Способы обогащения мясопродуктов полиненасыщенными

Таблица 18

Основным способом обогащения мяса ПНЖК является использование белково-жировых эмульсий, обогащенных необходимыми компонентами.

Белково-жировые эмульсии изготавливают по рецептурам, в которых соотношение изолированного соевого белка, жирового компонента и воды составляет соответственно 1:(5-5,5):(5-5,5), а соотношение концентрированного соевого белка, жира и воды соответственно 1:4:4.

Подготовка белково-жировых эмульсий осуществляется на куттерах. В куттер загружают воду, белковые препараты и обрабатывают в течение 4-5 минут, затем постепенно вносят тонкой струйкой растительное масло. Общая продолжительность куттерования 10-15 минут.

Поваренную соль вносят в конце куттерования (на 3-5 последних оборотах куттера). Срок хранения белково-жировой эмульсии при температуре 0-4 ºС составляет не более 48 часов.

Уровень замены мясного сырья на белково-жировую эмульсию в зависимости от вида колбасных изделий составляет 10-35 % к массе основного сырья.

При изготовлении рубленых полуфабрикатов, мясных и мясорастительных консервов растительные масла вносят на стадии фаршесоставления в количестве 3 % к массе сырья.

4.5. Использование пробиотиков и пребиотиков

в технологии мясных продуктов
Производство функциональных пробиотических продуктов основано на использовании:

- пробиотиков;

- симбиотиков;

- пребиотиков;

- синбиотиков.

Пробиотики - это активные и неактивные формы микроорганизмов, а также их структурные компоненты и метаболиты, оказывающие положительное влияние на микрофлору кишечника человека. Чаще всего классическими пробиотиками называют бифидобактерии и молочнокислые микроорганизмы рода Lactobacillus.

Впервые термин «пробиотик» появился в 1974 г. и обозначал добавку к корму, которая содержит живые микроорганизмы, благотворно воздействующие на организм животного путем оздоровления микрофлоры кишечника.

К микроорганизмам, используемым для создания препаратов на основе пробиотиков, предъявляются следующие требования:

- должны быть выделены из организма тех видов животных и человека, для которых они и будут предназначены;

- должны обладать полезным воздействием на организм хозяина, подтвержденным лабораторными исследованиями и клиническими наблюдениями;

- при длительном использовании они не должны вызывать побочных эффектов;

- должны быть устойчивы к низким значениям рН, желчным кислотам, антимикробным соединениям;

- должны обладать стабильными характеристиками, как в клиническом, так и в технологическом плане;

- должны обладать высокой скоростью роста и размножения в условиях, близких к таковым в кишечном тракте;

- должны иметь четкую физиолого-биохимическую и генетическую маркировку, как для исключения фальсификации, так и для периодического контроля идентичности исходных пробиотических штаммов и производственных культур в процессе их эксплуатации.

Наиболее часто для изготовления препаратов используют следующие виды живых микроорганизмов:

- Bifidobacterium: B.bifidum, B.adolescentis, B.breve, B.infantis, B.longum;

- Lactobaccilus: L.plantarum, L.acidophilus, L.casei, L.fermentum, L.lactis;

- Propionibacterium: P.acnes;

- Streptococcus: S.cremoris, S.lactus;

- Lactococcus;

- Leuconostoc;

- Pediococcus.

Синбиотики. Название происходит от слова «синергизм», то есть «усиление действия». Это смесь пробиотиков и пребиотиков, которая полезно влияет на здоровье организма. Их композиция способствует:

- повышению выживаемости и приживляемости внесенных с добавками микроорганизмов в кишечнике;

- повышению активности микроорганизмов, населяющих толстый отдел кишечника.

В результате синергизма пробиотиков и пребиотиков обеспечивается:

- эффективная имплантация вводимых в желудочно-кишечный тракт человека пробиотиков;

- стимуляция собственной микрофлоры человека.

Морфологически бифидобактерии представляют собой грамположительные палочки. Палочки имеют утолщения на одном конце (булавы) или двух концах (гантели). Физиологическим свойством бифидобактерий является их способность расти и развиваться при температуре 20-40 ºС, рН 5,5-8,0. Оптимальной зоной роста является температура 36-38 ºС и рН 6,0-7,0. Однако проведенные экспериментальные исследования показали, что бифидобактерии способны выживать и при более низких температурах 2-4 ºС.

