СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЗАМЕСТИТЕЛЯ ЖИРА, ЗАМЕСТИТЕЛЬ ЖИРА (ВАРИАНТЫ) И СОДЕРЖАЩИЙ ЕГО МЯСОПРОДУКТ (ВАРИАНТЫ)
METHOD OF OBTAINING FAT SUBSTITUTE, FAT SUBSTITUTE (VERSIONS) AND MEAT PRODUCT CONTAINING IT (VERSIONS)

Настоящее изобретение относится к способу получения растительных волокон для использования в качестве заместителя жира. В частности, изобретение предлагает использовать обработанные растительные волокна в качестве заместителя жира в мясопродукте с пониженным содержанием жира.
Растет потребность в мясопродуктах с пониженным содержанием жира. Эта потребность подтверждается все большим числом свидетельств о том, что высокое потребление животного жира и особенно жира с высокой долей насыщенных жирных кислот связано с повышенным риском ожирения, различными типами рака, высоким уровнем холестерина в крови и коронарными заболеваниями сердца. По этим причинам несколько организаций, связанных со здравоохранением (Всемирная Организация Здравоохранения, Американская Кардиологическая Ассоциация и Американская Раковая Ассоциация), предложили снизить общее потребление жира до уровня не более 30% от общего количества калорий. В настоящее время озабоченные проблемами здоровья потребители пытаются снизить потребление жира в рационе употреблением пищевых продуктов с пониженным содержанием или отсутствием жира, поскольку жир составляет самый концентрированный источник энергии в рационе.
Однако снижение содержания жира в мясопродуктах представляет ряд трудностей, с точки зрения вида, вкуса и текстуры, поскольку жир оказывает значительное желательное влияние на эти свойства. С точки зрения питания, жир представляет собой источник витаминов и незаменимых жирных кислот. Жир также модифицирует восприятие вкусовых соединений влиянием на баланс, интенсивность и высвобождение вкусов и воздействием на их распределение и миграцию. С точки зрения текстуры, жир оказывает значительное влияние на связывание, реологические и структурные свойства мясных продуктов и он играет важную роль в образовании мясных эмульсий в переработанных продуктах. Мясные продукты, имеющие сниженное содержание жира, имеют тенденцию высыхать и становиться менее сочными и воспринимаются потребителем как менее приятные на вкус.
Изготовители внесли несколько модификаций для компенсации неблагоприятных эффектов, вызванных снижением уровней жира. Эти модификации включают выбор ингредиентов мяса, адаптацию или получение обычных пищевых технологий для варьирования составом конечного продукта или для придания определенных функциональных свойств и, наконец, применение не мясных ингредиентов, которые могут помочь приданию желательной текстуры и, что важнее всего, повысить способность удерживания воды в продукте.
Эмульсионные колбасы и сосиски, широко используемый продукт, представляет собой легкий и экономичный путь к получению высокоценного товара из мясных остатков. Типичная энергетическая ценность обычных колбас и сосисок, состоящих полностью из говядины и из смеси говядины и свинины находится в диапазоне 320±325 ккал/100 г. Современные композиции колбас и сосисок, которые имеют содержание жира до 30%, необходимо изменять для получения продуктов с более благоприятной питательной ценностью, при этом удерживая их текстуру такой же приемлемой, как имевшаяся ранее, путем применения различных заместителей жира.
В качестве заместителей жира использовали несколько немясных продуктов. Гидроколлоиды с их уникальными свойствами придания текстуры, устойчивости и эмульсий представляют большой интерес в переработанной мясной продукции с пониженным содержанием жира ввиду их способности связывать воду и образовывать гели. Альгинат, каррагинаны, ксантановая смола, смола бобов робинии, производные целлюлозы, крахмалы и пектины представляют собой некоторые примеры гидроколлоидов, которые были исследованы в мясопродуктах с пониженным содержанием жира.
Применение богатых пищевыми волокнами и крахмалом растительных ингредиентов в форме вареных овощей широко известно. Существует традиция добавления небольшого количества вареного картофеля к продуктам, приготавливаемых в домашних условиях, таких как тефтели, печеночные паштеты, колбасы, сосиски или другие смеси из прокрученного через мясорубку мяса, имеющие высокое содержание жира. Целью такого добавления является улучшение всасывания жира и добавленной воды, но также уменьшение испарения воды во время процедуры приготовления.
