Характерной чертой современного общества является возрастающий интерес к здоровому питанию. Высокая информированность населения создается телевидением и интернетом. Потребители проявляют интерес и отдают предпочтение натуральной продукции, содержащей минимальное количество различных добавок.

С другой стороны, экономическая ситуация, следствием которой является снижающаяся покупательная способность населения, возрастающая конкуренция толкают производителей на поиск и применение способов снижения себестоимости производимой продукции, а также увеличения сроков годности для повышения эффективности производства и нивелирования ошибок логистики.

В мясоперерабатывающей промышленности предлагаются решения, связанные с использованием низкосортного сырья, одним из которых является поднятие кондиционности сырья и более полного его использования. Современные решения этого вопроса предполагают, в основном, применение добавок, направленных на улучшение качества сырья, имеющих химическую основу (фосфаты, натриевые соли карбоновых кислот), что не отвечает потребительским предпочтениям.

Актуальность. Поиск и разработка новых технологий, позволяющих получать мясные полуфабрикаты с заданными характеристиками по нежности и мягкости из сырья, которое до 50% в туше говядины составляет мясо с повышенным содержанием коллагена (соединительной ткани) – тазобедренная часть, лопаточно-плечевая часть с сохранением пищевой и биологической ценности продукта после технологической обработки, увеличением срока годности получаемых изделий, представляют особую ценность и актуальность.

Потребление в пищу продуктов, содержащих белок коллаген, благоприятно влияет на функциональность человеческого организма, так как коллаген содержит минеральные вещества, способствующие укреплению хрящевой и соединительной ткани суставов опорно-двигательного аппарата людей всех возрастов.

В Уральском государственном экономическом университете на кафедре технологии питания проведены исследования по совершенствованию технологии изготовления полуфабрикатов из мяса говядины, позволяющей добиться сокращения содержания соединительной ткани, повышения мягкости говядины, с использованием ультразвука и рН среды как интенсифицирующих факторов. Изготовление полуфабрикатов осуществляется при температурах, позволяющих сохранить пищевую ценность, витамины, обеспечить микробиологическую безопасность и увеличить сроки годности.

Научная новизна данного исследования заключается в том, что установлено положительное влияние технологии sous-vide в сочетании с ультразвуком на органолептические показатели качества мясных полуфабрикатов с повышенным содержанием коллагена.

Цели и задачи исслелования: целью исследования явилась изучение степени влияния использования пищевой кислоты, мощности и длительности воздействия ультразвука на снижение содержания соединительной ткани, повышения мягкости говядины при изготовлении полуфабрикатов из мяса говядины для жарки, используя современные способы изготовления продукции (sous-vide, cook and chill).

Поставленные цель обуславливает необходимость решения следующих задач:

- провести исследование и обоснование возможности применения технологий приготовления (sous-vide, cook and chill) для увеличения мягкости мяса, а также для обеспечения микробиологической безопасности путем пастеризации в вакуумной упаковке, увеличения сроков хранения, сохранения пищевой и биологической ценности продукта;

- провести исследования по установлению факта увеличения степени мягкости мяса после обработки по технологии Sous-vide с применением дополнительных способов воздействия на процесс деструкции соединительной ткани при помощи изменения рН-среды и (или) ультразвука;

- оценить влияние продолжительности воздействия изменения рН-среды и (или) ультразвука на изменение органолептических показателей мясных полуфабрикатов, подвергнутых термической обработке в условиях вакуума.

В основе предлагаемого способа изготовления лежит технология sous-vide, предполагающая обработку продукции под вакуумом. Предлагаемая технология отличается от традиционной следующими особенностями:

- изготовление продукции осуществляется в герметично запечатанных термостойких пищевых упаковочных материалах;
- использование точно контролируемого нагрева среды и полуфабриката;
- продукт подвергается длительной тепловой обработке при низких температурах от +55оС до +80оС.

Регулирование температуры дает больший выбор по степени готовности и текстуре, чем традиционные методы изготовления. Применение вакуума повышает срок годности, может усилить вкус и сохранить пищевую ценность.

Во время нагрева мышечные волокна сокращаются поперечно и продольно, саркоплазматические белки скапливаются и превращаются в гель, а соединительные ткани сокращаются и растворяются. Мышечные волокна начинают сокращение при температуре 35–40°C и которое возрастает почти линейно при температуре до 80°C. Скопление и гелеобразование саркоплазматических протеинов начинается при температуре 40°C и заканчивается при 60°C. Соединительные волокна начинают сжиматься при 60°C, но взаимодействуют более интенсивно при температуре выше 65°C.

Водоудерживающая способность мышечных волокон регулируется сокращением и набуханием миофибриллярных волокон. Около 80% воды в мышечных волокнах удерживается в миофибриллах между толстыми (миозиновыми) и тонкими (актиновыми) волокнами. При температуре между 40 и 60°C мышечное волокно сжимаются вдоль и расширяет пространство между волокнами. При температуре выше 60–65°C мышечное волокно сжимается продольно, что приводит к существенной потере воды; масштабы таких потерь увеличиваются с повышением температуры.

Для максимально необходимой деструкции коллагена необходима фиксация температуры в пределах 55-60°C на длительное и технологически определенное время без потери влаги.