Первично выделенные бифидобактерии по отношению к кислороду являются строгими анаэробами. В процессе лабораторного культивирования они приобретают способность развиваться в присутствии кислорода.

Для нормального роста и развития бифидобактерий большое значение имеет присутствие ростовых веществ. В качестве ростостимулирующих веществ используют витамины (пантотеновая кислота, биотин, рибофлавин), минеральные вещества (железо, кобальт, магний, фосфор, калий), растительные компоненты (обезжиренная соя, тростниковый сахар, экстракт картофеля).

1. Бифидобактерии проявляют высокую антагонистическую активность в отношении патогенных и условно-патогенных микроорганизмов. Антагонистическое действие на патогенные микроорганизмы оказывают органические кислоты, антимикробные вещества, бактериоцины, продуцируемые микроорганизмами. Продуцирование органических кислот приводит к повышению кислотности и, как следствие, угнетению нежелательной микрофлоры. Среди антимикробных веществ большое значение имеет перекись водорода, которую продуцируют пробиотические микроорганизмы. Бактериоцины - вещества, вырабатываемые микробными клетками, обладающие ингибирующей способностью в отношении патогенных и условно-патогенных микроорганизмов.

2. Бифидобактерии регулируют обменные процессы организма за счет продуцирования витаминов, в частности витамина К (филохолин), группы В, биотина (витамин Н), РР (ниацин), которые участвуют в обмене белков, углеводов, синтезе аминокислот.

3. Бифидобактерии способствуют более полному гидролизу белков, как растительных, так и животных. Благодаря этому повышается усвояемость пищи и снижается вероятность развития пищевой непереносимости из-за накопления в толстом кишечнике непереваренных белков.

Бактерии рода Lactobacillus (стрептобактерии) представляют собой палочки разной длины. Особенностью стрептобактерий является их высокая устойчивость к поваренной соли (6-10 %). Лактобациллы в большинстве способны расти при температуре 1 ºС и хорошо развиваются при 15 ºС. Основными свойствами являются кислото- и ароматобразующая способность, последняя проявляется в способности продуцировать ацетоин. Стрептобактерии обладают выраженной протеолитической активностью, благодаря развитому комплексу протеиназ и пептидаз, в отношении не только молочных, но и мышечных и соединительно-тканных белков.

Бифидосодержащие продукты делятся на три группы:

1-я группа - объединяет продукты, в которые добавляют жизнеспособные клетки бифидобактерий, выращенные на специальных средах (развитие микроорганизмов в таких продуктах не предусматривается);

2-я группа - продукты, сквашенные чистыми или смешанными культурами бифидобактерий;

3-я группа - продукты смешанного брожения, чаще всего сквашенные совместной культурой бифидобактерий и молочнокислых микроорганизмов.

Пробиотические функциональные продукты должны обладать следующими свойствами:

- устранять избыточное бактериальное обсеменение тонкой кишки;

- восстанавливать нормальную микрофлору толстой кишки;

- улучшать кишечное пищеварение и всасывание;

- восстанавливать нарушенную моторику кишечника.

Производство пробиотических мясных продуктов еще не получило широкого распространения по ряду причин:

- во-первых, для мясного сырья характерен более низкий уровень показателя активности воды по сравнению с молочнокислыми продуктами, особенно при производстве сырокопченых и сыровяленых колбас;

- во-вторых, отсутствует способ существенного снижения количества исходной микрофлоры, конкурирующей с пробиотиками;

- в-третьих, для обеспечения пробиотического эффекта необходимо вводить большое количество микроорганизмов.

Бифидобактерии и молочнокислые микроорганизмы в технологии мясопродуктов могут использоваться в виде сухих и жидких препаратов, которые могут быть прямого применения и производственными заквасками (рис. 18).

Сухие препараты

Препараты пробиотиков

Рис. 18. Формы препаратов пробиотиков

К препаратам прямого назначения, используемых в технологии производства предварительной подготовки, относятся сухие и жидкие закваски микроорганизмов.

Сухие и жидкие закваски могут выпускать в концентрированном виде. Такие препараты характеризуются повышенным содержанием микробных клеток от 150 до 300 млрд. клеток в 1 г препарата. Концентрированные препараты хранятся при температуре 3-5 ºС в течение 2-3 месяцев.

