5. Поліпшення функціонально-технологічних властивостей м’ясної сировини

При переробці м’ясної сировини з недостатньо вираженими функціональними властивостями або пониженим вмістом м’язової тканини вводять харчові добавки, здатні покращувати властивості білково-жирової системи. Харчові добавки (адитиви) — природні, ідентичні природнім або штучно синтезовані речовини, які додають у їжу як інгредієнт з технологічних міркувань: подовжити термін зберігання (консерванти), перетворити їжу в відношенні кольорусмаку (щоб зберегти і підвищити смак), текстуриконсистенції, зовнішнього вигляду. Звичайно до харчових добавок не відносять речовини, які підвищують харчову цінність продуктів  харчування: вітамінимікроелементиамінокислоти. Деякі добавки використовувались протягом століть, наприклад, для збереження їжі — оцетсіль (соління бекону, м’яса, риби і ін.), або використання діоксиду сірки в деяких винах (E220). З появою оброблених харчових продуктів у другій половині 20-го століття було введено багато інших добавок, як природного, так і штучного походження. Станом на 2010 рік відомо більш 2800 найменувань харчових добавок. Одне з головних достоїнств вживання покращувачів функціональних властивостей – істотне підвищення економічних показників виробництва в результаті зниження вартості початкової сировини і збільшення рентабельності виробництва продукції. При цьому підвищується можливість найраціональнішого використання м’ясної сировини перш за все зниженої сортності, скорочення втрат при технологічній обробці. Функціональні добавки (ФД), що використовуються у м’ясній промисловості, повинні відповідати певним вимогам. За характером дії на зв’язуючи властивості білків м’яса добавки можуть: підвищувати їх за рахунок фізико-хімічної активації (фосфати, цитрати і ін.); не впливати, а самі проявляти ці властивості (крохмаль, пектин, каррагенани, білкові препарати і ін.).

Фосфатні добавки. Вони широко використовуються при виробництві м’ясопродуктів і є натрієвими і калієвими солями ортофосфорної кислоти, пірофосфорної, триполіфосфорної і гексаметафосфорної кислот.

Фосфатні добавки багатофункціональні. Вони підвищують здатність м’язових білків зв’язувати воду і жир, тим самим покращують соковитість, ніжність і вихід продукту; покращують емульгуючу здатність; регулюють рН; збільшують окислювальну стійкість ліпідів, тобто є антиокислювачами. Проте фосфати відрізняються один від одного ступенем дії на жир, білки м’яса. Багато в чому це залежить від величини рН 1 % розчину солей. По ньому визначають напрям їх використовування і класифікують на кислі, нейтральні і лужні.

Кислі солі (рН нижче 5,8) негативно впливають на гідратацію білкових речовин через зниження рН м’ясної системи і наближення її до ізоелектричної точки. Їх використовують, як правило, для розм’якшення і набухання з’єднувальних білків, наприклад, свинячої шкірки. Кислі фосфати покращують умови кольороутворення

Нейтральні – недостатньо ефективні, але здатні уповільнити процеси окислення ліпідів.

Лужні фосфати підвищують водоутримуючу і емульгуючу здатність білків м’язової тканини, проте можуть надавати мильний присмак, погіршувати колір продукту і створювати сприятливі умови для розвитку небажаної мікрофлори. У зв’язку з цим доцільне вживання сумішей з кислих, нейтральних і лужних фосфатів, які, покращуючи функціональні властивості м’яса, не підвищували б рН готового продукту більш ніж до 6,5 і не змінювали його органолептичних властивостей.

Особливо ефективне використання фосфатів при переробці мороженого і худого м’яса.

Структурорегулюючі добавки із зв’язуючими властивостями.  Ці добавки застосовують для поліпшення структури, зниження вмісту небажаної вільної вологи, яку не вдалося зв’язати білками м’яса, а також для посилення емульгуючих, желюючих, зв’язуючих властивостей м’ясних систем. Використовування цих добавок дозволяє скоротити втрати при тепловій обробці і підвищити вихід готового продукту.

Асортимент зв’язуючих добавок широкий і постійно поповнюється завдяки пошуку нових джерел отримання і модифікації відомих. Основні види зв’язуючих добавок, що використовуються в м’ясній промисловості, показані на рисунку 3.

