Разработка способа получения мясного фарша с использованием электроактивированных растворов

СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫЕ НАУКИ

УДК 637.5.037

РАЗРАБОТКА СПОСОБА ПОЛУЧЕНИЯ МЯСНОГО ФАРША С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ЭЛЕКТРОАКТИВИРОВАННЫХ РАСТВОРОВ

PROCESS FOR THE PREPARATION OF MINCED MEAT BY THE USE OF ELECTROACTIVATED SOLUTIONS

И.М. Осадченко1, доктор химических наук, профессор А.С. Филатов1, доктор сельскохозяйственных наук, профессор Н.Г. Чамурлиев2, доктор сельскохозяйственных наук, профессор

I.M. Osadchenko1, A.S. Filatov1, N.G. Chamurliev2,

1 ФГБНУПоволжский научно-исследовательский институт производства и переработки мясомолочной продукции, Волгоград 2Волгоградский государственный аграрный университет

1Povolzhskiy scientific-research institute of meat and milk production and processing

of Russian agricultural academy

2Volgograd State Agricultural University

В статье представлен материал по использованию электрохимически активированных растворов (ЭХА) для обработки мясного фарша из говядины. Описаны различные способы обработки мяса, его полуфабрикатов путем введения добавок, улучшающих качество и сохранность его при хранении в охлажденном состоянии. В качестве средств обработки использовали электрохимически активированные растворы различных солей неорганических кислот с концентрацией от 10 до 50 г/л [10]. Исходным сырьём для проведения исследований был использован ценный пищевой продукт - говядина, наполнителем - нутовая мука. В качестве средства обработки выбран способ ЭХА раствор солей с концентрацией 2,0-2,5 г/л, при этом 75-80 % смеси составляет ацетат натрия и по 10-12 % хлорид натрия и глицин. В качестве установки (прибора) взят прибор типа «МЕЛЕСТА», включающий электроактиватор-электролизер непроточного типа с диафрагмой, с катодом из нержавеющей стали и анода типа ОРТА, объем анодной камеры 330 мл, катодной - 660 мл. Проводили электрообработку (ЭХА) с силой тока 0,30,4 А, напряжении - 41-42 В, температуре - 20-30 °С. Получали анолит с рН 4-5, ОВП +600 -+660 мВ, католит - с рН 12-13, ОВП -800-900 мВ. Исследованиями установлено, что обработка мясного фарша с использованием электрохимически активированных растворов способствовало сохранению сухого вещества на 0,9 абс. процента, белка на 0, 78 абс. процента. При этом потери при тепловой обработке опытного образца с анолитом оказались ниже на 3,58 абс. процента, чем в исходном образце и на 3,04 абс. процента, по сравнению с контрольным образцом.

The article presents data on the use of electron-activated solutions (EAS) for the treatment of minced beef. Various methods of meat processing, its semi-finished products by the introduction of additives that improve the quality and safety of it in storage in a refrigerated state. As used means processing electrochemically activated solutions of various inorganic salts in a concentration of 10 to 50 g / l [10]. The starting raw material for the research was used a valuable food product - beef, filler -chick-pea flour. As a method of processing means selected ECA salt solution with a concentration of 2.0-2.5 g / l, with 75-80 % of a mixture of sodium acetate and 10-12 % of sodium chloride and glycine. In an installation (device) is taken of the «MELESTA» device comprising electro-activator-non-flowing type electrolytic cell with a diaphragm, a stainless steel cathode and anode OPTA type, the volume of the anode chamber 330 mL, cathodes - 660 ml. Electric treatment was conducted (ECA) with the power of the current 0.3-0.4 A, voltage of 41-42 V, a temperature of 20-30 ° C. Prepared anolyte with a pH of 4-5, ORP 600 - 660 mV and catholyte with pH 12-13, ORP -800-900 mV. Research has shown that treatment of ground beef using electrochemically activated solutions helped to

preserve solids 0.9 abs. percent protein on days 0, 78 abs. percent. Thus losses during heat treatment with the prototype was lower anolyte 3.58 abs. percent, than in the original sample and 3.04 Abs. percent over control sample.

