Kitobni o'qish: «Способы повышения пищевой ценности мясных кулинарных изделий»

Введение

Питание выступает одним из главенствующих факторов, определяющих жизнедеятельность человека и стабильность его существования.

Целями государственной политики Российской Федерации в области здорового питания являются сохранение и укрепление здоровья населения, профилактика заболеваний, обусловленных неполноценным и несбалансированным питанием.

Основные задачи государственной политики в области здорового питания: расширение отечественного производства основных видов продовольственного сырья, отвечающего современным требованиям качества и безопасности; развитие производства пищевых продуктов, обогащенных незаменимыми компонентами, специализированных продуктов детского питания, продуктов функционального назначения, диетических (лечебных и профилактических) пищевых продуктов и биологически активных добавок к пище, в том числе для питания в организованных коллективах (трудовых, образовательных и др.); разработка и внедрение в сельское хозяйство и пищевую промышленность инновационных технологий, включая био- и нанотехнологии; совершенствование организации питания в организованных коллективах, обеспечения полноценным питанием беременных и кормящих женщин, а также детей в возрасте до 3 лет, в том числе через специальные пункты питания и магазины, совершенствование диетического (лечебного и профилактического) питания в лечебно-профилактических учреждениях как неотъемлемой части лечебного процесса; разработка образовательных программ для различных групп населения по вопросам здорового питания; мониторинг состояния питания населения [18].

За прошедшие годы отмечены улучшения в области питания населения за счет изменения структуры потребления пищевых продуктов (увеличения доли мясных и молочных продуктов, фруктов и овощей), разработано свыше 4000 пищевых продуктов, обогащается биологически ценными компонентами до 40 % продуктов детского питания, около 2 % хлебобулочных изделий и молочных продуктов, а также безалкогольных напитков.

Произошли положительные сдвиги в организации детского и диетического (лечебного и профилактического) питания. С 2008 г. в ряде субъектов Российской Федерации реализуются пилотные проекты, направленные на совершенствование системы организации школьного питания. С 2009 г. в центрах здоровья проходят мероприятия, направленные на формирование здорового образа жизни у населения, включая сокращение потребления алкоголя и табака, а также на снижение заболеваемости и смертности от наиболее распространенных заболеваний. Однако, несмотря на положительные тенденции в питании населения, смертность от хронических болезней, развитие которых в значительной степени связано с алиментарным фактором, остается значительно выше, чем в большинстве европейских стран.

Питание значительной части взрослого населения не соответствует принципам здорового питания из-за потребления пищевых продуктов, содержащих большое количество жира животного происхождения и простых углеводов, недостатка в рационе овощей и фруктов, рыбы и морепродуктов, что приводит к росту избыточной массы тела и ожирению, распространенность которых за последние 8-9 лет возросла с 19 до 23 %, увеличивая риск развития сахарного диабета, заболеваний сердечно-сосудистой системы и др.

Большая часть работающего населения лишена возможности правильно питаться в рабочее время, особенно это касается малых и средних предприятий, что неблагоприятно сказывается на здоровье работающих.

Все это свидетельствует о необходимости развития программ, направленных на оптимизацию питания населения.

Одним из обязательных продуктов в рационе является мясо и изделия из него. Среднедушевое потребление мясных продуктов в 2011 г. в России, по данным Росстата, составило в среднем 72 кг в год (при рекомендуемых РАМН нормах в 81 кг). На текущий момент спрос на мясную продукцию возрастет, однако высокая стоимость данной продукции служит сдерживающим фактором, препятствующим резкому увеличению ее потребления [112]. Разработка рецептур полуфабрикатов из рубленого мяса, предполагающих замену части сырья растительными добавками, признана перспективным путем решения проблемы повышения доступности мясных продуктов, расширения их ассортимента и повышения пищевой ценности.

Перспективными натуральными добавками растительного происхождения являются продукты переработки топинамбура, пророщенного зерна пшеницы и др. Топинамбур (Helianthus tuberosus L.) имеет широкий спектр функциональных ингредиентов: инулина, пектина, витаминов группы В, макро- и микроэлементов и характеризуется хорошими технологическими свойствами. Пророщенное зерно пшеницы содержит большое количество полезных живому организму веществ: белки, углеводы, фосфор, калий, магний, марганец, кальций, цинк, железо, селен, медь, ванадий и др., витамины В₁, В₂, В₃, В₅, В₆, В₉, Е, F, биотин. В момент прорастания содержание всех этих элементов в зернах меняется, а именно заметно возрастает.

Большой вклад в решение проблемы повышения пищевой ценности продуктов питания, коррекции рациона и состояния здоровья вносят отечественные ученые. Особое значение имеют работы академиков АМН СССР А.А. Покровского, РАМН – В.А. Тутельяна, РАСХН – И.А. Рогова, Л.М. Аксеновой, профессоров В.Б. Спиричева, Т.В. Савенковой, Л.Н. Шатнюк, В.М. Позняковского, Т.Б. Цыгановой, В.Ф. Добровольского и др. [98, 104-106].

В данной монографии представлены результаты научной работы по повышению пищевой ценности мясных рубленых изделий путем введения в них натуральных добавок растительного происхождения.

Глава 1
Значение мясных пищевых продуктов в питании и пути повышения их пищевой ценности

1.1. Политика государства в области здорового питания

Питание – неотъемлемая часть обеспечения жизнедеятельности и развития человека. Это основной путь поступления компонентов для всех процессов, протекающих в организме. Их дефицит или переизбыток создают дисбаланс, который может привести к нарушению обменных процессов, а также развитию различного рода патологических состояний.

