Рост производства и потребления мясопродуктов в нашей стране вызывает необходимость изыскания новых путей повышения технико-экономической эффективности производства и улучшения качества готовой продукции. В успешном решении этих задач значительная роль принадлежит интенсификации технологических процессов, использованию современных достижений технической биохимии и, в частности, применению протеолитических ферментных препаратов для обработки мяса [1].

За последние годы значительно расширились знания о свойствах и механизме действия протеолитических ферментов, а также о функциях протеаз у животных, растений и микроорганизмов. Установлено, что протеолиз играет не только ключевую роль в белковом обмене живых организмов, но и принимает активное участие в формировании и распаде биологически активных белков и пептидов – ферментов, гормонов, токсинов, нейропептидов и т.д. Особое значение приобретает изучение протеолитических ферментов микроорганизмов. Поиски и сравнительное изучение новых ферментов из различных источников важны в теоретическом аспекте, позволяют определить функционально важные элементы и структуры, а также способствуют развитию эволюционных представлений. С другой стороны, благодаря большому разнообразию свойств и возможности их получения в значительных количествах, протеолитические ферменты микроорганизмов нашли широкое применение в научных исследованиях, в различных отраслях народного хозяйства, в производстве моющих и лекарственных средств, кожевенной, микробиологической, пищевой и других отраслях промышленности [2].

Опыт практического применения ферментов для обработки мяса, накопленный в нашей стране и ряде зарубежных стран (США, Канада, Франция и др.), свидетельствует о том, что этот сравнительно новый способ обработки весьма эффективен для размягчения жесткого мяса и увеличения объема выработки натуральных мясных полуфабрикатов, улучшения качества соленых мясных изделий, выработки мясных паст, эмульсий, гидролизатов, применяемых в качестве белковых обогатителей разнообразных пищевых продуктов и в лечебном питании [3].

Тенденция увеличения доли мяса с отклонениями в характере автолиза, с повышенным содержанием соединительно-тканных волокон предопределила необходимость проведения широких исследований в области применения биотехнологических методов повышения качественных характеристик мясного сырья и вырабатываемой на его основе продукции.

Целью работы являлось изучение влияния белковых гидролизатов, полученных путем ферментативной обработки коллагенсодержащего сырья, на качественные показатели вареных колбасных изделий.

Для целенаправленного воздействия на субстрат был выбран новый отечественный протеолитический ферментный препарат, обладающий рядом свойств, обуславливающих перспективность его применения в мясной промышленности. Рассматриваемый препарат обладает высокой протеолитической, коллагеназной, и липолитической активностями, а также широкой субстратной специфичностью, эффективно гидролизуя различные белко- вые субстраты. Область его стабильности лежит в пределах значений рН 6,5-8,2. В интересующем нас диапазоне, совпадающем с естественным рН мяса (5,5-7,0) активность препарата составляет 75-96% от максимальной. Инактивация препарата происходит в интервале температур 40-70°С, которые соответствуют режимам термообработки в технологии мясных продуктов, поэтому в готовом продукте фермент будет полностью инактивирован. В процессе хранения в сухом виде активность препарата снижается незначительно.

Проведенные исследования показали, что дозировка белковых гидролизатов при составлении фарша оказывает значительное влияние на количество влаги, удержанной мясным сырьем. При внесении в модельные фаршевые системы гидролизатов в количестве 5-10 % от массы сырья наблюдается резкий рост влагосодержания. Увеличение доли гидролизатов свыше 10 % приводило к снижению содержания влаги в продукте. Следует отметить устойчивую тенденцию к снижению изучаемого показателя в контрольных образцах, содержащих белковые препараты, не прошедшие ферментативную обработку. Минимум содержания влаги отмечен в контрольных образцах колбас.

Аналогичная картина наблюдалась и при оценке выхода после термической обработки продукта. Тепловая обработка обеспечивает кулинарную готовность, микробиологическую безопасность продукта и формирует его структуру. В то же время специфическая белковая структура влияет на выход продукта – важнейший экономический показатель технологического процесса. Внесение в рецептуру фаршевых систем белковых гидролизатов, полученных путем ферментативной обработки отходов мясоперерабатывающего производства, положительно сказывается на способности мясного сырья удерживать влагу при термической обработке.

Полученные данные хорошо коррелируют с результатами по влагосодержанию в опытных образцах продукции и, очевидно, обуславливаются аналогичными закономерностями процессов, протекающих после ферментативной обработки мясного сырья.

Максимальный выход отмечали в образцах продукции с внесением 5-10 % белковых гидролизатов, в то время как в контрольных образцах при увеличении доли исследуемой добавки наблюдалась устойчивая тенденция к снижению выхода.

Сопоставляя экспериментальные данные с функционально-технологическими свойствами модельных систем можно предположить, что наблюдаемые зависимости являются результатом гидролитического действия исследуемого ферментного препарата на составные структурные компоненты мясного сырья.

На следующем этапе работ изучали качественные характеристики готовой продукции: содержание белка и количества пигментов, органолептические и микробиологические показатели в продуктах, полученных на основе гидролизатов.

Понятие качества мясных продуктов подразумевает широкую совокупность свойств, характеризующих органолептические признаки, пищевую и биологическую ценность продукта, а также степень их выраженности. Изменение этих показателей зависит от состава сырья и изменений в процессе технологической обработки. С точки зрения качественных показателей, продукт должен, в первую очередь, удовлетворять сенсорные потребности человека. На данном этапе исследования была проведена органолептическая оценка контрольных и опытных образцов колбасных изделий, которые оценивались по балльной шкале по следующим показателям: внешний вид, цвет, аромат, вкус и т.д.

