Разработка рецептуры вареной колбасы с добавлением лекарственных растений

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА Российской федерации

Федеральное Бюджетное Государственное Образовательное Учереждение ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ

Горский государственный Аграрный университет

факультет технологического менеджмента

кафедра технологии ПрОИЗВОДСТВА, хранения и переработки ПРОДУКТОВ ЖИВОТНОВОДСТВА

НАПРАВЛЕНИЕ ПОДГОТОВКИ 35.03.07 ТЕХНОЛОГИЯ ПРОИЗВОДСТВА И ПЕРЕРАБОТКИ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОЙ ПРОДУКЦИИ

ВЫПУСКНАЯ КВАЛИФИКАЦИОННАЯ РАБОТА

на тему: «Разработка рецептуры вареной колбасы с добавлением лекарственных растений»

Сдудент

Скадин Евгений Викторович

Владикавказ - 2020

Содержание

Введение

1. Теоретические и методологические основы изучения проблемы

1.1 Современные сведения о технологии мясных продуктов

1.2 Мясопродукты лечебно-профилактического назначения

1.3 Применение мясных продуктов при сахарном диабете

2. Исследовательская часть

2.1 Материалы и методы исследований

2.2 Результаты собственных исследований

2.2.1 Качественная характеристика модельных фаршевых систем

2.2.2 Характеристика фарша с 5% целлюлозы

2.2.3 Характеристика колбасного фарша с 5% добавкой гипоклекимических сборов

2.2.4 Разработка технологий и изучение качественных характеристик новых видов вареных колбас

2.2.5 Разработка технологии вареных колбас с использованием лекарственных сборов

2.3 Экономическое обоснование результатов исследований

2.4 Мероприятия по безопасности и экологичности производства

Выводы

Предложения производству

Библиографический список

Введение

В настоящее время инсулиннезависимый сахарный диабет является одним из самых распространенных заболеваний во всем мире и в первую очередь, в индустриально развитых странах. Эксперты ВОЗ считают диабет эпидемией неинфекционного генеза и борьбу с ним рассматривают как приоритет первого порядка. Достаточно сказать, что по данным министерства здравоохранения России число лиц, страдающих этим заболеванием, в нашей стране превышает 25%.

При этом, если брать отдельно население крупных городов, данные показатели оказываются ещё более настораживающими. По утверждению медиков инсулиннезависимый сахарный диабет /ИНСД/ развивается с ожирением, как проявление единого метаболического синдрома. У 70% больных ожирением выявляются признаки нарушения толерантности к углеводам, что расценивается большинством специалистов, как предстадия ИНСД и наоборот 60-80% больных ИНСД страдают ожирением.

Существующие на сегодняшний день фармакологические средства предотвращают развитие симптомов гипергликемии ценой ускорения процессов дегенерации бета-клеток поджелудочной железы и усугубления нарушений жирового обмена. Единственным патологически оправданным вмешательством в случае ожирения и ИНСД следует считать ограничение пищевой нагрузки жирами и углеводами (особенно моносахаридами) в сочетании с обязательной коррекцией микронутриентного состава пищи, что приводит к уменьшению потребности организма в инсулине, а также стимуляции мышечной активности.

В этом плане, совершенно очевидно, что особое внимание должно быть уделено возможности придания продуктам специальных профилактических, диетических, реабилитационных и других пищевых свойств.

В настоящее время проводятся отдельные исследования, направленные на введение в рецептуру колбас ингредиентов, которые способны позитивно воздействовать на некоторые проявления ИНСД. Однако такие исследования немногочисленны и в них не оценено влияние мясопродуктов с различными биодобавками на организм человека (метаболические факторы и терапевтическая значимость).

Указанные обстоятельства определяют актуальность изучения возможности использования растительных сборов гипогликемического действия в рецептуре колбасных изделий для специализированного питания больных сахарным диабетом. В настоящее время известно более ста лекарственных растений, которые обладают всеми позитивными эффектами биологически активных веществ, вместе с этим снижают в крови больных сахарным диабетом повышенный уровень глюкозы - основного проявления болезни.

