Специфика использования мясного сырья с признаками PSE и DFD при производстве цельномышечных изделий.

Основные характеристики мясного сырья с признаками PSE и DFD, причины образования и методы идентификации следующие:

Наряду с перечисленными факторами к причинам, вызывающим появление мяса с признаками PSE и DFD, относят также:

а) низкое содержание жиров и белков в кормовом рационе животных;

б) наличие у животных злокачественной гиперпирексии (вирулентная лихорадка), которая характеризуется бесконтрольным повышением температуры и исключительной жесткостью скелетной мускулатуры.

Мясо с аномальными явлениями в ходе автолиза имеет нехарактерные технологические свойства, консистенцию, вкус, цвет и запах, что существенно затрудняет его использование при производстве цельномышечных мясопродуктов.

Одновременно изменяется степень доступности белкового компонента к воздействию пищеварительных ферментов. Установлено, что количество накапливающихся при последовательном действии пепсина и трипсина низкомолекулярных продуктов гидролиза белков зависит от скорости и характера послеубойного гликолиза в мышечной ткани. Наибольшая степень гидролиза под действием пищеварительных ферментов зафиксирована для продуктов из DFD мяса; в образцах, изготовленных из NOR сырья, она несколько ниже; наибольшую устойчивость к действию протеолитических ферментов имеют белки солено-вареной свинины из PSE мяса.

Также установлено, что жировая ткань и внутримышечная липидная фракция мяса с признаками PSE более подвержены процессу окисления.

Наличие безусловной зависимости качества получаемых цельномышечных и мясопродуктов от свойств используемого сырья ставит перед специалистами отрасли задачу: снизить долю поступающего в производство сырья с признаками PSE и DFD, а также иметь технологически грамотные решения по рациональному применению этих видов мяса.

Первая задача может быть решена путем осуществления жесткого контроля за состоянием и свойствами сырья на всей технологической цепочке от выращивания до переработки. Хороший результат может быть достигнут как за счет изменения генотипа животных и условий выращивания, так и вследствие постоянного тестирования их на стресс-устойчивость, постоянно выбраковывая свиней, восприимчивых к стрессу, и исключая их из системы воспроизводства.

Немаловажное значение имеет также то обстоятельство, что признаки PSE в основном появляются в светлых мышцах сырья, содержащих значительное количество гликогена, впоследствии гидролизующегося до молочной кислоты. Красные мышцы содержат гликогена меньше, и он распадается, как правило, с образованием углекислого газа, не изменяя величины РН и не инициируя PSE. В связи с этим обстоятельством в ходе селекции животных, наряду с повышением их стресс-устойчивости производят направленное увеличение в сырье доли красного мяса за счет применения специальных рационов кормления. Одновременно были внесены коррективы в регламенты по транспортировке, предубойному содержанию и первичной переработке скота (особенно в Германии). В частности, было установлено, что при радиусе доставки животных до 100 км последующий отдых свиней в течение 3 час является достаточным для снятия усталости и стрессов; превышение этого периода сопровождается вторичным перевозбуждением. Подача животных без выдержки на убой непосредственно после доставки приводит к смертельным случаям (0,5-3,0%); у 40-46 % получаемой в процессе переработки свинины проявляются признаки PSE. В качестве простейших критериев для определения степени отдыха свиней перед убоем можно использовать следующие простые, доступные, но эффективные показатели:

- температура животного - не выше 39 °С

- частота пульса - до 100 ударов/мин.

- частота дыхания - не более 30 в мин.

- степень наполнения ушных вен - розовый цвет.

Применение их на практике обеспечивает подачу животных на убой в спокойном состоянии, что в свою очередь предопределяет получение сырья с высокими технологическими свойствами.

Аналогичный эффект может быть получен при введении животным с кормом или в виде инъекций смеси холинхлорида и витамина PP. Ряд зарубежных ученых также предлагает прижизненную обработку животных транквилизаторами.

