Особенности микроструктуры соевых белковых продуктов, применяемых в мясной промышленности

СЫРЬЕ И ДОБАВКИ

УДК 664.641.2

Особенности микроструктуры соевых белковых продуктов,

применяемых в мясной промышленности

С.И. Хвыля, д-р техн. наук, канд. биол. наук, В.А. Пчелкина, С.С. Бурлакова

ВНИИ мясной промышленности им. В.М. Горбатова

В мировой практике при выработке мясных продуктов в качестве белковой пищевой добавки используют производные соевых бобов с различной технологической подготовкой этого растительного сырья. К ним относят соевую муку (содержание белка около 50 %), концентраты (содержание белка 70 %), изолированный соевый белок (содержание белка 90 %). Кроме того, в мясной промышленности применяют тексту-рированные соевые белковые продукты, такие как текстурированная соевая мука и текстурированный соевый концентрат. Белковые продукты, полученные переработкой сои, занимают важное место в мясной промышленности из-за их высоких функциональных свойств, положительного влияния на органолепти-ческие особенности и биологические характеристики мясного продукта. Немалое значение имеют и экономические показатели при производстве таких комбинированных продуктов.

Белки бобовых растений не одну тысячу лет входят в рацион питания многих народов земли и по многим показателям ни в чем не уступают мясным белкам. Продукты переработки сои имеют очень высокую усвояемость белка, особенно изоля-ты. Аминокислотный скор соевых белковых продуктов соответствует таковому у мяса. Также эти продукты обеспечивают необходимый баланс азота в организме, служат богатым источником глютамина и аргинина, не содержат холестерина и могут быть использованы для создания безлактозных продуктов.

Соевый изолированный белок -наиболее часто применяемый продукт. Он характеризуется низкой вязкостью, высокой растворимостью, хорошей водосвязывающей способностью и является одним из наиболее часто востребованных функциональных продуктов переработки сои на пищевом рынке.

При изучении гистологических препаратов под световым микроскопом препарат «соевый изолирован-

Ключевые слова: соевые белковые продукты; мясные изделия; микроструктура; соевая мука; концентраты.

Keywords: soy albuminous products; meat products; a microstructure; a soy flour; concentrates.

ный белок» достоверно обнаруживается в мясных продуктах, так как имеет достаточно характерную микроскопическую структуру. Он выявляется в виде отдельных более или менее округлых частиц различного размера. При использовании существенных количеств сое-вого изолированного белка эти частицы могут сливаться и образовывать крупные конгломераты. Характерная особенность частиц соевого изолята - довольно сложная структурированность, сочетающая множественные наложенные друг на друга кольца с небольшими каплевидными пустотами внутри.

При окрашивании гематоксилином и эозином частицы приобретают равномерный розовый цвет. Локализуются частицы изолированного соевого белка преимущественно в областях с высокой степенью измельчения компонентов продуктов, особенно в ассоциации с мелкозернистой белковой массой. При содержании соевых белков в фарше, колбасных изделиях и консервах в количестве 1 % (по массе сырья) обнаружение их в сыром сырье и в термичес-

ки обработанном продукте гистологическим методом не представляет затруднений.

В зависимости от особенностей технологической подготовки соевого растительного сырья, нередко индивидуально отличающегося у каждой фирмы производителя или даже партии выработки, структурные особенности частиц белкового препарата несколько различаются. Но эти различия не носят принципиального характера, меняется только однотипность формы и размера частиц. Форма и размер частиц различных препаратов соевых изолированных белков, произведенных на разных предприятиях, могут варьировать. Встречаются округлые частицы, в форме «гантели», «цветка», однако способности окрашиваться у всех одинаковые (рис. 1, 2).

Разница в значениях морфологических характеристик препаратов обусловлена различием технологических режимов изготовления соевых изолированных белков.

В мясных изделиях соевый изолированный белок способствует лучшему связыванию воды и свободного диспергированного жира, образованию однородной и компактной белковой матрицы, стабилизации жировых эмульсий. В вареных колбасах частицы изолята равномерно распределяются в фаршевой массе, в деликатесных продуктах они находятся преимущественно в зоне инъецирования в областях соединительнотканного каркаса мышцы, особенно в зоне перимизия.