Углеводы и волокна успешно применялись для увеличения выхода при приготовлении пищи, снижения стоимости композиции и усиления текстуры. В патенте США № 5654028 раскрыт низкокалорийный мясопродукт, включающий смесь измельченного в мясорубке, по существу не содержащего жира мяса и замещающего ингредиента в виде растительного жира, включающего пищевые волокна и крахмал, при этом обеспечивается получение мясного продукта, имеющего такой же вкус и консистенцию/текстуру и внешний вид, как аналогичные типы мясных продуктов, полученных из мяса, имеющего высокое содержание жира. По существу весь жир механически удаляется из мяса и замещается ингредиентом, содержащим пищевые волокна и крахмал, причем пропорция пищевых волокон составляет по меньшей мере 5 вес.% сухого вещества замещающего жир ингредиента, а пропорция крахмала составляет по меньшей мере 50% сухого вещества замещающего жир ингредиента. С помощью этого способа получается мясопродукт, имеющий высокую питательную ценность, но при низком содержании жира, достигающем 2-13 вес.%, сохраняющий такое же содержание мясного белка.
Пищевые волокна определяются как остаточная часть съедобной части растений и аналогично углеводам они устойчивы к перевариванию и всасыванию в тонком кишечнике человека. Известно, что потребление волокон снижает риск рака толстой кишки, ожирения, сердечно-сосудистых заболеваний и нескольких других расстройств. Следовательно, было рекомендовано увеличение суточного потребления пищевых волокон.
Материал пищевых волокон происходит главным образом из клеточных стенок овощей, из которых нерастворимые волокна представляют собой полуцеллюлозы/целлюлозы, а растворимые волокна называются пектинами. Пектины состоят главным образом из единиц галактуроновой кислоты и сложного метилового эфира галактуроновой кислоты. Их в промышленных масштабах получают из кожуры цитрусовых и яблочной выжимки и они классифицируются в соответствии со степенью их этерификации. Нативные пектины очень часто являются высокометилированными (НМ-пектины) и можно получить пектины с более пониженным содержанием сложных эфиров (LM-пектины). LM-пектины в целом получают регулируемой кислотной деэтерификацией, но существуют другие средства, такие как использование кислотных микробных пектиновых метилэстераз (РМЕ) или щелочных РМЕ из высших растений. Действие фермента пектинметилэстеразы (РМЕ) можно обнаружить во многих фруктах и овощах, где она деметилирует или деэтерифицирует карбоксиметильные группы пектиновых полисахаридных цепей. Это снижение степени метилирования может в свою очередь запустить различные процессы, связанные с текстурой и твердостью фрукта или овоща.
Пектины, такие как пектины с пониженным содержанием сложных эфиров LM и с высоким содержанием сложных эфиров НМ, использовались в качестве загустителей, эмульгаторов, стабилизаторов и желатинирующих агентов в разнообразных пищевых продуктах. Имеющиеся в продаже пектины, изготовленные по заказу для действия в качестве заместителей жира со своими собственными характеристиками, имеют потенциал применения в пищевых продуктах с пониженным содержанием жира. В целом рекомендуется их применение с агентами, связывающими воду, для улучшения сенсорных характеристик у пищевых продуктов с пониженным содержанием жира. Когда пектины используются в качестве замещения жира в переработанных мясных продуктах, гель сдвигается в мелкие частицы, которые имитируют физические и органолептические характеристики шариков в эмульгированных жирах.
Изобретение предлагает способ получения растительного волокна, подлежащего применению в качестве заместителя жира в мясопродукте, с использованием полезных свойств пищевого волокна, а также его применение в мясопродукте.
Задача настоящего изобретения состоит в создании способа для получения растительных волокон из цветной капусты, брокколи, брюссельской капусты, зеленых бобов, зеленого горошка, брюквы, крапивы, шпината, томатов, капусты, полевой капусты, рапса, моркови, сельдерея, черной редьки, свеклы, плода шиповника, яблок и груш, которые предстоит использовать в качестве заместителя жира в мясопродукте, например в эмульсионной колбасе и сосисках. Эта задача решается соответствующей обработкой свежего сырого овоща для оптимизации характеристик растительных волокон для того, чтобы сделать их смешиваемыми с мясом в переработанном мясопродукте.
Другой задачей изобретения является создание мясного продукта с пониженным содержанием жира, включающего ингредиент растительного волокна, так что конечный продукт сохраняет желательную текстуру и, что важнее всего, способность удерживать воду, а также сохранять его текстуру.
В частности, изобретение относится к модификации пектиновой части содержимого волокон для изменения ее способности удерживать воду.
Настоящее изобретение отличается тем, что растительные волокна термообрабатывают в течение относительно короткого периода времени, посредством этого оптимизируя активность РМЕ для модификации характеристик этерификации пектина для усиления взаимодействия с мясной системой, в частности, настоящее изобретение относится к способу получения заместителя жира для использования в пищевых композициях, в частности в содержащих мясо пищевых композициях, включающему стадию, на которой растительное волокно термообрабатывают для инактивирования пектинметилэстеразы и предотвращения деэтерификации пектинов в растительном волокне, поддерживая в нем метоксипектины со степенью этерификации по меньшей мере 50%.
