Глава 3 Глава 3 Технологии получения пищевых добавок из сырья животного и растительного происхождения
3.3 Технология получения биологически активных комплексов (БАК) из животного и растительного сырья
Многочисленные исследования ученых направлены на разработку поликомпонентных белковых систем, используемых для посола мяса. В состав белковых систем входят: цельная кровь, сыворотка и плазма крови,
растительные экстракты, пищевые жиры, жирные кислоты, ферментные препараты, бактериальные закваски, молочные белки и др.[3,5,14,27,30,38,41,68,72,73,74,76].
Применение поликомпонентных рассолов позволяет рационально использовать продукты переработки пищевого сырья, увеличить выход готового продукта, повысить его пищевую и энергетическую ценность, физиологическую полезность с одновременным улучшением органолептических показателей.
Использование различных жировых и белковых компонентов связано с получением поликомпонентных белковых и жировых эмульсии различными способами.
Принцип получения эмульсии на основе растительного или животного жира основан на процессе диспергирования с образованием мельчайших капелек диаметром от 2 до 10 мк, покрытых адсорбционной белковой оболочкой. Белок на поверхности раздела жир – вода адсорбируется только в среде, близкой к нейтральной, и на поверхности жидкого жира. При хорошей адгезии на поверхности капли жира образуется прочная и эластичная пленка, препятствующая коалесценции – слиянию мелких жировых шариков в более крупные, что делает эмульсию стабильной длительное время. При нагревании жировой эмульсии, покрытой белковой оболочкой, устойчивость оболочки сохраняется [3,5,21,27,44].
На практике установлено, что при охлаждении эмульсии ниже точки плавления жира адгезия между жиром и белком становится слабой и белковая оболочка спадает с поверхности жира, т.е. данная эмульсия при низких температурах неустойчива.
Для получения стабильной эмульсии жира, покрытой белковой оболочкой, требуется примерно 2-8 % белка на массу жира в зависимости от степени дисперсности эмульсии. Для покрытия всей поверхности мономолекулярным слоем при диаметре жировых шариков 2-3 мк на 100 г жира необходимо 2- 2,5 г белка.
Степень эмульгирования, т.е. размер жировых шариков, зависит от применяемого оборудования. После обработки в простых мешалках размер жировых шариков составляет примерно 80-100 мк, что совершенно недостаточно для получения хорошего качества продукта.
Эмульсии с диаметром частиц 20-40 мк получают в мешалках с частотой вращения ротора 20-33 с-1 и в вибрационных мешалках, а диаметром от 2 до 10 мк – только в поршневых гомогенизаторах и ультразвуковых эмульгаторах.
Эмульсиями называются дисперсные системы, образованные двумя несмешивающимися жидкостями. Они нашли широкое применение в различных отраслях промышленности. Этим обусловливается необходимость количественной оценки ряда важных технологических характеристик эмульсий.
Способность жиров к образованию эмульсий меняется в больших пределах под влиянием температуры среды и наличия эмульгаторов и стабилизаторов. В присутствии эмульгаторов возможно образование устойчивых концентрированных эмульсий типа жир в воде и вода в жире в зависимости от
их количественного соотношения. Эмульгаторами могут быть вещества, молекулы которых, кроме неполярной группировки, содержат несимметричную поляризованную группу. Они легко адсорбируются на поверхности раздела фаз.
Адсорбируясь на поверхности капелек жира, эмульгатор создает адсорбционный слой гелеобразной структуры, который препятствует их слиянию. Наиболее эффективными эмульгаторами являются вещества, способные образовать коллоиды в дисперсной среде (воде или жире) в зависимости от типа эмульсии. Для упрочнения структуры адсорбционного слоя в систему вводят вещества, стабилизирующие эту структуру – стабилизаторы. Структура поверхностных слоев сложна и зависит от типа эмульсий (прямая или обратная). Частицы стабилизатора располагаются, обращаясь полярной частью к полярному компоненту системы (вода), а неполярной – к неполярному (жир). В обеих системах в структуре дисперсионных частиц связывается некоторое количество адсорбционной воды.