Ключевые слова: мясо, фарш, католит, анолит, нут, мука, охлаждение, качество.

Key words: meat, beef, catholyte, anolyte, chickpea flour, cooling quality.

Введение. Одной из важнейших задач мясной промышленности является обеспечение населения качественными продуктами питания, в том числе и мясными полуфабрикатами. Мясо и мясопродукты относятся к скоропортящимся продуктам. Качество мясных полуфабрикатов и сроки их хранения зависят от состава компонентов: исходного сырья - мяса, наполнителей, специй и других составляющих.

Известны рецептуры и способы получения рубленых полуфабрикатов - мясных фаршей. Они имеют хорошие потребительские свойства, удобны и просты в приготовлении, являются традиционными в рационе у населения.

Мясное сырье, согласно рецептуре, измельчали на волчке (мясорубке), как и другие компоненты. Смешивание компонентов фарша осуществляли на фаршемесил-ках периодического действия. Продолжительность смешивания 4-6 минут, температура готового фарша должна быть не более 14 °С. Для поддержания необходимой температуры в процессе приготовления фарша добавляли до 5 % холодной воды [4].

В настоящее время важной задачей является расширение ассортимента, снижение стоимости мясопродуктов. Известен способ получения мясного фарша путем включения в качестве растительной добавки семян голосемянной тыквы, в количестве 5-10 % от массы фарша для вареных колбас. Белковый компонент в опытном образце имеет более высокую биологическую цен-ность, чем аналогичный показатель в контроле [2].

Описан способ получения мясопродуктов, включающий приготовление фарша с внесением растительной добавки, специй и воды. В качестве растительной добавки использовали порошок очищенных семян тыквы с раз-мером частиц 0,1-0,5 мм в количестве 3-9 % от массы фарша. Данное изобретение позволило сбалансировать аминокислотный и минеральный состав продукта [6].

Описан способ посола кускового мяса при производстве мясных полуфабрикатов с применением рассола на основе католита водного раствора нат-риевых солей соляной и уксусной кислот в соотношении 9:1 с концентрацией 9-10 г/л после электрохимической активации раствора на установке типа СТЭЛ-10Н-120-01. При этом раствор разбавляли водопроводной водой в 2-3 раза. ЭХА проводили при силе тока 4-5 А, напряжении - 46 В, температуре - 20-25 °С. Католит имел рН 11,4, окислительно-восстановительный потенциал (ОВП) - 630 мВ. В качестве сырья использовали баранину и говядину. В готовом продукте потери при обработке мяса снижались на 1,8 и 2,3 %, по сравнению с контролем. Срок хранения был больше на 1 сутки хранения в охлаж-денном состоянии (-5 °С) [7].

Недостатки способа - относительно большой расход солей. Исследовано влияние ЭХА питьевой воды при различных режимах на технологические показатели мясного сырья [3]. ЭХА проводили на установке типа «Изумруд-К» при силе тока 0,5 и 1 А, напряжении 36-54 В и получали католит с рН 8,4-8,7, ОВП - 125-150 мВ (в контроле использовали воду с рН 6,3 ОВП +200 мВ).

Изучались образцы мяса после посола в кусках и в виде фарша с использованием католита методом шприцевания 15 %-ным рассолом на основе католита с

последующим направлением на созревание. В контроле использовали мясо после посола рассолом на основе дистиллированной воды.

Результаты способа: водосвязывающая способность (ВСС) по фаршу составила 71,72 и 72,68 % (при силе тока 0,5 и 1 А), 65,38 % в контроле, рН было 6,25 и 6,37. ВСС была в опытных образцах выше на 3,39 и 7,35 %, чем в контроле по отношению к общей влаге. Других показателей качества мясного фарша не приводилось.

