Исследование антиоксидантных свойств растительных экстрактов для стабилизации липидов замороженных мясных полуфабрикатов

Размещено на http://www.allbest.ru/

УДК 664:637.5

ИССЛЕДОВАНИЕ АНТИОКСИДАНТНЫХ СВОЙСТВ РАСТИТЕЛЬНЫХ ЭКСТРАКТОВ ДЛЯ СТАБИЛИЗАЦИИ ЛИПИДОВ ЗАМОРОЖЕННЫХ МЯСНЫХ ПОЛУФАБРИКАТОВ

Л.С. Байдалинова, Я.И. Шарыгина

Представлены результаты исследования антиоксидантных свойств растительных экстрактов, рекомендуемых для стабилизации липидов пищевой продукции. Исследованы растительные экстракты производства фирм: Кalsec (Великобритания), Danisco (Дания), Kemin (Бельгия) и ООО "Караван" (Россия). В экстрактах определены антиоксидантные способности жирорастворимых и водорастворимых фракций. Исследовано влияние антиоксидантных экстрактов розмарина и зеленого чая на динамику жирнокислотного состава липидов мясных полуфабрикатов в процессе холодильного хранения. Изучено влияние используемых экстрактов на минеральные компоненты и безопасность продукции.

растительные экстракты, антиокислительное действие, экстракты розмарина, зеленого чая, рубленые мясные полуфабрикаты, липиды, гидролитические, окислительные процессы

экстракт липид полуфабрикат антиоксидантный

RESEARCH OF ANTIOXIDIZING PROPERTIES VEGETATIVE EXTRACTS FOR LIPID STABILIZATION OF FROZEN MEAT SEMI-FINISHED PRODUCTS

L.S. Baydalinova, Y.I. Sharygina

Research results of antioxidizing properties vegetative extracts, recommended for lipid stabilization of food products. The vegetative extracts produced by companies: Kalsec (Great Britain), Danisco (Denmark), Kemin (Belgium) and "Caravan" Ltd. (Russia) are investigated. In extracts antioxidizing capability of fatty-soluble and water-soluble fractions is defined. Dynamics of fatty acids composition with antioxidizing green tea and rosemary extracts on meat semi-finished products lipids are defined during cold storage. Influence of using extracts on mineral components and safety of products is researched.

vegetative extracts, antioxidising action, rosemary, green tea extracts, ground meat semi-finished products, lipids, hydrolytic, oxidative processes

ВВЕДЕНИЕ

Для сохранения качества мясных продуктов в первую очередь необходимо защищать их липидные составляющие. При окислении липидов образуются вещества, не только ухудшающие качественные характеристики продуктов, но и способные причинить вред здоровью человека. Чтобы предотвратить окисление липидов продукции применяются различные антиоксиданты.

В последние годы возрос интерес к использованию в качестве антиокислительных агентов различных биологически активных веществ природного происхождения, поскольку они не только удовлетворяют требованиям безопасности, но обладают биологической ценностью и хорошо сочетаются с компонентами пищевых продуктов. Предотвращению окислительной порчи способствуют такие индивидуальные антиоксиданты, как флавоноиды (кверцетин, кемпферол, мирицитин), катехины или фенолы (карнозол, розманол, розамиридифенол) и фенольные кислоты (карнозиновая, розмариновая), эфирные масла.

В нормативной документации (ГОСТ Р 52675-2006 "Полуфабрикаты мясные и мясосодержащие") мясные рубленые полуфабрикаты, в частности, котлеты, относятся к категориям Б (содержание мышечной ткани мяса в изделиях от 40 до 60% ) и В (содержание мышечной ткани мяса от 20 до 40%), качество их регламентируют по органолептическим показателям, а также по массовым долям белка, жира, крахмала, хлоридов натрия, общего фосфора, хлеба [1]. При этом в полуфабрикатах категории В массовая доля белка - не менее 10, жира - не более 50, крахмала - не более 4, хлоридов натрия - не более 1,8%. Для полуфабрикатов категории Б эти показатели имеют следующий вид: массовая доля белка - не менее 12, жира - не более 35, крахмала - не более 3, хлорида натрия - не более 1,8%. При таких допускаемых высоких количествах жира в изделиях, предназначенных для длительного хранения в мороженом виде, гидролитические и окислительные процессы в липидной фракции ожидаемы.

