Способ производства белково-жировой эмульсии для мясных изделий
Владельцы патента RU 2460311:
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение "Восточно-Сибирский государственный университет технологий и управления" (RU)
Изобретение относится к мясной промышленности. Обрабатывают в устройстве для тонкого измельчения соевый белковый изолят, растительное масло, гель Ламифарэн из бурых морских водорослей Ламинария Ангустата в количестве 18-20% и воду в количестве 25-27% от массы готового продукта. Изобретение позволяет получить продукт с повышенными функционально-технологическими показателями, расширить ассортимент продуктов. 3 ил., 5 табл., 3 пр.
Предлагаемое изобретение относится к пищевой и мясной промышленности, а именно к производству белково-жировых эмульсий и мясопродуктов с ее использованием.
Здоровье человека является общественной ценностью, приоритетом государственной политики и определяет геополитические перспективы нации. Полноценное и здоровое питание одно из наиболее важных и необходимых условий для сохранения жизни и здоровья человека. Продукты питания должны не только удовлетворять физиологические потребности организма человека в пищевых веществах и энергии, но и выполнять профилактические и лечебные цели.
Анализ заболеваемости населения экологически неблагополучных регионов, таких как Дальний Восток, Забайкальский край, Республика Бурятии и Якутия, показал, что лидирующее место занимают болезни, которые вызывают снижение трудоспособности и продолжительности жизни россиян. Одной из причин заболеваний человека является дефицит таких элементов, как железо, кальций, йод, фтор, селен и др.
В связи с этим актуальным в пищевой перерабатывающей промышленности является разработка обогащенных пищевых продуктов, которые будут способствовать снижению существующего дефицита витаминов, макро- и микроэлементов, в первую очередь в этих регионах. Одним из путей решения вопроса дефицита микроэлементов является создание обогащенных белково-жировых эмульсий, а также мясопродуктов с белково-жировыми эмульсиями в качестве компонента рецептуры.
Известен способ производства белково-жировой эмульсии на основе воды с применением белка пищевого соевого, сухого обезжиренного молока, растительного масла и муки топинамбура с целью обогащения мясопродуктов углеводами, пищевыми волокнами, железом, кремнием, цинком и витаминами (см. автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Скворцовой Е.И. Разработка технологии вареных колбас из конины с использованием белково-жировых суспензий с топинамбуром, Улан-Удэ, 2001, с.12, 18).
Однако суспензия такого типа обеднена йодом, нет промышленной технологии производства топинамбура, что не позволяет достаточно широко использовать ее в промышленности.
Известен способ приготовления белковой добавки, включающей растительный белок, плазму крови крупного рогатого скота, сухое обезжиренное молоко, ферментный препарат Протосубтилин Г10Х. В качестве растительного белка используют белковый препарат чечевицы (см. RU 94026867/13, кл. A23L 1/31, 1996).
Однако для приготовления добавки требуется строгий контроль температуры, времени выдержки 10 часов, также нет промышленного производства чечевицы. Кроме того, полученная белковая добавка не обогащена микро- и макроэлементами.
Известен способ производства колбасных изделий, обладающих лечебно-профилактическими свойствами, где в качестве рецептурного ингредиента используют дикорастущее растение - морскую капусту в количестве 5-6%, предварительно промытую и измельченную (RU 2099953, кл. А22С 11/00, 1997).
Однако морская капуста вводится не в составе белково-жировой эмульсии, а в качестве рецептурного ингредиента колбасных изделий, что ухудшает функционально-технологические показатели продукта.
Известен способ производства белково-жировой эмульсии, разработанный открытым акционерным обществом «Мясокомбинат Раменский», где в качестве компонента используют шкурку свинины, которую измельчают и выдерживают в реакторе в 3-5%-ом растворе поваренной соли при температуре 50°С при постоянном помешивании (см. Жаринов А.И. Основы современных технологий переработки мяса. / Краткий курс. Ч.1. Эмульгированные и измельченные мясопродукты. - М., 1994, с.69, 114).