Предпочтительный вариант осуществления изобретения относится к способу получения заместителя жира, в котором метоксипектин имеет степень этерификации по меньшей мере 60%.
Предпочтительный вариант осуществления изобретения относится к способу получения заместителя жира, в котором метоксипектин имеет степень этерификации по меньшей мере 70%.
Предпочтительный вариант осуществления изобретения относится к способу получения заместителя жира, в котором метоксипектин имеет степень этерификации по меньшей мере 80%.
Предпочтительный вариант осуществления изобретения относится к подвергнутому термообработке растительному волокну, в котором содержание воды составляет по меньшей мере 80% и не более 95%.
Предпочтительный вариант осуществления изобретения относится к растительным продуктам, имеющим содержание крахмала по меньшей мере менее чем 25 вес.%, из группы, состоящей из цветной капусты, брокколи, брюссельской капусты, зеленых бобов, зеленого горошка, брюквы, крапивы, шпината, томатов, капусты, полевой капусты, рапса, моркови, сельдерея, черной редьки, свеклы, плода шиповника, яблок и груш.
Еще один предпочтительный вариант осуществления изобретения относится к растительным продуктам, имеющим содержание крахмала по меньшей мере менее чем 10 вес.%, из группы, состоящей из шпината, томатов, капусты, полевой капусты, моркови, сельдерея, черной редьки, свеклы и плода шиповника.
Предпочтительный вариант осуществления изобретения относится к заместителю жира, в котором растительное волокно получено из цветной капусты, брокколи, брюссельской капусты, зеленых бобов, зеленого горошка, брюквы, крапивы, шпината, томатов, капусты, полевой капусты, рапса, моркови, сельдерея, черной редьки, свеклы, плода шиповника, яблок или груш.
Еще один предпочтительный вариант осуществления изобретения относится к заместителю жира, в котором растительное волокно получено из шпината, томатов, капусты, полевой капусты, моркови, сельдерея, черной редьки, свеклы или плода шиповника.
Предпочтительный вариант осуществления изобретения относится к заместителю жира, в котором сырье растительных волокон включает по меньшей мере 1,5%, предпочтительно 2%, пищевых волокон.
Предпочтительный вариант осуществления изобретения относится к заместителю жира, в котором сырье растительных волокон включает по меньшей мере 3,5%, предпочтительно 4%. А еще предпочтительнее 5 вес.% моно- и дисахаридов.
Еще один предпочтительный вариант осуществления изобретения относится к мясному продукту с пониженным содержанием жира, включающему ингредиент растительного волокна для замещения жира, в котором весовое соотношение замещения жира растительным волокном составляет 1:0,3-3, предпочтительно 1:0,5-1,5, а еще предпочтительнее 1:1, снижая содержание жира в конечном продукте примерно до 2-13%.
Предпочтительный вариант осуществления изобретения относится к мясному продукту с пониженным содержанием жира, в котором отношение воды/белка составляет от 3,0 до 9,5.
Предпочтительный вариант осуществления изобретения относится к мясному продукту с пониженным содержанием жира, в котором содержание пектина составляет по меньшей мере 0,10%, но не более 0,5%.
Подробное описание изобретения
Молекулярные взаимодействия в мясе
Мясо представляет собой главным образом мышечную ткань животного, которая состоит примерно из 75% воды, 20% белка и 5% жира, углеводов и определенных белков. Биохимическая основа мышц и их функций связана с ферментными и физическими свойствами актина, миозина и добавочными белками. Солюбилизированные молекулы миозина представляют собой длинные тонкие волокнистые белки с молекулярной массой примерно 500 кД. Каждая молекула составлена из 6 субъединиц, двух больших тяжелых цепей и четырех меньших легких цепей. Тяжелые цепи содержат длинный линейный С-концевой α-спиральный домен и глобулярный N-концевой домен. 2 тяжелые цепи спирально взаимно перекручены, удерживаются вместе связями, придавая молекулам длинную жесткую суперспиральную структуру с двумя глобулярными головными фрагментами. 4 более легких глобулярных белка связаны с глобулярными головными фрагментами. Когда мясо нагревается, связи разрушаются и белки раскручиваются, приводя к расширению глобулярных белков и сокращению волокнистых белков. Таким образом, тепло сморщивает мышечные волокна и вода выдавливается. Вследствие разрушения связей в натуральной структуре молекулы белка могут раскручиваться, рекомбинироваться или коагулироваться, формируя новую структурную сборку, обнажая новые участки связывания водорода и, возможно, гидрофобные участки связывания. Во время продукции эмульсионных колбас и сосисок соль добавляют во время процесса измельчения в мясорубке для того, чтобы вызвать набухание мышечных волокон и деполимеризацию и солюбилизацию молекул миозина из волокнистой структуры. Молекулы миозина, экстрагированные таким образом, могут иметь способность образовывать крайне прочные гели при нагревании, усиливая способность удерживать воду и жир. После добавления растительных волокон к мясному продукту для текстуры благоприятно, если волокна взаимодействуют с экстрагированным миозином в мясопродукте.