Под эмульгирующей способностью эмульгатора часто понимают то максимальное количество дисперсной фазы, которое можно диспергировать в данном объеме эмульгатора при некоторых определенных условиях. Роль эмульгирующего фактора при образовании водно-жировых дисперсионных систем также выполняет и температура.
Причина поглощения тепла, с молекулярно-кинетической точки зрения, заключается в том, что молекулы движутся к поверхности преодолевая молекулярное притяжение, направленное вглубь фазы; при этом скорость их уменьшается, и поверхность раздела образуется таким образом из молекул более «медленных», а следовательно, температура поверхностного слоя понижается, если энергия в форме тепла не подводится извне. Таким образом, полная поверхностная энергия единицы поверхности является температурным инвариантом и может быть использована для сравнительной характеристики молекулярных сил в гетерогенных эмульсиях различного состава и строения.
Установлено, например, что при температурах свыше 40 0С происходит резкое снижение коэффициента поверхностного натяжения крови, затрудняющее ее использование в составе эмульсии.
В качестве жирового компонента рассолов также использована переэтерифицированная смесь животного жира и дезодорированного растительного масла (соотношение 3:2), что хорошо сочетается с нежирным мясом при посоле [14].
Введение жирового компонента на основе животного и растительного жиров сопровождается:
- улучшением количества полиненасыщенных жирных кислот (ПНЖК), не синтезируемых в организме;
- повышением энергетической ценности готового продукта;
- оптимизацией соотношения влага : белок : жир в готовой продукте;
- улучшением показателей его консистенции и сочности.
Для улучшения качественных показателей соленых изделий из конины использована белково-жировая эмульсия, состоящая из конского жира, плазмы крови и электромеханическая обработка соленого полуфабриката.
Нами разработаны рецептура и технология получения белково-жировой и крове-жировой эмульсии, которые используются в качестве поликомпонентного рассола для посола конины (А.с. № 1405777, Приложение А).
Методом математического планирования экспериментов было определено оптимальное количество опытов и оптимальные концентрации плазмы крови и топленого жира в составе поликомпонентного рассола. В качестве параметров оптимизации выбраны два показателя – выход готового продукта – У1 и органолептическая оценка по 9-балльной системе – У2 . Эти два показателя дают достаточно полную оценку готового продукта. Варьируемыми переменными являются концентрация добавляемой плазмы крови (х1) и топленого жира (х2) в состав поликомпонентого рассола. При решении оптимизации параметров получены математические модели следующих видов:
У1 = 69,55 - 2,31 х1 – 0,57 х1
2 – 1,43х22 -1,43х2 + 56 х1 х2 (3.1) У2 = 7,16 – 0,18 х1 - 0,10х2 – 0,37х12
– 0,18х22 – 0,26 х1 х2 (3.2)
При обобщении параметров оптимизации (1) и (2), получена следующая модель:
Д = 0,817 – 0,075 х1 – 0,022х2 – 0,109 х1
2 – 0,531х22 (3.3)
В результате решения данного уравнения получены оптимальные концентрации плазмы крови – 10 % и топленого жира- 10 %.
Применение эмульсии в сочетании с интенсивными методами обработки позволяет улучшить качество готового продукта, сократить продолжительность технологического процесса и повысить выход на 4-6 %. Значительно сокращаются потери белковых и экстрактивных веществ, интенсивно накапливаются продукты распада белков, которые в некоторой степени участвуют во вкусоароматообразовании. Улучшаются структурно- механические свойства соленого продукта, повышается питательная ценность.
В состав поликомпонентного рассола входят плазма крови – 10 %, топленый конский жир – 10 %, экстракт мелиссы – 5 %, мясной бульон – 75 % и поваренная соль – 15 %. Компоненты смешиваются в следующей последовательности – топленый конский жир смешивают с бульоном и гомогенизируют при повышенной температуре 50-600С для лучшего эмульгирования жира. Затем вносят плазму крови, экстракт мелиссы и обрабатывают в гомогенизаторе 2-3 минуты. Добавляют поваренную соль в количестве 15 % к массе полученного ПКР. Температуру ПКР снижают остыванием до 30 - 400 С. Рецептура и химический состав ПКР приведены в таблицах 3.5 и 3.6.
