Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА МЯСНЫХ РУБЛЕНЫХ ПОЛУФАБРИКАТОВ С АНТИОКСИДАНТНЫМИ СВОЙСТВАМИ

Изобретение относится к пищевой, а именно к мясной промышленности, в частности к введению пищевых добавок на основе растительных компонентов с антиоксидантными свойствами в мясные рубленые полуфабрикаты для увеличения их сроков хранения, и может быть использовано в производстве полуфабрикатов из мяса свинины.

Известна технология производства пищевого продукта (свиного шпика, вареной колбасы и др.), содержащего натуральный растительный антиоксидант в виде сухого порошкообразного экстракта шлемника байкальского, обогащенного флавоноидами (патент РФ №2228673, МПК: A23L 1/31, Рогов И.А., Титов Е.И., Митасева Л.Ф. и др. Пищевой продукт, содержащий антиоксидант из экстракта шлемника байкальского, опубл. 20.05.2004). Недостатками данного способа являются: высокая гигроскопичность и большой процент распыла сухого порошкообразного экстракта при производстве продукции, широкий диапазон колебаний антиоксиданта на 100 г липидной части продукта, что снижает точность дозировки сухого экстракта.

Хорошо известно использование при производстве пищевых продуктов растительных компонентов с высоким содержанием в качестве антиоксиданта витамина E (Н.М. Эмануэль, Ю.Н. Лясковская. Торможение процессов окисления жиров. - М.: Пищепромиздат, Москва, 1961 - 257 с., стр. 63-65). Однако недостатком является сложность расчета необходимого количества витамина E, содержащегося в растительных компонентах, в соотношении с другими химическими компонентами продукта, т.к. недостаток витамина E или его избыток может не ингибировать, а катализировать окислительный процесс. Кроме того, значительное количество витамина E отрицательно сказывается на вкусовых качествах продукта.

Пищевые продукты могут содержать в качестве антиоксидантов растительного происхождения: свежую зелень шпината, и/или свежую зелень щавеля, и/или свежую зелень салата (патент РФ №2002438 C1, МПК A23L 3/34, опубл. 15.11.1993). Однако существенным недостатком этих антиоксидантов является то, что введение мелкоизмельченной массы растений в предлагаемых количествах неблагоприятно сказывается на внешнем виде продукта и его консистенции.

Технической задачей изобретения является разработка способа производства мясных рубленых полуфабрикатов, а именно свиного фарша, с антиоксидантными свойствами, снижение окислительной и микробиологической порчи полуфабрикатов. Способ позволяет расширить ассортимент мясных рубленых полуфабрикатов.

Поставленная задача достигается тем, что способ производства мясных рубленых полуфабрикатов с антиоксидантными свойствами предусматривает измельчение мясного сырья, приготовление фарша с одновременным внесением на стадии смешивания сырья пищевой добавки NovaSOL Rosemary в количестве 0,15% от массы полуфабриката, упаковку и охлаждение.

Одной из тенденций развития рынка мясных полуфабрикатов - увеличение сроков годности продукции, которое формирует ее конкурентное преимущество, так как повышает уверенность производителей и продавцов в более длительных сроках ее реализации.

Окисление липидов рассматривается как фактор, вызывающий порчу мясных полуфабрикатов. Такие технологические операции как куттерование, перемешивание и др., характерные для производства мясного фарша, с точки зрения протекания окислительных процессов имеют небольшую продолжительность. За период их осуществления (порядка нескольких минут) значительного накопления окислительных продуктов произойти не может. Однако эти процессы способны изменить картину дальнейшей динамики разрушения липидной фракции. На интенсивность окисления влияют: многократное увеличение площади контактной поверхности и насыщение фарша воздухом. В настоящее время продукты окисления липидов отнесены к химически токсичным.

В последние годы в качестве консервантов и антиоксидантов в мясной промышленности используют различные биологически активные вещества растительного происхождения, которые не только удовлетворяют требованиям безопасности, но и обладают биологической ценностью и хорошо сочетаются с другими компонентами пищи.

Розмарин и его экстракты являются распространенной пищевой добавкой, используемой в различных отраслях пищевой промышленности. Экстракты розмарина эффективны в защите цвета и вкуса натуральных продуктов и как новое поколение антиоксидантов пользуются спросом среди производителей в качестве растительных функциональных добавок.

Антиоксидантные свойства розмарина обусловлены фенольными соединениями, утилизирующими гидрокси- и пероксильные радикалы липидов, и также обладающие способностью образовывать хелатные комплексы с ионами металлов, например с Fe²⁺. В листьях розмарина идентифицировано множество ценных веществ (кислоты, алкалоиды, флавоноиды, гликозиды, хиноны, терпеновые кислоты и др.). Антиоксидантная активность розмарина вызвана в основном фенольными дитерпенами, карнозолом и карнозиновой кислотой. Экстракт розмарина (розманол, карнозиновая кислота) обладает каскадной способностью обновлять витамин E, а также участвует в каскаде карнозиновой кислоты. Как только антиоксидантная молекула карнозиновой кислоты «уловила» свободный радикал, она меняет свою структуру и превращается в карнозол. Карнозол также «улавливает» свободный радикал и меняется снова, преобразуясь в розманол. Розманол продолжает «улавливать» радикалы, из него получается галдозол, реализуя каскадный непрерывный процесс.