Целью настоящей работы является изучение антиокислительной активности природных антиоксидантов, использующихся для предотвращения окислительной порчи пищевых продуктов, в том числе замороженных мясных полуфабрикатов.

Для торможения окислительных процессов в липидсодержащих пищевых продуктах в настоящее время предлагается большое количество растительных препаратов, производимых зарубежными и отечественными предприятиями. В настоящей работе в качестве природных антиоксидантов были испытаны растительные экстракты следующих производителей: Kalsec (Великобритания), Danisco (Дания), Kemin (Бельгия), ООО "Караван" (Россия). В аннотациях к предлагаемым препаратам и в рекомендациях производителей подчеркивается способность данных экстрактов наряду с антиокислительным эффектом тормозить развитие в продуктах вегетативной микрофлоры. В связи с этим представляет интерес проверка эффективности возможного действия их по показателю "активность воды".

МЕТОДЫ

В качестве объектов исследования выбраны образцы натуральных антиоксидантов отечественного и импортного производства из растений в виде масляных, СО₂-экстрактов и порошков:

· экстракты фирмы Kalsec (Великобритания):

- шалфея (Aquaresin Sage, Dalmatian, NS);

- розмарина (Herbalox^®);

- розмарина (Aquaresin Rosemary, NS)

- пажитника (Aquaresin Fenugreek);

- имбиря (Aquaresin Oil of Green Ginger);

· экстракты фирмы Danisco (Дания):

- розмарина (GUARDIAN™ Rosemary Extract);

- зеленого чая (GUARDIAN^TM Green Tea Extract);

· экстракты фирмы Kemin (Бельгия);

- розмарина RG 20 (FORTIUM^TM RG20 liquid);

- розмарина и зеленого чая (Natur FORT^TM 12 liquid);

· экстракт ООО "Караван" (Россия):

- CO₂-экстракт розмарина.

В используемых экстрактах определялось суммарное содержание жирорастворимых (ССЖА) и водорастворимых (ССА/ТСА) антиоксидантов.

Определение суммарного содержания водорастворимых антиоксидантов (ССА/ТСА) проводилось по МВИ "Методика выполнения измерений содержания антиоксидантов в напитках и пищевых продуктах, биологически активных добавках, экстрактах лекарственных растений амперометрическим методом" на приборе "Цвет-Яуза-01-АА" с использованием в качестве стандарта кверцетина. Суммарное содержание жирорастворимых антиоксидантов (ССЖА) определялось по МВИ "Методика выполнения измерений суммарного содержания жирорастворимых антиоксидантов в пищевых продуктах амперометрическим методом" тоже на приборе "Цвет-Яуза-01-АА", разработчик ОАО НПО "Химавтоматика", в качестве стандарта использовалась галловая кислота.

Проверку антиоксидантного действия исследуемых экстрактов на мясные системы проводили при изготовлении мясных полуфабрикатов (котлет).

В лабораторных условиях приготавливались мясные рубленые полуфабрикаты (котлеты) без добавления и с добавлением экстрактов. В рецептуре полуфабрикатов использовались говядина, свинина, шпик, вода, соевый белок (изолированный и текстурированный), сухари панировочные, лук, соль, перец черный молотый, усилитель вкуса и аромата глутамат натрия, влагоудерживающие агенты фосфаты.