Температура является дополнительным фактором, наиболее существенно изменяющим скорость посола. Повышение температуры рассола с +40 С до 400С уменьшает продолжительность посола в 1,3-1,5 раза за счет явления термодиффузии. То есть, при наличии в системе рассол-мясо температурного
градиента растворенные вещества перемещаются по направлению теплового потока от более теплой зоны к более холодной. Скорость этого процесса тем выше, чем больше разность температур поликомпонентного рассола и мяса конины.
После введения ПКР в количестве 10-15% к массе сырья методом шприцевания соленый полуфабрикат подвергают механической обработке на установке барабанного типа в циклическом режиме (0,5 ч – вращение, 0,5 ч – состояние покоя). Общая продолжительность обработки – 3-4 ч. Контрольный образец шприцевали традиционным рассолом в количестве 10-15% к массе сырья и выдерживали при температуре 0-40 С в течение 5 ч.
С целью выбора параметров посола (температура, длительность обработки, количество шприцованной ПКР) разработана математическая модель и решены уравнения регрессии:
У=84,64 - 2,954Х2 – 0,185Х3 – 2,642Х1
2 – 0,585Х22 – 1,485Х3 2
+0,284Х1Х2–0,405Х1Х3–0,244Х2Х3 (3.4) где У – величина ВСС; Х1, Х2, Х3 – параметры посола (соответственно температура, длительность, количество шприцованного ПКР).
Максимальному значению ВСС (У= 85,1) соответствуют значения (Х1= 350 С;
Х2= 4 ч; Х3 =15 %).
Таблица 3.5 – Рецептура поликомпонентного рассола (ПКР)
Наименование компонентов Количество, в процентах
Бульон мясной 75
Жир конский топленый 10
Плазма крови 10
Экстракт мелиссы 5
Таблица 3.6 – Химический состав биологически активного комплекса
Показатели, в процентах БАК
Влага 73,05± 2,3
Белок 9,62± 0,3
Жир 15,38± 0,4
Зола 1,95± 0,03
Использование поликомпонентного рассола положительно влияет на химический и аминокислотный составы готового продукта и улучшает органолептические показатели.
Характерной особенностью мелиссы является высокое содержание аскорбиновой кислоты, каротиноидов, флавоноидов, дубильных веществ, моно- и дисахаридов и витаминов группы В. Листья мелиссы можно рассматривать как источник кальция, магния и других макро- и микроэлементов. Нами был выбран способ использования сушеных листьев мелиссы для изготовления водного экстракта. Для введения в состав поликомпонентного рассола использовали водный экстракт (1:10).
Для получения водного экстракта предварительно промытые, измельченные до 1,5-2 мм, высушенные листы мелиссы однократно заливали водой в соотношении 1:10,1:20, доводили до кипения и настаивали 45 мин при комнатной температуре, периодически перемешивали. После слива экстракта мелиссы листья отжимали и экстракт фильтровали, о степени извлечения экстрагирующих веществ судили на основе количества сухого остатка (таблица 3.7). Следует отметить, что переход водорастворимых веществ из мелиссы в экстракт достаточно высок и лежит в пределах 30-70 %, за исключением минеральных веществ неизвлекаемых водой.
С целью увеличения минеральных веществ в водном экстракте из мелиссы изучали возможность введения минеральных компонентов мелиссы в виде золы. Золу, полученную сухим способом из мелиссы, добавляли в водный экстракт из мелиссы. Перемешивали в течение 15 мин и экстракт фильтровали.
Количество вводимой золы определяли степенью кислотности экстракта.
Таблица 3.7 – Физико-химические характеристики экстракта из мелиссы Показатель
Экстракт водной вытяжки
Водный экстракт Водный экстракт+ 3% NaCl
1:10 1:20 1:10 1:20
ρ, г/см3 ,200 С 1,0035 0,0995 1,0105 1,0035
рН 5,85 5,96 5,45 5,55
Содержание сухих
экстрактивных веществ, г/см3
1,965 0,985 2,830 2,095
Были определены химический и минеральный составы экстракта (таблица 3.8).