G', модуль накопления, может представлять собой показатель эластичности, который можно объяснить как способность накапливать эластичность и противодействовать прилагаемой силе и способность высвобождать ее после этого. В миозиновой сети измерения G' показывают силу взаимодействия между молекулами.
Отношение воды/белка (W/P) мясных продуктов
Относительное содержание жира, влаги и белка очень тесно связано в мясопродуктах. Если содержание жира низкое, то содержание воды, вероятно, будет высоким, поскольку доступно больше воды на 1 г белка. Таким образом, при получении мясных продуктов, содержащих и воду, и жир, содержание и жира, и влаги следует рассматривать в отношении содержания белка, концепция, называемая отношением воды/белка (W/P). Во время приготовления потери воды увеличиваются с увеличением W/P, причем более высокое W/P означает большее количество воды на 1 г белка, и затем миозиновая сеть становится слабее и более склонной к утечке. В начинке, которую предстоит использовать для эмульсионных колбас и сосисок величина G' высокая, когда отношение W/P является низким, и величина G' низкой, когда отношение W/P является высоким, указывая набело редкие взаимодействия между экстрагированными молекулами миозина с увеличением содержания воды. Во время нагревания низкое отношение W/P содействует возможному слиянию молекул миозина, поскольку плотность высокая. Напротив, когда отношение W/P высокое, как в случае эмульсионных колбас и сосисок с пониженным содержанием жира, из которых удалено некоторое избыточное количество жира, то количество возможных взаимодействий имеет тенденцию к снижению. Поэтому вареные образцы проявляют менее эластичное поведение с более высокими потерями воды при высоком W/P, указывая на более слабую сеть с более крупными порами и меньшими капиллярными силами.
Пектины и действие пектинметилэстеразы (РМЕ)
Основной компонент волокнистого материала исходит из клеточных стенок в растительном материале, из которого нерастворимые волокна представляют собой полуцеллюлозы/целлюлозы, а растворимые волокна представляют собой пектины. Пектиновые полисахариды представляют собой сложные полисахариды, каркас которых почти исключительно составлен из остатков галактуроновой кислоты. Этот каркас прерывается волосковыми областями, в которых концентрируются нейтральные сахара. Остатки галактуроновой кислоты в зависимости от рН могут быть эстерифицированы на карбоксильных концах, что приведет к потере их отрицательных зарядов. Поэтому степень этерификации (DE) представляет собой важное свойство пектина, и так называемый высокометоксильный (НМ) пектин имеет типичную DE 55-80%, тогда как низкометоксильные (LM) пектины имеют DE <50%.
В таблице ниже содержание воды, общих углеводородов, крахмала, моно- и дисахаридов, пищевых волокон и крахмала, рассчитанное на сухое вещество, представлено для ряда овощей, включая некоторые фрукты.