Широко известно вредное, канцерогенное и токсичное действие поступивших с пищей окисленных липидов на организм человека, которые провоцируют развитие ряда заболеваний, в том числе онкологических, и ускоряют старение организма. Употребление в пищу растительных антиоксидантов обеспечивает защиту организма человека от свободных радикалов, проявляя антиканцерогенное действие, а также они блокируют активные перекисные радикалы, замедляя процесс старения.

В качестве антиоксиданта используют пищевую добавку NovaSOL Rosemary (производитель «Aquanova AG», Германия), представляющую собой солюбилизат 15,0% экстракта розмарина (содержание карнозиновой кислоты не менее 6,0%) - вязкую, темно-коричневую с оливковым оттенком маслянистую жидкость с характерным запахом. Пищевая добавка NovaSOL Rosemary одинаково хорошо растворяется в воде, маслах и в жире, что обуславливает ее равномерное распределение в любых эмульсиях.

Пищевая добавка NovaSOL Rosemary обладает следующими технологическими преимуществами: химически немодифицирована; биодоступность для организма выше в 3-4 раза, чем у аналогичного вещества в макроформе; водо- и жирорастворимая; стабильна без потери биоактивности, т.к. в мицеллированном виде механически, термически, pH-стабильна.

Расчет закладки NovaSOL Rosemary в рецептуру фарша проводили исходя из рекомендуемых норм внесения предприятия-производителя, а также с учетом требований СанПиН 2.3.2.1293-03 «Гигиенические требования по применению пищевых добавок», с учетом Методических рекомендаций Государственного санитарно-эпидемиологического нормирования РФ №2.3.1.1915-04 от 2004 г. «Рекомендуемые уровни потребления пищевых и биологически активных веществ». В результате количество вносимого экстракта розмарина составило 0,15% к массе полуфабриката.

Внесение NovaSOL Rosemary в количестве менее 0,15% к массе полуфабриката не способствует проявлению антиоксидантных свойств добавки, в количестве более 0,15% к массе полуфабриката - не вызывает увеличения антиоксидантной активности продукции, но повышает ее себестоимость.

Для исключения влияния белковых, минеральных и других компонентов на протекание процесса окислительной порчи липидов при оценке антиокислительных свойств экстракта розмарина в качестве липидного сырья, наиболее подверженного окислительным процессам, использован свиной шпик с массовой долей жира 80±2,5% и массовой долей влаги 4,5%.

Изобретение поясняется следующими графическими материалами: фиг. 1 - технологическая схема производства фарша, фиг. 2 - динамика изменения перекисного числа модельных образцов мясного сырья и полуфабрикатов, фиг. 3 - динамика изменения кислотного числа модельных образцов мясного сырья и полуфабрикатов, фиг. 4 - динамика изменения численности КМАФАнМ модельных образцов мясного сырья и полуфабрикатов.

Для приготовления модельных образцов фарша в качестве базовой (контрольной) была выбрана традиционная рецептура. В качестве опыта - с дополнительным внесением NovaSOL Rosemary. Модельные образцы фарша вырабатывали с соблюдением стандартных параметров технологических операций (фиг. 1).

Мясное сырье и другие ингредиенты взвешивают в соответствии с рецептурой на весах, обеспечивающих точность дозирования. Процесс перемешивания производят в мешалке. Свинину, измельченную на волчке с диаметром отверстий решетки 3-5 мм, загружают в мешалку, добавляя часть воды, затем согласно рецептуре - пищевые добавки и перемешивают 4-6 минут (обрабатывают до температуры фарша не выше 12°C). NovaSOL Rosemary вносят на стадии смешивания сырья в количестве 0,15%. Фарши фасуют вручную в лотки из полимерной пленки с последующей оберткой их термоусадочной полиэтиленовой пленкой. Отформованные полуфабрикаты охлаждают при температуре от 0 до 4°C до достижения внутри полуфабриката температуры не выше 6°C.

Охлажденный свиной шпик тонко измельчали и при перемешивании вносили NovaSOL Rosemary в количестве 0,15% к массе сырья. Контрольным являлся образец без экстракта.

Модельные образцы (контроль и опыт) свиного фарша и шпика хранили при температуре 4±2°C, относительной влажности воздуха 75,0% в течение 7 суток. Процессы окислительной порчи оценивали по изменению кислотных и перекисных чисел сразу после изготовления, а также через 3, 5 и 7 суток хранения. Определение кислотного числа (КЧ) проводили по ГОСТ Р 50457, перекисного числа (ПЧ) - по ГОСТ Р 51487, показателей микробиологической безопасности - по ГОСТ 10444.15.

