Тема 16. Использование изолированных препаратов пищевых волокон

План лекции:

16.1 Натуральные фракции пищевых волокон

16.2 Использование субпродуктов ІІ категории.

16.3 Функциональную добавку на основе коллагенсодержащего сырья

16.1 Натуральные фракции пищевых волокон

Наибольшее распространение в технологии мясных продуктов получили натуральные водорастворимые фракции пищевых волокон: каррагинаны, пектины, альгинаты, камеди. К основным технологическим свойствам препаратов данной группы относятся водоудерживающая и жиропоглащающая способности. Благодаря этому препараты растворимых пищевых волокон широко применяются в технологии всего ассортимента мясопродуктов. Однако получаемые продукты нельзя в полной мере назвать функциональными, поскольку содержание пищевых волокон в них менее 1 %.

Наиболее эффективно для обогащения мясопродуктов использовать препараты нерастворимых пищевых волокон, выделенных из различного растительного сырья. Выделяют пищевые волокна из пшеничных и ржаных отрубей, оболочек какао-бобов, соевых бобов, овощей и других видов растительного сырья. Главным представителем нерастворимых пищевых волокон является целлюлоза - клетчатка.

Препараты целлюлозы выпускаются в двух модификациях: микрокристаллической или частично гидролизованной целлюлозы и порошкообразной.

Примером первой модификации служит препарат микрокристаллической целлюлозы (МКЦ), которую получают в результате тонкого измельчения и очистки целлюлозы. Ее можно использовать при изготовлении вареных или полукопченых колбас, в сухом виде или в составе белково-жировых эмульсий, что позволяет получить дополнительный технологический эффект - повышение устойчивости системы. Использование МКЦ при производстве вареных колбас позволяет заменять до 1-1,5 % мясного сырья, при этом выход увеличивается на 8-14 %. При производстве полукопченых колбас возможный уровень замены основного сырья на белково-жировую эмульсию с МКЦ составляет 20-25 %, при этом выход готовых изделий увеличивается на 6-8 %.

Пример второй модификации - клетчатка, выделяемая из различных видов растительного сырья - пшеницы, картофеля, моркови, лимона, сои и предназначенная для производства низкокалорийных мясопродуктов.

Пшеничная клетчатка известна под торговой маркой «Витацель», производимой фирмой «Могунция» (Германия). Это порошок с нейтральным вкусом и запахом, с высоким содержанием целлюлозы, гемицеллюлозы и лигнина, на долю которых приходится 99,0 % состава препарата. Модификации «Витацели» отличаются размерами волокон.

Фирмой «Джелу-Верк» (Германия) производится пшеничная клетчатка «Джелуцель». В растительных волокнах «Джелуцель» содержится 97-99 % балластных веществ, которые выводят из организма канцерогенные вещества и тяжелые металлы. Клетчатка выпускается под торговыми марками «Джелуцель ВФ 200» и «Джелуцель ВФ 2000», которые отличаются друг от друга длиной волокон. Использование этих препаратов наиболее эффективно при приготовлении колбасных изделий и рубленых полуфабрикатов из всех видов мяса. Применение клетчатки в технологии мясных продуктов не требует предварительной подготовки, не изменяет традиционной технологии производства волокна. «Джелуцель» используется в гидратированном виде (степень гидратации 1:7-9) взамен мясного сырья не более 5-10 % либо сверх рецептуры - не более 8-12 %.

Компания «Мельница приправ» (Австрия), помимо пшеничной, выпускает лимонную, морковную, свекольную клетчатки, характеристика которых приведена в таблице 19.

Все виды клетчаток используются при производстве практически всех видов колбасных изделий, в том числе сырокопченых, а также при изготовлении рубленых полуфабрикатов и консервов. Ее добавляют на первой стадии фаршесоставления на нежирное сырье в сухом или гидратированном виде (степень гидратации 1:5-1:8) или совместно с соевыми белковыми препаратами.