Одновременно с данными антистрессовыми в ряде зарубежных странпоявились публикации об использовании в процессе откорма скота гормональных препаратов, позволяющих осуществлять прижизненное "сжигание" жира и получать постное мясо. Параллельно отмечено возрастание содержания ненасыщенных жирных кислот в свинине.

Однако применение гормонов сопряжено с комплексом медико- биологических проблем и в отечественном животноводстве не получило широкого распространения.

Многие западные предприятия перешли на оглушение свиней методом газовой анестезии, причем в качестве основного средства используют закись азота - N₂O, или так называемый "веселящий газ". Применение N₂0 полностью предотвращает вероятность появления стрессов у животных при убое, что в свою очередь гарантирует нормальное развитие автолиза и получение сырья с высокими функционально-технологическими свойствами.

Снизить количество получаемого мяса с признаками PSE можно за счет изменения параметров и условий технологического процесса первичной переработке скота: оглушение свиней следует выполнять током высокого напряжения; рекомендовано применять высокочастотный способ оглушения (2400 Гц) и горизонтальный способ обескровливания.

Неотъемлемым элементом процесса первичной переработки животных является технологическая диагностика свойств сырья. Раннее определение наличия признаков PSE в мясе производят, измеряя величину рН в длиннейшей мышце спины на глубине 5 см в районе 10-го позвонка, либо в области окорока. Исходя из результатов рН-метрии через 45-60 мин. после убоя, сырье сразу разделяют на несколько групп. Контрольный замер рН и окончательную сортировку полутуш производят через 24 час. (16-28 час.) после убоя.

С целью снижения доли мясного сырья с признаками DFD в колбасном производстве можно воспользоваться рекомендациями, сформулированными финскими специалистами:

Согласно литературным данным, появление признаков DFD у различных возрастных и половых групп не является адекватным: у молодых бычков около 10-15% подвержено воздействию стресса, у коров - 6-10%, у быков и телок - 1-5%.

Признаки DFD проявляются главным образом в наиболее ценных частях туши: заднетазовая, филейная, лопаточная.

К причинам, провоцирующим стрессы, и, соответственно, появления признаков DFD следует в первую очередь отнести:

- содержание животных в сырых, грязных, тесных помещениях на ферме;

- перевозбуждение при погрузке и транспортировке (большой радиус доставки - свыше 250 км, плохое качество дорог, отсутствие поения в пути, смешанное содержание животных разного пола и возраста в автотранспорте);

- предубойное содержание скота в тесных помещениях-загонах; недостаточное кормление в этот период; драки между животными; отсутствие раздельного содержания. Установлено, что раздельное содержание бычков в индивидуальных загонах перед убоем дает возможность снизить долю мяса с признаками DFD с 40-60% до 9-10%.

- необоснованная продолжительность периода предубойного содержания животных. Показано, что выдержка КРС в течение 3-5 часов или 12-15 час обеспечивает минимальное проявление у мяса признаков DFD. В других случаях доля говядины DFD увеличивается.

Таким образом, реализация вышерассмотренных рекомендаций может существенно изменить сложившуюся ситуацию на мясном рынке страны и обеспечить предприятия высококачественным сырьем.

Одновременно необходимо учитывать имеющиеся технологические решения по эффективному использованию мяса с признаками PSE и DFD непосредственно в производстве мясных изделий.

Применительно к технологии цельномышечных и реструктурированных мясопродуктов наиболее важными являются следующие положения, сформулированные на основе анализа результатов исследований отечественных и зарубежных специалистов:

1. В случае подозрения на PSE парное мясо непосредственно после убоя животного необходимо проинъецировать рассолом с концентрацией хлорида натрия 0,9-1,2%. Раствор поваренной соли ингибирует гликогенолиз, тем самым исключая основную причину образования экссудативности. Сырье будет иметь повышенную нежность и водосвязывающую способность.

Применение в составе рассолов фосфатов усилит этот эффект и позволит одновременно улучшить цвет готовых мясопродуктов.

