субпродуктах 2- категории: селезенке, легких, рубце, сычуге, мясе пищевода- 15-19 %, ушах, губах – 21-25 %. Все субпродукты 2-категории отличаются повышенным содержанием соединительной ткани (кроме селезенки). На машинах тонкого измельчения она может измельчаться без образования волокон. Из измельченной соединительной ткани при варке можно получить раствор желатина, который при охлаждении затвердевает. С учетом этого свойства фарш из соединительной ткани положительно воздействует при стабилизации массы отдельных мясных изделий.
Субпродукты являются существенным источником минеральных веществ и ряда витаминов. Особенно богаты железом, фосфором и витаминами группы В - печень, почки, сердце, мозги. Много железа в языках, селезенке, легких, сычуге. Сырая печень и сердце обладают хорошей способностью связывать воду.
Большинство субпродуктов отличается достаточной перевариваемостью белков. Наиболее высокой скоростью переваримости обладают белки селезенки, почек, сычуга, легких, рубца; средней - сердца, печени.
Основным недостатком субпродуктов по сравнению с мясом является их более быстрая порча под воздействием микроорганизмов. Поэтому для переработки субпродуктов необходимы высокие санитарно-гигиенические условия.
Анализ выхода и пищевой ценности конских субпродуктов показал, что большие объемы производства печени и селезенки, их специфические особенности обусловливают их перспективность изготовления мясных полуфабрикатов [3, 27,46,78,187,188,258].
Печень отличается высоким содержанием экстрактивных веществ, среди них азотистые (креатин, холин, пуриновые основания) - безазотистые (гликоген, молочная кислота, инозит). Содержание липидов в печени зависит от вида животного. Минеральный состав печени колеблется в зависимости от вида животного. Преобладающими макроэлементами печени являются фосфор, магний и кальций, обнаружены также микроэлементы: медь, кобальт, цинк, никель, хром, марганец и др. Следует подчеркнуть, что печень конская превосходит печень говяжью и свиную по содержанию железа в 3 раза, фосфора, магния, кальция и йода – в 2 раза.
Содержание витамина А в печени 10-16 мг %,что в 300-700 раз выше, чем в мышцах (0,02 мг %). Ввиду большего содержания витамина В12 и фолиевой кислоты в печени она рекомендуется при малокровии.
1.4 Пищевая и биологическая ценности основного и вторичного сырья