М’ясні продукти поряд з білками містять у своєму складі, вітаміни, мінеральні речовини та мікроелементи, що робить їх важливою складовою частиною збалансованого та здорового харчування. Структура таких виробів формується в результаті складного поєднання різних систем – істинних розчинів, суспензій, емульсій та гелів. Одне з найпоширеніших завдань, що вирішують технологи при виробництві продуктів цього типу, – це емульгування добавленого жиру та зв’язування і утримування води активованим білком. Тобто, активація м’ясних білків – є першочерговим завданням у процесі отримання якісних виробів з м’яса.
Найефективнішими активаторами м’ясних білків є фосфати лужних металів (пірофосфати і трифосфати).
Вони руйнують поперечні зв’язки між актином та міозином, що утворюються в процесі «rigormortis» та сприяють розпаду актоміозинового комплексу на окремі волокна. Синергетиком такого процесу є також хлорид натрію – кухонна сіль. Одночасне введення кухонної солі та фосфатів сприяє розчиненню, солюбілізації та активації м’язевих білків. Активовані білки здатні зв’язувати більше води і емульгувати більше жиру.
При цьому використовувати фосфати індивідуально недоцільно, оскільки найефективніше працюють суміші фосфатів з певними заданими властивостями (значення pH, розчинність у холодній воді та розчинах солі тощо). Склад та властивості таких сумішей формуються під конкретні продукти. В цьому аспекті розглядають дві принципові групи м’ясних продуктів: емульсійні – сосиски, сардельки, варені ковбаси, котлети, а також шинковані продукти.
Фосфатні суміші, що застосовуються при виготовленні емульсійних продуктів, містять переважно фосфати з короткими ланцюгами (пірофосфати) і, як правило, не містять поліфосфатів, або ж містять їх у невеликій кількості. У емульсійних продуктах фосфати у поєднанні з сіллю швидко взаємодіють з білками, зменшуючи період їх активації, з подальшою гідратацією та емульгуванням. Фосфати з короткими ланцюгами, незважаючи на погану розчинність у воді, швидко активують білки, оскільки у виробничому процесі до продукту передається велика кількість механічної енергії. Обробка сировини відбувається в чаші кутера і супроводжується подрібненням і активним перемішуванням, з подальшим продавлюванням маси через емульситатор. Досвід показує, що суміші фосфатів з короткими ланцюгами дозволяють отримати щільну емульсію для виготовлення тонкоподрібнених ковбас.
Суміші фосфатів з довгими ланцюгами (поліфосфати) використовують при приготування розсолів для шинок, оскільки ці види фосфатів добре розчиняються в холодній воді. В цій технології активація білків займає набагато більше часу, порівняно з виготовленням емульсійних ковбас. При виробництві шинки полі фосфати активують білки протягом кількох годин під час тумблерування або перемішування.
Активований та гідратований білок не тільки зв’язує та утримує додану воду, але також емульгує доданий жир, формуючи на його частинках білкову оболонку.
Кращому утримуванню води білками м’яса сприяє також підвищення рН середовища, як наслідок введення в систему лужних фосфатів.
Таким чином, завдяки здатності фосфатів активувати білки м’яса та підвищувати його рН, збільшується вихід готового продукту, зменшуються втрати та міграція вологи під час розморожування, термообробки, скорочується термін посолу, покращується текстура та консистенція, колір та смакові властивості готового виробу, сповільнюється окиснення жирів. Оброблені фосфатами м’ясні вироби соковитіші, ніжніші і мають вищу харчову цінність.
Додавання фосфатів здійснюють на ранній стадії перед тепловою обробкою продукції, оскільки фосфати взаємодіють тільки з нативними, неденатурованими білками м’яса.
Загалом здатність білків утримувати воду є відносно невеликою, тому для суттєвого збільшення виходу м’ясопродуктів доводиться використовувати гідроколоїди.
Гідроколоїди – це сполуки, які при введенні у склад рідких чи твердих продуктів надають їм бажаної в’язкості, консистенції, а також стабілізують харчові дисперсні системи – емульсії та суспензії. До гідроколоїдів, які мають статус харчових добавок, відносять речовини трьох функціональних класів – загусники, гелеутворювачі та стабілізатори, які в окремих системах можуть виконувати також функцію емульгаторів.