По полученным данным диаметра частиц соевых изолированных белков различных фирм-производителей можно проследить динамику изменения диаметра частиц в зависимости от режимов обработки продукта. При гидратации соевых изолированных белков наблюдается увеличение диаметра частиц препаратов, особенно это ярко выражено при температуре 72 °С. По сравнению с гидратацией в водном растворе при гидратации в 2,5 %-ном растворе хлорида натрия диаметр частиц

RAW MATERIALS AND ADDITIVES

Cm № 12

изменялся незначительно. Это связано с влиянием соли на гигроскопические свойства частиц соевых изолированных белков. При этом общие микроструктурные характеристики частиц препаратов остаются неизменными.

Соевые концентраты - это функциональные ингредиенты, улучшающие внешний вид мясных продуктов, придающие им сочность и одновременно уменьшающие содержание жира. Это важно прежде всего в отношении снижения количества холестерина в мясных продуктах.

На гистологическом срезе они идентифицируются как группы клеток с выраженной эозинофилией, отделенные друг от друга неокрашенными прослойками целлюлозы. Клетки сои могут быть ориентированы на гистологических срезах как в продольном, так и в поперечном направлениях относительно длинной оси клеток. При этом они имеют округлую или овально-цилиндрическую форму (рис. 3). Средний диаметр округлых клеток - 12 мкм, размер овально цилиндрических клеток -50х12 мкм. Размеры отдельных частиц (групп клеток) - от 20 до 100 мкм.

В зависимости от первоначальной локализации в составе соевого боба клетки выявляемых частиц могут иметь больший или меньший размер и несколько изменяемую форму. Клетки оболочки практически не содержат окрашиваемых в розовый

цвет белковых компонентов, формируют плотные полупрозрачные структуры, напоминающие стопки монет, в которых различима только целлюлозная оболочка клеток (рис. 4).

В последнее время встречаются образцы соевого концентрата, частицы которого имеют округлую форму с деформированными клетками и характеризуются меньшими размерами (от 15 до 80 мкм). Клеточные комплексы сое-вого концентрата сохраняют свою специфическую структуру после всех технологических воздействий, используемых при выработке мясного продукта. Вследствие этого его без затруднений можно обнаружить в продукте.

Текстурированный соевый белок -это типичный ингредиент растительного происхождения, имитирующий структуру мышечной ткани и совершенно не снижающий биологическую ценность при замене им части животного сырья в разных видах мясных продуктов. Так же как и соевая мука текстурат содержит примерно 50-60 % белков. Специально разработанные текстурированные соевые белки способны придавать пищевым продуктам различную структуру, например, волокнистую или кусковую. Они нашли широкое применение в продуктах с высоким содержанием влаги и жира, особенно подвергаемых длительной термообработке. Текстурированные соевые белки повсеместно используют при

производстве полукопченых, сырокопченых колбас и особенно пельменей.

При анализе микроструктуры тек-стурированного соевого продукта в нем выявляют три основных компонента - составляющие его основную часть фибриллярные и напоминающие мышечные волокна белковые структуры, зернистый компонент и фрагменты комплексов растительных клеток, не подвергшиеся структурной модификации в ходе термопластической экструзии. Для выявления наиболее доступны фибриллярные белковые структуры и клеточные фрагменты, в первую очередь относящиеся к оболочкам соевого боба (рис. 5). Зернистые компоненты при обработке готового мясного продукта включаются в состав мелкозернистой белковой массы.

Фибриллярные слоистые белковые структуры и зернистый компонент окрашиваются гематоксилином и эозином в розовый цвет с фиолетовым оттенком различной интенсивности. В то же время комплексы чаще всего параллельных друг другу узких цилиндрических клеток при этом остаются практически не окрашенными вследствие целлюлозной природы.

Соевая мука содержит приблизительно 50 % белка и используется в основном при производстве недорогих мясных продуктов. В ходе гистологических исследований установлено, что в составе муки соевых бобов частицы белкового продукта широко отличаются по размеру, форме и количеству составляющих их клеток. Они могут включать до нескольких десятков клеток (рис. 6), как однотипных, так и с различным морфологическим строением. Среди них можно выделить округлые и овально-цилиндрические клетки. Сами клеточные комплексы имеют более крупный размер с неправильной формой по сравнению с частицами соевого концентрата. Размеры клеточных комплексов - от 35 до 350 мкм.

В составе муки присутствуют не окрашиваемые обычными гистологическими приемами целлюлозные комплексы игольчатого или волокнистого характера, относящиеся к оболочке соевого боба.

Дифференцировка соевых белковых продуктов по технологическим вариантам и определение характеристик их качества могут быть проведены на базе разработанного нами ГОСТ Р 53213-2008 «Мясо и мясные продукты. Гистологический метод определения растительных белковых добавок».