Цель исследования – разработка технологии колбасных изделий с добавлением измельченных зерен амаранта для улучшения химического состава готового продукта. Экспериментально разработана рецептура колбасных изделий с добавлением зерна амаранта, которая включала: мясное сырье, вкусовые, цветообразующие компоненты, зерно амаранта грубого помола трех местных популяций: A. hypohondriaticus L. (var. alba) (амарант белый); A. hypohondriaticus L. (амарант красный); A. Paniculatus (cruentus) (амарант метельчатый, или багряный). Измельченные зерна амаранта (красный, багряный, белый), заготовленные на плодово-ягодной опытной станции Приморского НИИСХ, использовали в равных частях, количество в составе фарша находилось в пределах от 50–100 % от содержания крахмала. Органолептическая оценка вариантов продукта показала, что частичная (50 %) или полная замена картофельного крахмала (100 %) на измельченное зерно амаранта практически не повлияла на консистенцию изделий, отмечены более насыщенные вкус и аромат. Физико-химические показатели свидетельствуют о некотором повышении массовой доли влаги (до 0,5 %), содержания белкового (0,41 и 0,6 %) и углеводного компонента (0,2 и 1,0 %) и уменьшении массовой доли жира (1,9 и 1,5 %) в сравнении с контролем. С увеличением концентрации измельченного зерна амаранта в продукте несколько возрастало значение водосвязывающей способности, исследование водоудерживающей способности не выявило такой зависимости. Микробиологические показатели образцов были определены в 3 временных точках в процессе хранения и находились в пределах нормы.
измельченное зерно амаранта, технология мясных продуктов, крахмал, белок, консистенция изделий, водосвязывающая способность
Зерна амаранта богаты комплексом полиненасыщенных жирных кислот, их содержание доходит до 77 %, при этом до 50 % принадлежит линолевой кислоте [3–5].
Содержание белка в зерне амаранта достигает 18 %, более половины которого приходится на альбумины и глобулины. Альбумины представлены в основном триптофаном, треонином и лизином; по содержанию лизина амарант в 2 раза превосходит пшеницу и в 3 раза – кукурузу. Биоактивные пептиды амаранта проявляют различные биологические свойства, такие как антихолестеринемическое, антигипертензивное, антиоксидантное и антитромботическое [6, 7].
Зерна амаранта обладают уникальной микрокристаллической структурой крахмала. Сорбционная способность, растворимость и температура желатинизации крахмала зерна амаранта превосходит пшеничный крахмал, однако уступает по набухающей способности и способности к ретроградации. Зерна крахмала амаранта имеют меньший размер, правильную многогранную структуру и характеризуются низким содержанием амилозы. Важным фактором, влияющим на функциональные свойства амарантового крахмала, является содержание амилозы (4,7–12,5 % в зависимости от сорта) [8].
В России зерно амаранта применяют в основном в хлебобулочной и макаронной промышленности, но не используют в составе мясных продуктов. Использование амаранта в пищевой, мясоперерабатывающей промышленности позволит снизить дефицит pастительного белка, пищевых волокон, решить проблему эффективности использования нетpадиционного сырья [9, 10].
Цель исследования – разработка технологии колбасных изделий с добавлением измельченных зерен амаранта для улучшения химического состава готового продукта.
Задачи: разработка рецептуры и технологии колбасных изделий с добавлением измельченных зерен амаранта; изучение органолептических, физико-химических, функционально-технологических, микробиологических показателей качества разработанного продукта.
Объекты и методы. Для приготовления экспериментальных изделий и контрольного образца использовали следующее: мясное сырье, нитритно-посолочная смесь (ТР ТС 034/2013); крахмал (ГОСТ 7698-93); соль пищевая (ГОСТ Р 51574-2018); сахар белый (ГОСТ 33222-2015); вода питьевая (ГОСТ 32220-2013); зерна амаранта (ГОСТ Р 55294-2012).
Для эксперимента использовали измельченные зерна амаранта урожая, заготовленные на плодово-ягодной опытной станции Приморского научно-исследовательского института сельского хозяйства (г. Владивосток). На Приморской плодово-ягодной станции сформировались три местные популяции амаранта.
Зерна местных образцов амаранта имеют отличия в цвете (от светлого до черного), в технологии их использовали в равных частях.
