Фосфатные добавки. Они широко используются при производстве мя­сопродуктов и представляют собой натриевые и калийные соли ортофос- форной кислоты, пирофосфорной, триполифосфорной и гексаметафосфорной кислот. Основные характеристики натрийсодержащих фосфатов приведены в таблице 8.2.

Фосфатные добавки многофункциональные. Они повышают способ­ность мышечных белков связывать воду и жир, тем самым улучшают соч­ность, нежность и выход продукта; улучшают эмульгирующую способность; регулируют pH; увеличивают окислительную устойчивость липидов, то есть являются антиокислителями. Однако фосфаты отличаются друг от друга степенью воздействия на жир, белки мяса. Во многом это зависит от вели­чины pH 1 % раствора солей. По нему определяют направление их исполь­зования и классифицируют на кислые, нейтральные и щелочные.

Кислые соли (pH ниже 5,8) отрицательно влияют на гидратацию белко­вых веществ из-за снижения pH мясной системы и приближения ее к изоэлектрической точке. Их используют, как правило, для размягчения и набу­хания соединительнотканных белков, например свиной шкурки. Кислые фосфаты улучшают условия цветообразования.

Нейтральные — недостаточно эффективны, но способны замедлить про­цессы окисления липидов.

Щелочные фосфаты повышают водоудерживающую и эмульгирующую способность белков мышечной ткани, однако могут придавать мыльный привкус, ухудшать цвет продукта и создавать благоприятные условия для развития нежелательной микрофлоры.

В связи с этим целесообразно применение смесей из кислых, нейтральных и щелочных фосфа­тов, которые, улучшая функцио­нальные свойства мяса, не повы­шали бы pH готового продукта более чем до 6,5 и не изменяли его органолептических свойств.

Механизм действия фосфа­тов. Влияние фосфатов на водо­удерживающую способность мяс­ного сырья обусловлено их спо­собностью повышать ионную силу (действуя как электролиты , они связывают ионы двухвалент­ных металлов), вызывать диссо­циацию актомиозинового комп­лекса. Они расщепляют его на актин и миозин, связывая ионы Са²⁺. Влагоемкость актина и миозина вы­ше, чем у актомиозинового комплекса, благодаря расширению пространства между полипептидными цепочками. Молекулам воды облегчается доступ к полярным группам белка, количество которых также увеличивается. Поэто­му фосфаты эффективнее использовать, если при изготовлении добавляет­ся вода.

Повышение эмульгирующих свойств белков обеспечивается способно­стью фосфатов диссоциировать актомиозиновый комплекс и способствовать растворению миозима.

Действие фосфатов как антиокислителей обусловлено их способностью вступать во взаимодействие со свободными радикалами, а также связывать ионы двухвалентных металлов. В первую очередь это касается железа, кото­рое содержится в пигментах мяса и крови и является катализатором процес­сов окисления.

Лучшими антиоксидантами среди фосфатов являются пиро- и триполифосфаты.

При обоснованном выборе и правильном применении фосфатных доба­вок можно существенно повысить функциональные свойства сырья: влаго­удерживающую способность — на 2-25 %; жироудерживающую — на 2-3 % устойчивость эмульсии — 5-25 %, выход продукта — на 3-7 %. Взаимодей­ствие фосфатов с мышечными белками существенно зависит от качественной группы мяса (NOR, PSE, DFD). Традиционное мясное сырье (NOR) не тре­бует для обработки фосфатами специфического подхода, и его белки могут взаимодействовать с большинством производственных фосфатов.

Мясо PSE является очень сложным и капризным при обработке с при­менением фосфатов. В силу того, что структура его белков уже от природы нарушена, а белки частично денатурированы, воздействие традиционных фосфатов может вызывать «разрыхление» нативной структуры белка и на­рушение его регулярности, что приводит к снижению водосвязующей спо­собности. Для мяса PSE необходимо применять специально разработанные фосфатные добавки с более высоким критическим диапазоном pH (6,9-9,0).