Мясное сырье измельчали на волчке через решетку с диаметром отверстий 5 мм. Для лучшего распределения в продукте антиоксидантные экстракты вносили в белково-жировую эмульсию в процессе ее тонкого измельчения на высокоскоростном измельчителе (куттере). Текстурированный соевый белок предварительно гидратировали водой в соотношении белок:вода 1:2,5.

Дозировки экстракта розмарина составляли 0,1 и 0,2 %, экстракта зеленого чая - 0,05 и 0,1% к массе фарша. Контрольными являлись образцы без добавления экстрактов.

Для ускорения биохимических процессов приготовленные образцы хранили при температуре 4±2 ^оС, в них определяли кислотные и перекисные числа (по ГОСТ 7702.1) с выделением жира хлороформом по ГОСТ 23042, тиобарбитуровые числа, содержание летучих жирных кислот - по [2].

Для определения эффективности антиоксидантов в отношении животных жиров проводили опыты со свиным шпиком. Охлажденный свиной шпик измельчали на высокоскоростном измельчителе, добавляя экстракты в дозировках от 0,012 до 0,2% к массе шпика. Хранение образцов проводили при температуре 4-6 °С до 11 сут.

Для исследования жирнокислотного состава из экспериментальных образцов выделяли липиды путем экстрагирования смесью хлороформа с этиловым спиртом после обезвоживания пробы безводным сульфатом натрия. После удаления растворителя и получения метиловых эфиров определяли жирнокислотный состав методом газовой хроматографии на приборе Finnigan Trace GC Ultra [3].

Активность воды в рубленых мясных полуфабрикатах после их размораживания определяли по ISO 21807:2004 на приборе HQS-2 "Nagy-ness system". Содержание макро- и микроэлементов в полуфабрикатах с антиокислительными экстрактами после озоления образцов определяли атомно-абсорбционным методом на приборах Nippon Jarrel Ash AA-855 и Varian AA280Z.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Вода - составная часть всех пищевых продуктов. Технологические свойства, сроки хранения пищевых продуктов во многом определяются свойствами содержащейся в них воды. Показатель "активность воды" отражает степень активного участия воды в различных процессах, происходящих в пищевых продуктах. Уровень активности воды влияет на интенсивность проходящих в продукте таких реакций, как окисление липидов, меланоидинообразование, активность ферментативных, микробиологических и других процессов. В странах Объединенной Европы определение активности воды наряду с показателями "влажность" и "концентрация водородных ионов" является обязательным при экспертизе ряда продуктов [4].

Величина активности воды дает представление о доступной воде в продукте, а не о суммарном содержании в нем воды, и измеряется давлением водяного пара, создаваемым образцом в замкнутом воздушном пространстве. Давление водяных паров у поверхности продукта отождествляют со значением активности воды. Его можно измерить и выразить в соответствующих единицах. Показатель активности воды может быть использован для прогнозирования микробиологической и ферментативной стабильности пищевых продуктов при хранении. Активность воды имеет биологическое значение как общий показатель доступности воды для микроорганизмов и ферментов.

Для характеристики возможной хранимоспособности рубленых замороженных мясных полуфабрикатов с экстрактами розмарина фирм Danisco и Kalsec, экстрактом зеленого чая (фирма Danisco), а также контрольного образца (без экстрактов) было проведено определение активности воды. Результаты, представленные в табл. 1, показывают, что мясные рубленые полуфабрикаты относятся к продуктам с высокой активностью воды. Различий между контрольным образцом и образцами с экстрактами не наблюдается.

Таким образом, при внесении антиоксидантных экстрактов не выявлено заметного влияния их на активность воды в рубленых мясных полуфабрикатах, т. е. практически не происходит торможения развития микрофлоры при создании определенных температурных условий.