Препараты стартовых культур вносят в сухом виде, либо предварительно восстановленные в кипяченой охлажденной воде, либо в жидком виде на стадии фаршесоставления. Дозировка зависит от агрегатного состояния бакпрепарата и его видового состава.

Например, одной из последних разработок бакпрепаратов пробиотических культур является создание препаратов ВВ-12 и ВВ-46 на основе бифидобактерий B.lactis и B.longum (фирма «Христиан Хансен», Германия), предназначенных для производства сырокопченых колбас. Данные препараты рекомендуется вносить в сухом виде в количестве 5·10⁶ клеток на 1 г фарша совместно с препаратом «Бактоферм Т-SPX» (смесь стафилококков и педиококков). Колбасные батоны обрабатываются в климокамерах по стандартной схеме. В готовых колбасах содержание пробиотиков 10⁸ КОЕ/г.

Необходимо отметить, что использование жидкого концентрата бактерий более предпочтительно, чем сухого бакпрепарата, поскольку микроорганизмы в таком виде более активны и продуцируют большее количество вкусо-ароматических веществ.

Использование производственных заквасок

Применение высоких температур на стадии тепловой обработки мясных продуктов, в частности варено-копченых, полукопченых и вареных колбас, исключает возможность сохранения жизнеспособности клеток пробиотических микроорганизмов. Пробиотический эффект обусловлен продуктами метаболизма, накопившимися в продукте в ходе технологического процесса, и структурными элементами клеток пробиотиков.

В связи с этим при производстве мясопродуктов целесообразнее использовать активизированные бакпрепараты в виде производственной закваски. Использование заквасок позволяет:

- равномерно распределить бакпрепараты в структуре мясного сырья и обеспечить высокую удельную концентрацию микробных клеток;

- обогатить мясное сырье белком молочного сгустка, а также ионами Са²⁺ и метаболитами микроорганизмов, что повышает технологический потенциал препаратов и их питательную ценность;

- рационально и экономично использовать исходный препарат.

Традиционно для активизации бакпрепартов используют стерилизованное коровье молоко, в которое дополнительно могут быть добавлены различные ростостимулирующие вещества (витамины, минеральные вещества, растительные компоненты).

Схема подготовки производственной закваски на стерилизованном молоке представлена на рис. 19. Закваску вносят на стадии фаршесоставления, уровень введения составляет 2-5 % к массе сырья.

Охлаждение молока до t = 37 ºС

Внесение ростовых веществ

Внесение бакпрепарата

Рис. 19. Схема подготовки производственной закваски

В качестве основы для активизации пробиотиков возможно использование других белковых продуктов, в частности плазмы крови. Для структурирования в плазму вносили 12 % заквасочных культур L.plantarum и L.casei с добавлением 6 % гидратированной овсяной муки и 3 % соевого изолированного белка. Продолжительность структурообразования составляет 2,5-3 часа при температуре 20 ºС. Полученная композиция позволяет заменять 20-35 % мясного сырья, а кроме этого, способствует повышению биологической ценности готового продукта.

Способность пробиотиков ферментировать растительные субстраты и снижать содержание опасной для здоровья микрофлоры позволяет использовать растительное сырье как питательную среду для активизации микроорганизмов. Для этой цели широко используется такое растительное сырье, как капуста, свекла, морковь, отруби пшеничные и т.д.

Использование функциональных добавок на основе овощных и зерновых культур, ферментированных молочнокислыми микроорганизмами, повышает уровень потребления продуктов естественного происхождения, ежедневное потребление которых способствует активизации функций организма в целом.

Схема подготовки растительных компонентов представлена на рис. 20.

Рис. 20. Схема подготовки растительного сырья

В качестве баккультур используют L.plantarum, B.adolescentis. Полученная биологически активная добавка содержит не менее 10⁷ КОЕ/г активной биомассы бактерий. Она вносится на стадии фаршесоставления и позволяет заменять от 10 до 20 % мясного сырья. Кроме пробиотического эффекта использование этих заквасок позволяет снизить долю вносимого нитрита натрия до 40 % от исходного количества.

Функциональные добавки на основе растительного сырья могут быть использованы взамен мяса в технологии рубленых полуфабрикатов. Это способствует:

- во-первых, повышению пищевой ценности и обогащению продукта витаминами группы В, фолиевой кислотой и природными антиоксидантами;

- во-вторых, способствует удлинению их сроков хранения.