Под государственной политикой Российской Федерации в области здорового питания населения понимается комплекс мероприятий, направленных на создание условий, обеспечивающих удовлетворение в соответствии с требованиями медицинской науки потребностей различных групп населения в здоровом питании с учетом их традиций, привычек и экономического положения.

Постановлением Правительства Российской Федерации от 10 августа 1998 г. № 917 была одобрена Концепция государственной политики в области здорового питания населения Российской Федерации на период до 2005 г., важным моментом реализации которой послужило принятие большинством субъектов Российской Федерации программ, направленных на улучшение структуры питания населения региона, а также организация в четырех федеральных округах и 26 субъектах Российской Федерации центров оздоровительного питания.

Целями государственной политики в области здорового питания служат сохранение и укрепление здоровья населения, профилактика заболеваний, обусловленных неполноценным и несбалансированным питанием.

Основными задачами государственной политики в области здорового питания признаны:

∼ расширение отечественного производства основных видов продовольственного сырья, отвечающего современным требованиям качества и безопасности;

∼ развитие производства пищевых продуктов, обогащенных незаменимыми компонентами, специализированных продуктов детского питания, продуктов функционального назначения, диетических (лечебных и профилактических) пищевых продуктов и биологически активных добавок к пище, в том числе для питания в организованных коллективах (трудовых, образовательных и др.);

∼ разработка и внедрение в сельское хозяйство и пищевую промышленность инновационных технологий, включая био- и нанотехнологии;

∼ совершенствование организации питания в организованных коллективах, обеспечения полноценным питанием беременных и кормящих женщин, а также детей в возрасте до 3 лет, в том числе через специальные пункты питания и магазины, совершенствование диетического (лечебного и профилактического) питания в лечебно-профилактических учреждениях как неотъемлемой части лечебного процесса;

∼ разработка образовательных программ для различных групп населения по вопросам здорового питания;

∼ мониторинг состояния питания населения.

Основными направлениями реализации государственной политики в области здорового питания являются:

∼ разработка и принятие технических регламентов, касающихся продуктов питания;

∼ законодательное закрепление усиления ответственности производителя за выпуск не соответствующей установленным требованиям и фальсифицированной пищевой продукции;

∼ разработка национальных стандартов, обеспечивающих соблюдение требований технических регламентов, касающихся пищевых продуктов и продовольственного сырья;

∼ совершенствование механизмов контроля качества производимых на территории Российской Федерации и поставляемых из-за рубежа пищевых продуктов и продовольственного сырья;

∼ разработка комплекса мероприятий, направленных на снижение распространенности заболеваний, связанных с питанием;

∼ законодательное обеспечение условий для инвестиций в производство витаминов, ферментных препаратов для пищевой промышленности, пробиотиков и других пищевых ингредиентов, продуктов массового потребления, обогащенных витаминами и минеральными веществами, продуктов функционального назначения, диетических (лечебных и профилактических) продуктов, продуктов для питания здоровых и больных детей;

∼ обеспечение приоритетного развития фундаментальных исследований в области современных биотехнологических и нанотехнологических способов получения новых источников пищи и медико-биологической оценки их качества и безопасности;

∼ разработка и внедрение единых форм государственной статистической отчетности о заболеваемости, связанной с нарушением питания, в том числе с анемией, недостаточностью питания, ожирением, болезнями органов пищеварения, а также о грудном вскармливании детей;

∼ разработка и внедрение программ государственного мониторинга питания и здоровья населения на основе проведения специальных исследований индивидуального питания, в том числе групп риска (дети раннего возраста, беременные и кормящие женщины, малоимущее население), включая вопросы безопасности и развития распространенных алиментарно-зависимых состояний;

∼ усиление пропаганды здорового питания населения, в том числе с использованием средств массовой информации.

Ожидаемые результаты реализации государственной политики в области здорового питания:

∼ обеспечение 80-95 % ресурсов внутреннего рынка основных видов продовольственного сырья и пищевых продуктов за счет продуктов отечественного производства;

∼ увеличение доли производства продуктов массового потребления, обогащенных витаминами и минеральными веществами, включая массовые сорта хлебобулочных изделий, а также молочные продукты, до 40-50 % от общего объема производства;

∼ увеличение доли производства молочных и мясных продуктов со сниженным содержанием жира до 20-30 % от общего объема производства;

∼ увеличение доли производства отечественного мясного сырья и продуктов его переработки до 45-50 % от общего объема производства (в том числе мяса птицы – в 2 раза);

∼ увеличение доли отечественного производства пищевой рыбной продукции, включая консервы, до 7-8 % от общего объема производства;

∼ увеличение доли отечественного производства овощей и фруктов, а также продуктов их переработки до 40-50 % от общего объема производства (в том числе продуктов органического производства);

∼ достижение уровня обеспечения сбалансированным горячим питанием в организованных коллективах, в том числе трудовых, не менее 80 % лиц, входящих в состав организованных коллективов;

∼ обеспечение 80 % рынка специализированных продуктов для детского питания, в том числе диетического (лечебного и профилактического), за счет продуктов отечественного производства;

∼ увеличение доли детей в возрасте 6 месяцев, находящихся на грудном вскармливании, до 50 % от общего количества детей в возрасте 6 месяцев;

∼ снижение заболеваемости среди детей и подростков, связанной с питанием (анемия, недостаточность питания, ожирение, болезни органов пищеварения), до 10 %;

∼ повышение числа обучающихся в общеобразовательных учреждениях детей, отнесенных к первой группе здоровья, на 1 % и детей, отнесенных ко второй группе здоровья, на 2 %;

∼ повышение адекватной обеспеченности витаминами детей и взрослых не менее чем на 70 %;

∼ снижение распространенности ожирения и гипертонической болезни среди населения на 30 %, сахарного диабета – на 7 %.

