Применение барьерных технологий в производстве варено-копченых колбас длительного хранения при высоких положительных температурах

Применение барьерных технологий

в производстве варено-копченых колбас длительного хранения при высоких положительных температурах

А.А. Семенова, докт. техн. наук, Л.И. Лебедева, канд. техн. наук, А.А. Мотовилина, Л.А. Веретов, канд. техн. наук ГНУ ВНИИМП им. В.М. Горбатова Россельхозакадемии

Проблема производства мясных продуктов с гарантированной безопасностью, высоким качеством и длительными сроками годности во всем мире рассматривается как одна из важнейших. В настоящее время большинство производителей выпускают варено-копченые колбасы с повышенным содержанием влаги, сниженными значениями массовой доли белка и жира, с менее выраженными органолептическими свойствами. Это приводит к проблеме обеспечения хранимоспособности данной продукции. Введение дополнительных барьеров, таких как дополнительная термическая обработка (пастеризация) и вакуумная упаковка позволяет увеличить срок годности готовой продукции при высоких положительных температурах без потери качества.

Ключевые слова: варено-копченые колбасы, хранимоспособность, барьерные технологии, СанПиН 2.3.2.1078, пастеризация, вакуум.

^ В последнее время российский рынок колбасных изделий является интенсивно развивающимся. На сегодняшний день самый объемный сегмент рынка мясопродуктов — вареных колбасных изделий — оказался насыщен, вследствие чего потребительский спрос растет опережающими темпами на более дорогие виды колбасных изделий: сырокопченые, полукопченые и варено-копченые.

Своеобразное промежуточное место среди копченых колбас занимает варено-копченая группа [1]. С одной стороны, это, как правило, высококачественные продукты, с другой стороны — не слишком дорогая продукция по сравнению с сырокопчеными колбасами. Поэтому спрос на варено-копченые колбасы постоянно растет, а вместе со спросом меняются их потребительские характеристики, причем не всегда в лучшую сторону.

В последние годы наблюдаются частые случаи нарекания торговли на качество и стойкость варено-копченых колбас при хранении. Кроме этого все больше и больше требуется мясопродуктов в мягкой расфасовке, не требующих холодильного хранения, с длительными сроками годности. За рубежом разработан и выпускается широкий ассортимент варено-копченых колбас в вакуумной упаковке со сроком годности от 1 до 3 месяцев при температуре хранения 15-20 °С. Такая продукция, несомненно, пользовалась бы спросом у российского потребителя, ведущего активный образ жизни.

Решение задач, связанных с повышением качества и увеличением сроков годности, в том числе при повышенных положительных температурах, требует комплексного подхода, начиная от подбора рецептуры продукта, до его упаковки на основе принципов барьерных технологий.

Корректное понимание наличия и взаимодействия различных барьеров представляет собой важную методическую основу для совершенствования существующих технологий в плане микробиологической стабильности и безопасности получаемой продукции. Общее качество мясных продуктов охватывает большое количество физических, биологических и химических свойств, и барьерная технология должна быть ориентирована именно на общее качество, а не на узкую, хотя и очень важную область микробиологической стабильности мясопродуктов [2].

Основными барьерами, используемыми в производстве варено-копченых колбас, являются: низкая начальная обсемененность сырья, массовая доля поваренной соли, консервирующее действие нитрита натрия, рН фарша и готового продукта, массовая доля влаги, активность воды. Список потенциальных барьеров постоянно пополняется за счет результатов новых исследовательских работ и изучения возможности комбинирования новых барьеров с традиционными.

К наиболее эффективным дополнительным барьерам можно отнести: выбор сырья и рецептуры, использование бактериостатиков и стартовых культур, тип используемой оболочки, длительность и режимы термообработки, способ упаковывания (вакуумная упаковка или упаковка в модифицированной газовой среде), пастеризацию, обработку высоким давлением.

На основе изучения комплекса показателей, имеющих барьерное значение для варено-копченых колбас, было оценено влияние современных технологических режимов, обеспечивающих повышенный выход, на качество и сроки годности этой группы продукции. Для этого в производственных условиях

24

ВСЁ 0 МЯСЕ №6 декабрь 2010

были выработаны опытные образцы варено-копченой колбасы по традиционной и ускоренной технологии по рецептуре аналогичной «Сервелату» ГОСТ 16290.