Однако данный способ не позволяет получить продукт с лечебно-профилактическими свойствами по отношению к таким заболеваниям, как эндемический зоб, сердечно-сосудистые заболевания.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является способ производства белково-жировой эмульсии, предусматривающий использование изолированных соевых белков, растительного масла, белкового компонента животного происхождения и раствора йодида калия с рН 6,7-7,0 для обеспечения содержания йода в готовой белково-жировой эмульсии в количестве 90-120 мкг/100 г продукта, при этом полученную белково-жировую эмульсию выдерживают в течение 22-24 часов при температуре 0-4°С для прохождения процесса связывания йода (см. RU №2240018 С2, A23L 1/34, А23С 11/00, A23J 1/02, 20.11.2004 г.).
Однако данный способ требует дополнительной технологической операции приготовления раствора йодида калия, выдержки в течение суток и тщательного дозирования препарата и раствора йодида калия, что усложняет и удлиняет производство.
Технической задачей предлагаемого изобретения является создание технологии белково-жировой эмульсии, обогащенной макро- и микроэлементами, витаминами, полисахаридами (альгинат, фукоидан, ламинарии), необходимыми в питании людей, проживающих в экологически неблагополучных регионах.
Техническим результатом предлагаемого изобретения является упрощение и сокращение длительности технологического цикла, повышение функционально-технологических показателей продукта, обогащение макро-, микроэлементами и витаминами.
Указанный технический результат достигается тем, что в известном способе производства белково-жировой эмульсии, предусматривающем обработку в устройстве для тонкого измельчения соевого белкового изолята, растительного масла и жидкого компонента, согласно изобретению в качестве жидкого компонента используют гель «Ламифарэн» из бурых морских водорослей «Ламинария Ангустата» в количестве 18-20% и воду в количестве 25-27% от массы готового продукта.
Существенным отличительным признаком предлагаемого изобретения является изменение качественного состава белково-жировой эмульсии, а именно использование в качестве жидкого компонента пищевого геля «Ламифарэн» в количестве 18-20% от массы готового продукта. Это способствует обеспечению содержания в 100 г готовой белково-жировой эмульсии микро- и макроэлементов в следующих количествах: хром - 12-10,8 мкг; медь - 12,4-11,6 мкг; железо - 10,8-9,72 мкг; ванадий - 10-9 мкг; кремний - 130,4-112,5; цинк - 52-46,8 мкг; кальций - 17000-15300 мкг; магний - 3800-3420 мкг; фосфор - 3800-3420 мкг; селен - 1,6-1,4 мкг; йод - 108-120 мкг.
Использование 18-20% «Ламифарэна» сократило количество воды до 25-27% от массы готового продукта в рецептуре белково-жировой эмульсии.
Гель «Ламифарэн» - это натуральный пищевой продукт в виде геля, который получен путем сложного низкотемпературного гидролиза из бурых водорослей «Ламинария Ангустата». Достоинство геля «Ламифарэн» заключается в том, что все компоненты, содержащиеся в нем, находятся в биологически активном виде, поэтому гель легко усваивается организмом человека, рекомендуется в качестве диетического и профилактического питания широким слоям населения (см., например, Разумов А.Н., Бобровницкий И.П. и др. Пособие для врачей «Использование геля «Ламифарэн» в качестве диетического и лечебно-профилактического питания при соматических заболеваниях, интоксикациях свинцом, иммунодефицитных состояниях», 2-е издание, Москва, 2006 г.; Г.В.Чижова, О.В.Горшкова, О.В.Дещенко, Г.И.Фельдшерова; М-во здравоохранения Хабар. края, ГОУДПО «Ин-т повышения квалификации специалистов здравоохранения». - Хабаровск: Изд. центр ИПКСЗ, 2009).