Цель и задачи исследования. Целью настоящего исследования является обоснование специфики и разработка рецептур, технологий вареных колбасных продуктов для специализированного питания больных инсулиннезависимым сахарным диабетом на основе сырья животного происхождения с использованием растительного сбора гипогликемического действия.

Для реализации поставленной цели решались следующие задачи:

- подбор ингредиентов и проектирование рецептур колбас с использованием лекарственных сборов;

- разработка рецептурного состава вареной колбас для специализированного питания больных сахарным диабетом;

- изучение влияния различных доз внесения лекарственных сборов на физико-химические, функционально-технологические свойства (ФТС) фаршей;

- разработка состав рецептур и технологии вареных колбас для специализированного питания больных сахарным диабетом;

- исследование качественных показателей вареных колбас, содержащих различные дозы лекарственных сборов.

1. Теоретические и методологические основы изучения проблемы

1.1 Современные сведения о технологии мясных продуктов

Пищевые продукты, как известно, подразделяются на животные и растительные. Все шире применяется искусственная пища, продукты которой получены химическим или биотехнологическим путем. Пищевые продукты являются смешанными веществами, они различаются по химическому составу, пищевым свойствам и биологическому действию. Одни продукты питания служат источниками пластических и ростовых веществ, другие - источниками энергии, третьи обеспечивают поступление в организм необходимых, жизненно важных, биологически активных компонентов [18, 48].

Основными источниками пластических веществ являются продукты питания животного происхождения. Важнейшей составной частью их служит белок, содержащий незаменимые аминокислоты, благоприятно сбалансированные для синтеза тканей организма. Усвояемость белка пищевых продуктов животного происхождения составляет не менее 96 %. Важную роль играют и белки растительных пищевых продуктов, хотя их усвояемость ниже и находится в пределах 70-85 %. Однако рациональное соотношение животных и растительных пищевых продуктов обеспечивает оптимальное белковое питание за счет взаимного дополнения их аминокислотного состава. Энергетическими источниками в питании человека служат в основном продукты богатые углеводами и жирами. Наконец, все пищевые продукты в той или иной степени являются источниками биологически активных, регуляторных компонентов [51].

В питании человека мясо и мясные продукты являются не только основным источником полноценного белка, но и жира, комплекса витаминов и минеральных веществ. Важнейшей составной частью мяса животных служат экстрактивные вещества, обуславливающие вкус мясных изделий и их сокогонное действие. Они подразделяются на азотистые (креатин, креатинин, карнозин, холин, гуанидин и другие) и безазотистые (гликоген, молочная кислота, глюкоза и т.д.) экстрактивные вещества. В пище людей используются многие виды мяса крупного и мелкого рогатого скота, свиней, кроликов, домашней птицы. Из них приготавливается множество различных мясопродуктов, в том числе колбасных изделий, ассортимент которых достаточно обширен [62].

Колбасы - готовые к употреблению продукты. В зависимости от исходного сырья и способа изготовления различают свыше 250 видов колбас, в том числе говяжьи, свиные, бараньи, смешанные, ливерные, мясорастительные, диетические, зельцы. По способу обработки различают вареные, полукопченые, копченые, фаршированные, кровяные, ливерные, диетические и лечебные колбасы. Значительное количество колбасных изделий вырабатывается из нетрадиционного сырья: конины, верблюжатины, оленины, мяса птицы и кроликов [82].

Технология колбасных изделий проводится по различным схемам, основными из которых являются измельчение сырья, посол мяса, его созревание, приготовление фарша, шприцевание, обжарка, варка, охлаждение и хранение. В настоящее время каждый из этих этапов не только детально изучается, но и постоянно совершенствуется и обновляется. Остановимся лишь на некоторых таких работах последнего времени.