В соответствии с традиционной технологией образец № 1 подвергали следующей термообработке: первичное копчение (при t 75 °С в течение 1,5 ч); варка (при t 74-76 °С, до достижения t в центре батона 72 °С); охлаждение (при t не выше 20 °С, в течение 5 ч); вторичное копчение (при t 42 °С, в течение 24 ч); охлаждение (до t 10-12 °С); сушка (при t 10-12 °С, с относительной влажностью воздуха 7578 %, до достижения массовой доли влаги в готовом продукте 40 %).

В соответствии с ускоренной технологией образец № 2 подвергали следующей термообработке: подсушка (при t 60 °С, в течение 30-40 мин); копчение (при t 72-74 °С в течение 3-4 ч); варка (при t 74-76 °С, до достижения t в центре батона 72 °С); охлаждение (до t 6-8 °С).

Образцы сушили при одинаковых условиях — при температуре 12 °С, относительной влажности воздуха 75-78 %. Выход готовой продукции для образца № 1 составил — 73 %, для образца № 2 — 85 %. После сушки образцы колбас хранили в течение 15 суток.

Батоны колбасы (образец № 2) продолжали терять влагу в виде конденсата на поверхности в течение 5 суток хранения. Общее количество микроорганизмов (КМАФАнМ) в образце № 2 на 5 сутки было выше на 2 порядка, чем для образца № 1. Следует отметить, что превалирующей микрофлорой показателя КМАФАнМ были микроорганизмы рода Bacillus. При этом уже на 8 сутки у образца № 2 появился белый налет, а поверхность батонов приобрела характерную морщинистость.

Результаты исследования общего химического состава (табл. 1) образцов № 2 колбасы показали, что массовая доля влаги в результате низких термопотерь в готовом продукте (на 7 %) превышала значение этого показателя, нормируемого по ГОСТ 16290 (не более 40 %).

Содержание белка в образце № 2 было ниже нормативного значения на 1,9 % и на 2,3 % ниже, чем в образце № 1. Массовая доля поваренной соли в образце № 2 составила 2,9 %, что на 14,7 % меньше, чем в образце № 1, массовая доля в котором соста-

Таблица 1. Основные характеристики фарша и готовой продукции образцов варено-копченой колбасы

Наименование показателей Значения показателей

Фарш Образец № 1 Образец № 2

Массовая доля хлористого натрия (поваренной соли), % 2,5 3,4 2,9

Массовая доля влаги, % 55,0 38,0 47,0

Массовая доля жира, % 30,5 42,0 35,8

Массовая доля белка, % 12,0 16,4 14,1

Активность воды aw 0,9677 0,9280 0,9606

Величина рН 5,9 6,08 6,20

вляла 3,4 %. Активность воды образца № 2 превышала аналогичный показатель для образца № 1 и имела незначительные отличия от активности воды фарша. Это свидетельствовало, прежде всего, об отступлениях в технологическом процессе производства колбасы образца № 2.

Результаты анализа показали, что при одинаковом исходном уровне общей микробной обсемененности и значениях рН, изменение режимов тепловой обработки с целью повышения выхода приводит к изменению содержания поваренной соли, влаги и активности воды, снижая их барьерное значение

Высокое влагосодержание в готовом продукте и высокое значение показателя активности воды являлись основными показателями развития нежелательной микрофлоры в колбасах, что приводило к ускоренной порче колбасы. Образцы колбасы № 2, выработанные по ускоренной технологии, не отвечали требованиям качества и безопасности (наблюдалось образование белого налета, изменение микробиологических показателей).

Образцы колбас характеризовались значениями рН: № 1 — 6,08 и № 2 — 6,20. В связи с этим основными барьерами, обеспечивающими хранимос-пособность образцов, являлись массовая доля влаги, поваренной соли и активность воды.