Содержание ингредиентов в овощах, рассчитанное на 100 г съедобной части
Содержание воды (%)
Общее содержание углеводородов (%)
Крахмал (%)
Моно- и дисахариды (%)
Пищевые волокна (%)
Крахмал (рассчитано на сухое вещество) (%)
Цветная капуста
91,3
6,2
1,1
2,7
2,4
12,6
Широкие бобы
81
11,7
5,8
1,7
4,2
30,5
Брокколи
89,1
6,2
1,2
1,9
3,1
11
Брюссельская капуста
86
9
2,2
2,6
4,2
15,7
Зеленые бобы
90
7,1
1,5
1,7
3,9
15
Желтый горошек, сухой
15
60
47,2
2,1
10,7
55,5
Зеленый горошек
79
14,5
5
4
5,5
23,8
Капуста огородная
85
10
4,1
2,1
3,8
27,3
Турецкий горох
10,7
61
46,4
4,6
10
52
Брюква
91
6,2
1,5
2,9
1,8
16,7
Чечевицы, сухие
12
60
46,1
2,4
11,5
52,4
Сердцевина кукурузного початка
68,8
25
18,83,3
2,9
60,3
Крапива
83
7,3
1,9
1,3
4,1
11,2
Тыква
92
6,5
2,1
2,7
1,7
26,3
Красные бобы, сухие
10,8
62
43,4
4,6
14
48,7
Шпинат
94
1,9
0,3
0,3
1,3
5
Томаты
93,4
5,1
0,7
3
1,4
10,6
Капуста
92
6
0,6
3,4
2
7,5
Топинамбур
78
17,4
9,7
3.2
4,5
44,1
Репа
89,4
9,1
1,3
5,1
2,7
12,3
Рапс
90
6,6
0,8
3,9
1,9
8,0
Морковь
87,5
11,1
0,9
7,8
2,4
7,2
Пастернак
81
14,7
6,4
3,8
4,5
33,7
Сельдерей
89
7,7
1
3,6
3,1
9,1
Черная редька
94
3,9
0,1
2,2
1,6
1,7
Свекла
87,1
10,8
1,5
7
2,3
11,6
Козелец испанский
79
16,3
9,3
3
4
44,3
Картофель
79,6
17,5
14,6
1,5
1,4
71,6
Апельсин
86
12,2
1,4
8,9
1,9
10
Плод шиповника без семян, сухие
9,1
80
7
61
12
7,7
Груша
84,5
14,9
2,5
8,5
3,9
16,1
Яблоко без шкурки
84
14,8
3,4
10,5
0,9
21,3
Овсяная каша
10,2
72,3
61
1,3
10
67,9
Овсяные отруби
8,1
63
41,8
3,2
18
45,5
Ячменная каша
10,2
72
63,5
0,9
7,6
70,7
Ржаная каша
14
74
58
2,4
13,6
67,4
Пшенная каша
14
72
66
0,5
5,5
76,7
Неполированный (шероховатый, коричневый) рис
11,8
77
72,8
1,3
2,9
82,5
Как обсуждалось выше, степень этерификации (DE) представляет собой важное свойство пектинов. Единственное различие между НМ-пектином и LM-пектином состоит в их относительных пропорциях кислотной и сложноэфирной групп, и это представляет собой отличие, которое вызывает их превращение в гель совершенно в других условиях. Нативные пектины очень часто являются высокометилированными (НМ-пектины), а пектины с более пониженным содержанием сложного эфира (LM-пектины) можно получить контролируемой кислотной деэтерификацией, но существуют другие средства, такие как применение микробных пектиновых метилэстераз (РМЕ) или щелочных РМЕ из высших растений. LM-пектины способны сильно взаимодействовать с ионами кальция и в определенных условиях образовывать гели для пищевого применения.
Действие фермента пектинметилэстеразы (РМЕ) можно обнаружить во многих фруктах и овощах, в которых этот фермент деметилирует или деэтерифицирует карбоксиметильные группы пектиновых полисахаридных цепей. Это уменьшение степени метилирования может в свою очередь запустить различные процессы, связанные с текстурой и твердостью. Эти процессы могут включать поперечную сшивку кальцием, увеличение гидратации в деметилированных участках, увеличение сил экранирования и отталкивания электрическими зарядами внутри матрицы биополимера клеточной стенки, а также уменьшение восприимчивости к вызванным нагреванием β-разрушения пектинов и увеличение восприимчивости к деполимеризации, вызванной полигалактроназой (PG).
Целью обваривания и снятия кожуры и шелухи с фруктов и овощей перед стерилизацией наряду с другими является активация и/или инактивация ферментов, присутствующих в ткани растений. Видимая активность различных ферментов при различных температурах проявляет хорошо известное поведение и в конечном итоге достигается максимальная активность. Это часто именуется оптимальной температурой ферментного действия. Активность РМЕ во время бланшировки и переработки увеличивает твердость конечного продукта, тогда как, если обработка не применяется, не представляется, что РМЕ воздействует на твердость. В настоящем изобретении активность РМЕ оптимизируется для модификации характеристик этерификации пектина для усиления взаимодействия с мясной системой.
Посредством настоящего изобретения достигаются указанные цели и они будут иллюстрироваться следующими ниже примерами. Изобретение будет описано в связи с морковью, однако оно не ограничивается ею.
Пример 1
Влияние очищенных HM- LM- и Ca
+LM-пектинов на модели эмульсионной колбасной начинки
2
Этот пример демонстрирует взаимодействие между пектином и миозиновой сетью на модели эмульсионной колбасной начинки. В кусках свежей бескостной свинины отделяют жир для получения очень постного мяса. Постное мясо измельчают, пропуская через пластину 12 мм, а затем через пластину 3 мм в мясорубке. Содержание белка, воды и жира составляет соответственно 20%, 80% и 0%. Исследовали 3 различных отношения воды к жиру (W/P): W/P 5, 6,5 и 8.