Рисунок 3 – Основні види зв’язуючих добавок

Білкові добавки.

Рослинні білкові добавки широко застосовуються як регулятори харчової цінності і замінників м’яса. Так, широке розповсюдження вони знайшли завдяки своїм високим функціональним властивостям, що дозволяють підвищити економічну ефективність їх використання.

Функціональні властивості цих добавок залежать від хімічного складу рослин і способів їх обробки. В рослинах, окрім білка, містяться речовини небілкової природи (вуглеводи, жири, клітковина), які погіршують функціональність добавок. Тому в практиці набуло популярність попереднє виділення (ізолювання) білкових компонентів і їх концентрація. Відомі технології отримання борошна, концентратів, ізолятів з рослинних джерел. Найбільше поширення набули соєві білкові продукти. Заслуговують уваги також і концентрати і ізоляти з соняшнику, ріпаку, квасолі, гороху, чечевиці.

Для активізації функціональних властивостей рослинної сировини використовують різні способи дії – фізичні, хімічні, біохімічні. Найбільше поширення набула екструзійна обробка зернової сировини.

Рослинні білкові препарати, як правило, характеризуються високою вологозв’язуючою, емульгуючою здатністю утворювати стійкі гелі і емульсії, диспергуванням і адсорбцією жиру. Вони діють аналогічно структуроутворюючим м’язовим білкам. Білкові молекули рослинних препаратів здатні адсорбувати воду і достатньо міцно її утримувати. Здібність рослинних білків до гелеутворення, як до холодного, так і до гарячого (нагріваючи при 100 °С) виконує особливо важливу роль в технологічній практиці, позитивно впливаючи на консистенцію і вихід м’ясопродуктів. Емульгуююча дія рослинних білків пов’язана з тим, що вони знижують поверхневий натяг і збираються на поверхні розділу фаз жир – вода, стабілізуючи емульсії. Зв’язуючі властивості добавок залежать від зовнішніх чинників – температури, рН середовища, іонної сили і інших. У зв’язку з цим для кожного виду білкового препарату повинні бути встановлені оптимальні умови розчинності, гідратації, гелеутворення, емульгування. На їх підставі визначають способи підготовки і внесення добавок в м’ясну сировину.

Оцінка зв’язуючих добавок повинна проводитися не тільки за їх функціональними властивостями, але і за органолептичними показниками: смаком і запахом, впливом на колір і консистенцію готових виробів. При використовуванні добавок з нейтральним смаком і запахом рекомендують збільшувати масову частку спецій і стабілізаторів забарвлення.

Білкові добавки тваринного походження. Молочно-білкові препарати одержують із знежиреного молока або сироватки, видаляючи воду, мінеральні речовини, лактозу при одночасній концентрації білків. Можна використовувати і молочні продукти в свіжому вигляді (молочний відвійок, вершки, знежирене молоко).

Більшість молочно-білкових препаратів містить водорозчинні білки (лактоальбуміни і лактоглобуліни) і мають високу водозв’язуючу і піноутворюючу здатність. На водозв’язуючу здатність молочно-білкових препаратів впливає спосіб їх отримання, хімічний склад, наявність солей, величина рН. Водозв’язуюча здатність сухого знежиреного молока складає 58 %, казеїну – 70 %, казєїнату натрію – 270%.

Сухе незбиране і знежирене молоко, сухий білковий концентрат з підсирної сироватки володіють вираженою емульгуючою здатністю, при нагріванні утворюють гелі. Кухонна сіль дещо знижує емульгуючу здатність, але зміцнює гель, не впливаючи на розчинність і набухаємість.

Казєїнат натрію має високу емульгуючу і водозв’язуючу здатність, добре розчиняється при рН 7,0. Присутність солей підвищує стабільність емульсій з казєїнатом натрію, але не впливає на розчинність. Цей препарат не може утворювати гелі, проте сприяє формуванню міцніших структур водорозчинних м’язових білків.

Молочно-білкові препарати:

  • сухе цільне і знежирене молоко;
  • сироваткові білкові концентрати;
  • казєїнат натрію;
  • харчовий казеїн;
  • харчовий альбумін.

Розчинні низькокальцієві коприцепітати на відміну від нерозчинних мають хороші водозв’язуючу і емульгуючу здібності і кращий смак. Емульгуючі властивості розчинних молочних препаратів пояснюються наявністю природного емульгатора лецитину.

