Представлена разработка технологии мясорастительных сосисок с использованием математического моделирования для оптимизации свойств сырья и потребительских характеристик готового продукта.

Ключевые слова: вареные колбасные изделия, разработка рецептуры продукта, химический состав продукта. Анализ литературных данных позволил сформулировать требования к разрабатываемым мясорастительным сосискам с позиции науки о питании и в соответствии с нормативными требованиями. По показателям безопасности они должны удовлетворять требованиям СанПиН 2.3.2.1078-01, предъявляемым к вареным колбасным изделиям для обычного рациона. По органолептическим показателям качества разработанная продукция должна соответствовать традиционным требованиям потребителя и внутриотраслевым стандартам.

Задача разработки рецептур проду ктов питания, отвечающих физиологическим нормам, заключается в обеспечении сбалансированного химического состава готового изделия при приемлемых органолептических свойствах и стоимости. При ее решении совокупность требований к качеству готового продукта формулируется в виде множества ограничений, которые касаются как элементов химического состава и стоимости продукта, так и процентного содержания отдельных ингредиентов. Такие ограничения имеют, как правило, вид двойных неравенств [1].

C < C < с

min — — K-'i max?

Y < Y < Y

ij min — ij — ij max

(1)

где Ci - значение i-го элемента (белок, жир и т. п.) в готовом продукте; Yj - массовая доляj-го ингредиента в рецептуре; Ci min, Ci max, Yj min, Yj max - верхние и нижние границы допустимого диапазона.

Нахождение оптимальной рецептуры сводится к решению системы уравнений с ^-неизвестными

с 1=% YjX 1
j=1
с 2 = % YjX 2 j 1
n (2)
с~ % Y,X> j 1
где Ху - значение /-го элемента ву-м ингредиенте; п - количество ин -гредиентов в продукте.

Иногда, наряду с ограничениями вида (1), присутствуют ограничения на соотношение между проценым содержанием пар ингредиентов (элементов химического состава). Например, соотношение белок : жир и др. Однако и последние могут быть легко приведены к неравенствам вида (1). Пусть задано ограничение на соотношение bmin < С1/С2 < bmax.

Преобразуя его, можно получить bminC2 < С1 < СФ max- (3) (4)

Таким образом, выражение (4) аналогично выражению (1).

Задача отыскания экстремума некоторой линейной формы в п-мерном пространстве при наличии ограничений в виде неравенства на множество линейных форм известна в математике как классическая задача линейного программирования.

Попытки решения задач такого рода показали, что совокупность ограничений, накладываемых на свойства готового изделия, часто противоречива, т. е. в пространстве рецептур вообще не существует области, точки которой удовлетворяют всем ограничениям одновременно.

В таких случаях возможно:

ослабить ограничения на свойства готового изделия посредством отказа от некоторых из них;

сохранить множество ограничений, ослабив каждое из них;

расширить набор ингредиентов рецептуры изделия при неизменных ограничениях с тем, чтобы устранить их противоречивость.

Такие меры обеспечивают корректность постановки задачи с точки зрения теории линейного программирования.

Известно, что коэффициент утилитарности амино -кислотного состава «в идеале» должен быть равен 1, однако на практике при проектировании рецептур это требование выполнить невозможно, поэтому оно было ослаблено: коэффициент утилитарности должен быть не менее 0,9.

Оптимальными соотношениями между кальцием и фосфором, кальцием и магнием являются соотношения 1 : (1,5-1,7) и 1 :

(0,5-0,7) соответственно. При проектировании рецептур добиться таких соотношений очень сложно, поэтому эти критерии также были ослаблены.

Таким образом, ограничения, накладываемые на элементы химического состава и стоимость готовых вареных мясных продуктов, имеют следующий вид:

<С2/С3 <1,2

0,9 <С1 <1 0 ~ ~

14 <С4/С5 <2,0 0,4 < С4 / С6 <0,7

? — 4 6 — 7

С " тіп (5)

где С - значение коэффициента утилитарности аминокислотно -го состава готового продукта; С2, С3 - содержание жира и белка, г/100 г продукта; С4, С5, С6 - содержание кальция, магния и фосфора, мг/100 г продукта; С7 - стоимость основного сырья, р.