Результаты анализа показали, что при одинаковом исходном уровне общей микробной обсемененности и значениях рН, изменение режимов тепловой обработки с целью повышения выхода приводит к изменению содержания поваренной соли, влаги и активности воды, снижая их барьерное значение.

На основе расчетов значений барьерных показателей ассортимента варено-копченых колбас по ГОСТ 16290 были выявлены величины барьеров. Для данной группы продукции характерны следующие величины ниже установленного уровня, которых, без введения дополнительных барьеров данная группа продукции является нехранимоспособной:

- массовая доля влаги в готовом продукте — не более 40 %;

- массовая доля поваренной соли в готовом продукте — не менее 3,4 %;

- активность воды — не более 0,93. Однако такие значения достигались только при выходе готовой продукции не выше 73 %.

Как показали данные расчета основных барьеров для варено-копченых колбас по ГОСТ 16290, основное значение имеет низкий уровень содержания влаги в готовом продукте. В связи с этим была рассчитана рецептура, состав которой обеспечивал минимальные исходные значения массовой доли влаги в фарше — 51 %.

При условно выбранном (с учетом используемой оболочки) выходе готовой продукции 78 % и количестве поваренной соли, вносимой при посоле 2,5 % к массе основного сырья, для выбранных рецептур был проведен расчет величины основных барьеров в

Таблица 2. Расчетные данные химического состава и активности воды опытных образцов варено-копченых колбас

Образец Значения показателей

Выход, % Влага, % Белок, % Жир, % Соль, %

Варено-копченая колбаса 78,0 38,15 17,91 38,67 3,08 0,95

готовой продукции, который представлен в табл. 2. Сниженное количество поваренной соли, вносимой при посоле сырья, было выбрано с учетом современных тенденции в питании на потребление менее соленых продуктов.

Как видно из табл. 2, заложенные для расчета, исходные данные (поваренная соль, показатель а№) практически обеспечивали нормируемые значения влаги для варено-копченых колбас. При этом расчетное содержание поваренной соли составило чуть больше 3 %, активности воды — приблизительно 0,95, что соответствовало уровню, при котором большинство патогенных микроорганизмов не развивается.

Вместе с тем необходимо отметить, что по расчетным значениям содержания поваренной соли и величины активности воды, выбранная рецептура колбасы отличалась от традиционных варено-копченых колбас и требовала введения дополнительных барьеров, в качестве которых были выбраны вакуумная упаковка и пастеризация упакованной продукции.

В производственных условиях с учетом расчетных данных (табл. 2) были подобрана рецептура и выработана партия варено-копченых колбасок, разделенных на три группы: контрольный образец (без применения вакуумной упаковки и пастеризации), опытный образец № 1 с применением только вакуумной упаковки и опытный образец №№ 2 с применением вакуумной упаковки и дополнительной термической обработки (пастеризации). Колбаски были выработаны без применения пищевых добавок бак-териостатического действия.

Все образцы варено-копченых колбасок подвергали одинаковой термообработке. Затем колбаски подсушивали и охлаждали до достижения температуры в центре батончика 8 °С.

После этого опытные образцы подвергали вакуу-мированию в пакеты из полимерных пленочных материалов, затем один из них — дополнительной термической обработке (пастеризации).

Выработанные образцы колбасок были заложены на хранение в течение 30 сут при температуре 1820 °С. В процессе хранения выработанные образцы были исследованы по показателям безопасности и качества.

Таблица 3. Расчетные и фактические данные химического состава образцов варено-копченых колбасок

Наименование показателей Расчетные значения Фактические значения показателей

Массовая доля хлористого натрия (поваренной соли), % 3,1 3,0

Массовая доля влаги, % 40,0 40,9

Массовая доля белка, % 16,5 15,9

Массовая доля жира, % 38,0 39,1

Массовая доля остаточного нитрита, % — 0,0025

Активность воды 0,95 0,945

Сразу после выработки была проведена оценка влияния дополнительных барьеров на потребительские качества готовой продукции. Органолептиче-ская оценка показала, что продукция в вакуумной упаковке, прошедшая дополнительную тепловую обработку, обладала органолептическими характеристиками, соответствующими контрольному образцу.

