Введение

Цвет является наиболее важным сенсорным аспектом любого пищевого продукта, который обычно влияет на его рыночные показатели [1]. Цвет является основным атрибутом, влияющим на потребительскую приемлемость и намерение совершить покупку, поэтому это очень важный фактор, который должен контролироваться производителем [2].

Формирование и поддержание стабильных, естественных цветовых характеристик пищевых продуктов представляет собой одну из приоритетных задач современной пищевой промышленности. В этой связи актуальна разработка новых и совершенствование существующих технологий производства натуральных пищевых красителей.

Для придания окраски различным видам пищевых продуктов в технологии питания применяются как натуральные, так и синтетические красители. Применение синтетических красителей имеет ряд преимущественных особенностей, например, высокая красящая способность, что дает возможность получения определенной окраски с использованием малых доз красителя [3].Натуральные красители считают безопасными для здоровья человека, они не вызывают аллергических реакций и нетоксичны.

Особое значение цвет имеет в мясной и колбасной продукции, где он напрямую ассоциируется со свежестью, качеством и вкусовыми характеристиками. Особый интерес представляет свёкла, так как она содержит беталаины — природные антиоксиданты, придающие мясной продукции насыщенный красный цвет и способные частично заменить нитриты в её рецептурах [4].

Свекла — двухлетнее травянистое растение из семейства амарантовых, хороший источник антиоксидантов, фенольных соединений и беталаинов. Благодаря высокому содержанию беталаинов, фенольных соединений и неорганического нитрата, использование как сока, так и свекольного порошка предоставляет отличную возможность увеличить срок хранения мяса и мясных продуктов, а также ограничить использование синтетических добавок. Исключительный состав свеклы (высокое содержание витаминов, антиоксидантов и других биологически активных соединений), ее употребление и применение в качестве функционального ингредиента в мясных продуктах могут оказывать важное благотворное воздействие на здоровье [5].

Целью работы является разработка технологии получения натуральных красителей из растительного сырья для применения в колбасном производстве.

Материалы и методы

Объектами исследования явились свекольный концентрат, образцы колбасного фарша с добавлением говяжьего фарша и с добавлением свекольного концентрата и белково-жировой эмульсии.

Говяжий фарш и жир были получены с мясных павильонов города Семей Республики Казахстан. Свекла, используемая в производстве красителя, была приобретена на местном рынке в городе Семей. Стебли свеклы были срезаны, а внешние поверхности очищены. После промывания проточной водой свекла была нарезана на кубики размером 5–10 мм.

Методика получения свекольного концентрата

Свекольный концентрат получали методом водно-кислотной экстракции с последующим вакуумным упариванием. Свежую столовую свёклу промывали, очищали и нарезали (5–10 мм), затем экстрагировали подкисленной (рН 4,2–4,5) дистиллированной водой в соотношении 1:3 при 80 °C в течение 1 часа с добавлением аскорбиновой кислоты и глюкозы для стабилизации пигментов. Экстракт фильтровали и концентрировали на ротационном испарителе до ~25 °Brix. После охлаждения (30–35 °C) вносили оставшиеся добавки, корректировали рН при необходимости. Готовый концентрат разливали в тёмную тару и хранили при 2–6 °C без доступа света и воздуха.

Методика получения белково-жировой эмульсии

Белково-жировую эмульсию получали на основе куриной шкурки, рапсового масла и порошка пророщенного овса. Шкурку очищали, промывали, измельчали (3–5 мм) и бланшировали при 75–80 °C в течение 20–25 мин (1:2), затем охлаждали до 40–50 °C и куттеровали до пастообразного состояния. Пасту хранили при 4 °C не более 2 ч. В охлаждённой воде (4–8 °C) растворяли соль, затем вводили овсяный порошок с последующей гидратацией (10–15 мин, 4–10 °C) и диспергированием до однородной массы. В гидратированную систему добавляли пасту из куриной шкурки и перемешивали до однородности (≤12 °C).

Рапсовое масло вводили тонкой струёй при интенсивном перемешивании до получения стабильной эмульсии. Готовую эмульсию фасовали слоем до 3 см, подвергали термообработке при 72–75 °C (5–10 мин), затем быстро охлаждали и выдерживали при 0–4 °C в течение 12–24 ч для стабилизации структуры.

Для проведения исследований была сформирована модельная система мясного фарша из говядины, на основе которой составлены варианты контрольного и опытного образцов (таблица 1). Контрольный вариант включал говяжий фарш без применения белково-жировой эмульсии и свекольного концентрата. В опытном варианте осуществлялась частичная замена животного жира на разработанную эмульсию (вода — 53 %, рапсовое масло — 36 %, куриная шкурка — 5 %, пророщенный овёс — 5 %, соль — 1 %) и параллельно замена нитритной соли на жидкий концентрат свеклы.

Фаршевые образцы готовили путём измельчения и тщательного перемешивания всех компонентов в лабораторном куттере до получения однородной массы. После приготовления фарш выдерживали при температуре 0–4 °C в течение 30–60 мин для стабилизации цвета и равномерного распределения ингредиентов.

Таблица 1

Рецептура опытных образцов фарша

Определение общего химического состава проводили методом одной навески исследуемой пробы. Метод заключается в последовательном определении в одной навеске продукта содержания влаги, жира, белка и золы с использованием устройства для определения влажности и жирности мясных и молочных продуктов ускоренным методом [6].