Использование фосфатов при переработке мяса с высокой природной водосвязующей способностью (DFD, парное) является целесообразным во­преки бытующему ранее мнению. Это связано с тем, что такое мясо имеет так называемую «закрытую» структуру, характеризующуюся тем, что его белки очень хорошо держат собственную воду, но не принимают дополни­тельную. Поэтому такую структуру нужно «открывать», и при этом фосфа­ты оказывают оптимальное воздействие.

Особенно эффективно использование фосфатов при переработке моро­женого и тощего мяса.

Структурорегулирующие добавки со связующими свойствами.

Эти добавки применяют для улучшения структуры, снижения содержа­ния нежелательной свободной влаги, которую не удалось связать белками мяса, а также для усиления эмульгирующих, желирующих, связующих свойств мясных систем. Использование этих добавок позволяет сократить потери при тепловой обработке и повысить выход готового продукта.

Связующие добавки нашли применение при использовании недостаточ­ного количества или пониженного качества мясного сырья (мороженое, по­сле длительного хранения, с высоким содержанием соединительной ткани, жира, мяса с признаками миопатии по типу PSE). Кроме того, сочетание их с мясными белками позволяет получать продукты с новыми потребитель­скими свойствами, что дало толчок к развитию целого направления в пище­вой технологии — производству комбинированных продуктов. В роли струк­турообразующих и связующих добавок наиболее часто выступают вещества, являющиеся природными биополимерами — белками и полисахаридами. Их растворы по своим свойствам аналогичны коллоидным системам, но в отли­чие от золей они образуются самопроизвольно вследствие медленного набу­хания и растворения.

Ассортимент связующих добавок обширен и постоянно пополняется благодаря поиску новых источников получения и модификации известных. Основные виды связующих добавок, используемых в мясной промышленно­сти, показаны на рис. 8.4.

Белковые добавки

Растительные белковые добавки широко применяются в качестве регу­ляторов пищевой ценности и заменителей мяса. Столь широкое распростра­нение они нашли благодаря своим высоким функциональным свойствам, по­зволяющим повысить экономическую эффективность их применения.

Функциональные свойства этих добавок зависят от химического соста­ва растений и способов их обработки. В растениях, кроме белка, содержат­ся вещества небелковой природы (углеводы, жиры, клетчатка), которые ухудшают функциональность добавок. Поэтому в практике приобрело попу­лярность предварительное выделение (изолирование) белковых компонен­тов и их концентрирование. Известны технологии получения муки, концен­тратов, изолятов из растительных источников. Наибольшее распространение получили соевые белковые продукты. Заслуживают внимания также и кон­центраты и изоляты из подсолнечника, рапса, фасоли, гороха, чечевицы.

Для активизации функциональных свойств растительного сырья ис­пользуют различные способы воздействия — физические, химические, био­химические. Наибольшее распространение получила экструзионная обработ­ка зернового сырья.

Растительные белковые препараты, как правило, характеризуются высо­ким влагосвязыванием, эмульгированием, способностью образовывать устойчивые гели и эмульсии, диспергированием и адсорбцией жира. Они действуют аналогично структурообразующим мышечным белкам.

Белковые молекулы растительных препаратов способны адсорбировать воду и достаточно прочно ее удерживать. Способность растительных белков к гелеобразованию, как к холодному, так и к горячему (нагрев при 100 °С) играет особо важную роль в технологической практике, положительно влияя на консистенцию и выход мясопродуктов. Эмульгирующее действие расти­тельных белков связано с тем, что они снижают поверхностное натяжение и собираются на поверхности раздела фаз жир — вода, стабилизируя эмульсии.

Связующие свойства добавок находятся в зависимости от внешних фак­торов — температуры, pH среды, ионной силы и других. В связи с этим для каждого вида белкового препарата должны быть установлены оптимальные условия растворимости, гидратации, гелеобразования, эмульгирования. На их основании определяют способы подготовки и внесения добавок в мясное сырье.

