Разработка состава съедобных пищевых пленок и исследование фрактальных свойств дистиллятов плодовых и ягодных культур в технологии производства мясных продуктов

И.Ф. Горлов, академик РАС.ХН ГУ ВНИТИ ММС и ППЖ Россельхозакадемии, А.А. Емельянов, доктор технических наук ФГОУ ВПО Орел ГТУ, О.А. Шалимова, кандидат биологических наук Т.А. Козлова, кандидат технических наук О.С. Киреева, И.Я. Стромская, аспиранты ФГОУ ВПО Орел ГАУ

Сохранение качества мясных продуктов, а также увеличение сроков их годности является актуальной проблемой. Поэтому одна из главных задач в области производства     продуктов     питания    создание высококачественной упаковки, способной не только сохранить свои свойства при транспортировке, хранении и реализации продукта, но и защитить его в течение требуемого времени [3]. Кроме того, в последнее время экологическая ситуация, связанная с утилизацией полимерных упаковочных материалов, наиболее часто используемых для упаковки пищевых продуктов, обострилась не только в нашей стране, но и в мире. Наиболее оптимальным способом решения данной проблемы является создание съедобных пленок и покрытий на основе природных биополимеров.

В настоящее время в пищевой промышленности широкое распространение получили пленки на основе таких природных биоразлагаемых полимеров, как целлюлоза, хитозан, желатин, полипептиды, казеин и др. Особый интерес вызывает крахмал как наиболее дешевый вид сырья [4]. Однако существующие съедобные пленки имеют один существенный недостаток: они подвержены контаминации и служат благоприятной средой для развития патогенной аэробной микрофлоры, следовательно, требуется применение в их составе специальных добавок (консервантов, антисептиков и других пищевых добавок),    целенаправленно    подавляющих размножение бактерий и плесневых грибов.

Исходя из вышесказанного, весьма перспективным является создание нетоксичных, легко утилизируемых съедобных пищевых пленок, полученных из природных биополимеров в сочетании с концентрированными ягодными соками, и использование  их  в  технологии мясных  продуктов с перспективой увеличения сроков годности последних.
 
Исследования проводились в инновационном научно-исследовательском испытательном центре Орловского    государственного    аграрного университета, а также на кафедре «Технология мяса и мясных продуктов» Орел  ГАУ.  Все  исследования были выполнены по общепринятым методикам [1]. В качестве модельных образцов были использованы сосиски «Столичные», выработанные по ТУ 49527.

Опытным путем были разработаны два состава для получения    съедобных    оболочек    из концентрированных соков красной и черной смородины с добавлением гелеобразователей (желатина и крахмала). Полученные составы были использованы в качестве съедобных оболочек для сосисок.

В качестве основного компонента состава использовали концентрированные ягодные соки (рис. 1), которые являются источниками углеводов, витаминов, макро- и микроэлементов, что обусловлено спецификой их способа получения. Концентрированный сок получен путем вакуумного выпаривания сока прямого отжима ягод смородины при температуре ниже 50 °С. По окончании выпаривания влажность сока составила 60 %. Концентрированный сок, представляющий собой вязкую пастообразную массу, досушен при атмосферном давлении и температурах ниже 50 °С до влажности 15 % и 22 % для концентрированных сок черной и красной смородины соответственно.

Исследования    химического    состава концентрированных      соков      красной      и      черной смородины показали, что концентрированный сок черной смородины обладает высокой пищевой ценностью. По содержанию углеводов (56 %) сок соответствует сухофруктам (курага абрикосовая - 51, цукаты -   54,5 %), близок  гороху (53,5 %),   грецкому ореху (58,5 %) и в 7 раз превосходит исходную ягоду. Энергетическая ценность концентрированного сока соответствует зерновым (овес - 299,5, ячмень - 310,8 ккал) и зернобобовым (горох - 302,7, фасоль - 308,9 ккал) [2, 5].
 