Распоряжением Правительства РФ от 30 июня 2012 г. № 1134-р утвержден План мероприятий по реализации Основ госполитики в области здорового питания населения на период до 2020 г. План содержит три раздела. Они касаются нормативно-правового и методического обеспечения реализации основ; снижения распространенности заболеваний, связанных с питанием; создания условий по производству пищевых продуктов, необходимых для здорового питания. По каждому мероприятию определены срок и ответственные исполнители.

Регионам рекомендовано учитывать мероприятия плана при формировании и реализации программ социально-экономического развития.

1.2. Строение, химический состав и пищевая ценность мяса

Мясом называют тушу и часть туши, полученных от убоя скота и представляющих собой совокупность мышечной, жировой, соединительной и костной (или без нее) тканей.

Мясо классифицируется в зависимости от вида, пола, возраста, упитанности животных, термической обработки и пищевого назначения. Классификация мяса по упитанности животных основана на учете степени развития мускулатуры, конфигурации туш (округлость или угловатость) и распространенности жировых отложений.

Классификация и характеристика мяса по виду: говядина и телятина, свинина и баранина, козлятина, буйволятина, конина, верблюжатина, мясо яков, лосей, северных оленей, кабанов, медведей и т.д.

Мясо крупных животных выпускают в полутушах и четвертинах, свиней – в тушах и полутушах, а мелкого рогатого скота – целыми тушами [6].

Говядина и телятина по возрасту классифицируется: от взрослого скота (3 лет и старше); мясо молодняка (от 3 мес. до 3 лет); телятина молочная (2-10 недель); телятина обыкновенная (от 10 недель до 3 мес).

Свинина имеет пять категорий упитанности: I категории (беконная) – масса туши в шкуре 53-72 кг, толщина шпика 1,5-3,5 см; II категории – мясо мясных свиней (молодняка) массой 34-90 кг без шкуры и 39-98 кг в шкуре, толщина шпика 1,5-4,0 см, туши подсвинков массой 10-34 кг без шкуры и 12-39 кг в шкуре, толщина шпика от 1,0 см и более; III категории – туши жирных свиней без ограничения массы, толщина шпика от 4,1 см и более; IV категории – туши свиней на промпереработку – масса свинины свыше 90 кг без шкуры и свыше 98 кг в шкуре, толщина шпика 1,5-4,0 см; V категории – мясо поросят-молочников – масса туш 3-6 кг, бледно-розового, почти белого цвета.

Конина, баранина и козлятина имеют I и II категории упитанности. Классификация конины по возрасту: конина от взрослых лошадей от 3 лет и выше, молодняк 1-3 года; жеребятина до 1 года (живая масса не менее 120 кг).

Классификация мяса по термическому состоянию: парное (мясо не позднее 1,5 ч после убоя скота и разделки туш, имеющее в толще мышц температуру 35-38 °С); остывшее (мясо, подвергнутое после разделки туш охлаждению не выше температуры 12 °С не менее 6 ч); охлажденное (мясо, подвергнутое после разделки туш охлаждению до температуры от 0 до 4 °С); переохлажденное (мясо, которое имеет температуру минус 1,5-3 °С); подмороженное (мясо, имеющее на глубине 1 см температуру от минус 3 до минус 5 °С, а в толще бедра от 0 до 2 °С); замороженное (мясо, имеющее в толще мышц температуру не выше минус 6-8 °С); размороженное – это мясо, у которого температура в толще мышц бедра и лопатки у костей в искусственно созданных условиях достигнет 1 °С [6].

Мясо, предназначенное для переработки и реализации, подлежит обязательному клеймению ветеринарными клеймами и штампами. Мясо допускается к приемке только при наличии ветеринарного клейма и ветеринарных свидетельств.

В состав мяса входят следующие основные ткани: мышечная, жировая, костная и соединительная (сосуды, связки, сухожилия и др.). Мышечная ткань составляет в среднем 50-60 % мяса. Основные показатели мышечной ткани: цвет, запах, консистенция, вкус. Цвет мышц красный, но у различных видов убойных животных он отличается значительным разнообразием оттенков. Наиболее густой красный цвет присущ мясу лошади, у мелкого рогатого скота мясо кирпично-красного цвета, у крупного рогатого скота – малиново-красного, у свиней – светло-красного или красновато-серого. Красный цвет поперечно-полосатой мускулатуры обусловлен содержанием в ней белка миоглобина [104].

Запах у мяса специфический. Говядина и баранина имеют своеобразный ароматный запах, в частях туши около вымени мясо пахнет молоком; свинина имеет запах жира. Консистенция парного мяса плотная, у охлажденного – упругая. Мясо оттаянное имеет пониженную консистенцию.

Мышечная ткань. По морфологическому строению различают типы мышечной ткани: поперечно-полосатая (скелетная мускулатура), гладкая (стенки пищеварительного тракта, диафрагма, кровеносные сосуды) и сердечная.

Мышечная ткань состоит из мышечных волокон, которые соединяются в первичные пучки с помощью соединительно-тканных прослоек – эндомизия. Первичные пучки объединяются во вторичные, вторичные – в третичные и т.д. Пучки высшего порядка покрыты перимизием и образуют мускул. Поверхность мускула покрыта эпимизием. Длина мышечных волокон составляет 15 см, толщина – 10-100 мкм. Поверхность мышечных волокон покрыта эластичной оболочкой – сарколеммой. Большую часть объема мышечных волокон (60-65 %) занимают миофибриллы – длинные тонкие нити, собранные в пучки и расположенные параллельно оси волокна. Каждое мышечное волокно содержит несколько ядер вытянутой формы. Пространство между мышечными волокнами заполнено полужидкой массой – саркоплазмой, она занимает 35-40 % объема клетки. Химический состав мышечной ткани (%): вода – 70-75; белки – 18-22; липиды – 2,0-3,0; углеводы – 0,5-3,0; экстрактивные азотистые вещества – 0,8-1,8; минеральные вещества – 1,0-1,5.