Оценка связующих добавок должна проводиться не только по их функ­циональным свойствам, но и по органолептическим показателям: вкусу и за­паху, влиянию на цвет и консистенцию готовых изделий. При использова­нии добавок с нейтральным вкусом и запахом рекомендуют увеличивать массовую долю специй и стабилизаторов окраски.

Белковые добавки животного происхожде­ния. Молочно-белковые препараты получают из обезжиренного молока или сыворотки, удаляя воду, минеральные вещества, лактозу при одно­временном концентрировании белков. Можно использовать и молочные продукты в свежем ви­де (обрат, сливки, обезжиренное молоко).

Большинство молочно-белковых препара­тов содержит водорастворимые белки (лактальбумины и лактглобулины) и имеют высо­кую водосвязующую и пенообразующую способность. На водосвязующую способность молочно-белковых препаратов влияет способ их получения, химический со­став, наличие солей, величина pH. Влагосвязующая способность сухого об­езжиренного молока составляет 58 %, казеина — 70 %, казеината натрия — 270 %.

Сухое цельное и обезжиренное молоко, сухой белковый концентрат из подсырной сыворотки обладают выраженной эмульгирующей способностью, при нагревании образуют гели. Поваренная соль несколько снижает эмуль­гирующую способность, но упрочняет гель, не влияя на растворимость и на- бухаемость.

Казеинат натрия имеет высокую эмульгирующую способность и водо­связующую способность, хорошо растворяется при pH 7,0. Присутствие со­лей повышает стабильность эмульсий с казеинатом натрия, но не влияет на растворимость. Этот препарат не может образовывать гели, однако способствует формированию более прочных структур водорастворимых мышечных белков.

Растворимые низкокальциевые коприцепитаты в отличие от нераствори­мых имеют хорошие водосвязующую и эмульгирующую способности и луч­ший вкус. Эмульгирующие свойства растворимых молочных препаратов объясняются наличием природного эмульгатора лецитина.

В технологии мясопродуктов молочно-белковые препараты применяют не только для оптимизации функциональных характеристик, но и для повы­шения пищевой и биологической ценности готовых изделий.

Кровь и кровепродукты. Кровь применя­ется во всех формах в производстве колбас, зельцев, студней, консервов, детских продук­тов с антианемическим эффектом. Она оказы­вает комплексное действие: повышает каче­ство, биологическую ценность и выход готовых изделий, стабилизирует цвет мясных продуктов.

Функциональные свойства
белков крови:

альбумин — высокая водосвязующая способность; глобулин — высокая эмульгирующая способность; фибриноген - высокая геле­образующая способность; гемоглобин — участие в цветообразовании.

Высокая функциональность крови и пре­паратов из нее — плазмы, сыворотки и др. обусловлена их белковым составом. Альбуми­ны легко взаимодействуют с другими белка­ми, липидами и углеводами, имеют высокую водосвязующую способность. Глобулины — хорошие эмульгаторы.

Все белки плазмы крови способны образовывать гели при нагревании. При этом фибриногены имеют выраженную гелеобразующую способность, переходя в фибрин под воздействием ряда факторов (сдвиг pH к изоэлек- трической точке, наличие ионов Са²⁺) и образуя пространственный каркас.

Наибольшее распространение получило применение плазмы крови при производстве эмульгированных мясопродуктов.

Коллаген и желатин .Коллагенсодержащее сырье животного происхож­дения (шкурка, жилка, мясная обрезь, субпро­дукты второй категории) широко использует­ся в технологии мясопродуктов. Коллаген в нативном виде имеет высокую механическую прочность и нерастворим в воде, однако при длительной выдержке в воде сильно набухает, его масса увеличивается в 1,5-2 раза.

Функциональное действие
желатина:

водосвязывание; гелеобразование; эмульгирование и стабилиза­ция эмульсий.

При измельчении и под воздействием тер­мообработки коллаген хорошо гидролизуется.

Образующиеся при этом глютин и желатозы обладают водосвязующей и за­студневающей способностью, что позволяет частично стабилизировать свой­ства готовых мясных изделий. Жиропоглощающая способность коллагена низкая. Степень гидратации коллагена повышается при pH 5 7.