Таблица 19- Препараты клетчатки от компании «Мельница приправ»

Рекомендуемый уровень введения гидратированной клетчатки в среднем 1,5-3 %. Возможный уровень введения препарата в сухом виде составляет от 1,0 % до 2,0 % к массе сырья в зависимости от вида мясопродуктов.

Из картофеля путем поэтапной очистки и последующей сушки получают натуральный высококачественный продукт - картофельную клетчатку, коммерческие препараты - клетчатка «Пазелли ППЦ» (Австрия) и Potex и Lyckery PM 50 (Швеция).

Новым препаратом пищевых волокон является соевая клетчатка - побочный продукт производства соевого изолированного белка. Она представляет собой порошок белого цвета с нейтральным запахом и вкусом с содержанием 50 % пищевой клетчатки и 28 % белка. Добавка используется в рецептурах фаршевых изделий в гидратированном виде в количестве 5,0-10 % к массе сырья.

Примером препарата клетчатки отечественного производства являются свекловичные волокна. Это вторичный продукт сахарного производства, представляющий собой сахарную стружку, измельченную до гранул размером 2-3 мм. Содержание пищевых волокон в этой клетчатке не менее 70 %. Свекловичные волокна рекомендованы при производстве вареных колбасных изделий, паштетов и консервов на стадии фаршесоставления в гидратированном виде (1:5) в количестве до 10 % к массе сырья. Их использование, помимо обогащения системы неперевариваемыми волокнами, способствует повышению водосвязывающей способности фарша и, как следствие, увеличению выхода готового продукта в среднем на 5 %.

Структурным аналогом целлюлозы, получающим все большее распространение в технологии пищевых продуктов, является хитин.

Хитин - твердое вещество белого цвета, имеющее кристаллическую структуру, представляет собой природный линейный аминополисахарид, близкий по химической природе целлюлозе. Он широко распространен в живом мире в наименее развитых организмах - грибах, водорослях, членистоногих, насекомых, где является структурным компонентом скелета и внутренних опорных органов. Наиболее доступным источником хитина являются панцири ракообразных, таких как крабы, криль, черепахи, креветки. Среди производных хитина наибольшее применение в пищевой промышленности находит хитозан - полностью диацетилированный хитин. Хитин и хитозан обладают противомикробным, противоопухолевым, противовоспалительным и антихолестерическим действием. Кроме того, эти соединения обладают способностью связывать тяжелые металлы и снижать усвоение жиров из кишечника. К наиболее важным технологическим свойствам можно отнести также их высокую растворимость и способность к набуханию.

При использовании очищенных препаратов пищевых волокон в технологии мясопродуктов основной задачей является балансирование между удовлетворением потребностей организма человека в пищевых волокнах как функциональном ингредиенте и сохранении традиционного качества обогащенного продукта. Введение пищевых волокон в продукт в качестве функционального ингредиента целесообразно в физиологически значимых количествах, сопоставимых с суточной потребностью, а применение их в качестве технологической добавки требует минимальных количеств, необходимых для достижения конкретных технологических задач.

Использование препаратов пищевых волокон в количествах, обеспечивающих выраженный технологический эффект, то есть до 2 % в сухом виде к массе сырья, позволяет удовлетворить среднюю суточную потребность в пищевых волокнах лишь на 8 %, что не отвечает требованиям, предъявляемым к функциональным продуктам. Поэтому при их разработке необходимо решить следующие задачи:

- выбрать вид обогащаемого продукта;

- подобрать пищевые волокна с учетом их физико-химических параметров, а также исходных свойств обогащаемого продукта;

- исследовать влияние физиологически значимых концентраций пищевых волокон на качество разрабатываемого продукта;

- откорректировать рецептуры продукта с целью нивелирования возможных изменений, вызванных введением волокна.

16.2 Использование субпродуктов ІІ категории.