Исследование проводили согласно требованиям, установленным в ТР ТС 021/2011, ТР ТС 034/2013. Внешний вид, консистенцию, вкус, аромат, цвет определяли в соответствии с ГОСТ 9959-2015; водосвязывающую способность (ВСС) – методом прессования по МУ «Оценка качества мясных полуфабрикатов» на планиметре Planix; водоудерживающую способность (ВУС) – по МУ «Функционально-технологические свойства мяса»; массовую долю жира – ГОСТ 23042-2015, белка – ГОСТ 25011-2017, углеводы – расчетным методом; массовую долю влаги – ГОСТ 9793-2016, хлорида натрия – ГОСТ 9957-2015, нитрита натрия – ГОСТ 8558.1-2015, золы – ГОСТ 31727-2012; определение количества мезофильных аэробных и факультативно анаэробных микроорганизмов проводили по ГОСТ 10444.15-94, бактерий группы кишечной палочки – ГОСТ 31747-2012, сульфитредуцирующих клостридий – ГОСТ 29185-2014, S. aureus – ГОСТ 31746-2012, патогенных микроорганизмов (в т. ч. сальмонеллы) – ГОСТ 31659-2012, бактерий Listeria monocytogenes – ГОСТ 32031-2012.
Результаты и их обсуждение. На основании результатов технологических экспериментальных работ и органолептической оценки были подобраны компоненты для рецептуры колбасных изделий с добавлением измельченного зерна амаранта. В разработанную рецептуру вошли: мясное сырье, вкусовые, цветообразующие компоненты, измельченное зерно амаранта грубого (низкого) помола (табл. 1).
Для определения приемлемого соотношения вносимого компонента в разрабатываемом продукте было подготовлено 2 образца продукта с различным содержанием измельченного зерна амаранта взамен крахмала: образец 1 с заменой 50 % крахмала измельченным зерном амаранта; образец 2 – с заменой 100 % крахмала измельченным зерном амаранта.
В качестве контроля использовали сосиски «Капитанские» без добавления измельченного зерна амаранта, подготовленные по ГОСТ 23670-2019.
Таблица 1
Рецептура вареных колбасных изделий с добавлением
измельченного зерна амаранта (расчет на 1 т)
|
Компонент, кг |
Контроль |
Образец 1 |
Образец 2 |
|
Говядина 1-й сорт |
200 |
200 |
200 |
|
Конина 2-й сорт |
150 |
150 |
150 |
|
Молоко сухое |
20 |
20 |
20 |
|
Свинина жирная |
400 |
400 |
400 |
|
Свинина полужирная |
220 |
220 |
220 |
|
Яичный порошок |
10 |
10 |
10 |
|
Лед |
400 |
400 |
400 |
|
Смесь специй |
35,84 |
35,84 |
35,84 |
|
Комплексная пищевая добавка |
12,3 |
12,3 |
12,3 |
|
Крахмал картофельный |
28,8 |
14,4 |
– |
|
Краситель |
0,26 |
0,26 |
0,26 |
|
Розмарин |
0,28 |
0,28 |
0,28 |
|
Нитритная соль 0,9 % |
8 |
8 |
8 |
|
Соль 1 помол в/с |
9 |
9 |
9 |
|
Эмульгатор-стабилизатор для вареных колбас |
6 |
6 |
6 |
|
Измельченное зерно амаранта |
– |
14,4 |
28,8 |
|
Итого |
1000 |
1000 |
1000 |
|
Щепа бук 7–10 мм |
6,5 |
6,5 |
6,5 |
|
Оболочка полиамидная проницаемая, м |
3800 |
3800 |
3800 |
Схема процесса производства вареных колбасных изделий с использованием измельченного зерна амаранта представлена на рисунке.
Технологический процесс производства вареных колбасных изделий с использованием измельченного зерна амаранта включает следующие этапы. Подготовка сырья согласно технологической инструкции по подготовке, размораживанию, обвалке, жиловке мясного сырья; подготовка используемого экспериментально измельченного зерна амаранта и других компонентов для фаршесоставления; подготовка специй. Куттерование сырья для получения фарша: добавление к фаршу подготовленных специй, 50 % льда и измельчение до температуры фарша 4 °С; добавление оставшейся воды и куттерование под вакуумом 75 % до температуры фарша 12 °С. Хранение готового фарша до формования не более 3 ч при t = 0–4 °С. Подготовка оболочки «АйПил А-У 24 копчения 2+1»: замачивание в 20 % солевом растворе при t = 25 °С 10–15 мин. Формование шприцем Handtmann, Vemag. Термическая обработка по установленной программе до температуры 73 °С по центру продукта. Охлаждение. Контроль качества готовой продукции. Упаковывание полученного продукта в термоформовочную пленку из многослойных пленочных материалов, в модифицированную газовую смесь с помощью специального оборудования (Multivac R245). Наклейка этикеток на упаковку экспериментальных образцов при температуре воздуха 0–6 °С, относительной влажности 75–78 %, хранение при t = 0–6 °С 14 сут.