Изготавливался фарш также по способу на основе мяса кур [1]. На последних стадиях технологического процесса в фарш добавляли различные ингредиенты, например, растительный белок, воду и лед. Доля воды составляла 10-20 % от массы мясного сырья. Для снижения бактериальной обсемененности использован нейтральный анолит, который получали на установке типа СТЭЛ методом ЭХА. Нейтральный анолит после использования быстро ре-лаксировал, т.е. возвращался в исходное состояние. Анолит использовался взамен части воды, и по показателям массовой доли влаги, белка и жира фарш практически не имел различий, но бактериальная обсемененность была значительно снижена: с 8105 до 3,2103 КОЕ/г.

Как и в некоторых других способах отсутствовали параметры ЭХА, приводилось ограниченное число показателей качества и сроков хранения. Об актуальности способов оценки и условий хранения сообщалось в источнике [8].

В настоящее время важнейшей задачей является расширение ассортимента мясных полуфабрикатов и снижение их себестоимости. Поэтому разработка способа получения мясного фарша с использованием электроактивированных растворов является актуальной и имеет практическое значение.

Материалы и методы. Цель исследования - выявить способ получения мясного фарша с другими видами мясного сырья и растворов с обеспечением параметров процесса и качественных показателей готового продукта.

Для проведения исследований были отобраны образцы в виде цельных кусков говядины. Исходные растворы готовили путем взятия навесок солей и растворением их в мерной колбе. Измельчение мяса проводили в мясорубке до частиц размером 2-3 мм. Определение рН и ОВП проводили с помощью иономера «Нитрон» (РФ) по инструкции к прибору. Оценку показателей качества мяса проводили по стандартным методикам. В качестве средства обработки выбран способ ЭХА раствор солей с концентрацией 2,0-2,5 г/л, при этом 75-80 % смеси составляет ацетат натрия и по 10-12 % хлорид натрия и глицин. В качестве установки (прибора) взят прибор типа «МЕЛЕСТА», включающий электроактиватор-электролизер непроточного типа с диафрагмой, с катодом из нержавеющей стали и анода типа ОРТА, объем анодной камеры 330 мл, катодной - 660 мл. Проводили электрообработку (ЭХА) с силой тока 0,3-0,4 А, напряжении -41-42 В, температуре - 20-30 °С. Получали анолит с рН 4-5, ОВП +600 - +660 мВ, като-лит - с рН 12-13, ОВП -800-900 мВ.

Способ включал измельчение образцов говядины в мясорубке, добавление в контроле 10 % холодной водопроводной воды, в опыте 5 % муки нута и 10 % холодной воды, в опыте вместо воды брали католит либо анолит. Муку нута подвергали экстру-дированию. Рецептуру фарша выдерживали 2 часа при 4-5 °С, затем хранили 11 суток при температуре 2...4 °С. Готовый продукт оценивали по качеству. Наилучшие результаты получены с анолитом: выход больше на 2 %, содержание белка и сухого вещества больше, чем в контроле, меньшие потери при тепловой обработке.

Результаты и обсуждение. Анализ литературных источников показывает, что существуют различные способы электрохимической обработки мяса и мясных фаршей.

Мясо относится к скоропортящимся продуктам, как и продукт переработки -мясной фарш. Срок хранения мяса и фарша ограничен.

Известен ряд рецептур мясного фарша, в том числе с добавкой растительного происхождения. Актуальна задача сохранения качества, снижение себестоимости, доступности для населения. Концентрация солей - от 10 до 50 г/л. Актуален вопрос о снижении их концентрации и расхода для снижения себестоимости продукции.