Органолептические исследования были подтверждены результатами инструментального определения цветовых характеристик (рис. 1). Основные показатели цвета Ь-светлота, а-краснота, Ь-желтизна контрольного и опытных образцов не имели существенных различий.

Рис. 1. Цветовые характеристики варено-копченых колбасок

Результаты исследования химического состава готовой продукции по показателям содержания массовой доли влаги, жира, белка, поваренной соли и показателя активности воды после выработки приведены в табл. 3 в сравнении с их расчетными значениями.

Как видно из табл. 3 фактические значения исследованных показателей химического состава и активности воды были близки к расчетным.

Низкая обсемененность фарша образцов 1,5-2,3^102 (КМАФАиМ) была обусловлена соблюдением первого барьера — низкой начальной обсемененно-сти исходного мясного сырья и соблюдением темпе-ратурно-влажностного контроля в ходе технологического процесса. Как известно, микробиологические характеристики исходного сырья и фарша в наибольшей мере влияют на формирование барьеров, определяющих стойкость и безопасность продукции.

26

ВСЁ О МЯСЕ №6 декабрь 2010

Следует отметить, что согласно СанПиН 2.3.2.1078 показатель КМАФАнМ для группы копченых колбас (варено-копченые, полукопченые, сырокопченые) не нормируется, но для выявления действия барьеров были определены его значения в процессе хранения.

В результате установлено, что образцы, прошедшие пастеризацию и без пастеризации, характеризовались низким содержанием микроорганизмов, высокой устойчивостью к воздействию микробиологической порчи в процессе хранения в течение 30 суток, и соответствовали по всем нормируемым показателям требованиям СанПиН 2.3.2.1078.

Значения показателя КМАФАнМ контрольного образца колбасок уже на 20 сутки хранения увеличилось до 5^108, выявлена патогенная микрофлора (сальмонеллы), появились признаки ослизнения и плесени на поверхности. Это свидетельствовало о микробиологической порче продукта, после чего контрольный образец был снят с хранения.

Образцы колбасок, упакованные под вакуумом (№ 1) и прошедшие пастеризацию (№ 2), даже на 30 сутки хранения имели значение КМАФАнМ 4,5^102 КОЕ/г и 1,5^102 КОЕ/г, соответственно. У образца № 1 на 30 сут были выявлены сульфитреду-цирующие клостридии, образец №№ 2 не имел микробиологических признаков порчи. На основании результатов микробиологических исследований было показано, что введение дополнительных барьеров увеличивает сроки годности варено-копченых колбас.

Для исследования окислительной порчи жиров в образцах готовой продукции были определены ее основные показатели: перекисное и кислотное числа. Тенденция изменения показателей окислительной порчи опытных образцов представлена в табл. 4.

Перекисное число в опытных образцах колбасок в период хранения до 30 суток возрастало незначительно и не превышало 1,25 ммоль О2/кг. В контрольном образце на 20 суток значение перекисного числа было 7,55 ммоль О2/кг.

Опытные образцы в процессе хранения характеризовались более медленным протеканием процессов окислительной порчи, чем контрольный. После 20 суток наблюдалось увеличение значения кислотного числа в контрольных и опытных образцах, но в пределах нормы. На 20 сутки кислотное число у контрольного образца превысило нормативное значение (4 мгКОН/г) [3]. Интенсивность динамики возрастания показателей окислительной порчи контроль-

ного образца была заметно выше, чем у опытных образцов. При этом кислотное число опытного образца с дополнительной пастеризацией было ниже, чем у образца, выработанного только с применением вакуумной упаковки.

В процессе хранения варено-копченых колбасок были определены значения величины рН образцов в течение 30 суток (табл. 5). Показатель рН в пищевой микробиологии рассматривается как важный барьерный фактор подавляющий рост микрофлоры и развитие нежелательных процессов окислительной порчи в мясопродукте, а также с позиций получения безопасного и устойчивого в хранении продукта.

Значение рН контрольного образца повысилось к 20 суткам хранения до 6,4. Значение рН опытных образцов в процессе хранения повышалось незначительно до 6,1-6,2.

