В последние годы на российском рынке мясных полуфабрикатов зафиксировано увеличение всех основных показателей. Основным фактором формирования рынка стало увеличение объемов производства, связанное с ростом спроса со стороны населения. Ежемесячные объемы производства мясных полуфабрикатов в России в среднем были на 7,5 % больше уровня 2013 г., среднегодовое потребление населением мясных полуфабрикатов увеличилось до 10,2 кг/год. [6]
Развитие рыночных отношений, повышение темпов производства и объемов выпуска продукции мясной промышленности неразрывно связано с совершенствованием и созданием принципиально новых ресурсосберегающих технологий и комплексным использованием животноводческого сырья, разработкой новых видов продукции с высокими потребительскими свойствами. Дефицит животноводческого сырья, который в последние годы испытывает мясная промышленность, требует решения задачи создания технологий и средств выработки продукции, отвечающих медико-биологическим требованиям из сырья с различными отклонениями качественных и функциональных показателей. Выполнению этой задачи должно способствовать развитие теоретических исследований процессов структурообразования, протекающих в мясе при хранении и технологической обработке, в том числе с использованием биотехнологических приемов, позволяющих интенсифицировать процесс производства мясных продуктов и рационально использовать сырье с низкими технологическими свойствами.
Решение этих вопросов неразрывно связано с разработкой комплекса показателей объективной и надежной оценки качества сырья и готовой продукции за счет использования новых аналитических методов, которые должны соответствовать передовому уровню науки и технологии.
Традиционные методы исследования мяса и мясопродуктов — биохимические, физико-химические, структурно-механические и другие — не всегда позволяют эффективно решать целый ряд вопросов, касающихся качества сырья и готовой продукции. [10]
В работах Бем Р., Плева В., Налетова Н. А., Тинякова Г. Г., Велинова П., Белоусова А. А., Писменской В. Н., Хвыли С. И. и других показано, что прижизненное состояние мясного сырья и любое технологическое воздействие на него, связанное с убоем животного, хранением и переработкой, находят свое отражение в изменениях морфологических свойств его структурных элементов.
Для повышения нежности мяса для производства порционных полуфабрикатов пригодны такие препараты протеолитических ферментов, при воздействии которых не снижается питательная ценность мяса, в нем не расщепляются аминокислоты, а происходят структурные изменения мышечных и соединительнотканых белков, как и при естественном созревании мяса. При воздействии протеолитических ферментов на белки мяса происходят структурные изменения в тканях мяса.
Биохимическая природа белковых превращений и структурных изменений в тканях при искусственном и естественном созревании мяса во многом однотипна, но имеются и некоторые особенности при воздействии искусственных размягчителей. Для искусственного размягчения мяса могут быть использованы протеолитические ферменты микробиального, животного и растительного происхождения. [1,9]
В настоящее время предлагается широкий спектр ферментов с различным оптимумом температурной и рН активности. Однако, важной характеристикой используемых ферментов является способность протеолиза коллагеновых белков, которые определяют жесткость мясного сырья. [2]
Ферментные препараты микробиального происхождения получают от непатогенных бактерий и плесеней. В связи с тем, что в таких препаратах содержится комплекс различных ферментов, действие этих препаратов не является строго специфичным. Большинство микробных ферментных препаратов воздействует на мышечные волокна, разжижая сарколемму, разрушая ядра и мускульную основу (при этом полностью исчезает поперечная исчерченность мышечных волокон). Однако многие из них весьма незначительно воздействуют на соединительную ткань. К микробиальным ферментным препаратам относят: розим П-11, розим А-4, кератиназу, терризин, субтилизин, мезентерии и др.- грибкового и бактериального происхождения. [8]
Животные ферментные препараты (пепсин, трипсин, панкреатин, АФС, СКФП), получаемые из поджелудочной и других желез убойных животных, воздействуют преимущественно на мышечные волокна и в меньшей степени на соединительную ткань, вызывая распад белков мышечных волокон в большей степени, чем при естественном созревании мяса. Недостатком трипсина является то, что он проявляет максимальную активность в щелочной среде, а свежее мясо всегда имеет, кислую реакцию. Коллагенолитической способностью обладают ферменты животного происхождения коллагеназа и эстераза. [2]
К растительным ферментным препаратам относят: папаин, получаемый из млечного сока дынного дерева, фицин — из млечного сока инжира, бромелин и бромелаин, получаемый из ананасов и другие препараты, содержащие активные протеолитические ферменты. Они воздействуют не только на белки мышечного волокна, но и на соединительную ткань мяса. Коллагенолитической активностью обладают папаин, фицин, бромелайн.