Концентрированный  сок   красной   смородины также  имеет  высокую  пищевую  ценность, существенно  превьшая  показатели  исходной  ягоды. Он также богат микроэлементами и по их общему содержанию в три раза превосходит ягоду, используемую для его производства. Кроме того, соки красной и черной смородины являются источниками витаминов А, гpyппы В и С. Высокая концентрация витаминов превращает смородиновые соки в биологически  активный  продукт.

Концентрированные ягодные соки смородины были исследованы на продолжительность хранения. Низкая влажность продукта, а также присутствие в нем органических кислот позволяет хранить соки в обычных условиях при комнатной температуре. Микробиологический контроль концентрированных ягодных соков выполнен после 18 месяцев хранения (табл. 1).

Из таблицы следует, что после полутора годового хранения в обычных условиях при комнатной температуре концентрированный сок удовлетворяет требованиям, установленным СанПин
2.3.2.1078-01. Приведенные данные указывают на фитонцидную активность концентрированного сока черной смородины и возможность  его использования в качестве консерванта.

Полученные на основе концентрированных соков смородины составы для получения съедобных оболочек наносились путем погружения в них готовых вареных колбасных     изделий     без     оболочки,      образуя      на поверхности продукта тонкую пленку. Кроме того, благодаря наличие в составе для получения съедобной оболочки таких гелеобразующих компонентов как крахмал и желатин, из него можно получить съедобные пленки (рис. 2) толщиной 0,07 - 0,08 мм. Увеличение длины без разрывов этих пленок при растяжении составляет 55 % и 85 % с крахмалом и желатином соответственно. Такие пленки можно применять для упаковки паштетов или готовых деликатесных мясных продуктов.

 

Концентрированные    соки    смородины обеспечивают специфическую окраску состава, а, следовательно, и съедобных пленок, полученных с их использованием. Применение данного состава для получения съедобной оболочки вареных колбасных изделий позволит получить более привлекательный внешний вид продукта в сравнении с сосисками в традиционной целлофановой  оболочке,  что приведет к повышению потребительских свойств вырабатываемых изделий. Использование съедобных пленок позволит повысить биологическую и энергетическую ценность конечного продукта.
 
Для выявления консервирующих свойств пленок были проведены исследования по выращиванию микрофлоры на субстрате, содержащем все компоненты состава для получения оболочек. Результаты   исследования   (рис.   3)    показали,   что концентрированные ягодные соки сдерживают во времени рост патогенной микрофлоры, а именно плесневых грибов рода Mucor и Penicitlium.

Кроме того, консервирующие свойства съедобных пленок были изучены непосредственно на модельных образцах сосисок при длительном хранении. Все образцы сосисок хранились в одинаковых условиях при температуре 0..+4 °С в течение полутора месяцев. Результаты эксперимента (рис. 4) показали, что образец в традиционной целлофановой оболочке имеет признаки гнилостной порчи, которые явно выражены по всему объему продукта. В свою очередь оставшиеся три образца имели очаговые поражения плесневыми грибами рода Penicilium. Причем, на образце без оболочки плесневые грибы образовали спорангии, чего не произошло на образцах в съедобных оболочках.

Кроме того, в последние годы в России набирает обороты глобальная тенденция повышенного внимания потребителей к вопросам сохранения молодости и здоровья. Появились научные исследования и разработки, свидетельствующие об особых структурно-энергетических свойствах природных вод, имеющих целебные свойства.

Как известно, процессы взаимодействия воды с мясными компонентами играют огромную роль во многих технологических процессах: сушка, замораживание, хранение и переработка.
Исходя из вышесказанного, получение, исследование  свойств,  и  внедрение  в  производство дистиллята, выделенного из плодовых и ягодных культур является актуальным. Выработаны образцы дистиллятов, которые являются побочным продуктом, полученными при производстве концентрированных соков клубники, вишни и винограда. Концентрированные соки производят на запатентованной установке (AC ru 2276 314 c1).
 