Введение растительных добавок обогащает мясной продукт витаминами, которые не встречаются в мясном сырье, в частности витамином А, повышает содержание белка за счет присутствия бактерий (микробный белок). Кроме этого, ферментированные добавки способствуют повышению усвояемости продукта.

Использование пробиотиков в технологии деликатесных изделий не нашло широкого применения, поскольку конкуренцию микробиальной ферментации составляет применение различных добавок и механической обработки. При этом в результате интенсификации технологического процесса биохимические изменения протекают не в полном объеме, в результате чего получаемые изделия практически не отличаются друг от друга по органолептическим характеристикам.

Обеспечить требуемые органолептические характеристики готовых продуктов можно совмещением механической обработки и использованием рассолов, обогащенных бакпрепаратами.

Использование микроорганизмов в технологии деликатесных изделий возможно в двух вариантах:

- во-первых, применением солелюбивых, холодоустойчивых микроорганизмов;

- во-вторых, внесением в сырье предварительно активизированных микроорганизмов вместе с питательной средой, обогащенной ферментами, кислотами, витаминами и т.д.

Препараты микроорганизмов предварительно восстанавливают в воде температурой 37 ºС либо активизируют на стерильном коровьем молоке при той же температуре. Подготовленные бакпрепараты вводят в состав шприцовочных рассолов в количестве до 10 % к массе сырья. Мясное сырье шприцуется, массируется, подвергается созреванию и затем тепловой обработке по традиционной схеме.
4.5.3. Характеристика пребиотиков и их использование

в технологии мясных продуктов
Пребиотиками являются вещества, способствующие росту и развитию бифидобактерий, то есть это соединения, обладающие бифидогенным действием. Наибольший интерес представляют бифидогенные препараты - пищевые добавки. Эти добавки могут использоваться в двух вариантах:

- внесение в состав продукта одновременно с бифидобактериями с целью повышения их выживаемости или усиления роста (метод интервенции бифидобактерий), то есть использование синбиотиков;

- внесение в состав продукта с целью повышения выживаемости бифидобактерий, населяющих толстый отдел кишечника (метод поддержки бифидобактерий).

Среди известных в настоящее время пребиотиков наибольшую долю составляют:

- углеводы (ксилит, сорбит, галактоза, раффиноза и т.д.);

- отдельные витамины и их производные (пантотеновая кислота, каротин);

- витаминсодержащее сырье;

- олигосахариды (лактулоза, фруктоолигосахариды);

- полисахариды (инулин);

- микроводоросли (хлорелла, спирулина);

- биологически активные иммунные белки (лактоглобулин, гликопептиды).

Ксилит и сорбит - пяти- и шестиатомные алифатические спирты сладкого вкуса, содержатся в значительных количествах в растительных соках и морских водорослях. Поскольку пищеварительные соки человека не содержат ферментов, способствующих утилизации этих углеводов, они достигают толстого кишечника в неизменном виде, где подвергаются микробной ферментации и стимулируют рост и развитие бифидобактерий и лактобацилл. Аналогичным бифидогенным эффектом обладает раффиноза.

Лактоза является одним из важнейших источников углеводов для бифидобактерий в естественных условиях обитания и при создании для них питательных сред. В толстом отделе кишечника человека лактоза под действием кишечных и микробных ферментов превращается в глюкозу и галактозу. Галактоза обладает способностью стимулировать рост и развитие бифидобактерий в различных условиях культивирования.

Олигосахариды - углеводы, молекулы которых состоят из нескольких моносахаридных остатков (2-10). Это лактоза, лактулоза, лацитол, соевый олигосахарид, фруктоолигосахарид, галактоолигосахарид и т.д.

Олигосахариды растений и молока являются одним из главных источников в питании человека. Функциональная значимость их состоит в том, что они служат субстратом для бифидобактерий, то есть являются пребиотиками.

Одним из самых распространенных в мире и признанных по эффективности пребиотиков является лактулоза. Она относится к классу кетоз и состоит из остатков фруктозы и галактозы. Лактулоза представляет собой белое кристаллическое вещество, не имеющее запаха, гигроскопичное, хорошо растворимое в воде. Лактулоза представляет собой бифидогенный дисахарид, который не расщепляется ферментами желудочно-кишечного тракта (ЖКТ) и не усваивается. Она транзитом проходит верхние разделы ЖКТ и в неизменном виде достигает толстой кишки, где избирательно стимулирует рост и жизнедеятельность бифидо- и лактобактерий и подавляет патогенную микрофлору.