Таблица 3.8 – Химический состав водного экстракта из мелиссы
Компоненты Водный экстракт
Сухие вещества,г/100 мл 1,965
Сахароза, г/100 мл 0,302±0,024
Редуцирующие сахара. г/100 мл 0,623±0,032
Витамин С,мг/100 мл 12,5±1,1
Тиамин, мг/100 мл 0,0017±0,0002
Рибофлавин,мг/100 мл 0,0015±0,0001 Продолжение таблицы 19
Сумма флаваноидов, г/100 мл 0,217±0,002 Дубильные вещества. г/100 мл 0,713±0,021 Общая кислотность. г/100 мл 0,81±0,016
Минеральный состав, мг/100 мл
Кальций 50-60
Магний 90-95
Фосфор 1,465
Калий 70-71
Марганец 0,365
С использованием метода наименьших квадратов получена зависимость рН среды от вводимой золы в пределах варьирования рН от 4 до 6, которая описывается уравнением: у= 73,85х – 311,04, где у - количество золы, мг на 100 мл экстракта; х – рН среды.
Учитывая, что экстракт мелиссы будет применяться в мясных системах, качественные характеристики которых зависят от показателя рН, мы доводили рН экстракта до 6,5.
Для определения количества обогащения отдельными макро и микроэлементами при определенном значении рН получены уравнения для:
Кальция у1= 85,75х – 312,15 Магния у2= 81,71х - 333,05 Марганца у3= 0,051х + 0,1514 Калия у4= 6,71х + 40,351 Фосфора у5= 0,910- 2,7114
где у – количество отдельного элемента, мг %; х – показатель рН экстракта.
Таким образом, водный экстракт мелиссы, содержащий биологически активные вещества и дополнительно обогащенный минеральными веществами обладает повышенной биологической ценностью и может быть использован в составе поликомпонентного рассола для соленых мясопродуктов.
Получение белково-жировой смеси. Одним из основных видов мясного сырья является мясо бройлеров, которое все больше используется в производстве мясопродуктов. Результаты исследований по определению аминокислотного состава показали, что мясо бройлеров содержит все незаменимые аминокислоты, суммарное количество которых превосходит аналогичный показатель для белка, рекомендуемого ФАО/ВОЗ. Химический состав мяса бройлеров является оптимальным (таблица 3.9).
Мясо бройлеров отличается оптимальным соотношением жирных кислот, причем липидный состав представлен в основном ненасыщенными жирными кислотами – главным образом пальмитолеиновой, олеиновой и линолевой.
Установлено, что показатели общей микробной обсемененности мяса бройлеров составляют не более 105 микроорганизмов в 1 г, патогенные бактерии групп, а также сальмонеллы отсутствуют.
Таблица 3.9 – Химический состав и показатели мяса бройлеров
Показатели Мясо бройлеров 1-категории,
измельченное
Влага, в % 69,80 ± 0,08
Жир, в % 8,80 ± 0,55
Белок, в % 20,80 ± 0,24
Зола, в % 0,60 ± 0,02
рН, ед. 6,2
ВСС, в % к общей влаге 69,2 ± 0,12
ПНС, Па 350,01 ± 2,64
Содержание токсических элементов, гормонов, хлорсодержащих пестицидов, радионуклидов в мясе бройлеров и костном жире не превышает предельно допустимой концентрации.
Для получения белково-жировой смеси смешивали фарш из мяса бройлеров и костного жира и проводили дополнительно тонкое измельчение.
Мясо бройлеров содержит 8,8% жира, поэтому исследованы функционально- технологические свойства мясных модулей, содержащих от 10 до 50% костного жира. Так как в костном жире имеются фосфатиды, в частности лецитин, обладающие влагопоглащающим свойством, влага, содержащаяся в мясе бройлеров, соприкасаясь с указанной смесью, проникает в ее объем, образуя двойные ориентированные слои. Установлено, что образуется стойкая система влага-белок-жир, в которой в качестве стабилизатора выступают белки мяса бройлеров. Исследована зависимость стабильности фарша из мяса бройлеров от температуры вводимого костного жира.