Специальная обработка этого сырья (измельчение, варка в воде) позво­ляет получать коллагеновую добавку — белковый стабилизатор с высокими связующими и эластично-пластичными свойствами.

Желатин является продуктом распада коллагена при его термоденатура­ции. Гелеобразование желатина зависит от относительной молекулярной массы, состава и свойств жидкой фазы. Физические свойства гелей желати­на зависят от концентрации белка, молекулярной массы компонентов, тем­пературы, присутствия солей и других реагентов.

Прочность и жесткость гелей из желатина пропорциональны концентрации белков и уве­личиваются с ростом молекулярной массы компонентов.

Температура плавления желатина также повышается с увеличением молекулярной мас­сы в пределах ряда от 70000 до 100000 Д.

Соли могут повышать или снижать температуру застудневания. По ин­тенсивности снижения последней анионы можно расположить в следующем порядке: сульфат > цитрат > ацетат > хлорид > хлорат > нитрат > бро­мид > йодид. Величина pH незначительно влияет на прочность геля. Мак­симальная жесткость появляется в основном при pH 5-10. На жесткость ге­лей влияет ионная сила и присутствие сахаров. Сухой желатин обладает склонностью к потере растворимости во время хранения, особенно при вы­соких температурах. Желатин используют для стабилизации структуры, преимущественно при производстве деликатесных мясных продуктов и пас­теризованных консервов.

Гидроколлоиды

Гидроколлоиды по своему химическому составу принадлежат к полиса­харидам, в частности галактоманнанам (камедь гуара, камедь тара, камедь рожкового дерева). Их получают специальными методами из экстрактов морских водорослей, сока растений, самих растений или зерен. По своей способности связывать воду и формировать термостабильные гели гидроколлоиды превос­ходят белковые продукты. Они реагируют с белками, вызывая взаимодействие между по­лимерными группами, что позволяет стабили­зировать структуру продуктов. Основная часть гидроколлоидов растворима в горячей воде. Гелеобразование, в основном, начинается при тепловой обработке и проходит лучше в спе­циальных условиях (при наличии ионов калия и кальция). Гидроколлоиды — не классиче­ские эмульгаторы, но из-за своей способно­сти прочно удерживать влагу и взаимо­действовать с активными поверхностными субстанциями они улучшают стабильность эмульсий. Использование гидроколлоидов предотвращает синерезис и повышает срок хранения благодаря снижению значений ак­тивности воды. Способность гидроколло­идов повышать адгезионные свойства мяса используется при производстве реструкту­рированных продуктов, а улучшение пла­стичности — при сервировочной нарезке де­ликатесных изделий.

Использование
гидроколлоидов позволяет:

• повысить выход;
• улучшить консистенцию, сочность, связность и нарезаемостъ продуктов;
• исключить образование бульонно-жировых отеков при термообработке;
• стабилизировать внешний вид и удлинить срок хране­ния в вакуум-упаковке.

Следует отметить, что ни один из коллоидов, взятый в отдельности, не может удовлетворить всем требованиям, которые ставят перед стабилизи­рующими системами производители мясопродуктов, так как каждый из них имеет как положительные, так и отрицательные стороны. В технологическом и Экономическом плане целесообразнее использовать смеси гидроколлоидов, обладающие синергетическим эффектом.

Кроме того, для разных продуктов необходимы стабилизаторы с различ­ными функциональными свойствами. В связи с этим в мясной промышленно­сти преобладают специально подобранные смеси коллоидов и других компо­нентов, предназначенные для использования в определенных мясопродуктах.

Каррагепан — лучший из гидроколлоидов, применяемых в мясной про­мышленности. Его получают путем водного экстрагирования из определен­ных видов красных водорослей в виде сыпучего порошка белого цвета. Каррагенан представляет собой сложный полисахарид, состоящий преиму­щественно из Д-галактозы. Один или более атомов водорода в молекуле каррагенана заменен сульфатной группой.