Как было отмечено, аналогом пищевых волокон является животный белок коллаген. Он отличается высокой устойчивостью к действию пищеварительных ферментов, поэтому часть его доходит до толстого отдела кишечника в непереваренном виде, задерживая значительное количество влаги и регулируя тем самым скорость передвижения пищевых масс, что улучшает пищеварение. Поэтому коллаген считается балластным белком, действие которого аналогично пищевым растительным волокнам. Коллаген в больших количествах содержится в коллагенсодержащем сырье, таком как жилки, сухожилия, а также субпродукты ІІ категории - свиной желудок, говяжий рубец, говяжьи губы, легкое, селезенка, включая свиную шкурку. Субпродукты ІІ категории обладают низкими функционально-технологическими свойствами, включение их в состав рецептур мясопродуктов позволяет не только получить продукт функционального направления, но и расширить сырьевые ресурсы.

Субпродукты ІІ категории широко используются при производстве ливерных и кровяных колбас, паштетов, рубленых полуфабрикатов, вареных и полукопченых колбасных изделий. Использование такого сырья в рецептурах традиционных видов мясопродуктов сдерживается по крайней мере двумя факторами:

- во-первых, режимы термической обработки, обеспечивающие достаточное размягчение коллагенсодержащего сырья в составе фаршевых мясопродуктов, негативно воздействуют на мышечную и жировую ткани, ухудшая органолептические показатели готовых изделий;

- во-вторых, наличием у сырья специфического запаха.

Негативная роль первого фактора может быть сведена до минимума, благодаря предварительной варке сырья до размягчения (2-3 часа) при температуре 100 ºС.

Уровень введения субпродуктов в рецептуры мясопродуктов составляет в среднем 20-25 % к массе основного сырья.

Современным направлением модификации свойств коллагенсодержащего сырья является его предварительная ферментативная или микробиологическая обработка, что способствует в том числе улучшению органолептических свойств.

В первом случае наиболее целесообразно использовать сочетание ферментных препаратов растительного (папаин) и животного (пепсин) происхождения.

Во втором случае предполагается использование бактериальных препаратов, как правило, на основе штаммов молочнокислых микроорганизмов. Например, нестандартное мясное сырье, такое как легкое или селезенка, в соотношении 1:1 после предварительной очистки, промывки и шпарки подвергается измельчению и эмульгированию. В полученный субстрат вносят соль (3 %), молочную сыворотку как источник углеводов и белка (10 %), закваску молочнокислых микроорганизмов L.plantarum 31 и 32 (0,2 %), а также закваску M.caseolyticus 38 (0,05 %). Ферментацию проводят при температуре 25 ºС в течение 24 часов. Полученная таким образом белковая смесь позволяет заменять от 30 % до 50 % основного сырья при производстве паштетов, не ухудшая при этом органолептические свойства продукта.

16.3 Функциональную добавку на основе коллагенсодержащего сырья

Функциональную добавку на основе коллагенсодержащего сырья, то есть субпродуктов II категории - рубца, выйной связки, получают по следующей схеме: к измельченному сырью (d = 2-3 мм) вносят 5-7 % закваски молочнокислых микроорганизмов от массы основного сырья, 5 % пшеничной муки для обеспечения углеводного питания микроорганизмов. Модификацию сырья осуществляют при температуре 5 ºС в течение 48 часов. В результате гидролитического действия ферментного комплекса молочнокислых бактерий на коллаген и эластин сырья, а также воздействия образуемой в процессе биомодификации молочной кислоты обеспечивается глубокая переработка сырья, благодаря чему происходит набухание и разрыхление коллагеновых и эластиновых волокон. Полученная добавка может быть использована при производстве вареных, ливерных колбас, а также рубленых полуфабрикатов взамен основного сырья.

Распространенным коллагенсодержащим сырьем является свиная шкурка, составляющая 3-8 % от массы перерабатываемой свинины. Традиционно свиная шкурка используется при производстве вареных колбас, ливерных изделий и кровяных колбас в количестве от 5 % до 40 % к массе основного сырья в зависимости от вида продукта.

Свиную шкурку после предварительной варки при температуре до 100 ºС либо посола при температуре (3±1) ºС в течение 24-48 часов измельчают на волчке с диаметром отверстий решетки 16-25 мм. Измельченную свиную шкурку еще дополнительно куттеруют в течение 4 минут.

Современным направлением использования шкурки является производство белковых стабилизаторов и белково-коллагеновых эмульсий, предназначенных для использования в технологии эмульгированных продуктов.