Опытные образцы продуктов отличались лучшим цветом, консистенцией и видом на разрезе. Максимальная органолептическая оценка отмечена у образцов с белковыми гидролизатами в дозировке 10 % к массе сырья.

При бактериологическом исследовании готовой продукции выявили, что полученные образцы соответствовали требованиям СанПиН 2.3.2.1078. В опытных образцах колбасных изделий численность аэробных гетеротрофных микроорганизмов и колиформных бактерий была в пределах нормы (КОЕ < 1000 ед/г).

На заключительном этапе исследования оценивали влияние ферментативной обработки мясного сырья и условий получения белковых гидролизатов на содержание белка и количество пигментов в готовых продуктах.

Содержание пигментов в колбасных изделиях определяет цвет и традиционно считается одним из важнейших критериев качества продукции, т.к., по мнению потребителя, красивый привлекательный цвет связан с высокими вкусовыми качествами продукта.

Общее количество пигментов в исследуемых образцах и долю нитрозопигмента в общем количестве пигментов оценивали согласно соответствующей методике [4].

Анализ полученных результатов показал, что длительная ферментативная обработка приводила к некоторому снижению количества нитрозопигментов в исследуемых образцах, причем наиболее заметное снижение происходило прямо пропорционально количеству внесенного гидролизата. Наблюдаемую картину можно объяснить с одной стороны протеолитическим действием вносимого ферментного препарата, который, вероятно, частично гидролизовал белки-пигменты, ответственные за протекание реакций образования нитрозопигментов, а с другой стороны имело место некоторое «разбавление» цвета, за счет увеличения количества соединительной ткани и снижения общей доли мышечных белков. Поэтому при внедрении предложенной технологии в условиях промышленного производства необходимо предусмотреть внесение цветокорректирующих добавок (ферментированный рис, паприка и др.), способствующих формированию привлекательной окраски мясопродуктов.

С точки зрения качественных показателей, продукт должен содержать компоненты, необходимые организму, для нормального обмена веществ, в первую очередь, восполняя потребности человека в белке. В данной работе оценивали общее содержание белка в продукте согласно методике [4]. Анализ полученных результатов показал, что внесение ферментного препарата оказывало значительное влияние на содержание белков в исследуемых образцах колбасных изделий. Ферментативная обработка привела к увеличению содержания белков в мясном сырье. Максимальное количество белков отмечали в образцах с концентрацией белковой добавки 20%.

Результаты экспериментов показали, что наиболее эффективно введение в рецептуру вареных колбас белковых гидролизатов в количестве 10 % к массе мясного сырья. При оценке качественных характеристик мясных изделий с гидролизатами отмечали, что по комплексу показателей готовые продукты соответствовали требованиям, предъявляе- мым к данному виду продукции, не уступали, а по отдельным показателям даже превосходили изделия, полученные по традиционной технологии. Ферментная модификация коллагенсодержащего сырья позволит получать не только мясопродукты общего назначения, но также мясопродукты специального, диетического и лечебно-профилактического питания с заданными свойствами и высокой пищевой и биологической ценностью. Целенаправленное применение ферментов для обработки соединительной ткани является новым направлением, позволяющим создавать безотходные экологически чистые технологии.

Экспериментальная часть

Объектами исследования служили: мясное сырье – говядина жилованная второго сорта (с массовой долей соединительной и жировой ткани не более 20 %), полученная от охлажденной говядины I категории по ГОСТ 779-87; отходы мясоперерабатывающего производства (жилки, сухо- жилия, фасции) с повышенным содержанием соединительной ткани, комплексный протеолитический ферментный препарат микробного происхождения; модельные мясные фарши.

На основании исследований, проведенных ранее на кафедре технологии пищевых производств КГТУ, была разработана технология получения белковых гидролизатов на основе коллаген-содержащего сырья обработанного новым протеолитическим препаратом микробного происхождения.

Для выработки модельных фаршей и колбасных изделий в качестве образцов для исследований отбирали говядину первой и второй категории упитанности по ГОСТ 779-79 “Вареные колбасы, сосиски и сардельки, хлебы мясные”. Подготовку мясного сырья, посол, составление фарша, наполнение оболочек, термообработку вели в соответствие с требованиями нормативно-технической документации на производство вареных колбасных изделий.

Определение влагосвязывающей способности (ВСС) проводили методом прессования, определение влагоудерживабщей способности проводили фиксируя различие между массовым содержанием влаги в фарше и количеством влаги, отделившейся в процессе термической обработки [4, 5]. Величину рН растворов и модельных фаршевых систем определяли потенциометрическим по ГОСТ Р 51478-99.

Качество готовых изделий определяли по стандартным методикам, регламентированным действующей нормативно-технической документацией: органолептические показатели – в соответствии с ГОСТ 9959-91; физико-химические показатели: массовую долю влаги по ГОСТ 9793-74, хлористого натрия – методом Мора по ГОСТ 9957-73, белка – по ГОСТ 25011-81, нитрита – по ГОСТ 8558.1-78, жира – по ГОСТ 23042-86. Определения общей бактериальной обсеменённости проводили согласно ГОСТ 9958-81 и СанПин 2.3.2.1078-01.