Повышение температуры костного жира от 20 до 400С приводит к незначительному снижению стабильности фаршевой системы. При низкой температуре большая часть триглицеридов жира находится в кристаллической форме, которая переходит в аморфную и жидкую при определенной температуре для каждого триглицерида. Эти фазы жира характеризуются большими силами сцепления с поверхностью, чем кристаллическая форма.
Белково-жировая смесь (БЖС) имеет пастообразную консистенцию, обладает достаточно высокой ВСС и ЖСС (таблица 3.10).
Таблица 3.10 – Физико-химические и структурно-механические свойства БЖС рН ВСС, в 5-
ах к общей влаге
ЖСС, в %- ах к жиру
ПНС, Па Содержание,%
жир белок
6,8±0,14 68,0±0,2 53,4±1,6 323,2±8,7 24,6±0,47 17,3±0,59 На основании полученных результатов исследований установлено, что значительными функционально-технологическими показателями и
оптимальными структурно-механическими свойствами обладает фарш из мяса бройлеров с введением костного жира в количестве 20% при температуре 35- 400С. Содержание полиненасыщенных жирных кислот (ПНЖК) составляет 11,4
% от общего количества жирных кислот, что указывает на высокую биологическую ценность липидной фракции белково-жировой массы.
При разработке технологии комбинированного полуфабриката учитывали функциональные свойства всех входящих в его состав компонентов. Известно, что конина обладает повышенной жесткостью и является источником кислых радикалов (рН=5,9), которые нарушают кислотно-щелочное равновесие в организме человека, сдвигая его в кислую сторону. В связи с этим, рациональнее создавать комбинированные мясопродукты с использованием сырья, улучшающего структурно-механические свойства и увеличивающего щелочной резерв.
Мясо бройлеров содержит солерастворимые фракции белков, обусловливающих более высокое значение рН по сравнению с кониной. При смешивании фарша из конины и БЖС из мяса бройлеров и костного жира рН комбинированного фарша приобретает щелочной характер. Это положительно влияет на гидрофильность белков фарша, и, следовательно, вызывает изменение функционально-технологических показателей комбинированной мясной системы.
В фарш из конины вводили БЖС в количестве от 10 до 60% от массы фарша и исследовали изменения физико-химических и реологических показателей. На основании экспериментальных данных определено оптимальное содержание БЖС 30-40% и установлена оптимальная продолжительность перемешивания фарша – 7-8 мин.
Для составления рецептуры рубленого полуфабриката руководствовались рекомендациями Института питания РАМН, согласно которым соотношение белка и жира считается идеальным 1:(0,8-1). При оптимизации аминокислотного состава учитывали степень приближения содержания незаменимых аминокислот проектируемого продукта к эталонной шкале ФАО/ВОЗ, при оптимизации жирнокислотного состава – степень приближения к физиологически необходимому соотношению между жирными кислотами:
насыщенными, мононенасыщенными и полиненасыщенными (3:6:1).
Методом математического моделирования установлено наиболее оптимальное соотношение между ингредиентами в рецептуре рубленых полуфабрикатов (котлет), в % : конина 1-й категории -36; мясо бройлеров-19,0;
костный жир – 4,8; хлеб пшеничный – 15; яйцо куриное – 2,4; вода питьевая – 15; сухари панировочные – 4,0; лук репчатый – 2,5; соль- 1,2; перец черный – 0,1.Клинико-лабораторные исследования полуфабрикатов позволили рекомендовать разработанные изделия для детского и диетического питания в комплексном лечении больных хроническим гастритом.
Использование топинамбура в производстве формованного мясного продукта. Одним из растительных продуктов, применяемых для лечебно- профилактического питания, является топинамбур - земляная груша.
Уникальный биохимический состав топинамбура определяет его мощный
профилактический и лечебный эффект. В топинамбуре содержится много углеводов в виде инулина – источника для производства наиболее ценной формы углеводов (фруктозы) – диетического продукта для больных диабетом.
Инулин известен также как биогенный фактор, способствующий росту естественной микрофлоры кишечника при различных заболеваниях.
Концентрат топинамбура – биологически активная добавка к пище.