Пектины были предоставлены Danisco Copenhagen. Использовали 2 различных типа пектинов: LM-пектин со степенью этерификации 34% (G-пектин LC1900) и НМ-пектин с DE 68% (G-пектин 1400), определенной титрованием общей кислотности. Растворы/гели пектина получали разбавлением соответствующего количества порошка пектина в горячей, в почти кипящей воде при высокой скорости магнитного перемешивания и давали солюбилизироваться в течение 2 ч до тех пор, пока не было видимых частиц. Соответствующие количества измельченного в мясорубке мяса, соли, воды, раствора пектина (12 мг пектина/мин) при скорости «9» в течение 1 мин.
2+
2+
2+
Во время приготовления потери воды увеличиваются с увеличением W/P. Отношение W/P после приготовления представляет собой показатель способности удерживания воды (WHC), чем выше отношение W/P, тем лучше WHC. При самом низком отношении W/P имеются лишь небольшие изменения WHC мясной сети после добавления HM- или LM-пектинов, тогда как представляется, что добавление LM-пектина +Са слегка увеличивает WHC. При отношениях W/P 6,5 и 8 добавление HM- и LM-пектина +Са не дает изменения WHC мясной сети, тогда как добавление представляется, что добавление LM-пектина снижает WHC. Модуль накопления G' был самым высоким при самом низком отношении W/P. Также добавление пектинов при этом низком отношении W/P дало увеличение G'. При более высоких отношениях W/P 6,5 и 8 добавление пектинов давало лишь маргинальные увеличения G', хотя добавлением НМ-пектина увеличивало величину G' несколько больше, чем HM- и LM-пектины +Са, указывая на то, что НМ-пектины имеют лучшую тенденцию к взаимодействию с мясной сетью при релевантном W/P 8 для эмульсионных колбас и сосисок.
Пример 2
Приготовление мясных продуктов, включающих морковные волокна, обработанные для регуляции активности РМЕ
Следующий пример демонстрирует способ предварительной обработки морковного сырьевого материала для получения пектина внутри растительных волокон для использования в эмульсионных колбасах и сосисках. Сырую морковь моют в водопроводной воде, режут на ломтики толщиной 10 мм. Ломтики подвергают бланшировке при отношении объемной загрузки 1 часть моркови в 4 частях воды. Периоды бланшировки и величины температуры были следующими: 15 мин при 40°С, 25 мин при 40°С, 15 мин при 60°С и 25 мин при 60°С. Сырую морковь использовали в качестве контроля для сравнения в ходе всей процедуры.
Содержание воды в моркови увеличивается с увеличением времени и температуры бланшировки, вызывая набухание моркови, указывая на то, что клеточные стенки дестабилизируются вследствие действия РМЕ или действия тепла на термолабильные связи между молекулами пектина в клеточной стенке. Деэтерификацию пектина в обработанной моркови можно проследить двумя путями. рН бланшировочного раствора дает показание буферной емкости моркови. Низкий рН указывает на большее количество зарядов и более низкую степень этерификации пектина. Титрование общей кислотности представляет собой кислотно-щелочной метод, который измеряет количество отрицательных зарядов в испытуемом растворе. Действие РМЕ можно проследить корреляцией объема основания с деэтерификацией пектина, присутствующего в обработанной моркови.
Результаты измерений рН и титрования показывают, что морковь, бланшированная в течение 15 мин при 40°С, имеет степень этерификации пектина, аналогичную НМ-пектину, тогда как морковь, обработанная при 60°С в течение 15 мин, имеет пектины, более подобные LM-пектину. Результаты также показывают, что при более высокой температуре 60°С и периодах бланшировки, более длительных, чем 15 мин, РМЕ начинает становиться инактивированной. Таким образом, для регулирования активности РМЕ и процесса деэтерификации крайне важно регулировать величины температуры и длительность периодов бланшировки.
Затем кубики бланшированной моркови измельчают в миксере (размеры частиц примерно 1-2 мм) и полученное пюре смешивают с водой. Разбавленное пюре затем снова смешивают для того, чтобы сделать его еще более однородным. Измельченное мясо, соль, воду и морковный раствор смешивают вместе в универсальном миксере при скорости «9» в течение 1 мин. Начинку помещают в кастрюлю и нагревают на водяной бане при 75°С до внутренней температуры 72°С.