Наиболее ценным и дорогостоящим продуктом в колбасных изделиях является мясо, качество которого зависит от 10 основных показателей: химический состав мяса (влагосодержание, содержание белков, жиров, минеральных веществ, витаминов, аминокислот, жирных кислот, пигментов и др.); физические свойства мяса (удельная масса, энергетическая ценность, особенности текстуры, интенсивность цвета, водопоглощающая способность, наличие радионуклидов и др.); биохимическое состояние мяса (автолиз, протеолиз, рН, активность ферментов, соотношение гликогена и молочной кислоты и др.), зараженность микроорганизмами; морфологическая структура мяса (соотношение мышечных, соединительных, жировых и других тканей, соотношение белых, красных и промежуточных мышечных волокон); органолептические свойства (вкус, цвет, аромат, твердость, мягкость, сочность, внешний вид, волокнистость и др.); питательная ценность продуктов (биологическая ценность мясных белков, наличие холестерина и др.); технологические свойства мяса (соотношение плазмы и коллагена в белке, устойчивость жиров к окислению и др.); соответствие качества мяса санитарным требованиям; кулинарные свойства мяса [36].

Все шире при производстве мясных продуктов используется вспомогательное и побочное сырье, в частности соединительная ткань, на долю которой приходится более 50 % массы животного. Основными белками соединительной ткани являются коллаген и эластин. Коллагенсодержащие ткани - субпродукты II категории. Так, кость, свиная шкурка требуют предварительной существенной модификации, ибо обладают следующими специфическими свойствами: жесткостью, пониженной способностью сохранять качество в процессе хранения, неприятным запахом и др. Для облагораживания такого сырья применяют его термообработку в средах с регулируемым рН, вводят различные органические кислоты, используют микроорганизмы, ферментные препараты, ультразвуковую обработку [12]. Установлено, что белки соединительной ткани, при введении их в рецептуру мясных изделий, улучшают сокоотделение, моторную функцию желудка и кишечника, регулируют обмен веществ, связывают и элиминируют из организма металлы, канцерогенные вещества и соединения, необходимые для микрофлоры кишечника и т.п. Диеты, обогащенные коллагеном, используются для питания людей в состоянии гипокинезии, при ожирении, язвенной болезни желудка и двенадцатиперстной кишки, атеросклерозе, гипертонической и ишемической болезни [7]. Перспективным является композиция функционального животного белка с растительными белковыми веществами, в частности с нутом и тыквой [21, 25].

В вареных колбасных изделиях широко применяются сухое молоко и сухая сыворотка, сывороточный белковый концентрат, крахмал, крупа, соевая мука, соевый концентрат, изолированный соевый белок. Особую популярность приобрели соевые белковые продукты [13, 26]. Они разделяются на три группы и отличаются друг от друга по содержанию белка - от 40 до 90 %: соевая мука и крупа, соевые белковые концентраты и соевые белковые изоляты. Питательные качества этих белков определяются: сбалансированным составом незаменимых аминокислот, который близок животным белкам и удовлетворяет рекомендациям ФАО / ВОЗ, высокой усвояемостью, на уровне белков мяса и молока, значительным содержанием минеральных солей и витаминов. Кроме того, продукты соевых белков обладают следующими важными для технологии мясопродуктов функциональными свойствами: адсорбция и связывание воды, адсорбция жиров, вязкость, желеобразование, клейкость, эластичность, эмульгирование, связывание вкусовых веществ, пенистость. Наконец, использование продуктов из сои снижает себестоимость выпускаемой продукции, улучшает качество и повышает питательную ценность изделий [16, 28].

В мясной промышленности довольно широко используются и другие мажорные компоненты пищи - углеводы, например, камеди рожкового дерева, гуара, карайи, различные крахмалопродукты, модифицированные пектины, дрожжи и др. В пищевых, в частности мясных продуктах, они выполняют роль структурообразователей, наполнителей, носителей сухих веществ, консервантов, влагосвязывателей, загустителей, стабилизаторов, гелеобразователей; они эффективно взаимодействуют с другими ингредиентами продукта, не токсичны, в ряде случаев обладают лечебным действием [39, 42].