Нами в качестве исходного сырья использовалась говядина, в качестве исходного раствора солей - смесь солей с концентрацией 2,0-2,5 г/л, при этом 75-80 % смеси составлял ацетат натрия и по 10-12 % хлорид натрия и глицин. Это доступные материалы, используемые в пищевой промышленности. ЭХА проводили на усовершенствованном приборе - электроактиваторе типа «МЕЛЕСТА» (изготовитель ООО «МЕЛЕСТА», г. Уфа, Россия). Электроактиватор-электролизер непроточного типа с диафрагмой из пластикового брезента, с катодом из нержавеющей стали и анода типа ОРТА в виде пластины 1х5 см. Прибор включал корпус из пищевой пластмассы общим объемом около 1 л, в нем съемный стакан на 0,33 л с диафрагмой и остальное отделение на 0,66 л. Электроды крепились в крышке из оргстекла в виде полосы, что позволяло наблюдать за процессом ЭХА, измерять температуру, рН и ОВП в обоих отделениях прибора. Питание постоянным током обеспечивалось от выпрямителя типа ВСА-5К.

Исходный раствор смеси солей загружался: анолит 330 мл и католит 660 мл. Проводилась ЭХА (электрообработка) при силе тока 0,3-0,4 А, напряжении - 41-42 В, температуре - 20-30 °С, при продолжительности 40-45 мин. Получали ЭХА растворы с параметрами (таблица 1).

Таблица 1 - Параметры ЭХА растворов

рН ОВП, мВ

Исходный раствор 8-9 +250 - +300

Католит 12-13 -800 - -900

Анолит 4-5 +600 - +650

Образцы свежего доброкачественного мяса (мякоти говядины) массой 0,5-0,8 кг резали на куски размером 3-5 см, затем измельчали в мясорубке до получения однородной мясной массы (частиц 2-4 мм). Затем в контрольный образец в фарш добавляли 10 % холодной водопроводной воды, а в опытном 5 % муки из экструдированного и гидратированного католитом или анолитом нута. Экструдирование проводили при температуре 120 °С и давлении - 70 атм., что позволило снизить содержание ингибитора трипсина, повысить усвояемость питательных веществ. Мука содержала белка - 25 %, жира - 5 %, крахмала - 45 %, клетчатки - 4 %, минеральные вещества и витамины.

Добавка муки нута позволила обогатить фарш рядом компонентов, в том числе белком, жиром, клетчаткой, витаминами, а также селеном в органической форме, содержание которого в муке достигает 1-2 мг/кг. Селен является микроэлементом, в частности, входит в состав глутатионпероксидазы, нормализует окислительно-востановительные процессы, ингибирует развитие некоторых видов микрофлоры.

По всем вариантам измельченное сырье тщательно перемешивали с охлаждением компонентов в мешалке в течение 2-х часов, а затем хранили в течение 11 суток в охлажденном состоянии при температуре 0-6 °С. Затем образцы извлекались из холодильника, проводили оценку качества, определяли массу продукта до и после хранения. Положительные результаты получены в опытных образцах фарша с использованием анолита, по сравнению с контролем.

В приборе типа «МЕЛЕСТА» проводили ЭХА раствора смеси 1,6 г/л ацетата натрия, 0,2 г/л хлорида натрия и 0,2 г/л глицина при температуре 20-26 °С продолжительностью 43 мин. Получили следующие показатели качества растворов (таблица 2).

Таблица 2 - Показатели качества растворов

***** ИЗВЕСТИЯ ***** № 1 (45) 2017

НИЖНЕВОЛЖСКОГО АГРОУНИВЕРСИТЕТСКОГО КОМПЛЕКСА: НАУКА И ВЫСШЕЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ

Растворы Показатели

рН ОВП, мВ

Исходный раствор 8,6 +260

Католит 12,6 -850

Анолит 4,7 +630

В анолите обнаружено 75 мг/л оксидантов в расчете на активный хлор.

Образцы свежего мяса массой 0,6 кг резали на куски размером 3-5 см, затем измельчали в мясорубке до размера частиц 2-4 мм до состояния однородной мясной массы фарша. В контроле к мясной массе фарша добавляли 10 % холодной водопроводной воды, а в опытный образец 5 % заранее приготовленной экструдированной и гидрати-рованной с ЭХА раствором (анолита или католита) нутовой муки. Компоненты тщательно перемешивали в течение 6 минут, выдерживали в холодильнике при температуре +4 - +5 °С в течение 2 часов для полного созревания, затем хранили при температуре +2 - +4 °С в течение 11 суток. После этого проводили оценку выхода готового продукта и качества фарша.