Продукт представляет собой сухой продукт переработки клубней топинамбура с сохранением свойств физиологически активных компонентов исходного сырья. Его получают из экологически чистого сырья в соответствии с требованиями качества ТУ 9731-001-11866470-94. Продукт содержит компоненты углеводного комплекса, белки, жиры, макро- и микроэлементы, органические кислоты, витамины, в том числе: инулин – до 75 %, пектиновые вещества – до 10 %, клетчатка – до 7 %.
Разработаны рецептура и технология формованного мясопродукта лечебно-профилактического назначения «Семей» с использованием конины, баранины и растительного сырья – топинамбура. Для рационального использования баранины и конины разработана рецептура комбинированного фарша, которая обеспечивает соответствие химического и аминокислотного состава к говядине 1 сорта. Проведены исследования по определению оптимальной дозы топинамбура для внесения в рецептуру фарша. Результаты определения физико-химических, структурно-механических и технологических свойств фарша позволили установить, что при 10 % содержании топинамбура отмечается самые оптимальные их значения (таблица 3.11). Это подтверждается также органолептическими показателями.
Проводились исследования баранины и конины по определению их соотношения в рецептуре формованного мясопродукта, по определению оптимального количества топинамбура и мезофильной молочно-кислой закваски путем изучения влияния данных компонентов на физико-химические, структурно-механические, органолептические показатели готового продукта.
Для оптимизации состава рецептуры формованного мясопродукта был использован метод математического моделирования по критерию оптимальности – величины активности воды мясорастительного модуля.
Изучены пищевая, энергетическая и биологическая ценности формованного мясопродукта. При оптимизации рецептуры мясорастительного модуля рассматривали поведение мясного сырья согласно принятых его граничных условиях (уровнем варьирования при различных значениях внесения в их состав топинамбура в количестве от 5 до 30% с шагом 5%) в совокупности представляющего собой мясо - растительный модуль (МРМ) (таблица 3.12).
Проведенные исследования позволили определить оптимальные количества добавляемого топинамбура (10 %) и молочно-кислой закваски (3 %) в рецептуре формованного мясного продукта, которые дают существенный технологический эффект для получения готовой продукции с улучшенными органолептическими показателями и высоким выходом.
Таблица 3.11 – Влияние количества топинамбура на изменение физико- химических и структурно-механических показателей фарша
№ Показатели
Контро льный образец
Количество добавляемого топинамбура, %
10 15 20 25
1 рН 5,74 5,8±0,1 5,90±0,03 5,91± 0,01 5,92+0,03 2 ВСС, % 80,2 87,0±0,8 88,1±0,3 86,7± 0,4 85,5+1,1 3 Влажность, % 64,2±1 65,3±0,8 65,4±1,1 65,41±1,01 65,7±0,8 4 Выход готового
продукта, % 99,1+0,9 103±1 104,0±1,4 103,7±1,2 103,2±0,9 5
Предельное напряжение сдвига, Па
578,1±1,4 549±2 535± 1 528±1 526,1±0,8 6 Липкость,
П а х 10 -3 4,11 ±0,11 3,9±0,2 3,87±0,13 3,84 ±0,20 3,83±0,12 7
Пластичность, М х 10 -4 м2 /кг сухого вещества
5,6±0,1 6,1±0,1 6,17±0,14 6,21± 0,31 6,25±0,41 8 Активность
воды, aw
0,961 0,964 0,970 0,981 0,984 В качестве критерия оптимизации выбирали максимальное значение активности воды МРМ. Выбор активности воды в качестве критерия оптимальности обусловлен тем, что эта характеристика как интегральная отвечает за комплекс, как количественных, так и качественных, показателей продукта (выход, органолептика, срок хранения и т.п.).
Формализованные требования к продукту можно представить как:
для факторов управления
- (Xj) - количество баранины (%), 65>Х>40 —> max - (Х2) - количество конины (%), 60>Х>45 —» шах - (Х3) - количество топинамбура (%), 30>Х>5 —> max
для целевой функции (У) активность воды —> max
Оптимальное значение входных параметров (количество баранины – Х1 конины Х2 и топинамбур Х3) определили при помощи метода, предложенного Фишером на основе прямоугольных квадратов согласно схем m x n = 3 x 6, где m - число входных параметров, n - число уровней.