Химический состав мышечной ткани сложен и включает воду, органические и неорганические вещества. Главным компонентом органических веществ в мышце являются белки. Белковые вещества составляют 60-80 % сухого остатка мышечной ткани. Из них построены структурные компоненты клеток и межклеточного вещества. Белки мышечной ткани не только влияют на пищевую и биологическую ценность мяса, но и предопределяют состояние физико-химических, структурно-механических и технологических показателей сырья (липкость, вязкость, водосвязывающая способность, рН и т.п.) и готовой продукции (сочность, нежность, выход). Они различны по аминокислотному составу, строению, биологическим функциям, физико-химическим показателям, в том числе растворимости. Растворимые белки входят, в основном, в состав плазмы, солерастворимые образуют миофибриллы. Нерастворимые в водно-солевых растворах фракции условно называют белками стромы, в состав которых входят белки сарколеммы, ядер и внутриклеточные соединительно-тканные белки [104].

К белкам саркоплазмы относят миоген (составляет 20 % всех мышечных белков), глобулин Х (20 %), миоальбумин (1-2 %), миоглобин (1 %). Все они, за исключением миоглобина, сложные смеси белковых веществ, близких по физико-химическим и биологическим свойствам. Белки саркоплазмы принадлежат к глобулярным белкам, они водорастворимы, в основном полноценны и хорошо усваиваются. Миоген, миоальбумин и глобулин Х – простые белки. В состав фракции миогенов входят многие ферменты мышечной ткани. Миоглобин – один из наиболее важных белков, так как обусловливает красную окраску мышечной ткани.

Белки миофибрилл – актин, миозин, актомиозин, тропомиозин, тропонин и др. Миозин – полноценный белок, хорошо усваивается и составляет 55 % всех белков миофибрилл. Актин это полноценный белок, и его содержание составляет 25 % всех белков миофибрилл. Актомиозин – это сложный комплекс, состоящий из двух белков – актина и миозина. Тропомиозин содержится в тонких нитях миофибрилл в количестве 4-7 % миофибриллярных белков. Он растворим в воде, но из мышечной ткани не извлекается. Тропомиозин относится к неполноценным белкам из-за отсутствия триптофана. Тропонин – глобулярный белок, входящий в состав тонких филаментов. Количество тропонина составляет примерно 2 % миофибриллярных белков.

Белки стромы представлены в основном соединительнотканными белками – коллагеном, эластином, ретикулином, а также гликопротеидами – муцинами и мукоидами. Эти белки извлекаются щелочными растворами. Структуры и свойства белков будут рассмотрены ниже.

Вода, входящая в состав мышечной ткани, не только растворитель реагирующих веществ, она сама участвует во многих реакциях обмена. В тканях вода находится как в прочносвязанной форме – главным образом с белками, так и в слабосвязанном состоянии (6-15 % от массы ткани).

Липиды мышечной ткани входят в структурные элементы мышечного волокна. Они содержатся в саркоплазме мышечного волокна и в межклеточном пространстве, между пучками мышц в прослойках соединительной ткани. Содержание их в мышечной ткани невелико (в среднем до 3 %) и колеблется в зависимости от вида, возраста, упитанности, пола животного и других факторов.

Углеводы (в количестве около 1 %) представлены в мышечной ткани в основном гликогеном, важнейшим источником энергии. Распад гликогена в послеубойный период обусловливают такие биохимические изменения мяса, как посмертное окоченение, созревание. Часть гликогена мышечного волокна связана с белками, часть находится в свободном состоянии.

Азотистые экстрактивные вещества мяса – это конечные (мочевина, мочевая кислота, аммонийные соли и др.) и промежуточные (пуриновые основания, аминокислоты и др.) продукты белкового обмена. Безазотистые – углеводы и продукты их обмена (глюкоза, мальтоза, молочная, пировиноградная, янтарная и другие органические кислоты), а также витамины и органические фосфаты. После убоя животного азотистые экстрактивные вещества, продукты их превращения участвуют в создании специфического аромата и вкуса созревшего мяса.

Минеральный состав мышечной ткани разнообразен и составляет 1-1,5 %. Среди них в наибольших количествах присутствуют калий, натрий, магний, кальций, железо, цинк, фосфор, сера, хлор. В мышечной ткани находятся также микроэлементы: медь, марганец, кобальт, молибден и др.

В составе мышечной ткани имеются почти все водорастворимые витамины кроме витамина С. По количественному содержанию мышечная ткань является источником витаминов группы В [104, 105].

Соединительная ткань. Группу соединительных тканей принято разделять на собственно соединительную ткань, хрящевую и костную. Жировая ткань является разновидностью соединительной ткани. В организме животных соединительная ткань выполняет опорную, связующую, питательную и защитную функции. Все разновидности соединительной ткани составляют около 50 % массы тела животного. Количество соединительной ткани в мясе зависит от вида, возраста, упитанности животного. Чем больше возраст животного, чем ниже его упитанность, тем сильнее развита соединительная ткань. По мере старения организма соединительная ткань уплотняется, коллагеновые и эластиновые волокна утолщаются, в результате мясо становится более жестким. Соединительная ткань в туше распределена неравномерно. В передней части туши она составляет 18-25 %, тогда как в задней – 9-13 %.