Существенную проблему представляет посол мяса. Обычно для этого используют вакуумную, каменную или садочную (морскую) пищевую соль. Кроме того, для посола применяют смесь равных частей хлористого калия и хлористого натрия, соли лимонной кислоты, 50 и 75 % замена ее на хлорид калия [32], заменителями соли выступает также смесь хлорида калия, лактата натрия и калия [33], изменяется технология посола мясопродуктов [49]. Широко используются в этом процессе натриевые и калийные соли ортофосфорной, пирофосфорной, триполифосфорной и гексаметафосфорной кислот. Они способны расщеплять актомиозиновый комплекс, частично удаляют из белковых цепей ионы кальция и магния, усиливают иммобилизацию воды, а также являются хорошими антиокислителями, обладают антимикробным действием, оказывают значительное влияние на консистенцию и реологические свойства мясных эмульсий [17]. Соли фосфорных кислот повышают водосвязывающую и эмульсионную способность белков мышечной ткани, снижают скорость окислительных процессов, регулируют цветообразование и т.д. Они сохраняют рН на уровне 5,8 - 6,4 в течение технологического процесса и на уровне 6,6 в готовом продукте, обладают высокой буферной емкостью, увеличивают ионную силу мясных систем, улучшают качество сырья с пониженными функционально-технологическими свойствами [14].

В технологии колбасных изделий хорошо зарекомендовали казеинат натрия, молочно-белковый копреципитат, плазма крови и др. Для совершенствования биотехнологии мясопродуктов применяют различные ферменты. В частности, протеолитические ферменты, используемые для улучшения качества мяса, должны расщеплять белки соединительной ткани, мало изменять мышечную ткань, быть безвредными для людей и пр. Например, после применения коллагеназы в солено-вареных изделиях из говядины увеличивается содержание небелковых азотистых соединений и свободных аминокислот, повышается содержание летучих веществ, формирующих вкус и аромат, возрастает перевариваемость мяса пищеварительными ферментами [61].

Разработаны критерии векторного применения ферментных препаратов: направленный выбор, коэффициент предпочтительности, степень накопления продуктов гидролиза и др. Так, по коэффициенту предпочтительности и планируемому эффекту ферментные препараты можно расположить: по источникам получения - животного, микробного и растительного происхождения; по типу и характеру действия - коллагеназы и пептидазы, липазы, амилазы и рибозимы [12]. При изготовлении колбасных изделий для их товарной окраски широко используются нитриты, концентрация которых в готовом продукте может достигать 15мг на 100г. Это оказывает явно выраженное токсическое действие на организм человека. Для устранения этого недостатка во время посола в мясо вводят окислительно-восстановительный фермент - нитритредуктазу, а в ряде случаев и его активатор - никотинамидадениндинуклеотидфосфат [68].

Долгое время отечественные производители при выработке колбасных изделий применяли свежее мясо. В настоящее время ситуация изменилась существенным образом. В нашей стране, так как уже давно во всем мире, мясные продукты вырабатываются из замороженного мяса. Поэтому весьма актуальным стало введение в мясной фарш различных вспомогательных материалов, побочного сырья и пищевых биодобавок [46, 47]. Их ассортимент неуклонно увеличивается с каждым годом. Осветим лишь некоторые вопросы этой проблемы.

Все отрасли пищевой промышленности используют десятки и сотни наименований пищевых добавок. Эти дополнительные компоненты рассматриваются для организма человека как источники пищевых соединений, регуляторы массы тела, микробиоценоза кишечника, холестеринового обмена, как антиок-сиданты, нормализаторы функций нервной системы и внутренних органов, им-муномодуляторы, активизаторы периферического кровообращения, они способствуют выведению из организма продуктов обмена, ксенобиотиков и др. [79]. Однако единого толкования этот термин до сих пор не имеет. К добавкам относят вещества, которые вводят в пищевые продукты исходя из требований технологий, т.е. для того, чтобы улучшить или продлить пригодность, стойкость, внешний вид или стабильность продукта [55]. А.П. Нечаев (1996) определяет пищевые добавки как группу "природных или синтетических веществ, специально вводимых в сырье, полупродукты или готовые пищевые продукты с целью совершенствования технологии их получения или придания им необходимых свойств и не употребляемых обычно в качестве пищевых продуктов или основных компонентов пищи" [52].