Установлено, что в опытном варианте

Таблица 2 - Физико-химические показатели образцов фарша

Показатели Исходный образец Контрольный образец Опытный образец

Массовая доля: сухое вещество, % 31,20 29,80 30,70

белок, % 19,12 16,80 17,58

жир, % 11,14 10,64 10,47

Амино-аммиачный азот, мг/10мл вытяжки 14,00 12,60 11,90

Потери при тепловой обработке, % 23,14 22,60 19,56

рН водной вытяжки 6,46 6,40 6,30

Содержание сухого вещества в опытном образце фарша составило 30,70 %, что на 0,5 абс. процента ниже, по сравнению с исходным образцом, но выше, по сравнению с контрольным образцом на 0,9 абс. процента. Сохранность белка после хранения в охлажденном состоянии в мясном опытном фарше было ниже на 1,54 абс. процента по отношению к исходному сырью, но больше, чем в контрольном образце на 0,78 абс. процента. Разница в содержании жира в исходном контрольном и опытном образцах колебалась в пределах 0,5-0,67 абс. процента.

Содержание амино-аммиачного азота в 10 мл вытяжки в опытном образце было ниже на 2,2 мг, по сравнению с исходным сырьем и на 0,70 мг, по сравнению с контрольным образцом.

Потери при тепловой обработке опытного образца с анолитом оказались ниже на 3,58 абс. процента, чем в исходном образце и на 3,04 абс. процента, по сравнению с контрольным образцом.

Концентрация водородных ионов (рН) колебалась в пределах 6,30-6,46.

Заключение. Таким образом, исследованиями установлено, что использование нутовой муки в количестве 5 % и электрохимическая обработка раствора анолита с показателями +600 - +650 способствует сохранению питательных веществ в готовом продукте в среднем на 2 %.

Библиографический список

1. Абрамов, К. Нейтральный анолит при изготовлении фарша [Текст]. / К. Абрамов // Птицеводство, 2008. - № 4. - С. 18.

2. Васильева, А.Г. Разработка технологии новых растительных добавок из семян тыквы и их использование в технологии мясорастительных вареных колбас [Текст]: автореферат дис. к.т.н. / А.Г. Васильева. - Краснодар, 2009. - 25 с.

3. Лисицын, А.Б. Исследование влияния электроактивированной воды при различных режимах на технологические показатели мясного сырья [Текст] / А.Б. Лисицын, А.С. Дыдыкин, П.А. Афанасьев // Мясная промышленность - приоритет развития и функционирования 15 между-нар. науч-практ. конф. памяти В.М. Горбатова (2 дек. 2012): Сб. - М.: 2012. - Т. I. - 232 с.

4. Мясной фарш и способ его приготовления [Текст]: патент РФ № 2494649 / Зельман М.В. № 2012125986/13 Заявл. 22.06.2012, опубл. 10.10.2013

5. Осадченко, И.М. Некоторые нетрадиционные технологии обработки водных растворов, кормов и продуктов животноводства, обеспечивающие снижение в них нитритов и нитратов [Текст]/ И.М. Осадченко, А.С. Филатов, Н.Г. Чамурлиев // Известия Нижневолжского агро-университетского комплекса: наука и высшее профессиональное образование. - 2016. - №1(41). - С. 129-135.