Большое количество микро- и макроэлементов, витаминов и полисахаридов (альгинат, фукоидан, ламинарии) находятся в геле «Ламифарэн» в биологически активном виде.
| Таблица 1 | |
| Состав геля «Ламифарэн» | |
| Составные компоненты | Содержание |
| Белки, % | 0,4 |
| Углеводы, %, в том числе: | 1,4 |
| Фукоидан | 21,0 |
| Альгинат | 14,7 |
| Ламинарин | 0,07 |
| Макроэлементы, мг/кг, в том числе: | |
| Кальций | 850 |
| Фосфор | 190 |
| Магний | 190 |
| Микроэлементы, мг/кг, в том числе: | |
| Хром | 0,6 |
| Медь | 0,62 |
| Железо | 5,4 |
| Ванадий | 0,5 |
| Кремний | 6,25 |
| Цинк | 2,6 |
| Селен | 0,08 |
| Йод, мг/100 г | 1 |
Белковая часть белково-жировой эмульсии представлена соевым белковым изолятом, жировая часть - растительным маслом, а также в состав жидкого компонента эмульсии включена полисахаридсодержащая составляющая - гель «Ламифарэн».
Соевые белковые изоляты - наиболее распространенные в мировой практике белковые препараты растительного происхождения. Они полноценны, относительно хорошо сбалансированы по соотношению незаменимых аминокислот, имеют высокое содержание белка, стабильные функционально-технологические свойства, обладают многоцелевым назначением, просты в использовании, экономически доступны.
В рецептурах белково-жировых эмульсий соевый белковый изолят можно рассматривать в качестве корректирующего компонента, предназначенного для замены мясного сырья, улучшения функционально-технологических свойств фарша.
Однако соевые белки, так же как и мышечные, должны быть хорошо растворены и диспергированы, чтобы эффективно выполнять функцию эмульгатора, за счет образования структурированного белкового каркаса, являющегося основой эмульсии [Жаринов А.И. Эмульгированные и грубоизмельченные мясопродукты].
Жиры в эмульгированном виде лучше усваиваются организмом. Введение в эмульсию растительного масла позволяет получить однородную стабильную эмульсию, также повысить биологическую ценность продукта, обеспечивающуюся присутствием в масле витаминов А, Д и полиненасыщенных жирных кислот.
Вода служит средой для гидратации и растворения белкового препарата. Максимальная растворимость соевых изолятов происходит при рН - 7,0 и - 2,5, минимальная - при рН - 4,6, что близко к изоэлектрической точке мышечных белков.
Применение в качестве жидкого компонента питьевой воды, в аналогичных способах производства белково-жировых эмульсий, позволяет лишь обеспечить необходимую степень гидратации белков. Способ замены жидкого компонента раствором йодида калия с рН 6,7-7,0 в прототипе позволяет обогатить продукт только йодом.
В предлагаемом изобретении в белково-жировой эмульсии часть жидкого компонента (18-20%) заменяется гелем «Ламифарэн» в связи с тем, что он содержит 93,4% влаги. Снижение содержания геля «Ламифарэн» менее 18% не обеспечивает необходимое количество микро- и макроэлементов, в том числе йода и селена. Увеличение дозы «Ламифарэна» более 20% снижает водо- и жироудерживающие способности белково-жировой эмульсии, которые представлены на фиг.1 и 2.
Состав белково-жировой эмульсии представлен в таблице 2.
| Таблица 2 | ||
| Состав белково-жировой эмульсии | ||
| Количество, % | ||
| Компоненты | Вариант 1 | Вариант 2 |
| Гель «Ламифарэн» | 18 | 20 |
| Соевый белковый изолят | 10 | 10 |
| Масло растительное | 45 | 45 |
| Вода | 27 | 25 |
| ИТОГО | 100 | 100 |
При выборе количества геля «Ламифарэн» в БЖЭ учитывали соотношение белок:жир (оптимальное 1:4,5-5,0), белок:влага (оптимальное 1:4,5-5,0). Соотношение вода: белок связано со степенью растворимости и предопределяет характер образующейся в системе пространственной белковой матрицы, от которой зависит выраженность функционально-технологических свойств: водосвязывающей, эмульгирующей, гелеобразующей способности, вязкости [см. Забашта А.Г., Молочников М.В., Подвойская И.А. Справочник по производству фаршированных и вареных колбас, сарделек, сосисок мясных, хлебов. - М., 2001 г.]. В таблице 3 представлены коэффициенты белок-жир, белок-влага в двух вариантах БЖЭ.