Ограничения на использование ингредиентов, входящих в состав рецептуры сосисок, имеют следующий вид:

0,50 < У1 < 0,60 0,25 < У2 < 0,30

0,01 < У3 < 0,03 0,01 < У4 < 0,03 У 5=5 У4 1,0 < У6 < 2,0 %

і= 1

Уj =1 (6)

где У, 72, 7з, 74, 75, 7б - массовые доли мяса птицы механической обвалки (МПМО), яйца куриного, сухого обезжиренного молока (СОМ), соевого белка Майкон С 110, воды для гидратации Майкона С 110, муки пшеничной соответственно. Шаг приращения массовой доли ингредиентов, входящих в состав сосисок, составляет 0,005 (0,5%).

В результате проведенных расчетов найдена оптимальная комбинация ингредиентов, которая может быть использована при создании рецептур сосисок: У: = 0,56, 72 = 0,28, Уз = 0,03, 74 = 0,02, Уз = 0,1, Уб = 0,01.

Эти соотношения должны обеспечить соответствие готовых сосисок основным физиологическим нормам при минимальной стоимости сырья.

Особое значение для состояния белков мышечной ткани имеет реакция среды (рН), от изменения которой зависит степень их гидратации. Действие регуляторов кислотности, к которым относится карбонат натрия, входящий в состав функционально-технологической добавки на бесфосфатной основе, заключается в том, что будучи добавленными к мясному фаршу они сдвигают рН в щелочную сторону и стабилизируют его, что приводит к увеличению гидратации белков [1].

Для определения оптимального содержания комплексного бесфосфатного средства в рецептуре использовали результаты исследований изменения показателя доли прочносвязанной влаги в модельных образцах сосисок в зависимости от количества его внесения.

В соответствии с рекомендациями ВНИИМП, в вареных колбасных изделиях оптимальными соотношениями прочносвязанной влаги к слабосвязанной являются соотношения в пределах (62-67) : (38-33)% соответственно [2].

Исходя из показателей, характеризующих содержание прочносвязанной влаги в фарше, было определено оптимальное содержание комплексного бесфосфатно- го средства, которое составило 500-1200 г на 100 кг основного сырья. Использование этой добавки в оптимальном количестве способствовало увеличению доли прочносвязанной влаги до 61,8-67,3. При составлении рецептуры нами было рекомендовано использование комплексного бесфосфатного средства в количестве 800 г/100 кг.

Известно, что рецептурами вареных колбасных изделий, вырабатываемых в соответствии с ГОСТ Р 52196-2003, предусмотрено использование нитрита натрия в диапазоне 5,0-7,5 мг/100 г, поэтому нами была предпринята попытка добиться применения нитрита натрия в количестве, меньшем максимально допустимого (7,5 мг/100 г) при комбинировании его с аскор-бинатом натрия и глюкозой, однако это не позволило получить требуемую окраску фарша.

Традиционно для интенсификации процесса цвето -образования в производстве вареных колбасных изделий, в частности сосисок, используют аскорбинат натрия, количество которого составляет 50-100 г/100 кг фарша, глюкозу или сахар-песок - в количестве 100-200 г. На основании экспериментальных данных установлены оптимальные количества нитрита натрия, аскорбината натрия, глюкозы - 7,5; 100; 200 г на 100 кг соответственно, обеспечивающие интенсивность и устойчивость окраски в фарше при остаточном содержании нитрита, не превышающем предельно допустимого значения (0,005%), а также при приемлемых органолептических показателях.

Использование аскорбината натрия и глюкозы в большем количестве практически не отражается на интенсивности окраски фарша, а также на содержании остаточного нитрита. С учетом данных органолептической оценки сосисок было найдено оптимальное количество поваренной соли, обеспечивающее в меру соленый вкус -2,6 кг/100 кг несоленого сырья.

Таким образом, установлены оптимальные количества внесения основного сырья и функционально -технологических добавок, которые обеспечат приемлемые для сосисок органолептические показатели каче ства и в дальнейшем будут использованы при разработке рецептуры [3], кг/100 кг:

МПМО

Яйца куриные (или меланж)

СОМ

Мука пшеничная Соевый белок Майкон С 110 Вода для гидратации белка Нитрит натрия Аскорбинат натрия Глюкоза Комплексное бесфосфатное средство Поваренная соль

56
28
3
1
2
10
0,0075
0,1
0,2
0,8
2,6

Производство сосисок предусматривает традици -онную технологическую схему выработки (рисунок). Применение концентрированного соевого белка не приводит к изменению обычных технологических схем. Существуют различные способы введения белковых препаратов в состав фарша колбасных изделий: в Комплексное бесфосфатное средство, лед чешуйчатый Перемешивание (г 4-5 мин)