За хімічною природою гідроколоїди є біополімерами, що мають полісахаридну або білкову структуру. Саме особливості такої структури визначають індивідуальну специфіку додавання певного гідроколоїду в гідрофільне середовище (водні розчини).
Застосування гідроколоїдів дозволяє контролювати, або хоча б впливати на наступні показники продуктів:
- в’язкість,
- гелеутворення,
- синерезис,
- стабільність емульсій,
- здатність сприяти утворенню суспензій.
Гелі полісахаридів відрізняються між собою структурою та механізмами утворення, що не дозволяє замінювати один полісахарид на інший в різних продуктах. Суміші певних полісахаридів виявляють також ефект синергізму і формують гелі з новими властивостями. При взаємодії білків із полісахаридами утворюються комплексні гелі, які відіграють важливу роль при формуванні м’ясних фаршових систем у виробництві емульсованих м’ясопродуктів.
Карагінани
Найпоширенішими гідроколоїдами полісахаридної природи, що використовуються у харчовій промисловості, є карагінани (kappa і iota), камеді гуару, ксантану, ріжкового дерева, дерева тара, конжак, крохмалі, карбоксиметилцелюлоза та інші.
Підставою широкого застосування kappa-карагінану (очищеного Е407 та напівочищеного Е407а) у переробці м’яса чи риби є його унікальна здатність зв’язувати воду у ваговому співвідношенні 1:120.
k-Карагінан утворює термозворотні гелі. Гелі, утворені очищеним карагінаном, більш ладкі, еластичні та прозорі, ніж отримані з напівочищеного карагінану. З напівочищеного карагінану отримують непрозорі гелі, зумовлені присутністю у ньому нерозчинної клітковини. У м’ясному продукті карагінановий гель вбудовується в білкову матрицю продукту, тому його непрозорість не впливає на зовнішній вигляд готового виробу. Напівочищений карагінан дешевший і в основному застосовується у виробництві м’ясних виробів, інколи в суміші з рафінованим карагінаном.
Перед застосуванням k-карагінан, як правило, стандартизують хлоридом калію, що значно збільшує міцність гелю. Збільшення міцності гелю прицьому супроводжується збільшенням синерезису і бульйонно-жирового набряку продуктів. Щоб знизити такий синерезис необхідні добавки сухих речовин.
Застосування карагінану дозволяє збільшити вихід готової продукції, покращити консистенцію та товарний вигляд готового продукту, знизити втрати маси продукту при термообробці, зменшити ризики утворення бульйонно-жирових набряків. Діапазон застосування карагінанів у м’ясній промисловості досить широкий: варені ковбасні вироби, шинки, цільном’язові продукти зі свинини, яловичини та птиці, консервована м’ясна продукція.
Недоліком карагінану є погана розчинність у воді, висока температура гелювання, а також висока вартість. Незважаючи на це, карагінан має великий попит і використовується практично всіма м’ясопереробними підприємствами.
Галактоманани
Ще однією важливою групою гідроколоїдів-загусників є галактоманани – полісахариди на основі манози з галактозними боковими розгалуженнями, що зумовлюють значно кращу розчинність галактомананів у воді, порівняно з карагінанами. Найпопулярнішими з них є камеді (борошно) гуару, дерева тара і ріжкового дерева. До речі, у такому ж ряду зменшується їхня розчинність у воді.
Високий ступінь розгалуження полімерної молекули камеді гуару забезпечує добру розчинність як у гарячій, так і у холодній воді з утворенням в’язких розчинів. В’язкість 1%-х розчинів камеді гуару може складати від 3000 до 7000 сПз. В’язкість таких розчинів змінюється протягом доби після розчинення, зростаючи за цей період на 20-30%. Зазвичай показник в’язкості, що наводиться у специфікації продукту, є в’язкістю, виміряною через 24 години після розчинення. В’язкість розчинів гуарової камеді майже не змінюється при додаванні солей та кислот.
