Влияние фосфатных добавок на свойства мясного сырья с пониженными функционально-технологическими свойствами

Г. О. Ежкова, И. В. Кулагина, В. Я. Пономарев,

О. А. Решетник

ВЛИЯНИЕ ФОСФАТНЫХ ДОБАВОК НА СВОЙСТВА МЯСНОГО СЫРЬЯ С ПОНИЖЕННЫМИ ФУНКЦИОНАЛЬНОТЕХНОЛОГИЧЕСКИМИ СВОЙСТВАМИ

Изучено влияния новых дешевых фосфатных препаратов фирмы Winter-sun chemical (США) (триполифосфата натрия, пирофосфата натрия и ортофосфата натрия) на качественные показатели колбас с уточнением оптимальной дозировки и способа внесения. Исследуемые добавки имеют достаточно высокую степень чистоты, что позволяет рекомендовать их для использования в мясной промышленности для улучшения качества мясопродуктов.

В условиях развивающегося в стране кризиса быстрыми темпами произошло сокращение поголовья скота. В такой ситуации Россия еще длительное время не сможет отказаться от импорта мяса. Более 50 % поступающего мяса, в том числе блочного длительного хранения имеют признаки PSE, обуславливающие его низкую водосвязывающую способность (ВСС); увеличилось поступление жирной говядины. Поэтому, актуальным является использование фосфатных препаратов, позволяющих получать продукты хорошего качества при наличии сырья с пониженными функционально-технологическими свойствами [1].

Механизм действия фосфатов в мясных системах в увеличении ВСС и эмульгирующей способности белков мышечной ткани; снижении скорости окислительных процессов в мясе и в мясных продуктах; в участии в цветообразовании мясных продуктов; консервирующим действием [2].

Использование фосфатов улучшает структуру фарша и органолептические показатели, уменьшает потери при термической обработке мясной продукции [3].

Для приготовления сарделек 1-го сорта с добавлением фосфатных препаратов применяли сырье и материалы, предусмотренные ГОСТ 23670-79* «Вареные колбасы, сосиски и сардельки, хлебы мясные». Фосфаты вносили в сухом виде из расчета к мясному сырью при куттеровании, равномерно распределяя их по поверхности фарша вращением чаши куттера, закладывали ингредиенты, предусмотренные рецептурой для сарделек 1-го сорта. Было изготовлено 27 вариантов образцов сарделек: два контрольных образца (без фосфатов, ручной (Контроль 1) и машинной (Контроль 2) набивки), один образец с добавлением соево-белкового изолята и фосфата фирмы «Могунция (Г ермания) (Контроль 3), и по 8 образцов с добавлением каждого фосфатного препарата с различными концентрациями: 1 образец - 0.1; 2 -0.2; 3 - 0.3; 4 - 0.4; 5 - 0.5; 6 - 0.6; 7 - 0.7; 8 - 0.8 %.

В готовых сардельках 1-го сорта определяли микробиологические, гистологические, органолептические и физико-химические показатели для выявления оптимальных дозировок фосфатных препаратов.

Максимальные органолептические оценки получили: сардельки с добавлением триполифосфата натрия в концентрации 0.5%, с добавлением пирофосфата натрия - 0.4%, а ортофосфата натрия - 0.1%. Контрольные образцы получили следующие оценки:

сардельки с фосфатами и СБИ фирмы “Могунция” (Германия) - 7.28 балла; сардельки машинной набивки без фосфатов - 7.2 балла; сардельки ручной набивки без фосфатов - 6.5 балла. Все опытные образцы сарделек по органолептическим показателям соответствовали требованиям, предъявляемым к готовой продукции.

В колбасных изделиях определяли КОЕ в 1 г продукта, бактерии групп кишечной палочки в 0.1 г, сальмонелл в 25 г, клостридий в 0.01г. Для чего производили посевы на МПА, агар Эндо, ВСА и МПБ. Показатель КОЕ во всех опытных образцах сарделек находился в пределах нормы (не более 150). Бактерии групп кишечной палочки, сальмонелл, протея в сардельках не обнаружены.