Таблица 1. Активность воды (a_w) в мясных полуфабрикатах, доли единицы

В замороженных образцах интенсивного развития микроорганизмов в результате хранения при температуре не выше минус 18 ^оС не наблюдается: до шести месяцев содержание КМАФАнМ значительно ниже допустимого предела - (5,8-6,5)·10³ при допустимом уровне не выше 5·10⁶ КОЕ /г. Поэтому в процессе хранения замороженных полуфабрикатов основной задачей является торможение действия липолитических ферментов, т. е. создание антиоксидантных эффектов, на что и направлено внесение растительных экстрактов.

Экстракты представляют собой концентрированные вытяжки из растительного сырья: лекарственно-технических и пряно-ароматических растений. Наиболее распространенными методами получения являются водная, спиртовая, водно-спиртовая и СО₂-экстракция.

Характеристика антиоксидантной способности, определяющейся жирорастворимыми и водорастворимыми антиоксидантами в составе экстрактов, представлена в табл.2

Таблица 2. Суммарное содержание жирорастворимых и водорастворимых антиоксидантных компонентов в экстрактах

Наибольшее содержание антиоксидантов как жирорастворимых, так и водорастворимых обнаружено в экстрактах розмарина Herbalox (Kalsec), розмарина (Danisco), зеленого чая (Danisco), розмарина RG 20 (Kemin) и СО₂-экстракте розмарина (ООО "Караван"). Эти экстракты, кроме экстракта розмарина RG 20 (Kemin), были использованы для дальнейшего исследования их влияния на торможение окислительной порчи рубленых мясных полуфабрикатов (котлет) в процессе холодильного хранения.

На первом этапе прослежено изменение жирнокислотной характеристики липидов свиного шпика - основного жирового компонента мясных полуфабрикатов (табл. 3).

Таблица 3. Жирнокислотный состав липидов измельченного свиного шпика с внесением экстрактов, через 3 суток хранения при температуре 2-4 °С

Эксперименты показали (табл. 3), что даже при хранении в течение трех суток при температуре 2-4 ^оС мы наблюдаем в контрольном образце снижение содержания полиненасыщенных жирных кислот по сравнению с исходным образцом (без экстракта, до хранения). При хранении образцов с экстрактом розмарина и зеленого чая понижения количества полиненасыщенных жирных кислот не отмечается. Содержание насыщенных и мононенасыщенных кислот за такое время хранения во всех образцах практически не изменилось.

Полученные результаты свидетельствуют о положительном влиянии на стабильность липидов свиного шпика антиоксидантных экстрактов, что вызвало необходимость проследить за изменением жирнокислотного состава липидов комплексных продуктов из свинины, говядины, т. е. мясного сырья, содержащего липазы и оксигеназы, а также и гемовые пигменты, обладающие высокой окислительной активностью.

Для оценки глубины гидролитической и окислительной порчи в образцах полуфабрикатов, хранившихся при температуре 2-4 ^оС, определили жирнокислотный состав липидов, выделенных из этих образцов по окончании хранения. Липиды выделяли смесью хлороформа с этиловым спиртом после обезвоживания образцов безводным сульфатом натрия (табл. 4).

Результаты показывают, что при хранении изменениям подвергаются липидные фракции всех образцов.

Наблюдается увеличение суммы насыщенных кислот в контрольном образце на 5,2, мононенасыщенных - на 3,1%, при этом сумма полиненасыщенных в нем понижается на 19,6%, что свидетельствует о серьезных изменениях в липидной системе продуктов, приготовленных без внесения антиоксидантных средств. При этом происходит уменьшение количества линоленовой кислоты щ-3 на 10,4%, а арахидоновой - в 2,07 раза.

Таблица 4. Жирнокислотный состав липидов замороженных мясных полуфабрикатов (котлет), % к сумме жирных кислот

С внесением экстракта розмарина фирм Danisco и Kalsec в продукте обнаружились полиненасыщенные кислоты 20:3 щ-6 и 20:3 щ-3 и 22:6 щ-6, которые сохраняются в течение всего периода хранения. Этих кислот нет в исходных образцах полуфабрикатов (без экстрактов, до хранения).