Согласно ГОСТ Р 51074-97 "Продукты пищевые. Информация для потребителя " пищевая добавка" - это химическое или природное вещество, не применяемое в чистом виде в качестве пищевого продукта, или типичный ингредиент, который специально вносится в пищевой продукт при его обработке, переработке, производстве, хранении или перевозке как дополнительный компонент, оказывает воздействие на отдельные характеристики пищевого продукта" [80]. Пищевые добавки - это группа веществ (до 500) природного или искусственного происхождения, используемых для усовершенствования технологии, получения продуктов специализированного назначения, например, диетических, сохранения или придания пищевым продуктам необходимых свойств, повышения стабильности или улучшения органолептических свойств [39]. По мнению А.С. Булдакова (1996) пищевые добавки могут быть сгруппированы следующим образом:

A. Пищевые добавки, обеспечивающие необходимый внешний вид и органолептические свойства продукта: улучшители консистенции, пищевые красители, ароматизаторы, вкусовые вещества.

Б. Пищевые добавки, предотвращающие микробную или окислительную порчу продуктов (консерванты): антимикробные средства, антиокислители (антиоксидант), препятствующие химической порче продукта (окислению).

B. Пищевые добавки, необходимые в технологическом процессе производства пищевых продуктов: ускорители технологического процесса, фиксаторы миоглобина, технологические пищевые добавки: разрыхлители теста, желеобразователи, пенообразователи, отбеливатели и др.

Г. Улучшители качества пищевых продуктов.

Иногда пищевые добавки представляют собой многофункциональные премиксы, которые не только функциональны, но и способны увеличить выход мясных продуктов, при полной безопасности для здоровья человека [2].

Итак, в современном производстве колбасных изделий широко применяются различные пищевые добавки: нейтрализаторы, вкусоароматические и связывающие вещества, усилители вкуса и др. [50].

В последнее время особое внимание уделяется производству мясопродуктов с пониженным содержанием жира. Такие колбасные изделия имеют невысокую энергетическую ценность и небольшое содержание насыщенных жирных кислот [57]. Все шире проводятся исследования, в которых для выработки мясопродуктов используются аналоги животного жира или его заменители, главным образом, на основе модифицированных крахмалов, волокон, отрубей, мальтодекстрина, молочных и растительных белков [3]. Разрабатываются рецептуры говяжьего фарша пониженной жирности с добавлением каррагенана [5], совершенствуются различные аналитические, инструментальные, микробиологические, биохимические и другие методы оценки качества продуктов из мяса, в частности колбасные изделия.

Много внимания уделяется разработке препаратов, обеспечивающих сохранение свежести и созревание мясных продуктов, стабилизации окраски мясных изделий, получению новых пищевых красителей, продолжается дальнейшее совершенствование технологии колбасных изделий, изучаются параметры, влияющие на сроки их хранения, изменения колбас при микробной порче. Наконец, следует подчеркнуть большую работу исследователей по улучшению качества колбасных оболочек [29] и повышению их антимикробных свойств.

В современном обществе весьма серьезной становится проблема производства экологически чистых мясных продуктов. Это связано с тем, что пища и, в частности мясопродукты, могут быть источником и носителями тяжелых металлов, пестицидов, стимуляторов роста сельскохозяйственных животных, бактериальных токсинов, микотоксинов и др. Особенно актуальной эта проблема оказывается для детей [22].

Подобный перечень вопросов, связанных с тем или иным улучшением технологии колбасных изделий можно было бы продолжить. Однако представленные уже выше данные литературы свидетельствуют о том, что при производстве новых видов колбас основное внимание уделяется их органолептическим свойствам, реже изменениям физико-химических свойств, микробиологическим показателям и практически отсутствуют исследования по изучению глубоких биохимических сдвигов в таких продуктах. Между тем, для колбас характерны интимные биохимические превращения всех составляющих их компонентов, которые к тому же существенно изменяются в зависимости от технологии, сроков и условий хранения, добавления новых компонентов и т.д. Действительно, уже во время посола разрыхляются ткани, увеличивается проницаемость биомембран, в рассол диффундируют белковые, экстрактивные, минеральные вещества и витамины, денатурируются белки, изменяются связи воды с мажорными соединениями (белками, жирами, углеводами), происходит гидролиз белковых веществ мяса, повышается количество свободных аминокислот, которые могут дезаминироваться, декарбоксилироваться и даже переаминироваться. При выработке колбас увеличивается концентрация летучих серосодержащих соединений (меркаптаны, ди- и трисульфиды и др.), гидролизуются липиды, что приводит к накоплению свободных жирных кислот, перекисей и гидроперекисей, а также различных карбонильных соединений (альдегиды, кетоны, кето- и альдегидо-кислоты и пр.). Естественно, что степень выраженности этих и других биохимических изменений будет влиять не только на "гарантированное качество" колбас [54], но и на организм потребителя. Последний аспект этой проблемы также практически не анализируется.