За рубежом, в особенности в США, в последние годы широко применяют обработку мяса протеолитическими ферментами, используя для этой цели порошкообразные или жидкие размягчители на основе папаина, фицина, розима П-11, бромелина, бромелаина с введением в препараты соли и глутаминовой кислоты, а иногда и специй. [5]
В РФ в связи с отсутствием тропического сырья для получения папаина, бромелина, бромелаина был, разработал способ получения отечественного фицина — ферментного препарата из проросших семян сои. Также в РФ применяются протеолитические ферментные препараты микробиологического происхождения, вырабатываемые отечественной ферментной промышленностью,- субтилизин, мезентерин, терризин, проназа, оризин, римозин, флавизин, кератиназа. Установлено, что под воздействием фицина, кератиназы, оризина, терризина и других рекомендуемых препаратов нежность мяса повышается на 15–50 %, а усвояемость его — на 16–22 % в результате расщепления фибриллярных белков мышечного волокна, увеличения развариваемости коллагена, лабильности основного вещества и фибриллярных компонентов внутримышечной соединительной ткани. В ферментированном мясе повышается содержание продуктов расщепления белка (на 90–95 %), в том числе свободных аминокислот (на 80–90 %), возрастает количество прочносвязанной воды (на 5–6 %). [4]
Ферментацию мяса можно проводить нанесением порошкообразного препарата на поверхность порционных полуфабрикатов или погружением их в раствор препарата определенной концентрации на 20–30 мин перед тепловой обработкой. Однако при таких способах обработки происходит чрезмерное размягчение поверхностных слоев полуфабрикатов и крайне незначительное — внутренних. Более целесообразным является изготовление полуфабрикатов из мяса, ферментация которого достигается введением раствора препарата внутривенно крупному рогатому скоту за 30 мин до убоя, шприцеванием говяжьих полутуш или четвертин в парном состоянии, крупных кусков охлажденного или дефростированного мяса с последующим выдерживанием его в течение 2 суток при 4–6°С. Раствора вводится около 5 % от массы живого скота, полутуши, четвертины или отрубов. Действие ферментных препаратов проявляется в процессе кулинарной обработки. За счет применения ферментных препаратов выход мяса с говяжьей туши, пригодного для изготовления натуральных полуфабрикатов, возрастает до 25–27 %.
Использование неорганических солей кальция (в качестве источника ионов кальция) является экономически оправданным и более предпочтительным по сравнению с применением для мягчения мяса ферментных препаратов.
Проведенные исследования позволили установить, что инкубация парной мышечной ткани в растворе СаС12оказывает влияние на процессы автолиза мышечной ткани, сокращая сроки послеубойного окоченения мышечных волокон, ускоряя наступление процесса их послеубойного расслабления и углубляя деструкцию миофибрилл в послеубойный период. Введение в мясную систему ионов кальция в количествах, превышающих физиологическую концентрацию, ускоряет кальций-индуцированное расщепление основных структурообразующих белков мышечной ткани — коннектина и небулина, что способствует ускорению процесса тендеризации мяса. [10]
Воздействие на мясную систему хлорида кальция приводило к нарушению структуры Z-линий, являющихся опорным аппаратом саркомеров, их гомогенизации, разрушению или расщеплению. Отмеченные изменения в конечном итоге лежали в основе нарушения целостности волокон и повышении нежности мяса в процессе автолиза.
Установлено, что при введении в мясную систему ионизированного кальция в концентрации равной 5 mM процессы деградации цитоскелетных белков — коннектина и небулина, а также разрыхление и деструкция мышечных волокон наиболее выражены и наблюдаются в более короткие сроки инкубации.
При использовании хлорида кальция с целью ускорения созревания мясного сырья необходимо учитывать метаболический профиль мышц.
Анализ данных, полученных с помощью микроструктурных исследований показал, что влияние хлорида кальция на структуру мышечной ткани в комплексе с хлоридом натрия выявляется в набухании волокон, выходе солерастворимых белков в межволоконные пространства и под сарколемму, ослаблении поперечной исчерченности мышечных волокон, увеличении размеров отдельных щелевидных пространств мышечных волокон вследствие деструкции и лизиса их фибриллярных структур. Глубина деструктивных изменений в мышечной ткани, инъецированной хлоридом кальция в комплексе с хлоридом натрия, выше по сравнению с образцами, обработанными только хлоридом натрия. [3]
Сравнительные микроструктурные исследования парной и охлажденной мышечной ткани, инъецированной хлоридом кальция, показали, что изменения в структуре мышечных волокон, свойственные для воздействия хлорида кальция, в охлажденной мышечной ткани не выражены. В то же время, степень деструкции волокон мышечной ткани, инъецированной хлоридом кальция в парном состоянии в 1,8 раза выше по сравнению с охлажденной на тот же срок созревания (14 суток). В связи с чем, необходимо отметить, что использование хлорида кальция с целью интенсификации процесса созревания, более эффективно для обработки парного мяса по сравнению с охлажденным. Одним из направлений, позволяющим компенсировать нестабильные свойства мясного сырья с признаками PSE является использование пищевых добавок и ингредиентов.