Количество насыщенных кислот по сравнению с исходным (без экстрактов, до хранения) увеличилось во всех образцах, самое малое возрастание этих кислот в образце с экстрактом зеленого чая.

Суммы мононенасыщенных кислот практически одинаковы во всех образцах, причем в контрольном и в образце с экстрактом розмарина фирмы Kalsec они оказались выше, чем в исходном образце (без экстракта).

В отношении полиненасыщенных кислот лучшие результаты получены с экстрактом зеленого чая.

Высокое содержание насыщенных жирных кислот и пониженные количества по сравнению с другими образцами мононенасыщенных и полиненасыщенных жирных кислот отмечены только в образце с экстрактом розмарина Danisco.

Таким образом, исследование жирнокислотной картины состава липидов рубленых мясных полуфабрикатов в процессе холодильного хранения свидетельствует о целесообразности внесения при их изготовлении экстрактов растений, обладающих антиокислительными свойствами.

Результаты определения содержания макро- и микроэлементов в полуфабрикатах с растительными экстрактами представлены в табл. 5.

Таблица 5. Содержание макро- и микроэлементов в мясных полуфабрикатах с антиоксидантными экстрактами

При равном содержании минеральных веществ в полуфабрикатах - (2,1-2,2)±0,1, в образцах с экстрактом зеленого чая отмечается увеличение содержания натрия в 1,16 раза, что можно связать с наличием поваренной соли в самом экстракте. При внесении экстрактов увеличивается количество биологически ценного калия.

Таблица 6. Содержание тяжелых металлов в мясных рубленых полуфабрикатах с антиоксидантными экстрактами

Примечание. Нормативные допустимые значения тяжелых металлов, мг/кг - свинец - не более 0,5; мышьяк - не более 0,1; кадмий - не более 0,05; ртуть - не более 0,03.

По содержанию Cu, Mn, Zn, Fe все образцы практически одинаковы. Полуфабрикаты характеризуются высоким содержанием микроэлементов железа (785-786 мг/100 г) и марганца (152-155 мкг/100 г). Содержание тяжелых металлов (свинца, мышьяка, кадмия и ртути) при внесении растительных экстрактов не превышает уровней, установленных требованиями СанПиН 2.3.2.1078-01 (см. табл. 6).

ВЫВОДЫ

1. Исследована антиоксидантная активность жирорастворимых и водорастворимых компонентов растительных экстрактов, вырабатываемых различными производителями. Высокая активность зафиксирована для экстрактов розмарина и зеленого чая.

2. Установлено стабилизирующее влияние этих растительных экстрактов на жирнокислотный состав свиного шпика и комплексных мясных полуфабрикатов.

3. Применение растительных экстрактов повышает в полуфабрикатах содержание биологически активных компонентов, не вызывая при этом повышения содержания тяжелых металлов.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ЛИТЕРАТУРНЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. ГОСТР 52675-2000. Полуфабрикаты мясные и мясосодержащие. Общие технические условия. - М.: Стандартинформ, 2007. - 14 с.

2. Антипова, Л.В. Методы исследования мяса и мясных продуктов / Л.В. Антипова, И.А. Глотова, И.А. Рогов. - М.: Колос, 2001. - 376 с.

3. ГОСТ Р 51483-99. Масла растительные и жиры животные. Определение методом газовой хроматографии массовой доли метиловых эфиров индивидуальных жирных кислот к их сумме. - М.: Стандартинформ, 2005. - 8 с.

4. Божко, Д.Л. Измерение активности воды как один из критериев оценки срока годности мясных продуктов / Д.Л. Божко, С.В. Радьков // Пищевая промышленность: наука и технологии. - Минск, 2008. - № 1. - С. 79-82.

5. Микробиология пищевых продуктов и кормов для животных. Определение активности воды. - Стандарт ISO 21807:2004. - 7 с.

Размещено на Allbest.ru