После процедуры варки результаты показывают, что сырая морковь или морковь, бланшированная при 60°С, вызывают более высокие потери воды в начинке, чем потеря, вызванная морковью, обработанной при 40°С. Сырая морковь и морковь, обработанная при 60°С в течение 25 мин, имеют одинаковые потери, морковь, обработанная при 60°С в течение 15 мин, имеет меньшие потери, но еще важнее то, что ее потери воды меньше, чем у моркови, обработанной низкой температурой. Измерения G' показывают, что по сравнению с контролем сырой моркови эластичность увеличена для моркови, обработанной при 40°С в течение 15 мин. Таким образом представляется, что морковь, обработанная при 40°С, оказывает благоприятное влияние на потери воды по сравнению с другими видами обработки, указывая на то, что вода в бланшированной моркови прочно связывается или захватывается в клеточную структуру моркови. Это свидетельствует о том, что НМ-пектины улучшают текстуру и WHC мясной системы.
Другим благоприятным последствием при использовании моркови, обработанной при 40°С, в колбасных продуктах с пониженным содержанием жира был цвет приготовленного продукта, где можно было наблюдать розовый цвет. Это не наблюдалось для продуктов, приготовленных с сырой морковью, или для моркови, обработанной при 60°С. Также улучшился вкус в том, что смесь сахаров из моркови и аминокислот и мелких пептидов из мяса формирует после нагревания реакцию Майяра, которая придает мясному продукту приятный вкус. Более того, при жарке ломтиков колбасы легко образуется корочка и ломтик не сцепляется со сковородой, что часто случается с мясными продуктами, содержащими крахмал. Дополнительный положительный эффект при использовании морковных волокон в мясопродуктах состоит в том, что морковь содержит токоферолы, витамин С и β-каротены, которые в их биологической среде, связанной с другими окислительно-восстановительными системами, могут действовать в качестве антиоксидантов.
Пример 3
Оптимизированное получение мясных продуктов, включающих морковные волокна, обработанные для регулирования активности РМЕ
Из примеров 1 и 2 можно сделать вывод, что чем выше степень этерификации пектина, тем лучше растительное волокно подходит для мясной системы. В примере 2 высокая степень этерификации пектина была получена при самой низкой температуре (40°С) и самых коротких периодах времени (15 мин), когда активность РМЕ была самой низкой. Другим возможным путем снижения активности РЕМ для получения НМ-пектинов является использование тепловых обработок при гораздо более высоких температурах в течение более коротких периодов времени. Морковные кубики (10·10·10 мм) подвергали тепловой обработке при 92-94°С в течение 6 мин и 45 с.
Следующая процедура демонстрирует оптимизированный способ предварительной обработки для сырой моркови для получения наиболее благоприятного эстерифицированного пектина и максимального набухания для растительных волокон для использования в мясопродуктах. Сырую морковь моют в водопроводной воде, разрезают на кубики размером 10·10·10 мм. Периоды времени и величины температуры бланшировки были следующие: одна партия при 92-94°С в течение 6 мин, а вторая партия при 90°С в течение 45 с. Бланшированные и замороженные морковные кубики измельчают однократно в мясорубке через 3 мм мельницу.
Для демонстрации возможности применения растительного заместителя жира в другом мясопродукте, таком как говяжья котлета, подвергнутую различной тепловой обработке морковь добавляли в говяжью котлету. Были выбраны 2 типа мясного сырьевого материала для получения содержания жира в говяжьих котлетах от 3,6 до 34,6%. 10 или 20% воды или измельченные морковные кубики, термообработанные при 92-94°С в течение 6 мин или 45 с, добавляли к различным сырым мясным материалам. Котлеты лепили диаметром 100 мм, толщиной 10 мм, весом 92 г. Котлеты жарили на сковороде при 175°С до температуре в центре 72°С (по 3,5 мин на каждой стороне).
Результаты анализа котлет после процедуры приготовления показывают, что общая потеря (общая потеря жира и воды) во время приготовления больше в котлетах с высоким содержанием жира, что, вероятно, связано с более высокой долей потери жира из котлет с высоким содержанием жира. Однако, когда потерю воды из приготовленных котлет сравнивали с содержанием воды, присутствующей в сырых котлетах, то видно, что котлеты, содержащие морковь, бланшированную при 93°С в течение 6 мин, имеют меньшую потерю воды по сравнению с котлетами, содержащими морковь, обработанную при 93°С в течение лишь 45 с (см. фиг.1). Котлеты с морковью, обработанной при 93°С в течение 6 мин, имеют лучшую WHC, чем котлеты без обработанной моркови.
Затем можно анализировать воздействие активности РМЕ в бланшированной моркови на потери котлет при жарке. Ясно видно, что высокая активность РМЕ, вызывающая деэтерификацию пектинов в моркови, приводит к более высоким потерям из котлет. Более длительная обработка вероятнее всего инактивировала РМЕ более эффективно, чем при более короткой обработке, и поэтому приведет к более высоким количествам НМ-пектинов. Таким образом можно сделать вывод, активность РМЕ следует снизить до минимума для получения котлет с низкими потерями при жарке.