Анализ окислительных процессов, происходящих в продукте на молекулярном уровне, позволяет количественно определить содержание первичных (перекисное число) и вторичных продуктов окисления. Содержание первичных продуктов часто используется для оценки того, насколько близко находится продукт к критической точке окислительной порчи. Однако даже если продукт имеет низкое значение перекисного числа, это не всегда означает, что он свежий [Перковец, М. Натуральные растительные экстракты для продления срока годности мясных продуктов / М. Перковец // Мясная индустрия. - 2013. - №1. - С. 56-57].

Как правило, накопление продуктов гидролиза жиров, в том числе свободных жирных кислот, не влияет на органолептические показатели продукта. Однако гидролиз нежелателен, так как свободные жирные кислоты окисляются быстрее, чем нейтральные липиды.

Результаты влияния пищевой добавки NovaSOL Rosemary на количественные характеристики порчи жировой фазы модельных образцов фарша и шпика представлены на фиг. 2, 3.

По результатам исследований содержания продуктов окислительной порчи модельных образцов мясного сырья и полуфабрикатов установлено, что в образцах шпика окислительные и гидролитические процессы происходили менее интенсивно, чем в фарше. Дополнительное внесение пищевой добавки NovaSOL Rosemary в опытные образцы свиного фарша и шпика способствовало снижению скорости окисления жировой фазы продукции уже на первоначальном этапе хранения.

На 5 сутки хранения продукта значение ПЧ в модельных образцах фарша и шпика соответствовало степени свежести свежего, доброкачественного свиного жира (до 0,03% йода). Однако в опытных образцах свиного фарша значение ПЧ было на 20,7% ниже, чем в контроле, в опытных образцах свиного шпика - на 31,6% ниже. К концу хранения (7 сутки) значение ПЧ в контрольных образцах фарша составило 0,051% йода, что свойственно для свежего, но не подлежащего хранению свиного жира (0,03-0,06% йода), тогда как контрольные образцы шпика соответствовали категории свежей продукции. Количество накопившихся перекисей в опытных образцах фарша и шпика (0,029% йода и 0,016% йода соответственно) соответствовало степени свежести доброкачественного свиного жира.

Таким образом, количество первичных продуктов окислительной порчи жира к концу эксперимента в опытных образцах фарша и шпика было в 1,7-1,8 раза меньше, чем в контрольных.

Гидролиз жира в модельных образцах полуфабрикатов происходил в течение всего периода хранения менее интенсивно, чем окисление, поэтому значения КЧ исследуемых образцов соответствовали степени свежести свежего, доброкачественного свиного жира (до 3,0 мг КОН). Несмотря на это, количество образовавшихся свободных жирных кислот (на 7 сутки хранения) в опытных образцах мясного фарша было 1,5 раза меньше, чем в контрольных, в опытных образцах шпика - в 1,6 раза меньше, чем в образцах, без внесения NovaSOL Rosemary.

Результаты исследований окислительной порчи липидов свиного фарша и шпика свидетельствуют о снижении интенсивности образования перекисей и свободных жирных кислот в опытных образцах продукции.

При оценке безопасности продукта, особенно по признакам порчи жиров, рассматриваются также микробиологические показатели (КМАФАнМ - количество мезофильных аэробных и факультативно-анаэробных микроорганизмов), характеризующие окисление липидов, осуществляемое с помощью ферментов липолитической микрофлоры. Известно, что сильно окисленные жиры стерильны, так как свободные радикалы губительны для живых клеток, в том числе жизнеспособных микроорганизмов.

Результаты исследований микробиологической безопасности модельных образцов фарша и шпика представлены на фиг. 4.

В результате микробиологических исследований установлено, что уже на 3 сутки хранения проявился сниженный темп роста численности КМАФАнМ в опытных образцах мясного сырья и полуфабрикатов по отношению к контролю, который сохранился на протяжении всего периода исследований. К концу хранения (на 7 сутки) количество КМАФАнМ в 1 г контрольных образцов свиного фарша было в 1,3 раза выше, чем в опыте; в контрольных образцах свиного шпика - в 1,9 раза выше, чем в опыте. При этом численность мезофильной микрофлоры в контрольных образцах фарша в этот период превысила норму (5×10⁶ КОЕ/г), т.е. продукция по микробиологическим показателям уже не соответствовала требованиям СанПиН 2.3.2.1078-01, в то время как в образцах с добавлением NovaSOL Rosemary микробиологическая безопасность сохранилась до конца эксперимента (7 суток).

Таким образом, полученные результаты по изучению окислительной и микробиологической порчи свиного фарша и шпика свидетельствуют об эффективности и целесообразности применения пищевой добавки NovaSOL Rosemary, обладающей антиокислительными свойствами, при производстве мясных полуфабрикатов, что позволяет повысить их качество и увеличить срок годности.