У технології м’ясопродуктів молочно-білкові препарати застосовують не тільки для оптимізації функціональних характеристик, але і для підвищення харчової і біологічної цінності готових виробів.

Кров і кров’яні продукти. Кров застосовується у всіх формах у виробництві ковбас, зельців, холодців, консервів, дитячих продуктів з антианемічним ефектом. Вона надає комплексну дію: підвищує якість, біологічну цінність і вихід готових виробів, стабілізує колір м’ясних продуктів.

Висока функціональність крові і препаратів з неї – плазми, сироватки і ін. обумовлена їх білковим складом. Альбуміни легко взаємодіють з іншими білками, ліпідами і вуглеводами, мають високу водозв’язуючу здатність. Глобуліни – хороші емульгатори.

Всі білки плазми крові здатні утворювати гелі при нагріванні. При цьому фібріногени мають виражену гелеутворюючу здатність, переходячи у фібрин під впливом ряду чинників (зсув рН до ізоелектричної точки, наявність іонів Са²+) і утворюючи просторовий каркас.

Найбільше розповсюдження одержало вживання плазми крові при виробництві емульгованих м’ясопродуктів.

Колаген і желатин. Колагеновмісна сировина тваринного походження (шкірка, жилки, м’ясна обрізь, субпродукти другої категорії) широко використовується в технології м’ясопродуктів. Колаген в нативному вигляді має високу механічну міцність і нерозчинний у воді, проте при тривалій витримці у воді сильно набухає, його маса збільшується в 1,5-2 рази.

При подрібненні і під впливом термообробки колаген добре гідролізується. При цьому утворюються глютин і желатози, які володіють водозв’язуючою і студнеутворюючою здатністю, що дозволяє частково стабілізувати властивості готових м’ясних виробів. Жиропоглинальна здатність колагену низька. Ступінь гідратації колагену підвищується при рН 5, 7.

 Функціональні властивості білків крові:

 Функціональна дія желатину:

  • водозв’язування;
  • гелеутворення;
  • емульгування і стабілізація емульсій.

Желатин використовують для стабілізації структури переважно при виробництві делікатесних м’ясних продуктів і пастеризованих консервів.

Желатин (фр. gelatine, від лат. gelātus «заморожений») — білковий продукт тваринного походження, який являє собою суміш лінійних поліпептидів з різною молекулярною масою; продукт денатурації колагенугідролізований колаген. Желатином є білкова желейна речовина, похідна колагену, фібрилярний білок сполучної тканини тварин. Складається з гліцинупроліну і оксипроліну. Отримують виварюванням (тривалим кип’ятінням з водою) кістокхрящів та сухожиль, сполучної тканини, в основному свинячі і яловичі.

Отриманий розчин випарюють (з сировини одержують екстракт, який освітлюють й висушують), освітлюють і охолоджують до перетворення в желе, яке розрізають на шматки і висушують. Виготовляють листовий желатин і подрібнений. Желатину не вистачає незамінної амінокислотитриптофану, тому він не вважається повним білком. У неочищеній формі желатин також відомий як «тваринний клей». При охолодженні желатину утворюються драглі, при збиванні — піна.

Гідроколоїди за своїм хімічним складом належать до полісахаридів, зокрема галактоманнанам (камідь гуара, камідь тара, камідь ріжкового дерева).

Полісахариди (або поліцукриди) або полімери цукрів — складні високомолекулярні сполуки, які під каталітичним впливом кислот чи ферментів піддаються гідролізу з утворенням простіших полісахаридів, потім дисахаридів, і врешті-решт багато (сотні і тисячі) молекул моносахаридів.

Полісахариди, що складаються із залишків моносахаридів одного виду, називаються гомополісахаридами, а ті полісахариди, що містять моносахариди двох і більше видів, які регулярно чи нерегулярно чергуються, називаються гетерополісахаридами.

Важливі представники полісахаридів — крохмаль і целюлоза. Їхні молекули побудовані з ланок — (С6Н10О5)-, є залишками шестичленних циклічних форм молекул глюкози, що втратили молекулу води, тому склад крохмалю та целюлози виражається однією формулою (С6Н10О5). Різниця тільки в властивостях цих полісахаридів обумовлених просторовою ізомерією утворюючих їх моносахаридних молекул: крохмаль побудований із ланок α-, а целюлоза — β-форми глюкози.