| Таблица 3 | |||||
| Коэффициенты белок-жир, белок-влага | |||||
| Варианты белково-жировых эмульсий | Массовая доля белка, % | Массовая доля жира, % | Массовая доля влаги, % | Коэффициенты | |
| Белок:Жир | Белок:Вода | ||||
| 1 | 9,27 | 44,59 | 43,86 | 1:4,81 | 1:4,84 |
| 2 | 9,28 | 44,6 | 43,73 | 1:4,8 | 1:4,82 |
Как видно из таблицы 3, в белково-жировой эмульсии с гелем «Ламифарэн» соотношение белок:жир равно 1:4,8, белок:влага 1:4,82, что максимально приближается к оптимальному значению данных коэффициентов, поэтому подобранная рецептура белково-жировой эмульсии будет обеспечивать высокие функционально-технологические свойства.
Таким образом, вышеперечисленное изменение технологии производства белково-жировой эмульсии позволяет получить ее с высокой пищевой и биологической ценностью, а также, используя эту белково-жировую эмульсию в качестве одного из компонентов рецептуры, обогатить мясные продукты. Это будет способствовать расширению ассортимента пищевых продуктов.
На фиг.3 представлены результаты исследований функционально-технологических свойств БЖЭ, полученных по заявляемому способу. Как видно из фиг.3, при добавлении геля «Ламифарэн» в количестве 18-20% (вариант 1 и вариант 2) в состав белково-жировой эмульсии водоудерживающая способность (ВУС) составляет 99,4-99,8%, жироудерживающая способность (ЖУС) - 99,4-99,6%, стабильность эмульсии - 99,7-99,8%, эмульгирующая способность - 99,7-99,8%.
Таким образом, белково-жировая эмульсия с «Ламифарэном» обладает высокими функционально-технологическими показателями. Кроме того, заявляемый способ по сравнению с прототипом прост и обеспечивает сокращение длительности технологического цикла.
Согласно предлагаемому способу в гомогенизатор или куттер подают предусмотренные рецептурой воду, соевый белковый изолят и обрабатывают на гомогенизаторе (куттере, миксере) в течение 4-6 минут со скоростью V=4000 об/мин, затем добавляют растительное масло и после перемешивания в течение 3-4 минут со скоростью V=8000 об/мин вносят гель «Ламифарэн», обрабатывают 3-5 минут и белково-жировая эмульсия готова для использования.
Пример 1. Для приготовления белково-жировой эмульсии в куттер подают 25 л воды, 10 кг соевого белкового изолята и обрабатывают на куттере 4 минуты со скоростью V=4000 об/мин, затем добавляют 45 л растительного масла и после перемешивания в течение 4 минут со скоростью V=8000 об/мин вносят 20 кг геля «Ламифарэн» и обрабатывают еще в течение 5 минут. Готовая белково-жировая эмульсия содержит йода в количестве 120 мкг/100 г БЖЭ, селена - 1,4 мкг/100 г БЖЭ, ВУС составляет 99,8%, ЖУС - 99,6%.
Пример 2. Для приготовления белково-жировой эмульсии в куттер подают 27 л воды, 10 кг соевого белкового изолята и обрабатывают на куттере 6 минут со скоростью V=4000 об/мин, затем добавляют 45 л растительного масла и после перемешивания в течение 4 минут со скоростью V=8000 об/мин вносят 18 кг геля «Ламифарэн» и обрабатывают еще в течение 3 минут. Готовая белково-жировая эмульсия содержит йода в количестве 108 мкг/100 г БЖЭ, селена - 1,6 мкг/100 г БЖЭ, ВУС составляет 99,4%, ЖУС - 99,4%.