Лактулоза является продуктом глубокой молочной переработки, ее получают из молочного сахара - лактозы. Лактулоза может быть получена из лактозы двумя основными путями. Первый путь - так называемая α-А-транс-формация, механизм которой связан с образованием фенольной формы лактозы и эпилактозы. Второй путь предполагает взаимодействие с аммиаком или аминами.

Продукты, обогащенные лактулозой, обладают рядом полезных эффектов: подавляют образование токсичных метаболитов и вредных ферментов, способствуют абсорбции минеральных веществ и укреплению костей, нормализуют процесс образования и выведения фекальных масс, ингибируют образование вторичных жирных кислот, проявляют антиканцерогенный эффект. Установлено, что при ежедневном употреблении взрослыми людьми 3 г лактулозы относительное содержание бифидобактерий повышается с 8,3 до 47,7 %.

Ведущей фирмой на мировом рынке, занимающейся исследованием свойств лактулозы и способов ее получения, является фирма «Morigana Milk Indastry Co» (Япония). В настоящее время эта фирма выпускает 5 видов препаратов лактулозы и производит продукты детского и диетического питания с ее использованием. Кроме Японии продукты с лактулозой производят во Франции, Чехии, Швеции.

В России выпускается препарат лактулозы под торговой маркой «Лактусан» (ЗАО «Фелицата», г. Москва, Россия), представляющий собой некристаллизующийся сироп с содержанием сухих веществ не менее 55 %, в том числе не менее 35 % лактулозы.

Одной из последних разработок является лактулозоуниверсальный модуль «Лактум» (Северо-Кавказский ГТУ, Россия), щелочная сгущенная фракция которого содержит до 50-60 % лактулозы в пересчете на сухое вещество.

Примером использования лактулозы в технологии мясопродуктов может быть технология производства вареных колбас с углеводным препаратом «Лактусан». Фаршесоставление проводят по стандартной схеме, лактулозу вносят на первой стадии куттерования, взамен сахара, с нежирным сырьем, фосфатами, пряностями и частью воды. Поскольку обычная норма закладки сахара 0,1-0,2 %, то с учетом относительной сладости лактулозы для сохранения традиционного вкуса ее вносят в количестве 0,3-0,5 %. На функционально-технологические свойства белков лактулоза не оказывает никакого влияния.

Важнейшим источником олигосахаридов являются продукты частичного гидролиза полисахаридов и пищевые растворимые волокна типа инулина.

- инулин натурального происхождения, экстрагированный из частей многих наземных растений, например, топинамбура (артишока), сахарной свеклы, лука, девясила, спаржи, инжира, овса, пшеницы, чеснока и т.д.;

- инулиноподобный фруктант, получаемый синтетическим путем, в том числе, микробным синтезом.

Важным свойством инулина является способность уменьшать абсорбцию в кишечнике углеводов и липидов. При клинических испытаниях выявлено положительное влияние добавок этого класса на уровень холестерина и снижение триглицеридов, регуляцию желчных кислот. Установлено, что в дозе 20-40 г/день инулин повышает содержание бифидобактерий с 7,9 до 9,2 log/г.

Перспективным направлением является использование в технологии продуктов функционального назначения на мясной основе инулинсодержащих растений, в частности топинамбура.

В табл. 19 приведены рецептурные композиции вареных колбас с использованием порошка концентрата топинамбура (ПКТ) и концентрата топинамбура сушеного (КТС). Порошки вносятся на первой стадии фаршесоставления в сухом виде в количестве 3-5 % к массе мясного сырья.

Таблица 19
Рецептурные композиции вареных колбас

Наименование сырья	Расход основного сырья, кг/100 кг
	Вариант 1	Вариант 2
Говядина 1-го сорта	85	85
Свинина полужирная	2	10
ПКТ	3	-
КТС	-	5
Итого	100	100

Следует отметить, что применение пребиотиков и продуктов функционального питания, не содержащих пробиотических микроорганизмов, может самостоятельно обеспечивать пробиотический эффект для организма человека.