Наиболее важными компонентами соединительной ткани считаются структурные белки – склеропротеины: коллаген, эластин, ретикулин. Они входят в состав волоконец. В состав основного вещества соединительной ткани входят белки мукопротеиды и в незначительных количествах альбумины, глобулины, нуклеопротеиды и некоторые другие. Химический состав соединительной ткани (%): вода – 57,6-62,9; белки – 33,4-41,5; жир – 1,0-1,1; экстрактивные вещества – 0,3-0,9; неорганические вещества – 0,5.

На долю коллагена приходится треть всех белков животного организма. Он присутствует в сухожилиях, хрящах, связках, фасциях, обладает почти 35 % остатков глицина и приблизительно 11 % остатков аланина, что необычно много для большинства известных белков. Коллаген имеет высокое содержание пролина и оксипролина, на сумму которых приходится около 21 %. Коллаген относится к неполноценным белкам из-за отсутствия триптофана и метионина, является основой коллагеновых волокон, которые собраны в пучки различной толщины и образуют в соединительной ткани единую сетчатую структуру – вязь. Коллагеновые волокна состоят из мельчайших фибрилл с высокой механической прочностью.

Эластин – это основной компонент связок, соединяющий кости между собой. Ткани, богатые эластином, имеют желтоватый цвет. Эластин устойчив к холодной и горячей воде, к солевым растворам, разведенным кислотам и щелочам. Из эластина нельзя получить желатин. Аминокислотный состав эластина отличается высоким содержанием глицина, аланина, лизина, отсутствием триптофана и цистина, малым количеством метионина.

Ретикулин – неполноценный белок, который характеризуется высоким содержанием пролина и оксипролина. Ретикулин плохо усваивается, почти не набухает в воде, не растворяется в кислотах и щелочах [104, 105].

Костная ткань. В состав костной ткани животных входят костные клетки – остеоциты, межклеточное вещество и много коллагеновых волокон. Содержание костей от массы туши разных животных составляет от 7 до 32 %. Это отношение колеблется в зависимости от упитанности, породы и вида животного. Кости подразделяют на трубчатые (кости конечностей) и губчатые (плоские и смешанные). Средний химический состав костной ткани включает 20-25 % воды, 75-80 % сухого остатка, в том числе 30 % белков и 45 % неорганических соединений. При обработке костной ткани кислотами (соляной, фосфорной и др.) минеральные вещества растворяются и остается мягкая органическая часть – оссеин. В структуру оссеина входят в основном белковые вещества: коллаген (93 %), оссемукоид, альбумины, глобулины и др. Белки кости не полноценные. Из органических соединений в составе костной ткани присутствуют липиды, в частности лецитин, соли лимонной кислоты и пр. Наиболее характерные компоненты костной ткани – минеральные вещества, составляющие половину массы ткани. Это, главным образом фосфорно-кальциевые соли, необходимые для жизнедеятельности организма, а также микроэлементы – Al, Mn, Cu, Pb и др.

Хрящевая ткань. Это плотное основное вещество, в котором располагаются клетки округлой формы, коллагеновые и эластиновые волокна. Средний химический состав хрящевой ткани включает: 40-70 % воды, 19 -20 % белков, 3,5 % жиров, 2-10 % минеральных веществ, около 1 % гликогена.

Жировая ткань. Жировая ткань животных – видоизмененная рыхлая соединительная ткань, содержащая жировые клетки. Средний химический состав жировой ткани (%): жир – 74,0-97, белок – 0,4-7,2, вода – 2,0-21, минеральные вещества – 0,1. Химический состав и свойства жиров зависят от вида, породы, пола, упитанности, рациона кормления, анатомического происхождения. Белковые вещества жировой ткани представлены в основном коллагеном и эластином, содержащими в небольшом количестве. Жир, находящийся вокруг внутренних органов животных, называют внутренним. Кроме внутреннего жира различают жир наружный, или подкожный. У свиней его называют шпиком. При отложении жира между мышечными пучками мясо на разрезе имеет мраморный рисунок (мышцы красные, а жир белый или желтоватый). Жир убойных животных разных видов отличается друг от друга по цвету, запаху, консистенции, вкусу, температуре плавления и застывания и другим показателям. Жир свиной белый, конский серый, говяжий желтый или желтоватый. Температура плавления и застывания жира зависит от соотношения насыщенных и ненасыщенных жирных кислот. В жире содержатся также ферменты (липаза), жирорастворимые витамины (А, Д, Е, К), фосфатиды – лецитин и кефалин, хорошие эмульгаторы и антиокислители. Общая масса жировой ткани в туше зависит от вида животного, возраста, упитанности и других факторов: у крупного рогатого скота – 1,5-10,1 %, у овец – 0,6-7,5 %, у свиней – 12,5-40 % и более.

Кровь (жидкая ткань животных) – это разновидность соединительной ткани, является внутренней средой организма, обеспечивает обмен веществ в тканях животного. Количество крови у свиней до 4,5 %, говядины – 7,6-8,3 %. Кровь представляет собой жидкую часть – плазма (56-63 %) и взвешенные в ней форменные элементы (37-44 %) – эритроцитов, лейкоцитов, тромбоцитов. Химический состав крови: вода до 80%, белок – 16-18 %, ферменты, гормоны, витамин В и т.д. Основной белок крови – гемоглобин (включает в себя альбумин, глобулин, фибриноген).

Пищевая ценность мяса. Пищевая ценность мяса зависит от количественного соотношения влаги, белка, жира, содержания незаменимых аминокислот, полиненасыщенных жирных кислот, витаминов группы В, микро- и макроэлементов, а также органолептических показателей мяса. При анализе биологической ценности белков принимается во внимание уровень гидролиза белков пищеварительными ферментами [98].