С целью исследования микроскопической структуры дистиллятов и их фрактальных свойств путем нанесения на предметное стекло и последующего высушивания в течение 12 часов были получены образцы, которые затем были рассмотрены с помощью сканирующего микроскопа при увеличении в 2,5; 5; 10 тысяч раз (рис. 5). Результаты микроскопирования образцов продемонстрировали, что вода не содержит вредных примесей и является наиболее чистой в сравнении с контрольными образцами водопроводной и дистиллированной воды.
 

В дальнейшем дистилляты были исследованы на жесткость по ГОСТ 4151-72. Полученные результаты продемонстрировали, что показатель постоянной жесткости у плодовых дистиллятов был существенно ниже, чем в контроле и соответствовал численным значениям для дистиллята из винограда - 0,25 мг/экв., для дистиллята из вишни - 0,3 мг/экв., дистиллята из клубники - 0,3 мг/экв. (табл. 2).

Жесткость водопроводной воды оказалась равна 1О мг/экв. Для определения степени жесткости использовали шкалу: до 3,5 мг/экв. - мягкая  вода, 3,5 - 7,0 - средней жесткости, 7,0 и выше - жесткая. Таким образом, вода, полученная из яrод винограда, вишни и клубники является очень мягкой, что благоприятно сказывается на ее органолептических свойствах и физиологическом действии.

Данные, полученные пpи внесении дистиллятов из винограда в мясные  фаршевые системы, показали, что  в     говяжьем     фарше    с    добавлением     дистиллята винограда наблюдается большая упорядоченность мышечных волокон в сравнении с контрольными образцами      фарша      с      водопроводной      и дистиллированной водой (рисунок 6).

По данной тематике было проведено патентное исследование, по результатам которого сделан вывод, что запатентованных аналогов данному изобретению нет. Среди наиболее близких по назначению изобретений  -  функциональные  напитки  компании «ОСТ - Аква»: питьевая вода «Курута», насыщенная йодом и фтором; напиток для коррекции веса «Slim+» с L-карнитином и экстрактом гарцинии камбоджийской, разработка ООО «Редокс технологии» - напиток «Ваше здоровье» , который представляет собой водный раствор с отрицательным окислительно-восстановительным потенциалом и комплексом аминокислот в составе.

Предлагаемый нами продукт не требует дополнительного    введения    обогащающих компонентов, так как имеет полностью природное происхождение, сбалансированный биохимический состав, структуру, свойственную физиологическим жидкостям организма человека. Исследуемый дистиллят является уникальным продуктом, так как соответствуют  структуре  воды в живых клетках.

Таким образом, использование предлагаемого состава для получения съедобных  оболочек  для мясных продуктов позволяет получить готовый к употреблению продукт с более длительным сроком годности. А особое сочетание  компонентов  состава для получения оболочки способствует обогащению конечного продукта биологически активными веществами, повышению его биологической или энергетической ценности, а также улучшению внешнего вида мясного  продукта.

Литература
1.    Антипова, Л. В. Методы исследования мяса и мясных   продуктов   [Текст]    /    Л.    В.    Антипова,   И. А. Глотова, И. А. Рогов. - М.: Колос. - 2001. - 376 с, ил.
2.    Емельянов, А. А. Сухой сок черной смородины [Текст]/   А.   А.   Емельянов,    Д.    А.    Емельянов, О.   А.  Шалимова   //   Пищевая  промышленность.  -
2008. -  №7. - с. 16 - 18.
3.    Кирш, И. А. Упаковка мясной  продукuии  [Текст] // Пищевая  промышленность. -  2006. -  № 5. - С. IS - 19.
4.    Кудрякова, Г. Х. Биоразлагаемая упаковка в пищевой промышленности [Текст]/ Л. С. Кузнецова, Е. Г. Шевченко, Т. В. Иванова // Пищевая промышленность. - 2006.- № 7.-  С. 52 - 54.
5.    Шалимова, О. А. Получение съедобной пищевой   пленки   из   яrод    смородины    [Текст]! О. А. Шалимова [и др.] // Мясные технологии.  -  2009. - № 6 (78). - С. 46 - 47.

Статья опубликована в журнале "Вестник ОрелГАУ", 2/2010, С. 42-45