|
Составление фарша |
|
Формование |
|
Термическая обработка |
|
Охлаждение |
|
Контроль качества готовой продукции |
|
Упаковка, маркировка (0,4- |
|
Хранение |
|
Подготовка сырья
|
|
Подготовка специй |
|
Вода, лед |
|
Подготовка оболочки |
Схема производства вареных колбасных изделий
с использованием измельченного зерна амаранта
Таблица 2
Органолептическая характеристика разработанного продукта
«Сосиски с добавлением измельченного зерна амаранта»
|
Показатель |
Сосиски «Капитанские» (контроль) |
Образец 1 |
Образец 2 |
|
Внешний вид |
Батончики с чистой, сухой поверхностью |
Батончики с сухой поверхностью, поверхность с включением мелких частиц измельченного зерна амаранта |
|
|
Консистенция |
Нежная, сочная |
||
|
Цвет и вид на разрезе |
Светло-розовый фарш, однородный, равномерно перемешан |
Светло-розовый фарш, равномерно перемешан, на срезе видно небольшое количество мелких частиц измельченного зерна амаранта |
|
|
Запах и вкус |
Свойственные данному виду продукта, без посторонних привкуса и запаха, с ароматом пряностей, в меру соленый |
Свойственные данному виду продукта, с легким привкусом ореха, с ароматом пряностей, в меру соленый |
Свойственные данному виду продукта, с легким привкусом и запахом ореха, с ароматом пряностей, в меру соленый |
|
Форма и размер |
Открученные батончики длиной 10 см, диаметром 22 мм |
||
Из данных таблицы 2 видно, что вносимый компонент практически не повлиял на консистенцию изделий; наблюдаются включения на срезе экспериментальных образцов и на их поверхности, что можно исключить, увеличив степень помола зерна амаранта. В целом вкусовые характеристики находятся на уровне контрольного образца и в некоторой степени превосходят его, привнося более насыщенный вкус и аромат, таким образом, частичная и полная замена крахмала в образцах является приемлемой.
В экспериментальных вариантах несколько выше массовая доля влаги, белкового и углеводного компонента и ниже массовая доля жира в сравнении с контролем, это говорит, что внесенный в рецептуру растительный компонент в виде измельченного зерна амаранта влияет на физико-химические показатели колбасных изделий (табл. 3).
Таблица 3
Физико-химические показатели колбасных изделий
с добавлением измельченного зерна амаранта, %
|
Показатель |
Контроль |
Образец 1 |
Образец 2 |
|
Массовая доля жира |
12,8 |
10,9 |
11,3 |
|
Массовая доля белка |
10,5 |
10,91 |
11,1 |
|
Углеводы |
11,7 |
11,9 |
12,7 |
|
Массовая доля влаги |
62,7 |
63,2 |
63,2 |
|
Массовая доля хлорида натрия |
1,6 |
1,6 |
1,6 |
|
Массовая доля нитрита натрия |
0,0021 |
0,0027 |
0,0012 |
|
Массовая доля золы |
2,226 |
2,253 |
2,247 |
Остальные показатели соответствуют пределам для мясопродуктов, указанным в ТР ТС 034/2013 (абл. 4)
Данные химического состава зерна амаранта свидетельствуют, что наряду с высоким содержанием белкового компонента зерно амаранта содержит крахмал, это предполагает использование его в колбасных мясопродуктах в качестве компонента, образующего структуру [11]. В зерне амаранта также содержится клетчатка, что существенно повышает его значимость для организма человека.
Таблица 4
Микробиологические показатели колбасных изделий (фоновые испытания)
|
Показатель |
Норма показателя согласно ТР ТС 034/2013 |
Контроль |
Образец 1 |
Образец 2 |
|
КМАФАМ, КОЕ/г |
Не более 1·103 |
< 100 |
< 100 |
< 100 |
|
БГКП (колиформы) в 1 г |
Не допускаются |
Отсутствуют |
Отсутствуют |
Отсутствуют |
|
Сульфитредуцирующие клостридии в 0,1 г |
Не допускаются |
|||
|
S. aureus в 1 г |
Не допускаются |
|||
|
Патогенные, в т. ч. сальмонеллы в 25 г |
Не допускаются |
|||
|
Listeria monocytogenes в 25 г |
Не допускаются |
Было проведено исследование водосвязывающей и водоудерживающей способности 2 исследуемых образцов колбасных изделий в сравнении с контрольным образцом. Внесенный компонент оказывал некоторое влияние на водосвязывающую способность; с увеличением концентрации измельченного зерна амаранта в продукте значение ВСС несколько возрастало. Исследование водоудерживающей способности не выявило такой закономерности, показатель ВУС находился в одних пределах для всех 3 образцов. Микробиологические показатели безопасности для контрольного и экспериментальных образцов были определены в 3 временных точках в процессе хранения: фоновые испытания, определение микробиологических характеристик на 10-е и 14-е сутки хранения (табл. 5, 6).