На рис.1 представлены изменения ВСС в модельных фаршах, полученных с применением фосфатных добавок.

Из рис. 1 видно, что максимальная ВСС наблюдается в образцах модельных фаршей, полученных с применением фосфатов фирмы Wintersun chemical (США). Влияние фосфатных добавок на способность опытных образов связывать влагу выражается кривой с экстремумом при концентрации добавки 0.3 % - для триполифосфата натрия; 0.2 % - для пирофосфата натрия и 0.6 % - для ортофосфата натрия. Дальнейшее увеличение концентрации триполифосфата натрия и пирофосфата натрия до 0.8 % приводит к падению влагосвязывающей способности фаршей, а, следовательно, и к ухудшению функционально технологических свойств продукта, его качественных характеристик. В случае же с ортофосфатом натрия наблюдается дополнительный экстремум ВСС при концентрации 0.6 %. У контрольных образцов фаршей наилучшие показатели

влагосвязывающей способности наблюдались у образцов 2 (98.19) и 3 (98.34) полученных соответственно при помощи машинной набивки без использования фосфатов и при помощи машинной набивки с добавлением соево-белкового изолята и фосфата фирмы «Могунция (Г ермания).

Рис. 1 - Влияние фосфатов на изменение влагосвязывающей способности мясного сырья: опыт 1 - триполифосфат N8; опыт 2 - пирофосфат N8;

опыт 3 - ортофосфат N8

На рис.2 представлены результаты исследований влияния различных концентраций полифосфатных добавок на ВУС модельных фаршей.

При изучении ВУС модельных фаршевых систем, полученных с применением исследуемых фосфатных препаратов, картина была несколько иная. Так, максимум влагоудержания, в опытных образцах с триполифосфатом наблюдался при концентрации фосфата 0.3 и 0.4 %, с пирофосфатом - 0.2 и 0.3 %, а с ортофосфатом натрия в диапазоне - 0.1-0.2 %. Минимум влагоудержания во всех трех опытных образцах наблюдался при концентрации фосфатов 0.8 %. Интересно отметить, что подобная тенденция не наблюдается для контрольных образцов фаршевых систем. Так, если для изделий полученных машинной набивкой без использования фосфатов (контроль 2) и при помощи машинной набивки с добавлением соево-белкового изолята и фосфата фирмы «Могунция (Г ермания) (контроль 3) наблюдались высокие значения влагосвязывающей способности, то после термообработки, количество удержанной влаги оказалось незначительным не только по сравнению с опытными образцами, но и с контрольными образцами, полученными при помощи ручной набивки. Наилучшие результаты показало применение фосфатной добавки фирмы «Могунция» (Германия), однако при использовании фосфатов данной фирмы значения влагоудерживающей способности не превышало 60.0 %, что, несомненно, скажется не только на качестве готовой продукции, но на показателях выхода кулинарных изделий.

Рис. 2 - Влияние фосфатов на изменение влагоудерживающей способности мясного сырья: опыт 1 - триполифосфат N8; опыт 2 - пирофосфат N8; опыт 3 -ортофосфат N8

Таким образом, проведенные исследования показали, что изучаемые фосфатные добавки оказывают значительное влияние на функционально-технологические свойства модельных фаршей.