2. В связи с особенностями состояния белков мышечной ткани PSE и DFD мяса скорость посола кускового сырья этих типов существенно отличается от процессов, протекающих в нормальном мясе: при прочих равных условиях относительная скорость процесса проникновения посолочных ингредиентов для мяса NOR составляет 1,0 (условные единицы), в то время как для PSE=0,8-0,85 и для DFD=1,05-1,10.

3. При использовании крупнокускового сырья с признаками PSE и DFD следует применять многокомпонентные рассолы, содержащие:

а) фосфаты в сочетании с соевыми изолированными белками СУПРО-595 и СУПРО-500Е (для мяса PSE);

б) фосфаты, 0,1%-й раствор ферментного препарата рениномеина П10Х или 0,5%-го раствора горчицы (для мяса DFD);

в) молочную сыворотку в качестве основы для растворения посолочных веществ (для мяса DFD);

г) плазму крови в качестве составной части рассола (для мяса PSE).

4. При изготовлении реструктурированных мясопродуктов из обезличенного мелкокускового сырья, имеющего признаки PSE и DFD, хорошие результаты дают:

а) массирование и тумблирование сырья в присутствии соевых изолированных белков, фосфатов и связующих технологических добавок;

б) комплексное использование сырья, построенное на взаимокомпенсировании функционально-технологических свойств (т.е. комплексное использование мяса NOR, PSE и DFD)

3. Созревание сырья, способы повышения его нежности.

Уровень развития автолитических изменений в мясном сырье, степень его созревания во многом предопределяют качество готовых цельномышечных изделий.

В основе созревания мяса лежит совокупность автолитических превращений химических веществ, результатом которых являются положительные изменения свойств сырья: формируется нежная консистенция, сочность, специфические аромат и вкус. Такие изменения наступают после разрешения мышечного окоченения под действием гидролитических ферментов и других физико-химических факторов.

В технологической практике нет установленных показателей полной зрелости мяса, а значит, и точных сроков созревания. Это объясняется тем, что вышеперечисленные свойства мясосырья формируются не одновременно. (Так, например, жесткость мяса значительно уменьшается за 5-7 суток после убоя при температуре хранения 0-4 °С, а органолептические показатели достигают оптимума на 10-14-е сутки. Это обстоятельство необходимо учитывать как при хранении, так и при переработке сырья).

Для производства цельно-мышечных мясопродуктов целесообразно использовать охлажденное сырья не менее чем после 3-суточной выдержки на созревании. Именно за этот период в результате биохимических и физико-химических процессов начинают значительно изменяться такие важные характеристики мяса, как водосвязывающая, эмульгирующая и адгезионная способность, нежность, цвет, вкус и аромат, являющиеся базовыми для готовых соленых изделий. Непосредственная причина их трансформации - изменение микроструктуры мяса, углеводной системы и состояния белков.

Высокие сочность и нежность являются одними из главных органолептических показателей готовой продукции, степень проявления которых зависит от прижизненных, послеубойных и технологических факторов.

К прижизненным факторам относятся: вид, пол, порода, возраст, характер откорма, упитанность животного, анатомическое происхождение частей туши. (При этом из практики мясного производства хорошо известно, что мясо говядины жестче мяса свинины; сырье молодых животных более нежное и сочное, чем у старых; мясо грудореберной части жестче мяса заднетазовой).

К послеубойным факторам относят степень и характер развития автолитических процессов, происходящих в мясном сырье под действием тканевых ферментов после прекращения жизни животных (1 часть ПБТ)

Технологические факторы.

Воздействие на мясное сырье импульсов переменного электрического тока (электростимуляция) непосредственно после убоя животных ускоряет процесс созревания, повышает нежность, снижает вероятность развития "холодного сокращения" мышц и появления у сырья признаков PSE и DFD. При электростимуляции скорость гликолиза увеличивается 2-2,5 раза, интенсивный ферментативный распад мышечных волокон протекает на фоне их активного сокращения и физической деструкции под действием электрических импульсов, отмечается появление трещин в миофибриллах, имеет место дестабилизация структуры и частичный разрыв сшивок коллагена, что в совокупности обеспечивает выраженный эффект повышения нежности. Одновременно ослабление жесткости структуры увеличивает проницаемость мембран мышечной ткани, в результате чего скорость посола ускоряется в 1,2-1,3 раза. Следует иметь в виду, что наилучший результат дает высоковольтная электростимуляция, низковольтная может провоцировать появление признаков PSE и снижение водосвязывающей способности.