Пример 3. Исходным сырьем для производства ветчины служит свинина нежирная (содержание жировой ткани не более 10%) от тазобедренной части туши. Для приготовления фарша мясо температурой не более 6-8°С, измельченное на волчке с диаметром решетки 23 мм, перемешивают на фаршемешалке в течение 20 минут с добавлением белково-жировой эмульсии (пример 1), соли. Выдерживают в посоле в течение 18 часов при температуре 0-4°С. Затем добавляют остальные ингредиенты согласно рецептуре, перемешивают на фаршемешалке в течение 10 минут. Полученный фарш шприцуют в оболочки, батоны перевязывают, накладывают металлические скобы, подвешивают на палки, которые размещают на рамках. После нагревания при температуре 55°С продолжительностью 10 мин ветчина подвергается сушке при t=60°C в течение 20 мин. Затем ветчину обжаривают при t=65°C в течение 10 мин и варят при t=78°C до t в центре батона 72°С. Ветчину охлаждают водой температурой 10-15°С, охлаждение водой под душем ведут до тех пор, пока температура в толще батонов не будет снижена до 30-35°С. Продолжительность охлаждения 10-30 мин в зависимости от диаметра батона. После охлаждения водой ветчинные изделия направляют в камеры охлаждения, где поддерживают температуру воздуха 8-10°С и относительную влажность воздуха 85%. Ветчинные изделия направляют в камеры хранения t=2-6°С, реализуют в течение 30 суток в полиамидной оболочке.
В готовых ветчинных изделиях были исследованы органолептические и физико-химические показатели, представленные в таблице 4.
| Таблица 4 | ||
| Качественные показатели ветчины с белково-жировой эмульсией, обогащенной «Ламифарэном» | ||
| Показатели | Варианты | образцов |
| Ветчина «Дмитровская» (контроль) | Ветчина «Дмитровская с «Ламифарэном»» (опыт) | |
| Влага, % | 67,2±1,1 | 71,6±1,3 |
| Белок, % | 19,1±0,5 | 19,7±0,1 |
| Жир, % | 9,7±0,5 | 10,9±0,6 |
| Зола, % | 2,3±0,2 | 2,2±0,11 |
| Общая органолептическая оценка, балл | 8,4±0,1 | 8,7±0,2 |
| Содержание селена, мкг/кг | <0,001 | 0,24-0,21 |
| Содержание йода, мкг/кг | - | 16,2-18,0 |
Как видно из таблицы 4, введение в состав мясного продукта белково-жировой эмульсии с «Ламифарэном» улучшает его органолептические и физико-химические показатели. Готовый продукт содержит белка в количестве 19,7%, выход 118,0%.
Витаминный и микроэлементный состав ветчины с БЖЭ с «Ламифарэном» представлен в таблице 5.
Введение в мясной продукт сырья растительного происхождения повысило ряд необходимых для организма человека микроэлементов (см. табл.5).
Ветчина, полученная с использованием заявляемой БЖЭ, приобрела высокую пищевую ценность.
| Таблица 5 | ||
| Витаминный и микроэлементный состав ветчины с БЖЭ с «Ламифарэном» | ||
| Название микроэлементов | Содержание в продукте, мг | Суточная потребность человека, мг |
| Макроэлементы, мг | ||
| Кальций | 12,75 | 800-1200 |
| Фосфор | 2,85 | 1000-1500 |
| Магний | 2,85 | 350-500 |
| Микроэлементы, мг | ||
| Хром | 0,009 | 0,03-0,1 |
| Медь | 0,0093 | 0,002 |
| Железо | 0,081 | 0,1-0,2 |
| Кремний | 0,09375 | 0,2-0,5 |
| Цинк | 0,039 | 0,12-0,2 |
| Селен | 0,0012 | 0,03-0,07 |
| Йод, мг/100 г | 0,15 | 0,1-0,2 |
Использование заявляемого способа позволит:
- повысить пищевую ценность белково-жировой эмульсии;
- повысить функционально-технологические показатели БЖЭ, сократить длительность технологического цикла;
- расширить ассортимент пищевых продуктов с повышенным содержанием макро- и микроэлементов, витаминов, полисахаридов.
Способ производства белково-жировой эмульсии для мясных изделий, предусматривающий обработку в устройстве для тонкого измельчения соевого белкового изолята, растительного масла, жидкого компонента, отличающийся тем, что в качестве жидкого компонента используют гель Ламифарэн, выработанный из бурых морских водорослей Ламинария Ангустата в количестве 18-20% и воду в количестве 25-27% от массы готового продукта.