Полісахариди поділяються на петозани (крохмальінуліндекстринцелюлоза тощо) і гексозани (ксиланарабан).

До полісахаридів також відносяться: пектинигеміцелюлоза (напівклітковина), лігнінхітин та ін.

Полісахариди, які складаються з двох або й більше різних моносахаридних ланок. Пр., альгінові кислоти (головні структурні компоненти клітинних стінок бурих водоростей), мономерні ланки яких становлять залишки D-мануронової і L-гулуронової кислот, з’єднані 1→4 глікозидними зв’язками.

Їх одержують спеціальними методами з екстрактів морських водоростей, соку рослин, самих рослин або зерен. За своєю здатністю зв’язувати воду і формувати термостабільні гелі гідроколоїди перевершують білкові продукти. Вони реагують з білками, викликаючи взаємодію між полімерними групами, що дозволяє стабілізувати структуру продуктів. Основна частина гідроколоїдов розчинна у гарячій воді. Гелеутворення, в основному, починається при тепловій обробці і проходить краще в спеціальних умовах (за наявності іонів калію і кальцію)

Крім того, для різних продуктів необхідні стабілізатори з різними функціональними властивостями. У зв’язку з цим у м’ясній промисловості переважають спеціально підібрані суміші колоїдів і інших компонентів, призначені для використовування в певних м’ясопродуктах.

Каррагенан – кращий з гідроколоїдів, що використовують у м’ясній промисловості. Його одержують шляхом водного екстрагування з певних видів червоних водоростей у вигляді сипкого порошку білого кольору. Каррагенан є складним полісахаридом, що складається переважно з Д-галактози. Один або більш атомів водню в молекулі каррагенана замінений сульфатною групоюГалактоза – один з простих цукрів. Відрізняється від глюкози просторовим розташуванням водневої і гідроксильної груп в 4-го вуглецевого атома. Міститься в тваринних і рослинних організмах, у тому числі в деяких мікроорганізмах. Входить до складу молочного цукру. При окисненні утворює галактоновугалактуронову та слизову кислоти.

Існує декілька видів каррагенана, які, залежно від хімічної будови, відрізняються своїми властивостями. Каррагенан володіє високою гелеутворюючою і водозв’язуючою здатністю. Унаслідок наявності на поверхні негативних зарядів легко взаємодіє з білками і катіонами; утворює після циклу «нагрів-охолоджування» міцну просторову сітку, в осередках якої утримується вода. Дуже важливою властивістю для технології м’яса є те, що застиглі гелі каррагенана не виділяють воду при зберіганні.

Найбільш ефективне використання каррагенана в технологічному процесі виробництва м’ясопродуктів з підвищеним вмістом жирів і сполучної тканини, розмороженого, мало ознаки PSE, м’яса механічної дообвалки, м’яса птаха.

Каррагенан не розщеплюється ферментами шлунково-кишкового тракту і може бути використаний не тільки як регулятор структури, але і для створення низькокалорійних м’ясних продуктів.

Агар – суміш полісахаридів і агарпектину, яку одержують з водоростей. За технологічною дією поступається каррагенану. Агар (також відомий як кантенагал-агаляпонський риб’ячий клей) — складна природна суміш полісахаридів; нерозгалужені полісахариди, що містяться в деяких червоних морських водоростях родів GracilariaGelidiumAhnfeltia, які ростуть в Білому морі і Тихому океані; продукт, одержуваний з морських водоростей (бурихчервоних (анфельцій або фурцелярій). В залежності від виду водоростів склад виділених полісахаридів може змінюватись. Вуглеводи агару є сумішшю сульфатованих полісахаридів: лінійного полісахариду — агарози і гетерогенної суміші молекул меншого розміру, яку називають агаропектином.

Хімічно агар-агар є полімером, складеним з частин цукрової галактози, компонентом стінок клітин деяких водоростей (Sphaerococcus euchema). У промислових масштабах видобувають з Gelidium amansii.

До складу агару входять вуглеводи (до 70%), сполуки білкової природи (1-2%), сліди олії і значна кількість іонів кальцію. Суміш вуглеводів, містить азотсіркутощо.