Существует несколько видов каррагенана, которые в зависимости от хи­мического строения отличаются своими свойствами (табл. 8.3).

Каррагенан обладает высокой гелеобразующей и водосвязующей способ­ностью. Вследствие наличия на поверхности отрицательных зарядов легко взаимодействует с белками и катионами; образует после цикла «нагрев-ох­лаждение» прочную пространственную сетку, в ячейках которой удержива­ется вода. Очень важным свойством для технологии мяса является то, что застывшие гели каррагенана не выделяют воду при хранении.

Гелеобразующие свойства каррагенана можно регулировать, комбинируя фракции, добавляя электролиты или другие гидроколлоиды. Особенно эф­фективно использование каррагенана вместе с крахмалом. Взаимодействуя с белками мяса, он усиливает структурный каркас мясной системы.

При pH от 8 до 9 некоторые типы каррагенанов имеют выраженную эмульгирующую способность. В отличие от других добавок, каррагенан в мясных системах одновременно формирует с солерастворимыми белками единую матрицу и упрочняет ее, обеспечивая получение требуемого технологичекого эффекта.

Наиболее эффективно использование каррагенана в технологическом процессе производства мясопродуктов с повышенным содержанием жиров и соединительной ткани, размороженного, имеющего признаки PSE, мяса ме­ханической дообвалки, мяса птицы.

Каррагенан не расщепляется ферментами желудочно-кишечного тракта и может быть использован не только как регулятор структуры, но и для соз­дания низкокалорийных мясных продуктов.

Агар — смесь полисахаридов и агарпектина, получаемая из водорослей. По технологическому действию уступает каррагенану.

Альгиновая кислота и альгинат натрия — продукты, получаемые в качестве связующих, гелеобразующих и эмульгирующих веществ. Альгиновая кислота в воде не растворяется, но хорошо связывает воду, в связи с чем лучше всего ее использовать при производстве ре­структурированных мясопродуктов. Альгинаты натрия, калия растворимы в холодной воде, но не растворимы в солевых растворах. Альгинатные гели устойчивы к действию как низких, так и высоких температур, что выгодно отличает их от гелей агара, желатина, каррагенана и др.

Альгинат натрия при растворении в воде снижает поверхностное натя­жение на границе раздела фаз, то есть проявляет свойства поверхностно-ак­тивного вещества. Эмульгирующая способность альгината натрия наиболее высокая при pH 5.

Альгинаты не усваиваются организмом человека, но способствует выво­ду тяжелых металлов.

Камеди. Они характеризуются как хоро­шие загустители, а также присутствием эффек­та синергизма при взаимодействии с другими коллоидами.

Функциональное действие
камедей:

• повышение вязкости.

Кроме каррагенанов и камедей в качестве загустителей-стабилизаторов используют пектиновые вещества, низкометилированные пектины (хорошо желируют продукт при любом содержании сухих веществ и в любом диапа­зоне pH), амидированные низкометилированные пектины, карбоксиметил- целлюлозу.

Крахмал и модифицированные крахмалы применяют как адгезивы, студнеобразователи и связывающие воду вещества. Нативный крахмал в основном используют при произ­водстве мясопродуктов пониженной сортно­сти; модифицированные крахмалы — в составе многокомпонентных добавок.

Функциональное действие
крахмала:

• связывание свободной влаги;
• гелеобразование;
• повышение вязкости и адгезии.

Одним из наиболее важных свойств крах­мала является его клейстеризация в процессе термической обработки. По­лисахаридные компоненты крахмала (амилопектин и амилоза) при этом пе­реходят в жидкую фазу и поглощают влагу, образуя гель. Низкие значения pH ускоряют набухание гранул крахмала. Среди природных крахмалов наибольшую водопоглощаемость и вязкость при пониженных температурах гелеобразования демонстрирует картофельный и рисовый крахмал.

Модификация крахмалов проводится для усиления их функциональных свойств. Добавка крахмала в мясные изделия позволяет решить и некоторые технологические вопросы.