Величина рН опытного образца с дополнительной пастеризацией была более стабильной в процессе хранения, чем у образцов контрольного и № 1, следовательно, комплекс барьеров вакуумной упаковки и пастеризации способствует лучшему сохранению качества готовой продукции.

С целью определения влияния дополнительного барьера — пастеризации на сроки хранения и показатели качества варено-копченых колбасок были определены значения следующего технологического барьера — показателя активности воды в готовом продукте.

Активность воды выражается значениями от 0,00 до 1,00. Значение аw = 1,00 соответствует дистиллированной воде, аw = 0,00 — абсолютно обезвоженному продукту. Активность воды показывает количество свободной (несвязанной другими веществами) влаги, которая может быть использована микроорга-

низмами для их жизнедеятельности. Чем ниже значение аw, тем длительнее срок хранения (годности) мясного продукта [4].

Таблица 5. Динамика изменения значения рН образцов варено-копченых колбасок в процессе хранения при температуре 18-20 °С

Наименование образцов Значение величины рН

0 сут 10 сут 20 сут 30 сут

Контроль 6,0 6,2 6,4 —

Образец № 1 6,0 6,0 6,1 6,2

Образец № 2 6,0 6,0 6,05 6,1

Таблица 4. Показатели окислительной порчи жиров образцов варено-копченых колбасок при температуре хранения 18-20 °С

Наименование показателей Продолжительность хранения, сут Значения показателей для образцов варено-копченых колбасок

контроль № 1 № 2

Перекисное число, ммоль О2/кг 20 7,55 1,09 1,01

30 — 1,25 1,19

Кислотное число, мгКОН/г 10 1,83 0,80 0,60

20 4,21 1,34 1,13

30 — 1,88 1,46

Из всей воды, содержащейся в продукте, микроорганизмы могут использовать для своей жизнедеятельности только определенную — активную ее часть. Поэтому показатель аw (свободной, не связанной влаги в пищевых продуктах) дает возможность, в частности, судить о жизнеспособности бактерий, содержащихся в мясе и мясопродуктах, их стойкости к тепловой обработке, а также подверженности продукта микробиологической порче.

Фактические значения показателя активности воды (а^ контрольного и опытных образцов были ниже расчетного значения (0,95) и составляли 0,945, что обеспечивало отсутствие роста большинства микроорганизмов, дрожжей и плесневых грибов, развивающихся при аw выше этого уровня.

По результатам дегустации, проведенной на 30 сутки, образец № 2 по вкусу, цвету, аромату соответствовал исходным органолептическим показателям готовой продукции, определенным сразу после выработки.

Проведенные исследования показали, что дополнительная пастеризация обеспечивала более низкие значения показателя активности воды образцов на 30 сутки хранения продукции, что позволяло говорить о сравнительно большей микробиологической устойчивости опытных образцов колбасок.

Результаты исследования комплекса показателей безопасности и качества варено-копченых колбасок показали, что введение дополнительного барьера —

пастеризации, для колбасок, упакованных под вакуумом, не снижало качество готовой продукции и позволяло увеличить срок их годности до 30 суток при температуре хранения 18-20 °С. —I

Контакты:

Семенова Анастасия Артуровна Лебедева Людмила Ивановна Мотовилина Анна Александровна Веретов Леонид Александрович Тел. раб.: (495) 676-73-61

Литература

1. Семенова А.А., Лебедева Л.И., Волкова Е.Ф. Современные технологии производства варено-копченых колбас // Мясной ряд. — 2006. — № 3.

2. Ляйстнер Л., Принципы и области применения «барьерной» технологии, в книге Новые методы технологии консервирования. — Blackie Academic & Professional. — 1995.

3. «Методические рекомендации по обоснованию вида и дозы антиокислителей, применяемых при производстве мясопродуктов», ГНУ ВНИИМП, МР 03-00419779-08.

4. Цинпаев М.А. Совершенствование технологии сырокопченых колбас на основе оценки «барьерных» значений показателей качества. Дисс. канд. техн. наук. М.: ВНИИМП, 2008.