Еще более значительные биохимические сдвиги возникают при переработке мяса с PSE (бледное, мягкое, экссудативное) и DFD (темное, твердое, сухое) пороками. В мышечной ткани с этой патологией усилен распад белковых веществ и фосфатидов, вследствие освобождения тканевых ферментов, разрушаются митохондрии, эндоплазматическии ретикулум, уменьшается содержание гликогена и др. [65].

1.2 Мясопродукты лечебно-профилактического назначения

Среди множества различных факторов, основная роль в сохранении и поддержании здоровья людей принадлежит питанию. В самом деле, еще Гиппократ считал, что правильной диетой можно достичь большего терапевтического эффекта, чем лекарствами [19]. Питание должно быть полноценным. Это значит, что организм должен регулярно обеспечиваться всеми необходимыми веществами, и в первую очередь, белками и витаминами. Считают, что лечебное питание может быть единственным средством для коррекции метаболизма, при болезнях почек и желудочно-кишечного тракта. Его сочетают с другими методами терапии при заболеваниях сердечно-сосудистой и нервной систем. Оно должно иметь профилактическую направленность, повышая защитные силы организма и детоксицируя ядовитые вещества, попавшие извне.

Как известно, пищевые продукты должны полностью удовлетворять потребности человека в основных нутриентах и обеспечивать поддержание его гомеостаза. Однако следует помнить, что это выполнить весьма нелегко, ибо проблема здорового питания зависит от очень многих факторов, в частности от экологической ситуации. "Ухудшение экологической обстановки в стране и связанный с этим высокий уровень загрязненности продуктов питания радионуклидами, токсичными химическими соединениями, биологическими агентами и микроорганизмами, а также несбалансированность питания способствует нарастанию негативных тенденций в состоянии здоровья россиян" [72]. Это приводит к нарушению питания, связанному как с недостаточным потреблением пищевых веществ, особенно витаминов, макро- и микроэлементов, полноценных белков, так и нерациональным их соотношением. Действительно, по данным ФАО/ВОЗ, например, дефицит пищевого белка в мире составляет 8-11 млн. т, 800 млн. людей хронически недоедают, а 50 млн. - умирают от голода.

Причем, основным контингентом в этом отношении являются дети, беременные и кормящие женщины.

Известно достаточное число работ, основным содержанием которых является разработка мясных продуктов, в т.ч. и колбас, обладающих более высокой биологической активностью, улучшенными органолептическими свойствами, сбалансированными по минеральному составу, обогащенными легкоусвояемым железом, имеющими незначительное количество экстрактивных веществ, жира и т.д., что придает им высокую диетическую ценность и существенную лечебно-профилактическую направленность [34].

Все сказанное особенно касается питания детей. Известно, что недостаточно полноценное питание беременных и детей раннего возраста приводит к появлению пациентов с врожденной патологией: гипотрофией, почечной недостаточностью, нарушением иммунитета и метаболических процессов. В результате многолетних исследований А.В. Устиновой и сотрудников установлены в этом отношении многие важные данные. Показана зависимость влияния различных белков, нетрадиционных видов мясного сырья, различных жировых, витаминно-минеральных композиций на пищевую и биологическую ценность мясных продуктов для детского питания. Разработаны и оптимизированы ключевые параметры основных технологических процессов, обеспечивающих высокую сохранность биологической ценности исходного сырья. Все это позволило рекомендовать высокобелковые, биологически полноценные продукты из разного мясного сырья для здоровых детей раннего, дошкольного и школьного возраста, а также больных пищевой аллергией, различными формами анемии, гастроэнтерологическими заболеваниями и избыточным весом. Были рекомендованы технологии изготовления для здоровых и больных детей разного возраста мясных консервов и паштетов, колбасных изделий с ограниченным содержанием нитритов, поваренной соли и др. Всего разработана нормативно-техническая документация на производство более 50 видов мясных продуктов для здоровых и больных детей грудного, раннего, дошкольного и школьного возраста и т.д. [69].