Мясо – основной поставщик белков, поскольку содержит жизненно необходимые для построения тканей организма человека аминокислоты, которые удачно сбалансированы и обеспечивают полный синтез тканевых белков. О пищевой ценности мяса судят по так называемому качественному белковому показателю, который представляет собой отношение триптофана (как индекса полноценных белков мышечной ткани) к оксипролину (показателю неполноценных соединительно-тканных белков). Качество мяса характеризуют также по соотношению вода-белок, жир-белок, вода-жир. Между содержанием влаги и жира существует обратная корреляционная зависимость.

В комплекс показателей, определяющих пищевую ценность мяса, входят органолептические показатели: цвет, вкус, запах, консистенция, сочность и др. Одним из важнейших свойств мяса является его консистенция – нежность и сочность, которая зависит от количества соединительной ткани, содержания внутримышечного жира, размера мышечных пучков и диаметра мышечных волокон, состояния мышечных белков – степени их гидратации, ассоциации миозина и актина, уровня деструкции. На нежность мяса влияет не только общее содержание соединительной ткани и соотношение в ней коллагена и эластина, но и степень полимеризации основного вещества – мукополисахаридов. Мышечная ткань говядины, баранины и свинины отличается по качественному белковому показателю (соответственно 4,7; 4,0 и 5,5). Коэффициент усвояемости организмом человека говядины в среднем составляет 82-83 % [98]. Химический состав и энергетическая ценность мяса отражены в табл. 1.

Белки мяса обладают высокой биологической ценностью, так как имеют хорошо сбалансированный аминокислотный состав, наиболее близкий к составу аминокислот белков человека. Белки мяса служат для построения его тканей, ферментов, гормонов. В связи с высоким содержанием белков мясо и мясные продукты стимулируют рост, половое созревание, рождаемость потомства и его выживаемость, усвояемость других компонентов пищи и снижает общие потребности в ней, активизирует обмен веществ в организме человека. Дневная потребность человека в животном белке (50 г) обеспечивается 100 г свинины жирной на 23 %, мясной – на 29, беконной – на 33, говядины или баранины I категории – на 33-38, а II категории упитанности – на 40 % [105].

Таблица 1

Химический состав и энергетическая ценность мяса (содержание в г на 100 г съедобной части)

Полноценные белки (миозин, актин, миоген и др.), в состав которых входят все восемь незаменимых для взрослого человека аминокислот (валин, лейцин, изолейцин, фенилаланин, лизин, метионин, треонин, триптофан), составляют основную массу белков мяса убойных животных. Соотношение трех важнейших незаменимых аминокислот – триптофана, метионина и лизина – в мясе соответствует формуле сбалансированного питания. По относительному содержанию незаменимых аминокислот (38-40 % массы всех белков) белки говядины, баранины и свинины существенно не отличаются, однако по абсолютному их количеству (в расчете на 100 г съедобной части продукта) говядина несколько превосходит баранину, а последняя значительно превосходит свинину; в мясе нежирном их содержится больше, чем в упитанном. Полноценных белков в целом по туше содержится в мясе крупного рогатого скота и овец 75-80 %, в мясе свиней – 90 % и более. В свинине меньше, чем в говядине и баранине, неполноценных, трудноусвояемых белков (коллагена, эластина, ретикулина), так как мясо свиней содержит меньше соединительнотканных образований [98].

С мясом в пищевой рацион вносится значительное количество жира. Компоненты пищевых жиров, переваренных в желудочно-кишечном тракте, используются животным организмом как энергетический и пластический материал, поэтому жиры имеют большое значение в общем обмене при окислении; благодаря большому содержанию неокисленного углерода и водорода они дают больше энергии, чем другие пищевые компоненты. Жиры говядины, свинины и баранины состоят главным образом из пальмитиновой, стеариновой, олеиновой, линолевой кислот. В табл. 2 представлено содержание наиболее важных аминокислот в белках мяса.

Содержание минеральных веществ в мясе колеблется от 0,5 до 1,5 %. Минеральные вещества обеспечивают построение костей скелета (кальций, фосфор, магний) в организме, необходимое осмотическое давление в клетках (натрий, калий), образование пищеварительных соков (хлор), гормонов (йод, цинк, медь), переносчиков кислорода в организме (железо), некоторых витаминов и ферментов (кобальт) [98].

Мясо – ценный источник важных для организма минеральных веществ, особенно фосфора, железа, и микроэлементов – цинка, марганца, йода, фтора, меди и др. Содержание минеральных веществ в мясе и мясных продуктах отражено в табл. 3.

Таким образом, 100 грамм мяса удовлетворяют дневную потребность человека в кобальте на 9 %, цинке – на 20,4 %, йоде – на 8 %, во фторе – на 2,4 %.

Содержание витаминов в мясе сведено в табл. 4.

Таблица 2

Содержание наиболее важных аминокислот, % к белку

Таблица 3

Содержание минеральных веществ в мясе

Таблица 4

Содержание витаминов в мясе

Таким образом, 100 г мяса обеспечивают дневную потребность в витаминах: B₁ – на 30-40 %, В₂ – на 8-10 %.

Мясо – полидисперсная система лиофильных коллоидов. Дисперсионная среда в этой системе вода, а дисперсная фаза – белки, липоиды, азотистые и безазотистые экстрактивные вещества и соли различных металлов. Различие составляющих величин дисперсной фазы служит причиной неоднородности мяса как коллоидной системы и обеспечивает ему полидисперсность. Некоторые ткани и образования мяса плотные, другие находятся в полужидком состоянии (например, жир).