Для производства белкового стабилизатора свиную шкурку освобождают от прирезей жира, остатков щетины, тщательно промывают и используют в сыром или вареном виде. Сырую чистую обезжиренную свиную шкурку смачивают водой и измельчают на волчке (диаметр отверстий решетки 2-3 мм).

В измельченную массу добавляют 50 % воды и тщательно перемешивают, затем обрабатывают на машинах для тонкого измельчения (коллоидная мельница, микрокуттер, эмульситатор и др.). Полученный белковый стабилизатор раскладывают в емкости и выдерживают при температуре 2-4 ºС в течение 10-24 часов. Перед употреблением его вновь измельчают на волчке с диаметром отверстий решетки 2-3 мм.

При изготовлении стабилизатора из вареной шкурки, ее закладывают в кипящую воду (в соотношении одна часть свиной шкурки и полторы части воды) и варят в котлах с паровой рубашкой при температуре 90-95 ºС в течение 6-8 часов до полного размягчения свиной шкурки. Сваренную свиную шкурку в горячем состоянии пропускают на волчке с диаметром отверстий решетки 2-3 мм, добавляют 50 % бульона от варки свиной шкурки, измельчают на машинах для тонкого измельчения, раскладывают в емкости и выдерживают при температуре 2-4 ºС в течение 10-24 часов.

Перед употреблением охлажденный белковый стабилизатор вновь измельчают на волчке с диаметром отверстий решетки 2-3 мм. Уровень введения белкового стабилизатора в рецептуры мясопродуктов составляет до 35 % к массе основного сырья.

Белково-коллагеновые эмульсии широко применяются в технологии вареных колбас, сосисок, сарделек и мясных хлебов. В состав эмульсий входят жировое сырьё животного и растительного происхождения, свиная шкурка, мясная масса от механической дообвалки костей скота и птицы, соевые белковые препараты, казеинат натрия, пищевая кровь и продукты ее переработки. Например, при приготовлении белково-коллагеновой эмульсии соотношение изолированного соевого белка, воды и соленой свиной шкурки составляет 1:10:10.

Для улучшения свойств шкурки ее предварительно необходимо размягчить выдержкой в воде, растворах органических кислот, фосфатов или поваренной соли. При замачивании шкурки в рассоле его готовят из расчета 10 кг поваренной соли на 100 л воды. Чистую обезжиренную свиную шкурку закладывают в рассол в соотношении 1:1,5 и выдерживают в течение 48-72 часов при температуре 2-4 ºС. Соленую свиную шкурку извлекают из рассола, измельчают на волчке с диаметром отверстий решетки 2-6 мм или на куттере.

Изготовление белково-коллагеновой эмульсии производят на куттере по следующей схеме:

1. Измельченную свиную шкурку куттеруют с добавлением 1/3 части льда в течение10 минут на медленной скорости, после чего добавляют 1/3 части теплой воды и изолированный соевый белок.

2. Продолжают вести обработку на высокой скорости в течение 5-10 минут до температуры эмульсии порядка 35-40 ºС. В конце куттерования добавляют 1/3 часть льда для снижения температуры эмульсии до 12-15 ºС.

Для получения более нежной консистенции эмульсию рекомендуется пропускать через машины тонкого измельчения. Продолжительность хранения белково-коллагеновой эмульсии при температуре 0-4 ºС не более 48 часов. Дозировка белково-коллагеновых эмульсий в рецептурах в зависимости от вида колбасных изделий составляет 10-30 % к массе основного сырья.

Контрольные вопросы

1. Натуральные фракции пищевых волокон

2. Использование субпродуктов ІІ категории.

3. Функциональную добавку на основе коллагенсодержащего сырья

Рекомендуемая литература

1.Функциональные продукты питания. Теплов В.И. Изд: А-Приор Год: 2008 Страниц: 240

2.Functional Food Product Development. Jim Smith (Editor), Edward Charter (Editor) John Wiley Sons. 2010

Тема № 17. Технология функциональных мясопродуктов,