В последнее время внимание исследователей все больше сосредотачивается на нетрадиционных добавках мясных изделий, которые могут усилить профилактическую и лечебную значимость продуктов питания. Так, кровь убойных животных обогащает конечный продукт белками, в том числе незаменимыми аминокислотами, а также легкоусвояемым гемовым железом. Питание людей, которые не могут утилизировать молоко и молочные изделия, должно включать дезинтегрированную кость убойных животных, она хорошо сбалансирована фосфорно-кальциевыми солями. Подобные мясные продукты затем сочетаются с крахмалсодержащим сырьем. Существенным в технологии таких комбинированных продуктов лечебно-профилактического назначения было введение экструзии сырья. В результате получены новые белково-углеводные комплексы, достигнута значительная дезагрегация крахмала, повышение пористости и растворимости конечного продукта. При клиническом испытании полученные продукты (экстругем, сухой завтрак "Надежда" и "Бодрость") повышали в крови содержание гемоглобина, восстанавливали моторную функцию кишечника, снижали артериальное давление и массу тела при ожирении, были полезны при физических нагрузках, нарушениях обмена и др. [77].

Для повышения биологической и пищевой ценности мясопродукта, в том числе путем повышения степени усвоения железа, введения растительных волокон, улучшения органолептических показателей, снижения калорийности, повышения влагоудерживающей способности и пр., в них, наряду с технологически обычными компонентами, вносят пшеничные отруби или пшеничную муку, некоторые витамины и незаменимые аминокислоты, микрокристаллическую целлюлозу, пищевые волокна, полученные кислотным гидролизом из растительного сырья [1, 15]. Многие из указанных продуктов могут быть получены в виде колбас, паштетов, котлет, тефтелей, бифштексов и т.д. Их рекомендуют в качестве профилактического питания для людей страдающих атеросклерозом, гипертонией, ишемической болезнью сердца, диабетом, ожирением и др. [63].

Как известно, в пищевом рационе человека содержится не менее 600 веществ - нутриентов, из них около 96 % могут проявлять лечебные свойства. Их можно усилить за счет использования нетрадиционного растительного сырья в качестве технологических добавок и рецептурных ингредиентов. Ассортимент их весьма широк: продукты переработки тыквы, топинамбура, нута, горчицы, кукурузы, плодоовощных порошков, ядер подсолнечника и др. Особенно перспективно использование нетрадиционного сырья в колбасном производстве. При этом мясопродукты (колбасы, консервы, паштеты) имеют улучшенные функциональные свойства белков, повышенную влагосвязывающую способность, увеличивается выход готовой продукции, она обладает хорошими органолептическими свойствами. Такие продукты не только обеспечивают полноценность питания, но и придают ему лечебно-профилактическую и детоксикационную направленность [23, 24]. В качестве примера мясорастителъного продукта приведем использование моркови в рецептуре вареных колбас. При этом в качестве основного сырья использовали жилованную говядину I сорта, жирную жилованную свинину, изолированный соевый белок Супро 500 Е, бланшированную или нативную (сырую) морковь. По многим параметрам введение в рецептуру сырой моркови значительно улучшало качество готового продукта. В модельных опытах показано, что морковь является не только источником витамина Е и Р-каротина, но и мощным антиоксидантом, препятствующим окислению жиров и увеличивающим длительность сохранности продукта [75].

Показана эффективность введения в мясные продукты очищенных семян тыквы для снижения аллергенных свойств; морской капусты, фруктового порошка, плодов шиповника, листьев мяты и смородины для усиления адсорбции токсических веществ, овощной мезги для улучшения органолептических показателей и снижения калорийности [4]. Известен опыт применения комплекса витаминов в технологии колбас. Витамины В₆ В₂, РР и С добавляли в фарш в виде водных растворов за 2 - 3 минуты до окончания куттерирования в количестве соответственно 1,5, 1,0, 15 и 75 г на 100 кг сырья. Установлено, что основную роль в сохранении и улучшении окраски играет аскорбиновая кислота. Указанный комплекс витаминов снижал содержание нитрозаминов в среднем на 50 %. Причем, при выработке опытной партии колбасы оказалось, что в ней сохраняется 55,3 % аскорбиновой кислоты, 54 % - тиамина и 62 % - нико-тинамида [56].