6. Способ получения мясопродуктов функционального назначения [Текст]: патент РФ № 2423882 / Кунташов Е.В., Птичкина Н.М., Банникова А.В. № 2010119383/13 Заявл. 14.05.2010, опубл. 20.07.2011

7. Способ посола мяса животных [Текст]: патент РФ № 2440001 / Осадченко И.М., Горлов И.Ф., Храмова В.Н. и др. № 2010123985. Заявл. 11.06.2010, опубл. 20.01.2012

8. Способ электро-активирования солей натрия [Текст] : заявка на изобретение № 2013129199 от 25.06.2013 / Осадченко И.М., Горлов И.Ф., Кузнецова Е.А., Стародубова Ю.А. Опубл. 27.12.2014

9. Способ получения мясного фарша [Текст] : патент РФ № 2581730 / Осадченко И.М., Горлов И.Ф., Сложенкина М.И. и др. № 2015109103. Заявл. 16.03.2015, опубл. 20.04.2016.

10. Rosenvold K., Viklund E. Retail colour dixplay life of chited lamb as affected by para-cessing condition and temperature // Ment Scincer Vol. 88 (july 2011), issue 3. - P. 354-360.

Reference

1. Abramov, K. Nejtral'nyj anolit pri izgotovlenii farsha [Tekst]. / K. Abramov // Pticevodstvo, 2008. - № 4. - S. 18.

2. Vasil'eva, A. G. Razrabotka tehnologii novyh rastitel'nyh dobavok iz semyan tykvy i ih ispol'zovanie v tehnologii myasorastitel'nyh varenyh kolbas [Tekst]: avtoreferat dis. k. t. n. / A. G. Vasil'eva. - Krasnodar, 2009. - 25 s.

3. Lisicyn, A. B. Issledovanie vliyaniya ]lektroaktivirovannoj vody pri razlichnyh rezhimah na tehnologicheskie pokazateli myasnogo syr'ya [Tekst] / A. B. Lisicyn, A. S. Dydykin, P. A. Afanas'ev // Myasnaya promyshlennost' - prioritet razvitiya i funkcionirovaniya 15 mezhdunar. nauch-prakt. konf. pamyati V. M. Gorbatova (2 dek. 2012): Sb. - M.: 2012. - T. I. - 232 s.

4. Myasnoj farsh i sposob ego prigotovleniya [Tekst]: patent RF № 2494649 / Zel'man M. V. № 2012125986/13 Zayavl. 22.06.2012, opubl. 10.10.2013

5. Osadchenko, I. M. Nekotorye netradicionnye tehnologii obrabotki vodnyh rastvorov, kormov i produktov zhivotnovodstva, obespechivayuschie snizhenie v nih nitritov i nitratov [Tekst]/ I. M. Osadchenko, A. S. Filatov, N. G. Chamurliev // Izvestiya Nizhnevolzhskogo agrouniversitetskogo kompleksa: nauka i vysshee professional'noe obrazovanie. - 2016. - №1(41). - S. 129-135.

6. Sposob polucheniya myasoproduktov funkcional'nogo naznacheniya [Tekst]: patent RF № 2423882 / Kuntashov E. V., Ptichkina N. M., Bannikova A. V. № 2010119383/13 Zayavl. 14.05.2010, opubl. 20.07.2011

7. Sposob posola myasa zhivotnyh [Tekst]: patent RF № 2440001 / Osadchenko I. M., Gorlov I. F., Hramova V. N. i dr. № 2010123985. Zayavl. 11.06.2010, opubl. 20.01.2012

8. Sposob ]lektro-aktivirovaniya solej natriya [Tekst] : zayavka na izobretenie № 2013129199 ot 25.06.2013 / Osadchenko I. M., Gorlov I. F., Kuznecova E. A., Starodubova Yu. A. Opubl. 27.12.2014

9. Sposob polucheniya myasnogo farsha [Tekst] : patent RF № 2581730 / Osadchenko I. M., Gorlov I. F., Slozhenkina M. I. i dr. № 2015109103. Zayavl. 16.03.2015, opubl. 20.04.2016.

10. Rosenvold K., Viklund E. Retail colour dixplay life of chited lamb as affected by para-cessing condition and temperature // Ment Scincer Vol. 88 (july 2011), issue 3. - P. 354-360.

E-mail: niimmp@mail.ru