Определение цветовых характеристик

Цветовые характеристики определяли с использованием хромаметра Chroma Meter CR-400 (Konica Minolta, Япония) [7].

Результаты и их обсуждение:

Анализ химического состава фаршевых систем показал, что варианты существенно различаются по содержанию основных компонентов (таблица 2).

Анализ химического состава показал, что опытный образец отличается более высоким содержанием влаги (62,04 %) по сравнению с контрольным (58,02 %). При этом, наблюдается существенное снижение массовой доли жира — с 23,39 % в контрольном образце до 15,82 % в опытном.

Содержание белка в опытном образце достоверно выше и составляет 19,64 %, тогда как в контрольном — 16,07 %, что свидетельствует об улучшении белковой ценности продукта. Зольность образцов практически не различается (2,50–2,52 %).

Таким образом, опытный образец характеризуется более высоким содержанием белка и влаги при одновременном снижении жира, что указывает на его более рациональный химический состав.

Таблица 2

Химический состав вариантов фарша

^a-d Разные индексы над значениями обозначают статистически значимые различия по столбцу, p<0.05

Полученные данные подтверждают, что включение белково-жировой эмульсии в рецептуру фарша способствует снижению доли животного жира и повышению общей влажности продукта, что согласуется с результатами других исследований по замещению животных жиров растительными маслами и белково-углеводными добавками.

Таким образом, использование белково-жировой эмульсии позволяет не только снизить уровень жира, но и частично улучшить белковый профиль фарша, что повышает его пищевую ценность и делает возможным разработку функциональных колбасных изделий с пониженной долей насыщенных жиров.

Исследование цветности фаршевых систем после термообработки

Анализ цветовых характеристик по системе CIE Lab* показал значительные различия между контрольным и опытным вариантом с добавлением белково-жировой эмульсии и свекольного концентрата (таблица 3).

Таблица 3

Изменение цветовых характеристик фарша после термообработки

Результаты исследования подтвердили, что использование свекольного концентрата существенно влияет на цветность мясных фаршей. В сыром виде концентрат обеспечивает выраженный красный и жёлтый тона, при этом степень насыщенности цвета возрастает при добавлении жидкого свекольного концентрата. В опытном варианте, где использовалось частичное сочетание нитритной соли и свекольного концентрата, обеспечивало формирование стабильного розового цвета, сопоставимого с традиционным продуктом.

Контрольный образец характеризовался очень высокой светлотой (L* = 90,69), однако значение a* было отрицательным (–0,07), что отражает серовато-бледный оттенок сырого мяса с добавлением нитритной соли.

В опытном образце наблюдалось снижение светлоты и рост красного и жёлтого тонов за счёт внесения свекольного концентрата. Опытный вариант демонстрировал насыщенный красный тон (a* = 10,22) при значениях L* = 49,76 и b* = 11,93, что соответствовало выраженному розовому оттенку, визуально приближенному к традиционному цвету варёных колбас.

Рис. 1. Контрольный и опытный варианты колбас

Таким образом, свекольный концентрат способен выступать как натуральный краситель и вносить функциональную ценность, однако для сохранения характерного розового цвета колбасных изделий его оптимально использовать в комбинации с пониженной дозой нитритной соли. Это позволяет снизить общее содержание нитритов в рецептуре, сохранив при этом традиционные сенсорные свойства продукта.

Данное исследование выполнено в рамках проекта BR24892775 «Разработка технологии комплексной и глубокой переработки сельскохозяйственного сырья для производства продуктов питания, обеспечивающие высокое качества и безопасности выпускаемой продукции» МСХ РК.

Литература:

1. Patel, K. S. Carcinogenic Potential of Synthetic Food Dyes and Safer Alternatives: A Detailed Review of Risks, Mechanisms, and Natural Substitutes for the Food Industry // International Journal of Pharmaceutical Research and Applications. — 2025. — № 1. — P. 16–18.
2. Domínguez, R., Munekata, P. E., Pateiro, M., Maggiolino, A., Bohrer, B., Lorenzo, J. M. Red beetroot. A potential source of natural additives for the meat industry // Applied Sciences. — 2020. — № 10 (23). — P. 8340.
3. Echegaray, N., Guzel, N., Kumar, M., Guzel, M., Hassoun, A., Lorenzo, J. M. Recent advancements in natural colorants and their application as coloring in food and in intelligent food packaging // Food Chemistry. — 2023. — № 404. — P. 134453. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2022.134453.
4. Khalil, S., Laaraj, S., Firdous, N., Farooq, U., Bouhrim, M., Herqash, R. N.,... & Elfazazi, K. Extraction and analysis of natural color from beetroot (Beta vulgaris L.) using different techniques, and its utilization in ice cream manufacturing // Food Science & Nutrition. — 2025. — № 13 (4). — e70167.
5. Costa, A. P. D., Hermes, V.S., Rios, A.O., Flôres, S. H. Minimally processed beetroot waste as an alternative source to obtain functional ingredients // Journal of Food Science and Technology. — 2017. — 54(7). — P. 2050–2058.
6. Антипова Л. В., Глотова И. А., Рогов И. А. Методы исследования мяса и мясных продуктов. — М.: Колос, 2001. — 376 с.
7. ГОСТ 33479–2015. Продукты переработки фруктов и овощей. Определение цвета колориметрическим методом. — М.: Стандартинформ, 2016. — 12 с.