I Посол

NaCl, NaN02, аскорбинат натрия, ппокоза

Белок в гидратированном виде (в виде геля)

Составление фарша в куггере (с 6-10 мин, /ф < 12-15°С)

COM, Подготовка сухого

яйца куриные, водорастворимого

мука пшеничная экстракта г

Наполнение оболочек (формование), глубина вакуума (0,4-0,8) 104 Па (0,4-0,8 атм), диаметр отверстий решетки 2-3 мм

Подготовка оболочки

Осадка т < 2 ч, г 0-4°С

Термическая обработка

В стационарных камерах. Варка при 75-85°С 20-40 мин до в центре батона 70-72°С

В комбинированных камерах. Подсушка при 50-60°С в течение 10 мин; варка при 75-85°С 20-40 мин до і в центре батона 70-72°С (относительная влажность среды 10-20%, скорость движения 2 м/с)

Охлаждение под душем холодной водопроводной водой 5-10 мин, затем в туннелях интенсивного охлаждения при -5... -7°С или в камере интенсивного охлаждения с автоматическим контролем и регулированием параметров до і в центре батона 0-8°С

Упаковка, маркировка, реализация сухом виде, в виде геля, в виде белково-жировой эмульсии. Так как белок Майкон С 110 образует гель в холодной воде, его вносили в куттер в виде геля (на начальной стадии куттерования). Для получения геля в куттер вносили воду и соевый белок в соотношении 5 : 1 и кут-теровали до получения блестящей поверхности. Затем полученный гель выгружали в емкости.

Добавку на бесфосфатной основе также вносили на начальном этапе куттерования. СОМ, яйца куриные и муку пшеничную вносили в куттер после указанных ингредиентов. На этапе разработки технологической схемы производства сосисок еще не был обоснован выбор конкретного антиоксиданта растительного происхождения, однако было определено, что эта добавка должна не только давать значительный антиокислительный эффект, но и быть удобной для производителя, не требовать затрат для подготовки к введению в фарш. Такими добавками могут быть сухие водорастворимые экстракты растений, представляющие собой порошки со слабым специфическим запахом, которые легко растворяются в холодной воде с образованием водного экстракта. Водный экстракт затем вводится в фарш при куттеро-вании (на последнем этапе, чтобы биологически активные вещества, входящие в состав экстракта, в меньшей степени подвергались механическому воздействию) [4].

Подготовку оболочек вели в соответствии с реко -мендациями по их применению, разработанными производителями . Перед использованием гофрированную оболочку замачивали в холодной воде (18-25°С) в течение 40-45 мин.

Поскольку формование сосисок осуществлялось в барьерные полиамидные оболочки, при проведении термической обработки операция обжарки отсутствовала.

После термической обработки (варка до температуры в центре батона 72°С) и охлаждения (до температуры внутри батона не более 8°С) контролировали готовность сосисок по остаточной активности кислой фосфатазы.

Известно, что завершение денатурационных процессов при тепловой обработке и инактивации основной массы ферментов мясного сырья происходит при достижении остаточной активности наиболее термоустойчивого фермента - кислой фосфатазы 6 мг на 100 г продукта. Остаточная активность кислой фосфатазы сосисок - 5,2 мг/100 г Выход сосисок составил 115%, что приемлемо с экономической точки зрения.

ЛИТЕРАТУРА

1. Сравнительная характеристика функциональных свойств белковых препаратов / О.И. Шиленок, И.В. Кочиева, С.Н. Толкунов и др. // Пищевая пром-сть. - 2006. - № 11. - С. 73.

2. Характеристика функциональных свойств белковых препаратов / Г.В. Глазова, О.И. Шиленок, И.В. Кочиева и др. // Мяс -ная индустрия. - 2007. - № 3. - С. 48-50.

3. Перспективный антиоксидант растительного происхож -дения / И.В. Кочиева, Е.Е. Плотников, Г.С. Паршин и др. // Мясная индустрия. - 2008. - № 7. - С. 60-62.

4. Эффективный способ замедления окислительных про -цессов / И.В. Кочиева, Е.Е. Плотников, Г.С. Паршин и др. // Мясная индустрия. - 2008. - № 8. - С. 62.