Считается, что ток высокого напряжения можно применять при соблюдении соответствующих мер безопасности в течение первого часа после убоя, в то время как обработка током низкого напряжения эффективна только в течение нескольких минут после смерти животного.

Различий в количестве микрофлоры в контрольных и подвергнутых электростимуляции образцах мяса не наблюдается. Вместе с тем в процессе хранения при 5 °С степень развития микроорганизмов выше в тушах, не подвергнутых электростимуляции: первые признаки порчи обнаруживаются у них на 5-е сутки хранения, а в электростимулированных тушах - только на 7-8-е сутки.

Одним из простых, доступных и популярных способов, позволяющих направленно активировать деятельность протеолитических ферментов и задержать процесс образования актомиозинового комплекса, является введение в мясо после убоя растворов хлорида натрия, фосфатов, ферментных препаратов, бак. заквасок.

Шприцевание в парное сырьё 10% к массе мяса рассола и последующая выдержка при температуре 0-4 °С обеспечивают существенное повышение нежности и уровня водосвязывающей способности по сравнению с традиционными режимами созревания. Американские специалисты рекомендуют с этой целью вводить рассолы, в состав которых входит около 1% поваренной соли.

Весьма перспективно шприцевание рассолами, содержащими молочнокислые бактерии типа Streptococcus diacetilactis. Продукты жизнедеятельности бактерий интенсифицируют процесс протеолиза, вызывают разрыхление коллагеновых пучков и их набухание, снижают жесткость сырья, способствуют накоплению свободных аминокислот и ароматоформирующих веществ.

(Для реализации вышерассмотренных способов ускорения созревания предложена специальная схема шприцевания говяжьих полутуш после убоя с применением 6-12 игл. При этом 2-3 иглы вставляют в бедренную часть, по одной - в филейную часть, у конца поясничной мышцы, в грудной отруб, в реберную часть, в каждую мышцу голени, в шейную часть и параллельно мышцам лопатки. Как правило, используют перфорированные иглы (с 8-12 отверстиями) длиной 170 мм и диаметром 6 мм).

Повышение нежности исходного сырья может быть достигнуто за счет механических способов его обработки. В частности, введение в мышечную ткань воды, газов, воздуха под давлением позволяет значительно улучшить консистенцию (вследствие разрыхления структуры и разрывов грубых соединений) и цвет сырья. Наилучшие результаты дает применение смеси газов (85% азота, 12% СО₂, 1-3% СО) или совместное введение воды (3-5% к массе парной туши) и газов.

Использование интенсивных способов механической обработки (тендеризация, тумблирование, массирование) обеспечивает:

- разволокнение структуры сырья;

- растяжение сокращающихся мышц;

- разрушение поверхностных слоев мышечных клеток, мембранных структур;

- набухание миофибриллярных белков;

- разрыв связей между актином и миозином;

- повышение активности катепсинов на 12-20%.

В результате возрастает адгезионная и водосвязывающая способность мяса, повышается нежность сырья, ускоряются процессы автолитического характера.

Эффективность тендеризации, тумблирования, массирования зависит от конструктивных особенностей устройств, состояния и структуры сырья, выбранных режимов обработки и других факторов.

Механическая обработка (ножевая тендеризация, тумблирование, массирование), электростимуляция дают возможность улучшить структурно-механические свойства сырья с высоким содержанием соединительной ткани.