Специфичность действия фосфатов обусловлена тем, что, являясь солями слабых кислот, они принимают участие в формировании буферной системы измельченного мяса, что определяет постоянное значение рН в технологическом процессе. При этом можно целенаправленно регулировать рН, смещая его в кислую или щелочную область в зависимости от исходного значения. Кроме того, фосфаты увеличивают ионную силу мясных систем и таким образом, наряду с хлоридом натрия, способствует растворению миофибриллярных белков [5]. Фосфаты, применяемые в мясной промышленности, комплексно влияют на конформационное состояние белковых молекул, в частности и за счет регулирования рН среды. Фосфатные препараты фирмы Wintersun chemical (США) изменяют рН модельных фаршей (рис.3). Данные рис. 3 свидетельствуют, о том что внесение триполифосфата и пирофосфата натрия привело к увеличению рН рассматриваемых модельных фаршей, а водородного фосфата натрия наоборот к уменьшению. Минимум значений рН наблюдался в образцах, полученных с внесением триполифосфата и пирофосфата в концентрации 0.1% (рН =7.0 и 7.35), а с водородным фосфатом натрия в концентрации 0.7 и 0.8% (рН =6.65). рН контрольных образцов полученных без применения фосфатов составил 7.35-7.3 для обоих типов набивки. Для образов полученных с применением фосфата фирмы «Могунция» рН составил 7химической точки зрения фосфатные препараты представляют собой смеси различных солей фосфорной кислоты. Фосфаты, вызывая изменения величины рН среды, повышая ионную силу растворов и, связывая Са2+ в системе актомиозинового сокращения, обеспечивают интенсивное набухание мышечных белков, увеличивая уровень ВСС и эмульгирующей способности, повышая вязкость фарша и тормозя окислительные процессы в жире. Если рассматривать процесс набухания, следует отметить, что набухание происходит за счет диффузии молекул низкомолекулярного растворителя в высокомолекулярное соединение (ВМС). Белки, как и многие полимеры, содержат группы, способные диссоциировать, т.е. являются высокомолекулярными электролитами (ВМЭ). При диссоциации таких полимеров образуются подвижные ионы и многозарядный полимерный макроион. Белки относятся к полиэлектролитам, в молекулах которых чередуются кислотные и основные группы - т.е. полимерным амфотерным электролитам. Изменение формы макромолекулы белка в зависимости от реакции среды определяет свойства белковых растворов. Эффективность применения фосфатов и их смесей во многом зависит от его рН и степени сдвига среды в мясных системах от изоэлектрической точки б елков.

pH

7.40 7,20 7,00 6,80 6,60

6.40

1 онтроль

ph * *

—С—Опыт,/ Ч1НОпыт2^^Опыт3

Л г

Ч

О

о.

>-

г

о

Л ГМ d ft

ч ч

о о

а а

ОД 0,2 0,3

X

о

id

г

о

0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 Концентрация фосфата,%

Рис. 3 - Влияние фосфатов на изменение рН мясного сырья: опыт 1 -

триполифосфат Na; опыт 2 - пирофосфат Na; опыт 3 - ортофосфат Na

Все выше изложенное позволяет утверждать, что фосфатные добавки изменяют функционально-технологические свойства, что обусловлено изменением рН среды, которое в свою очередь влияет на изменение конформации белковой молекулы. Вероятно, происходит изменение пространственной доступности заряженных групп белков, что обуславливает разрыхление структуры белка, так как отталкивание одноименно заряженных остатков аминокислот приводит к расширению пространства между полипептидными цепями и увеличивает доступность активных центров макромолекулы белка, что позволяет им притягивать диполи молекул воды, образуя сольватную (гидратную) оболочку. Присутствие фосфатов облегчает диффузию молекул растворителя в макромолекулу белка, раздвигая его молекулярные цепи. Можно также предположить, что под действием фосфатов изменяется растворимость мышечных белков, что в свою очередь должно положительно сказаться на качестве готовых изделий. Дальнейшее увеличение концентрации фосфатной добавки, очевидно, приводит к уменьшению электростатического отталкивания между пептидными цепями и образованию плотной сетки белковой структуры, что приводит к снижению способности фаршей удерживать воду. Опираясь на проведенные исследования можно рекомендовать фосфатные препараты фирмы Wintersun chemical (США) в технологии эмульгированных мясопродуктов для улучшения функционально технологических свойств мясного сырья. Можно ожидать, что применение исследуемых добавок повысит стабильность мясных эмульсий, снизит потери массы при термообработке, повысит выход готовой продукции.