Альгінова кислота і альгінат натріюпродукти, які отримують у якості сполучних гелеутворюючих і емульгуючих речовин. Альгінова кислота (англ. Alginic acid) — полісахариди, які побудовані із залишків β-D-маннуронової і α-L-гулуронової кислот, які знаходяться в піранозній формі і зв’язані в лінійні ланцюги 1,4-глікозидними зв’язками. Цю в’язку гумоподібну речовину, отримують з водоростей родів Ламінарія (зокрема японської ламінарії) і Macrocystisкласу Бурі водорості (Phaeophyceae). Вміст альгінової кислоти в ламінарії коливається від 15 до 30 %.

Альгінова кислота нерозчинна у воді і в більшості органічних розчинників. 1 частина альгінової кислоти адсорбує300 масових частин води, що обумовлює її застосування як загусника. Альгінова кислота є полімерним ланцюгом, що складається з двох мономерів — залишків поліуронових кислот (D-мануронової і L-гулуронової) в різних пропорціях, що варіюються залежно від конкретного виду водоростей.

Альгінат натрію — полісахариди[1], які одержують з бурих водоростей, він дає прозорі безколірні драглі. Виготовляють у вигляді світло-коричневих пластинок з жовтим відтінком. Пластинки у воді (оптимальне співвідношення 1:10) бубнявіють і набувають драглистої консистенції. Здатність утворювати драглі у нього в 4 рази вища, ніж у желатину. Альгінат натрію — сіль альгінової кислотиСмаку і запаху не має, при тривалому кип’ятінні — своїх властивостей не змінює.

Альгінова кислота у воді не розчиняється, але добре зв’язує воду, у зв’язку з чим краще всього її використовувати при виробництві реструктурованих м’ясопродуктів. Альгінати натрію, калію розчинні в холодній воді, але не розчинні в сольових розчинах. Альгінатні гелі стійкі до дії як низьких, так і високих температур, що вигідно відрізняє їх від гелів агару, желатину, каррагенана і ін.

Альгінат натрію при розчиненні у воді знижує поверхневе натягнення на межі розділу фаз, тобто проявляє властивості поверхнево-активних речовин. Емульгуюча здатність альгінату натрію найвища при рН 5.

Альгінати не засвоюються організмом людини, але сприяють виведенню важких металів.

Крохмаль і модифіковані крохмалі застосовуються як адгезиви, студнеутворювачі і зв’язуючі воду речовини. Нативний крохмаль в основному, використовують при виробництві м’ясопродуктів зниженої сортності; модифіковані крохмалі – у складі багатокомпонентних добавок.

Крохмаль (лат. amylum), (С6Н10О5)n — рослинний виокомолекулярний  полісахарид амілози  і  амілопектинумономером яких є глюкоза. Резервний гомополісахарид рослин. Нагромаджується в результаті фотосинтезу у плодахзернікоренях і бульбах деяких рослин як запасна форма  вуглеводів.

Модифікований крохмаль — це продукт з заданими властивостями. У техніці перетворення крохмалю на глюкозу (процес оцукрювання) відбувається шляхом кип’ятіння його упродовж декількох годин із розчином сірчаної кислоти (каталітичний вплив сірчаної кислоти на оцукрювання крохмалю було винайдено в 1811 р. К. С. Кирхгофом). Щоб із утвореного розчину вилучити сірчану кислоту до нього додають крейду, утворюючи з сірчаної кислоти нерозчинний сульфат кальцію. Останній відфільтровують і речовину упарюють. Утворюється густа солодка маса — крохмальна патока, яка крім глюкози має значну кількість інших продуктів гідролізу крохмалю.

Однією з найважливіших властивостей крохмалю є його клейстерізація в процесі термічної обробки. Полісахаридні компоненти крохмалю (амілопектин і амілоза) при цьому переходять у рідку фазу і поглинають вологу, утворюючи гель. Низькі значення рН прискорюють набухання гранул крохмалю. Серед природних крохмалів найбільшу водопоглинальність і в’язкість при знижених температурах гелеутворення демонструє картопляний і рисовий крохмаль.

Модифікація крохмалів проводиться для посилення їх функціональних властивостей. Добавка крохмалю в м’ясні вироби дозволяє вирішити і деякі технологічні питання.

Be the first to comment

Leave a Reply

Your email address will not be published.


*