В мясе дисперсная фаза очень плотно связана с дисперсионной средой, т.е. с водой. Таким коллоидам присущи следующие свойства: способность мяса сохранять растворимость белков после замораживания и оттаивания; способность мяса впитывать воду; свойство старения, т.е. потери мясом воды (синерезис) с утратой состояния равновесия между дисперсной фазой и дисперсионной средой. Это свойство считается одной из причин ограничения сроков хранения мяса в холодильниках, так как при длительном хранении оно приобретает плотную консистенцию [104, 105].

Мясо только что убитого животного имеет плотную консистенцию, при варке дает неароматный бульон, из такого мяса почти невозможно выделить мясной сок, реакция его близка к нейтральной, оно жесткое, плохо усваивается. В течение первых 24 ч. после убоя животного (в зависимости от температуры и других факторов) пищевые качества и внешние показатели мяса резко меняются: мясо становится нежным, мясной сок легко отделяется, при варке мясо дает прозрачный ароматный бульон, реакция его смещается в кислую сторону, мясо хорошо усваивается. Приобретение мясом других новых свойств имеет своей причиной изменения, происходящие в его химическом составе и физико-коллоидной структуре. Процесс, в результате которого мясо приобретает новые показатели, принято называть ферментацией или созреванием мяса.

Созревание мяса обусловлено деятельностью ферментов мышечной ткани. Наиболее интенсивно эти процессы протекают при температуре, оптимальной для действия ферментов (температура тела животного) [98].

1.3. Требования к технологии производства мясных продуктов повышенной пищевой ценности

Мясные продукты повышенной пищевой ценности выпускают с использованием одно- и многокомпонентных добавок.

Мясное сырье в этих продуктах рассматривается как самостоятельный функциональный продукт, являющийся источником незаменимых аминокислот, полноценных белков, минеральных и других веществ.

Мясное сырье многокомпонентно, вариабельно по составу и свойствам, что приводит к значительным колебаниям в качестве готовой продукции. В связи с этим особенно важное значение приобретает информация о функционально-технологических свойствах различных видов основного сырья и его компонентов, влиянии вспомогательных материалов и внешних факторов на характер их изменения.

Под функционально-технологическими свойствами (ФТС) мясного сырья понимают совокупность показателей, характеризующих уровни эмульгирующей, водосвязывающей, жиро-, водопоглощающей и гелеобразующей способностей, структурно-механические свойства (липкость, вязкость, пластичность и т.д.), сенсорные характеристики (цвет, вкус, запах), величину выхода и потерь при термообработке различных видов сырья и мясных систем. Перечисленные показатели имеют приоритетное значение при определении степени приемлемости мяса для производства пищевых продуктов.

Функциональные свойства изолированных белков – это широкий комплекс физико-химических характеристик, определяющих их поведение при переработке и хранении, обеспечивающих желаемую структуру, технологические и потребительские свойства готовых продуктов.

Физическая структура и свойства не подвергнутого термической обработке мясного фарша близки к классическим эмульсиям.

В классическом определении эмульсией называют дисперсные системы с жидкой дисперсионной средой и жидкой дисперсной фазой, диспергированные в коллоидном состоянии. Жир – неполярное вещество и плохо (0,5 %) растворимо в воде. Однако при определенных условиях (наличие эмульгаторов и стабилизаторов, высокие температуры, ультразвуковые и импульсные воздействия) в системах жир – вода могут образовываться водожировые эмульсии прямого (жир в воде) и обратного (вода в жире) типа [104, 105].

Стойкость эмульсий во многом зависит от наличия в системе эмульгаторов – веществ, имеющих в составе полярные и неполярные группы.

В мясной эмульсии, образуемой в результате интенсивного механического измельчения тканей, дисперсная система состоит из дисперсной фазы – гидратированных белковых мицелл и жировых частиц различных размеров – и из дисперсионной среды – раствора белков и низкомолекулярных веществ. В мясной эмульсии белок и вода образуют матрицу, которая окружает жир, т.е. колбасный фарш – эмульсия жира в воде, при этом солерастворимые белки являются эмульгаторами и стабилизаторами эмульсии. По убыванию величины эмульгирующей способности (ЭС) белки мышечных волокон располагаются в последовательности: актин (без NaCl), миозин, актомиозин, саркоплазматические белки, актин в растворе соли молярной концентрацией 0,3 моль/дм³.

Подобного рода мясные эмульсии относят к коагуляционным структурам, частицы которых связаны силами межмолекулярного взаимодействия в единую пространственную сетку (каркас). Сопоставление ЭС различных высокомолекулярных веществ показывает, что во всех случаях они стабилизируют эмульсии, образуя трехмерные сетчатые структуры с близкими геометрическими свойствами. Стабилизация эмульсий, обусловленная особыми структурно-механическими свойствами адсорбционных межфазных слоев, может привести к повышению устойчивости этих дисперсных систем вплоть до полного фиксирования. Такая стабилизация носит универсальный характер и необходима при получении высокоустойчивых, особенно концентрированных эмульсий [115].

При технологической обработке мясного сырья со свойствами белков связано взаимодействие белок – белок (гелеобразование); белок – вода (набухание, водосвязывающая способность, растворимость); белок – липиды (жиропоглощающая и жироудерживающая способности), а также поверхностно-активные свойства – образование и стабилизация пен и эмульсий.

Мясные фарши – сложная гетерогенная система, функциональные свойства которой зависят от соотношения тканей, содержания в них специфических белков, жиров, воды, морфологических компонентов [95].

В мясе мышечная ткань оказывает значительное влияние на ФТС, так как состоит из комплекса белков, имеющих структурные отличия. В аспекте функциональных свойств при получении мясопродуктов совокупность мышечных белков ответственна за эффективность образования мясных эмульсий. Количественное содержание белка в системе, его качественный состав, условия среды предопределяют степень стабильности получаемых мясных систем, влияют на уровень водосвязывающей, жиропоглощающей и эмульгирующей способности, структурно-механические и органолептические характеристики.