В ходе автолиза происходит гидролиз как мышечных, так и соединительно-тканных белков, о чем свидетельствуют данные, характеризующие состояние коллагена на разных этапах выдержки сырья. Развариваемость коллагена, максимальная в парном мясе, резко понижается на стадии посмертного окоченения. Дальнейшее хранение мяса приводит к увеличению степени дезагрегации коллагена при нагревании. Несомненное влияние на гидротермическую устойчивость коллагеновых волокон оказывает состояние основного вещества соединительной ткани. Очевидно, при накоплении молочной кислоты в процессе гликолиза и изменении величины рН коллаген соединительной ткани приобретает положительный заряд, который может нарушить его нативную трехспиральную структуру и облегчить проникновение молочной кислоты внутрь молекул. Разрушение лабильных поперечных связей в фибриллах коллагена под действием молочной кислоты усиливает их реакционную способность и приводит к их размягчению.

Если большинство вышерассмотренных способов ускорения процесса созревания сырья и повышения нежности являлись результатом активации эндогенныхферментных систем мяса, то одно из самых современных и, очевидно, перспективных направлений развития мясной промышленности, основанных на биотехнологических принципах, связано с использованием экзогеннойферментации животного сырья. Суть данного способа заключается в улучшении функционально-технологических и структурно-механических свойств низкосортного мяса за счет введения в него ферментных препаратов.

Экзогенную ферментацию осуществляют ферментами, которые выделяют из поджелудочной железы мелкого рогатого скота и свиней, из печени и желудка дальневосточного краба и внутренностей морских рыб. Эти ферментные комплексы обладают широким спектром биологического воздействия: протеолитической, липолитической, коллагенозной активностью.

Другая группа ферментов - растительного происхождения включает в себя папаин, бромелин, фицин. Относительно недавно обнаружена высокая активность к актину, миозину и коллагену у актинидина - фермента, выделенного из плодов киви. Имеется ряд ферментов, продуцируемых специальными штаммами микроорганизмов.

С практической точки зрения, наиболее вероятно использование пепсина и трипсина, имеющих высокую активность к мышечным белкам; папаина и ренниномеина Г10Х, способных вызывать деструкцию коллагена соединительной ткани.

При выборе того или иного вида ферментного препарата необходимо учитывать его свойства, растворимость в технологических растворах, каталитическую активность при различных значениях температуры, рН среды и концентрации нейтральных солей.

В процессе созревания мясного сырья в результате протеолиза происходит накопление веществ, влияющих на вкус и аромат готовых мясопродуктов. В первую очередь к ним относятся продукты распада белков и пептидов (глютаминовая кислота, гипоксантин, рибоза, инозин, монофосфорная кислота), углеводов (молочная, пировиноградная кислота, глюкоза, фруктоза), липидов (низкомолекулярные жирные кислоты), а также креатин, креатинин и другие азотистые экстрактивные вещества. В формировании запаха играют существенную роль некоторые эфиры, спирты, карбонильные соединения, серосодержащие вещества, предшественниками которых являются цистин, цистеин и метионин. Выраженность отдельных оттенков аромата и вкуса зависит от вида соединений, их количества и пороговой концентрации. Накопление продуктов распада белков достаточно отчетливо отмечается после 48 час выдержки сырья и достигает максимума на 5-7 сутки. В это же время интенсифицируется процесс формирования специфического вкуса и запаха, максимум выраженности которых достигается на 10-14 сутки при низких положительных температурах хранения мяса. Количество накапливающихся вкусо-ароматических веществ варьируют в зависимости от условий обработки сырья и, в частности, от параметров его выдержки, тендеризации, условий посола и т.д.

Знание сущности процессов созревания мясного сырья, методов его интенсификации, способов повышения нежности мяса, приемов регулирования вкусо-ароматических характеристик дает возможность грамотно подходить к выбору и обоснованию параметров отдельных технологических операций при производстве цельномышечных мясопродуктов.

4.Особенности посола мясного сырья при производстве цельномышечных продуктов. Механическая тендеризация мяса: массирование и тумблирование. Подготовка мясного сырья к термической обработке.