Анализ данных, полученных с помощью микроструктурных исследований, показал, что различие механизма воздействия на основные белки мышечного волокна фосфатов (смеси щелочных и нейтральных полифосфатов), цитратов кальция, лактата кальция и хлорида кальцияобусловлено, в первую очередь, различием их химического строения.
Морфологически воздействие фосфата на мышечную ткань выражалось преимущественно увеличением диаметра мышечных волокон, длины саркомеров и степени их деструкции, по сравнению с контрольными образцами, что, по-видимому, связано с диссоциацией актомиозинового комплекса на актин и миозин, нарушением поперечных связей между филаментами актина и миозина. [5]
Проведенные сравнительные исследования позволили установить, что различные виды фосфатов и их смеси значительно отличаются по эффективности воздействия на мышечную ткань. Наименее активно процесс набухания мышечных волокон протекал при использовании фосфата Е451, при этом к 3-им суткам инкубации диаметр волокон увеличился по сравнению с исходным образцом только на 15,2 %. Более интенсивно процессы набухания волокон, их деструкция, увеличение длины саркомеров, протекали при инъецировании образцов фосфатом Е450. На 2-е сутки посола увеличение диаметра волокон составило 12,0 %, на 3-и –19,4 % по сравнению с исходным значением.
Как показали полученные данные различие в эффективности воздействия фосфатов на мышечную ткань обусловлено особенностями ее строения, и в первую очередь соотношением волокон различных типов.
Наиболее перспективными являются ферментные препараты микробиологического происхождения, вырабатываемые промышленностью как более дешевые и доступные по сравнению с фицином, а также с препаратами из желез внутренней секреции убойных животных. [7]
Литература:
1 Абдрахманова Р. Н., Зайцева Т. Н. Стартовые культуры микроорганизмов и технологии производства мясопродуктов. — Вестник Ижевской ГСХА. 2012. № 1. С. 71–73.
2 Абдрахманова Р. Н., Зайцева Т. Н. Ферментные препараты в производстве мясных соусов из малоценного сырья животного происхождения. — Вестник Ижевской ГСХА. 2012. № 1. С. 74–76.
3 Бойко, О. А. Воздействие коллагенолитического препарата на структуру мясного сырья [Текст] / О. А. Бойко, Т. Г. Кузнецова //Мясная индустрия. — 2004. № 4. С. 47–49.
4 Боравский, В. А. Энциклопедия по переработке мяса на малых предприятиях [Текст] /В. А. Боравский — М.: СОЛОН — ПРЕСС, 2002. — 576 с.
5 Долматова И. А., Барышникова Н. И., Зайцева Т. Н. Биологические, биохимические и хозяйственные особенности сельскохозяйственных животных [Текст]: учеб. пособие /И. А. Долматова, Н. И. Барышникова, Т. Н. Зайцева. — Магнитогорск: Изд-во Магнитогорск. гос. техн. ун-та им. Г. И. Носова, 2015. — 106 с.
6 Зайцева Т. Н., Рябова В. Ф., Курочкина Т. И. Состояние и проблемы развития рынка мясных полуфабрикатов в России и г. Магнитогорске /Кузбасс: образование, наука [Текст]: мат. Инновационного конвента — Кемерово; Новокузнецк: Изд. центр СибГИУ, 2014. — С. 98–100.
7 Калинова, Ю. Е. Структурные изменения мышечной ткани под действием различных концентраций лактата кальция. Хранение и переработка сельхозсырья [Текст] / Ю. Е. Калинова, Л. С. Кудряшов, Т. Г. Кузнецова // Пищевая промышленность, 2008.- № 5. С.37–38.
8 Писменская, В. Н. Микроструктура мяса и мясопродуктов [Текст]: учебное пособие / В. Н. Писменская, Е. М. Ленченко, Т. Г. Кузнецова. — М.: МГУПБ,2005. — 85 с.
9 Семенова, А. А. Использование цитратов при производстве мясных продуктов — альтернативная замена осфатов [Текст] / А. А. Семенова, Т. Г. Кузнецова. — Мясная индустрия. — 2004. № 2. С. 25–30.
10 Сметанина, Л. Б. Перспективы развития биотехнологии при производстве мясных продуктов с использованием ферментных препаратов животного присхождения [Электронный ресурс] / Л. Б. Сметанина // Отраслевой портал мясной индустрии // Адрес в сети Интернет // http: www.meatmarket.info