Пример 4
Оценка вкуса
Разнообразные колбасы: колбаски Falukorv, Frankfurters и Bar-BQ, включающие морковь, обработанную в соответствии с процедурой, описанной в примере 3, и процедурой обработки, где морковь нагревали при 80°С в течение 45 с и готовили, как описано в примере 2, тестировали с помощью вкусовой панели, сравнивающей следующие показатели: корочка при жарке, консистенция, рыхлость, сочность, мясной вкус, неприятный запах и общее впечатление, по шкале от 1 до 9, причем 9 представляет собой самую высокую балльную оценку (фиг.2). Для всех показателей и колбасок, тестированных панелью, колбаски с морковью, обработанной при 93°С в течение 6 мин, получили сравнимую или лучшую балльную оценку, чем балльная оценка, полученная колбасками, содержащими морковь, обработанную при 80°С или 90°С в течение 45 с.
Заключение
Из приведенных выше примеров, можно сделать вывод, что для получения наиболее благоприятного взаимодействия растительных волокон с мясом оптимальной бланшировочной обработкой растительных волокон является такая, при которой содержание воды в волокнах увеличивается до оптимального набухания, и в то же самое время степень этерификации пектинов удерживается на насколько возможно высоком уровне. Этого можно достичь несколькими различными путями. В примере 2 бланшировочная обработка при относительно низкой температуре 40°С в течение 15 мин дала колбаски с меньшими потерями воды по сравнению с колбасками, обработанными при 60°С в течение 15 мин или 25 мин. В сырой моркови все присутствующие пектины представляют собой НМ-пектины, а РМЕ является полностью функциональной, но существует в неактивном состоянии. При более низкой температуре обработки 40°С в течение 15 мин РМЕ не была активирована и поэтому большинство пектинов находится еще в форме НМ-пектинов, но процесс набухания моркови начался в сравнении с сырой морковью. При более высоких температурах 60°С в течение 15 мин и 25 мин активность РМЕ выше, чем при 40°С, 60% активности остается через 15 мин, тогда как представляется, что при более длительных периодах обработки при 65°С РМЕ инактивируется и через 60 мин бланшировки при 65°С активность не наблюдается (данные не показаны). Однако при этих более длительных периодах бланшировки морковь набухала с увеличением содержания воды от 87 до 92%, что, вероятно, делает ее слишком мягкой в качестве добавки в колбасы и неспособной удерживать воду во время процедуры готовки. Это видно в примере 2, где потери воды больше из моркови, обработанной в течение более длительных периодов времени.
Другим путем достижения оптимального набухания, в то же самое время сохраняя долю НМ-пектинов как можно высокой, является бланшировка моркови при более высоких температурах в течение более коротких периодов времени, как видно в примере 3. Бланшировочная обработка при высокой температуре 90°С в течение 2-10 мин уменьшает активность РМЕ примерно до 5% (данные не показаны), в то же самое время сохраняя пектины в виде НМ-пектинов. При этих коротких периодах обработки морковь начала процесс набухания, но еще не стала слишком мягкой. Если морковь обрабатывается в течение 25 мин при более высокой температуре, снова морковь становится слишком мягкой и начинает терять свою способность удерживать воду во время процедуры готовки (данные н показаны).
Преимущество использования высокой температуры и короткой обработки по сравнению с бланшировочной обработкой при 40°С в течение 15 мин состоит в том, что при более высокой температуре РМЕ активируется с последующей немедленной и почти полной инактивацией. При более низкой температуре обработки 40°С РМЕ не активируется, но она может продолжать деэтерифицировать пектины во время процедуры готовки колбасок. Этот процесс деэтерификации можно предотвратить увеличением времени бланшировки, но это, однако, вызвало бы слишком большое набухание моркови и потерю ее твердости, таким образом снижая способность колбасок удерживать воду.
Представляется, что активность РМЕ зависит и от температуры, и от времени бланшировки. После активации РМЕ температура, необходимая для инактивации РМЕ, является функцией времени. При высоких температурах требуется лишь несколько минут для почти полной инактивации РМЕ. По мере снижения температуры бланшировки время обработки нужно значительно увеличить для достижения полной инактивации РМЕ. Однако представляется, что набухание является главным образом функцией времени. При всех испытанных температурах более короткие периоды обработки вызывают набухание моркови, делая ее достаточно твердой, что после добавления в колбасную начинку приводит к получению колбасок с хорошей способностью удерживания воды. Когда периоды бланшировки слишком длинные, морковь становится мягкой и, следовательно, не подходит для участия в способности колбасок удерживать воду.