Понятие качества мясных продуктов подразумевает широкую совокупность свойств характеризующих пищевую и биологическую ценность, огранолептические и функциональные технологические признаки продукта, а также степень их выраженности. Изменение этих показателей зависит от состава сырья и изменений в процессе технологической обработки. С точки зрения качественных показателей, продукт должен содержать компоненты, необходимые организму, для нормального обмена веществ, в первую очередь, восполняя потребности человека в белке. Интересно отметить, что максимум ВУС модельных фаршевых систем совпадал с минимумом содержания белка в готовом продукте. Содержание белка в опытных образцах лежало в пределах от 14,25 мг

до 20,35 мг в 1 г фарша. Таким образом, снижение количества белка в полученных сардельках косвенно подтверждает улучшение функционально-технологических свойств мясного сырья и увеличения выхода готового изделия.

Гистологические исследования образцов сарделек 1-го сорта были проведены с применением трех фосфатных препаратов в концентрациях (в %): 0.1, 0.2, 0.3, 0.4, 0.5, 0.6,

0.7. 0.8 при добавках к фаршу.

Морфологическими исследованиями установлено, что применение фосфатных соединений в качестве добавки к фаршу при изготовлении сарделек 1-го сорта оказывает положительное влияние на его структурные показатели. В зависимости от вида фосфатов и дозы их применения структурообразование и компоновка составных элементов фарша в готовом мясопродукте имеют отличия. В результате исследования трех препаратов в восьми вариантах концентрации от 0.1 до 0.8% установлено, что оптимальными дозами являются для пирофосфата натрия пищевого и триполифосфата натрия пищевого - 0.5%, для ортофосфата натрия пищевого - 0.3%.

Исходя из результатов определения органолептических, морфологических, физикохимических, функционально-технологических и микробиологических показателей, можно сделать вывод, о том, что исследуемые фосфатные добавки позволяют эффективно воздействовать на мышечные белки, тем самым, обеспечивая повышение влагосвязывающей, влагоудерживающей и эмульгирующей способностей.

Полученная продукция соответствует требованиям действующих нормативных документов, выгодно отличаясь по органолептическим показателям от аналогичных контрольных образцов.

Установлено, что оптимальными дозами являются для пирофосфата натрия пищевого- 0.5%, для триполифосфата натрия пищевого -0.3 - 0.5%, для ортофосфата натрия пищевого - 0,2-0.3%.

Экспериментальная часть

Подготовка мясного сырья, измельчение, посол, наполнение оболочек фаршем, обжарка, варка, охлаждение осуществлялись в соответствии с утвержденной нормативной документацией.

Влагосвязывающую способность (ВСС) определяли методом прессования, влагоудерживающую способность (ВУС) - по разности между массовым содержанием влаги в фарше и количеством влаги, отделившейся в процессе термической обработки, белок - по методу Лоури, концентрацию ионов водорода - потенциометрически, массовую долю влаги - арбитражным методом, содержание поваренной соли - по методу Мора, гистологическое исследование методиками обзорного характера, органолептические показатели сарделек - в баллах по девятибалльной шкале (цвет, аромат, вкус, консистенция сарделек, сочность в сваренном виде) [4].

Литература

1. Вагин В.В., Марташов Д.П// Мясная индустрия. 2000. № 9. С.37-38.

2. ЛукачевскийБ.П. // Мясная индустрия. 1999. №8. С.23-24.

3. Рогов И.А. Общая технология мясопродуктов. М.: Колос, 2000. 367с.

4. Журавская Н.К. Исследование и контроль качества мяса и мясопродуктов. М.: Агропромиздат, 1985. 296с.

5. Рогов И.А. Справочник технолога колбасного производства. М.: Колос, 1993. 315с.

© Г. О. Ежкова - канд. техн. наук, доц. каф. технологии пищевых производств КГТУ; И. В. Кулагина - асп. той же кафедры; В. Я. Пономарев - канд. техн. наук, доц. той же кафедры; О. А. Решетник - д-р техн. наук, проф., зав. каф. технологии пищевых производств КГТУ.