Результаты показали, что максимальные эффекты наблюдаются при следующих значениях компонентов мясорастительного модуля, которые являются их оптимальными значениями: баранина- 52 %, конина – 45%, топинамбур – 10 %. Таким образом, проведенные исследования позволили определить оптимальные количества добавляемого топинамбура (10%) и
молочно-кислой закваски (3 %) в рецептуре формованного мясного продукта, которые дают существенный технологический эффект для получения готовой продукции с улучшенными органолептическими показателями и высоким выходом.
Таблица 3.12 – Химический состав опытных образцов формованного продукта
«Семей»
Химический состав, %
Значение показателей опытных образцов Контроль Опыт 1 Опыт 2 Опыт 3 Опыт 4 Влага 66,0±0,6 66,4±0,6 66,7±0,3 67,7±0,5 67,3±0,3 Белок 18,9±0,5 17,4±0,6 17,7±0,4 17,6±0,5 17,3±0,6 Жир 12,6±0,6 13,2±0,5 12,4±0,2 12,4±0,2 12,0±0,3 Зола 2,5±0,2 3,0±0,2 3,2±0,2 3,3±0,2 3,4±0,2 Получение белкового обогатителя из слизистых субпродуктов. Также были проведены исследования для разработки технологии рационального использования белков слизистых субпродуктов путем создания биологически полноценной комбинированной добавки, обладающей высокими функциональными свойствами.
По результатам экспериментальных исследований обоснована целесообразность комплексного использования белков слизистых субпродуктов, белково - жировой эмульсии и бактериальных заквасок.
Разработан способ получения белкового обогатителя из слизистых субпродуктов с использованием бактериальных культур.
На основе изучения органолептической сочетаемости, химического состава и пищевой ценности разработаны рецептура белково-жирового комплекса (БЖК) и белкового обогатителя. БЖК получили путем гомогенизации бульона от варки мяса (75%), конского топленого жира (15%) и дефибринированной цельной крови (10%) (таблица 3.13). Полученная эмульсия имеет следующий химический состав: содержание белка – 9,58 %, жира – 14,38 %, сухого остатка – 14,07 %, золы – 0,95 %. Бактериальную закваску из 3-х культур (Str.lactis, Str.diacetilactis, Str.cremoris) использовали в количестве 5-10 % к весу обогатителя. Соотношение слизистых субпродуктов и БЖК составляет 1:0,5.
Использование БЖК улучшает пищевую и биологическую ценность белкового обогатителя, о чем свидетельствуют полученные данные химического и аминокислотного составов обогатителя. Высокое содержание белка в обогатителе позволяет использовать ее взамен мясного сырья в соотношении 1:1. Анализ данных аминокислотного состава показал, что содержатся повышенное количество НЗАК, как валин, треонин, фенилаланин, триптофан, их аминокислотный скор составляет более 100%. Лимитирующей биологическую ценность аминокислотой являются изолейцин, метионин и треонин.
В белковом обогатителе содержатся в достаточном количестве макро- и микроэлементов.
Таблица 3.13 – Химический состав БЖК
Показатели, в % Рубец КРС БЖК с 5%
бак.заквасками
БЖК с 10 % бак.заквасками
Влага 76,2±0,2 76,4±0,2 76,2±0,2
Белок 17,2±0,1 14,8±0,1 14,7±0,1
Жир 4,3±0,2 6,4±0,1 6,5±0,2
Зола 2,3±0,2 2,4±0,2 2,6±0,2
Экстрактивные вещества
0,25±0,1 1,2±0,1 1,4±0,1
Микробиологические исследования белкового обогатителя позволили определить количественный и качественный состав микроорганизмов, характеризующих санитарно-гигиеническое состояние готовой продукции.
Микробное число составляет 2500-300 микробных клеток, что соответствует требованиям санитарных норм. Не обнаружены патогенные и гнилостные бактерии, кишечная палочка и т.п. Использование закваски улучшает органолептические показатели, в частности запаха и аромата за счет того, что ароматизирующие бактерии, входящие в состав закваски в процессе своей жизнедеятельности приводят к накоплению летучих карбонильных соединений и молочной кислоты, подавляющих специфические явно выраженные запахи, свойственные субпродуктам.