Гуар застосовується у складі розсолів для шприцювання та емульгованих м’ясних продуктів, оскільки гуарова камедь набухає в холодній воді, що сприяє утриманню розсолу, введеного в м’ясний продукт при ін’єктуванні, а також стримує виділення води з нетермообробленого продукту при зберіганні.
У м’ясній промисловості, незважаючи на позитивні якості (низька ціна, простота у використанні, хороша розчинність, висо кав’язкість), камедь гуару має обмежене застосування через відсутність структуроутворюючих властивостей. Крім того, при надмірному використанні камеді гуару у наднормативному обсязі проявляється пориста структура фаршу та готового продукту.
Камедь тари є гарним ефективним загусником та синергетиком при взаємодії з іншими гідроколоїдами, зокрема з карагінаном. Недоліком можна вважати високу температуру розчинення.
Камедь ріжкового дерева також надає щільнішу структуру готовому продукту за рахунок синергетичного ефекту при взаємодії з іншими гідроколоїдами. Її недоліком є висока температура розчинення та висока вартість.
Камедь ксантанує добрим загусником, в’язкість якогоне залежитьвід рН середовища, присутності солей та механічного навантаження. Тому в продуктах переробки м’яса та риби ксантан використовується головним чином для загущення рідких маринадів, заливок, соусів. Цей гідрокорлоїд дуже стабільний при низьких значеннях pH (у дресингах та соусах) та високих температурах (стерилізовані продукти).
Ксантан додають також у розсоли для ін’єктування з метою уповільнення або попередження седиментації інших компонентів розсолу, наприклад, крохмалю. За рахунок підвищення в’язкості всі компоненти утримуються у вигляді стабільного колоїду протягом тривалого часу.
При нагріванні розчину ксантану вище 65°С його в’язкість зменшується, але при повторному охолодженні знову повертається до початкового значення.
Камедь ксантану відзначається високою та стійкою в’язкістю в гарячому стані, а також є синергетиком при взаємодії з іншими гідроколоїдами, в т.ч. з карагінаном, конжаком, гуаром. Широко відомий синергізм суміші гуарової (70%) та ксантанової (30%) камедей.
Цією властивістю камеді ксантану іноді користуються деякі недобросовісні китайські експортери ксантану, які підмішують до нього дешевий гуар. Такий продукт можна впізнати за аномально високою в’язкістю, інші його властивості також відрізняються від властивостей чистого ксантану. «Розведену» гуаром камедь ксантану власне легко виявити за неприродньо високою в’язкістю водного розчину, як і за тим, що добавки камеді гуару знано слабше впливають на зростання в’язкості цих розчинів. Тому слід остерігатися закупівлі медіксантану у нейтральних (не брендових) мішках.
Камедь конжаку (глюколікаманнан) –
ще один важливий полісахарид-загусник, розчинний у холодній воді. В’язкість розчинів глюкоманану алежить від концентрації солі, але не залежить від pН середовища. В’язкість високоочищеного глюкоманнану може досягати 40000 сПз. Камедь конжаку має дуже високу здатність до гідратації – одна вагова частина конжаку зв’язуєдо 80 вагових частин води. Глюкоманан утворює термонезворотні гелі при нагріванні його водних розчинівдо 80°С при рН 9-10. У сумішах з kappa-карагінаном і ксантаном камедь конжаку утворює еластичні термозворотні гелі. Глюкоманан є достатньо дорогим продуктом, однак, на нашу думку, він має високий потенціал для застосування у м’ясних системах.
Використання різних типів гідроколоїдів вимагає розуміння їх властивостей і особливо взаємодії між ними. Слід також враховувати температурні режими обробки м’ясних продуктів, оскільки різні гідроколоїди виявляють максимальну активність за різних температур.
Читайте, Гліцерилмоностеарат E471 – універсальний харчовий інгредієнт
Сергій ГЛАДІЙ , компанія «Інтер-Синтез»
82300. м. Борислав Львівської обл., вул. Трускавецька, 125
тел: 067-789-04-64, 095-641-26-08, 067-588-55-13, (03247) 65584
e-mail: h. kushnir@insyntez.com.ua, m.starchevskyi@insyntez.com.ua