Более низкий уровень тепловой обработки (ниже 100 °С) обеспечивает пастеризующий эффект нагрева. Пастеризация предусматривает длительную тепловую обработку при температуре 55-80°С, обеспечивающую гибель нетермостойкой неспорообразующей микрофлоры.

Экспериментально установлено, что ультразвук оказывает специфическое действие на макромолекулы тропоколлагена в сравнении с протеолитическими ферментами. В то время как последние вызывают деполимеризацию протофибрилл до отдельных мономеров посредством процесса гидролитического расщепления и в дальнейшем скручиваются в новую структуру, ультразвук при продолжительном воздействии вызывает разрыв полипептидных связей, нарушая целостность спиральной конфигурации, подобно специфическому ферменту коллагеназе.

Результаты. Проведенные исследования в Уральском государственном экономическом университете на кафедре технологии питания по совершенствованию технологии изготовления полуфабрикатов из мяса говядины, позволяют выпускать изделия, характеризуемые как «полуфабрикаты мясные пастеризованные в вакууме для жарки» в ассортименте: бифштекс, филе, антрекот со сроком годности 10 суток при температуре хранения 2+,-1°С

В качестве исходного сырья использовался полуфабрикат мясной крупнокусковой бескостный категории А, охлажденный, подбедерок говяжий, изготовленный по ТУ 9214-002-54907417-09. Показатели безопасности соответствуют ТР ТС 021, дополнительные исследования безопасности сырья не проводились. В качестве рН среды использовалась кислота пищевая уксусная 9% в количестве 1% от веса продукта.

Технологический процесс изготовления полуфабрикатов состоял из следующих стадий: механическая обработка сырья, порционирование, добавление пищевой кислоты в несколько образцов, упаковка под вакуумом, технологическая обработка sous-vide различной длительности. Дополнительно проводились исследования качества полуфабрикатов, подвергнутых воздействию ультразвука или пищевой кислоты на основе технологической обработки sous-vide различной длительности. Контрольным явился образец мяса говядины не подвергавшийся дополнительной технологической обработке sous-vide.

Сначала полуфабрикаты, кроме «контрольного», подвергались тепловой обработке sous-vide в течение различных промежутков длительного времени, из которых часть подвергались дополнительному воздействию ультразвука (далее УЗ) на разных этапах и/или пищевой кислоты. Затем все полуфабрикаты подвергались контрольной жарке в течение 10 мин. Готовая продукция подвергалась органолептическому анализу по ГОСТ 31986-2012.

Органолептическая оценка полученных образцов производилась по показателям:

- внешний вид;
- консистенция;
- запах и аромат;
- вкус и послевкусие.

Максимальная оценка показателя составляла 5 баллов, максимальная суммовая оценка 20 баллов.

Сравнивая консистенцию тестируемых образцов, по степени мягкости и сочности лучшим являлся образец 1, подвергшийся обработкой sous-vide.

При разрезании и разжевывании имел наименьшее сопротивление образец 4, подвергшийся обработкой «sous-vide+УЗ+рН».

Образец 3 имел меньшее сопротивление резанию и разжевыванию, чем образец 2. Контрольный образец 0 имел наибольшее сопротивление, неприемлимое для разжевывания, но имел лучший внешний вид.

Образцы, подвергнутые более длительному воздействию обработки по технологии sous-vide, с использованием ультразвука или рН, были сняты с испытаний, в силу сильного размягчения мяса и практически полностью потери исходной структуры.

В настоящее время проводят дополнительные исследования безопасности разработанных полуфабрикатов.

Заключение. По итогам проведенных исследований можно сделать выводы:

- обработка мяса говядины в вакууме по технологии sous-vide приводит к увеличению степени мягкости;

- по степени воздействия использованных способов обработки мясных полуфабрикатов видна прослеживаемость увеличения деструктивной силы, где наименьшее значение имеет продолжительность прогрева по технологии sous-vide , далее сочетание sous-vide с кислотой, затем сочетание sous-vide с ультразвуком и максимальное у суммарного воздействия sous-vide , кислота, ультразвук;

- использование максимальных значений продолжительности в sous-vide , а в ультразвуке максимальных значений мощности и продолжительности приводит к разрушению продукта, трансформации органолептических показателей к неестественным для данного продукта:

- внешний вид может иметь зеленый оттенок в результате разрушения гемоглобина мяса, форма продукта похожа на изделия из фарша,

- консистенция становится слишком мягкой, вплоть до однородной паштетной консистенции,

- запах и аромат приобретают оттенок порчи,

- вкус изменяется, приобретая вкус печени;

- применение для обработки мяса технологии sous-vide в сочетании с кислотой или ультразвуком усиливает деструкцию коллагена, увеличивая мягкость мяса. Параметры продолжительности обработки, мощности воздействия ультразвука должны ограничиваться в соответствии с массой полуфабриката и вида отруба части туши;

- значения рН-среды как нейтральные свидетельствуют об отсутствии активной микрофлоры в образцах, а также о разрушительном воздействии примененных способов на кислоту; - связывание части жидкости при деструкции коллагена в глютин наглядно представлено при обработке соединительной ткани мяса говядины по технологии sous-vide; вся жидкость была гидролизирована и образовала плотный студень (