Преобладающий количественно в мышечной ткани (54-60 %) и наиболее важный функциональный белок – миозин. Его молекулы имеют выраженную ферментативную активность, легко взаимодействуют между собой и актином, обладают высокой водосвязывающей, гелеобразующей и эмульгирующей способностью.

На характер взаимодействия в системе «белок – вода» оказывают влияние такие факторы, как растворимость белковых систем, концентрация, вид, состав белка, степень нарушения нативной конформации, глубина денатурационных превращений, pH-системы, наличие и концентрация солей в системе. Знание и направленное применение особенностей связывания влаги различным белоксодержащим сырьем позволяют прогнозировать и регулировать выход продукта, уровень потерь влаги при термообработке, органолептические характеристики и т.д. [64].

Влагоудерживающая способность (ВУС), как и растворимость, одновременно зависит от степени взаимодействий как белков с водой, так и белка с белком, и поэтому от конформации и степени денатурации белка. В связи с этим тепловая обработка оказывает сильное влияние на влагоудерживающую способность белков, что, в свою очередь, отражается на массовом выходе готовых изделий.

В реальных многокомпонентных мясных системах поведение белка как основного стабилизирующего компонента рецептуры рассматривают во взаимосвязи как с другими компонентами (жир, вода, минеральные вещества, морфологические элементы), так и с изменяющимися в процессе технологической обработки сырья условиями среды.

Различные добавки, вносимые при производстве мясных фаршей, по-разному влияют на их водоудерживающую и влагосвязывающую характеристики.

При разработке мясных продуктов функционального назначения определены следующие приоритеты:

– в современных условиях дефицита белка в питании человека применение в производстве мясных продуктов белков растительного происхождения, употребление которых позволяет наиболее рационально использовать ресурсы животного белка и получать продукты с высокими потребительскими свойствами и направленным изменением химического состава, в том числе для питания детей;

– создание мясных продуктов лечебно-профилактического назначения с биологически активными добавками, способствующими продлению жизни и укреплению защитных функций организма, созданию условий для адекватной адаптации людей к окружающей среде [63].

В целом можно выделить следующие группы функциональных мясных продуктов:

1. Низкокалорийные мясные продукты, обогащенные пищевыми волокнами.

2. Мясные продукты, обогащенные витаминами.

3. Мясные продукты, обогащенные минеральными веществами.

4. Мясные продукты, обогащенные полиненасыщенными жирными кислотами.

5. Мясные продукты, обогащенные пребиотиками и пробиотическими культурами микроорганизмов.

Низкокалорийные мясопродукты с пищевыми волокнами. В зависимости от растворимости пищевые волокна делятся на три группы:

– растворимые пищевые волокна, т.е. неструктурные полисахариды (пектины, камеди, альгинаты и т.д.);

– нерастворимые пищевые волокна – структурные полисахариды (целлюлоза, гемицеллюлоза, лигнин и т.д.);

– пищевые волокна смешанного типа (отруби).

Основная роль пищевых волокон заключается в регулировании работы желудочно-кишечного тракта.

Основными источниками пищевых волокон являются злаковые культуры и продукты их переработки – ржаные и пшеничные отруби (53-55 %), овощи (20-24 %), фрукты и другие растительные объекты.

Использование муки, крупы, овощей. В мясные фарши добавляют крахмалосодержащее сырье: крупы (пшено, рис, перловую и ячменную) и пшеничную муку. Это способствует в том числе и некоторому повышению влаго- и жиросвязывающей способности фаршевой системы.

Различные виды муки, в частности пшеничную, рисовую, ячменную, кукурузную, применяют как в натуральном, так и в текстурированном виде. Натуральную текстурированную муку (пшеничную, овсяную, ячменную и пшенную) можно использовать взамен соевых белков, крахмала, муки и круп при производстве различных видов мясопродуктов [53].

Использование овощного сырья. Создание комбинированных продуктов на основе мясного фарша предусматривает применение в рецептуре различного овощного сырья: картофеля, свеклы, шпината, капусты белокочанной, тыквы, кабачков, моркови, лука репчатого и др. в свежем, бланшированном, отварном виде, в виде порошков, пюре, сухих смесей. Овощные порошки изготавливают на основе различных овощей и обезжиренного молока, в частности кабачково-молочный, тыквенно-молочный, свекольно-молочный, морковно-молочный.

Овощное сырье имеет в своем составе ценные полисахариды, витамины, минеральные вещества, овощи обладают высокой перевариваемостью. Они значительно улучшают основные показатели мясных фаршей, ответственны за консистенцию и выход продукта. При внесении овощей снижается калорийность.

Использование вторичных продуктов переработки растительного сырья. К таким вторичным продуктам относятся отруби и соевая окара. Для обогащения фаршевых мясных продуктов рекомендованы ячменные, овсяные, гречишные, пшеничные отруби и пшеничные зародыши. Включение отрубей в рецептуры мясных продуктов способствует их обогащению витаминами группы В и РР, минеральными солями (калия, магния, фосфора, железа) и фитиновой кислотой, которая обладает уникальной способностью связывать и выводить из организма многие тяжелые металлы, радионуклиды, токсины и яды. По аминокислотному составу белок отрубей является достаточно сбалансированным продуктом. Кроме того, обогащение быстрозамороженных блюд и полуфабрикатов отрубями злаковых снижает их калорийность, положительно сказывается на сроках хранения благодаря содержанию в них биологически активных веществ, обладающих антиоксидантными свойствами [50].