При этом происходит сдвиг рН среды, который подавляет жизнедеятельность микроорганизмов и способствует образованию нитрозопигментов, улучшающих окраску белкового обогатителя. Наблюдается повышение ВСС благодаря наличию ферментативно-активных веществ в составе эмульсии и закваски, что в конечном итоге влияет на выход готовой продукции.Изучение влияния белкового обогатителя на структурно- механические свойства показали, что БЖК и бактериальные закваски улучшают пластичность фарша и снижают предельное напряжение сдвига (ПНС). ПНС характеризует консистенцию и сочность фарша и готовой продукции. По сравнению с вязкостью ПНС наиболее чувствительно к изменению технологических факторов. Изменение влажности изменяет структурно- механические свойства при постоянных значениях температуры и степени измельчения. Полученные значения ПНС, пластической вязкости уменьшаются при увеличении влажности.
Результаты исследования переваримости «in vitro» показывают повышение переваримости белков, благодаря наличию ферментативно-активных веществ.
В результате протеолитических превращений миофибриллярных белков происходит деполимеризация основного вещества соединительной ткани и легко поддается расщеплению пепсином и трипсином. Белковые компоненты опытных образцов колбас расщепляются лучше, чем белки контрольных образцов и достигают при этом повышения степени перевариваемости на 3- 10%.
С увеличением молочнокислых бактерий повышается содержание молочной кислоты. Молочная кислота накапливается при распаде редуцирующих сахаров, лактозы и устраняет неприятный запах, присущий субпродуктам.
Содержание протеолитических ферментов приводит к накоплению летучих карбонильных соединений (ЛКС) и летучих жирных кислот (ЛЖК). В результате декарбоксилирования и дезаминирования при обжарке и варке колбасных изделий происходит накопление ЛКС. ЛЖК накапливаются в процессе обжарки и копчения. Это объясняется гидролизом жиров и абсорбцией летучих веществ коптильного дыма. В количественном отношении преобладают уксусная, муравьиная, пропионовая и капроновая кислоты. ЛЖК обладают выраженной интенсивностью запаха, что позволяет коррелировать процесс формирования аромата и вкуса колбасных изделий с количеством летучих веществ. Свободные и связанные аминокислоты, которые накапливаются в процессе приготовления, являются предшественниками аромата и вкуса и способствуют улучшению органолептических показателей колбас.
Использование белкового обогатителя при составлении фарша колбасных изделий позволили уменьшить дефицит по изолейцину, треонину и увеличить уровень содержания метионина до уровня стандарта ФАО – ВОЗ.
Отмечено, что колбасные изделия, приготовленные с белковым обогатителем, имеют более сбалансированный состав аминокислот, высокую степень переваримости. Белковые обогатители рекомендуются для широкого использования в производстве мясопродуктов повышенной биологической ценности.
По результатам проведенных исследований обоснован технологический подход к решению задач мясоперерабатывающей промышленности по рациональному использованию вторичного сырья убоя лошадей – цельной и плазмы крови, костного жира, бульона, субпродуктов второй категории и т.п.
Роль плазмы крови и жиро-бульонной смеси в составлении биологически активного комплекса состоит в том, что они как «биообъекты» являются источниками регуляторов биохимических процессов в клеточной структуре ткани. Биологически активный комплекс представляет собой тонко эмульгированный жир в экстракте мяса и содержит продукты гидротермического распада коллагена, минеральные и экстрактивные вещества.
Введение биологически активных комплексов и белковых масс в комбинированные биологические системы с разрушенной или неразрушенной структурой не вызывает значительных затруднений для их равномерного распределения в массе продукта, в связи с использованием интенсивных физических методов обработки. Изучено действие целого ряда экзогенных биологически активных комплексов на конину и модельные фарши из нее с целью ускорения технологических процессов посола, созревания и улучшения качественных показателей готовой продукции.
Для составления мясных модулей были использованы доступные традиционные виды мясного сырья – конина, баранина и мясо бройлеров.