Таблица 5
Микробиологические показатели колбасных изделий (10-е сут хранения)
|
Показатель |
Норма показателя согласно ТР ТС 034/2013 |
Контроль |
Образец 1 |
Образец 2 |
|
КМАФАМ, КОЕ/г |
Не более 1·103 |
< 100 |
< 100 |
1,1·102 |
|
БГКП (колиформы) в 1 г |
Не допускаются |
Отсутствуют |
Отсутствуют |
Отсутствуют |
|
Сульфитредуцирующие клостридии в 0,1 г |
Не допускаются |
|||
|
S. aureus в 1 г |
Не допускаются |
|||
|
Патогенные, в т. ч. сальмонеллы в 25 г |
Не допускаются |
|||
|
Listeria monocytogenes в 25 г |
Не допускаются |
Таблица 6
Микробиологические показатели колбасных изделий (14-е сутки хранения)
|
Показатель |
Норма показателя согласно ТР ТС 034/2013 |
Контроль |
Образец 1 |
Образец 2 |
|
КМАФАМ, КОЕ/г |
Не более 1·103 |
< 100 |
< 100 |
< 100 |
|
БГКП (колиформы) в 1 |
Не допускаются |
Отсутствуют |
Отсутствуют |
Отсутствуют |
|
Сульфитредуцирующие клостридии в 0,1 г |
Не допускаются |
|||
|
S. aureus в 1 г |
Не допускаются |
|||
|
Патогенные, в т. ч. сальмонеллы в 25 г |
Не допускаются |
|||
|
Listeria monocytogenes в 25 г |
Не допускаются |
Результаты микробиологических исследований разработанных колбасных изделий соответствовали нормативным данным в течение всего срока хранения.
Заключение. Разработаны в производственных условиях рецептура и технология колбасных изделий с различным содержанием измельченного зерна амаранта взамен картофельного крахмала. Полученный продукт имел более высокое содержание влаги – 63,2 %; белка – 10,9–11,1; углеводов – 11,9–12,7 % и пониженное жира – 10,9–11,3 % в сравнении с контрольным образцом.
Органолептические показатели экспериментальных образцов свидетельствовали о высоком качестве продукта и в целом приближены к характеристикам контрольного образца.
Функционально-технологические свойства полученного продукта свидетельствуют о более высокой водосвязывающей способности в сравнении с контролем; водоудерживающая способность всех исследуемых образцов была в одних пределах.
Микробиологические показатели продукта свидетельствуют о безопасности колбасных изделий в течение всего срока хранения.
1. Caselato-Sousa V.M., Amaya-Farfan J. State of Knowledge on Amaranrh Grain: A Comperehensive Review // J. of Food Science. 2012. Vol. 27. № 4. P. 93–104.
2. Rastogi A., Shukla S. Amaranth: a new millennium crop of nutraceutical values // Critical reviews in food science and nutrition. 2013. Vol. 53. № 2. P. 109–125.
3. Extraction and Purification of Squalene from Amaranthus Grain / He Han-Ping [et al.] // J. Agric. Food Chem. 2002. 50. P. 368−372.
4. Han-Ping He and Harold Corke. Oil and Squalene in Amaranthus Grain and Leaf // J. Agric. Food Chem. 2003. 51. P. 7913−7920.
5. Смирнов С.О., Урубков С.А. Зерно амаранта как источник ценного пищевого сырья и объект переработки // Научное обеспечение инновационных технологий производства и хранения сельскохозяйственной и пищевой продукции: мат-лы III Всерос. науч.-практ. конф. Краснодар, 2016. С. 374–383.
6. Высочина Г.И. Амарант (Amaranthus L.): химический состав и перспективы использования (обзор) // Химия растительного сырья. 2013. № 2. С. 5–14.
7. Sequence Identification of Bioactive Peptides from Amaranth Seed Proteins (Amaranthus hypochondriacus spp.) / A. Ayala-Niño [et al.] // Molecules. 2019. 24. 3033. DOI: 10.3390/ molecules24173033.
8. Physical properties of Amaranthus starch / X. Kong [et al.] // Food Chemistry. 2009. 113. P. 371–376.
9. Холикназарова Ш.Р., Тухтабоев Н.Х. Амарант: химический состав и как культура многоцелевого использования // Actual problems of applied sciences JournalWorld. 2019. 4(14). P. 57–66.
10. Зарицкая В.В. Амарант и продукты его переработки как перспективная биологически активная добавка в пищевой промышленности // Инновации в пищевой промышленности: образование, наука, производство: мат-лы 4-й Всерос. науч.-практ. конф. Благовещенск, 2020. С. 63–67.
11. Особенности микроструктуры и химического состава продуктов переработки зерна амаранта / Н.А. Шмалько [и др.] // Техника и технология пищевых производств. 2011. № 1 (20). С. 57–63.