Интересные исследования провели В.Г. Боресков и др. (1999). Они изучили влияние водно-спиртовых "настоев мяты перечной, райхона (базилика камфорного) и зизифоры на состояние мышечных белков говядины. Настои вводили из расчета 0,1 - 0,2 % к массе мяса. Образцы выдерживали 48 часов при температуре 2 ± 2 °С. Показано, что водно-спиртовые настои трав оказывали существенное влияние как на саркоплазматические, так и на миофибриллярные белки мышц. Это позволило рекомендовать настои райхона и зизифоры в технологии сырокопченых и сыросоленых изделий, а мяты перечной - в рецептурах варено-копченых и вареных мясных изделий. Сделана попытка использования шалфейного масла для замедления роста гнилостных микроорганизмов и уменьшения окисления липидов в технологии паштета [38, 74]. И.Г. Парух и др. (1997) предлагают рецептуры рубленых мясных полуфабрикатов типа котлет, биточков из конины с пищевой растительной добавкой, полученной из семян люцерны, калины, топинамбура и кедрового шрота. Авторы считают, что пищевые волокна, например, люцерны способны связывать и секвестрировать желчные кислоты, замедлять всасывание холестерина, а сапонины - образовывать нерастворимые комплексы с холестерином. Использование в рационе людей рубленых полуфабрикатов и колбасных изделий, обогащенных йодом, железом и селеном показано для лечения и профилактики железодефицитной анемии, йодной и селеновой недостаточности [30].

К сожалению, таких работ, в которых бы анализировалось влияние не пищевых, а лекарственных растений, как монокультур, так и сборов, на физико-химические, биохимические, микробиологические, органолептические свойства мясопродуктов, в т.ч. колбас, весьма немного. Это же следует сказать и в отношении изучения влияния колбас с добавками растительных и лекарственных трав на органы и системы здорового организма и больных с соответствующей патологией.

Исходя из этого, ниже приведем данные литературы, в которых рекомендуется использование лечебных мясопродуктов при тех или иных заболеваниях. Так, считается, что соевые белки, введенные, например, в колбасы, обладают гипохолестеринемическим эффектом и способны предотвращать раковые заболевания. Описан продукт для питания больных ожирением, рецептура которого включала, в мае. %: конина - 35- 45, тыква - 35-45, желатин - 0,9 - 1,1, вода - остальное. Этот продукт снижает содержание этерифицированных форм липидных фракций в организме больных ожирением [74]. В состав другого диетического продукта для питания больных алиментарным ожирением входят филе рыбное, желатин, пектин, масло подсолнечное, дегидрофосфат кальция, экстракт элеутерококка и др. компоненты. При введении в рацион этого продукта в крови у больных уменьшается содержание общих липидов [81].

Определенное внимание уделено разработке продуктов на основе пищевой крови, которая, как известно, является источником биодоступного геминового железа [73]. В последнее время этот вопрос переместился в плоскость детского питания. Так, на основе пищевой крови создан антианемический продукт для детского питания "Гемалад" [70]. Действительно, железодефицитная анемия в отдельных регионах России встречается у 41 - 45 % детей в возрасте от 6 до 18 месяцев. В такой ситуации рациональное питание может оказать существенное позитивное влияние - повысить сопротивляемость организма к инфекциям, способствовать нормальному физическому и нервно-психическому развитию детей. С этой целью изготавливаются различные варианты консервов, мясных паштетов и кремов для детского и диетического питания. В их композиции вводятся говяжья и свиная печень, печень птицы, пищевая кровь, селезенка, диафрагма, овощи как источники пектиновых веществ, активной клетчатки, минеральных веществ, органических кислот, витаминов и др. Полученные продукты имеют хороший вкус и сочность, нежную консистенцию, приятный аромат, высокую биологическую ценность, они не содержат консервантов, фосфатов, нитритов [71, 75].

Серьезную проблему представляют наследственные заболевания, например, гемофилия, приводящая к длительным массивным кровотечениям, что способствует развитию вторичной железодефицитной анемии. Для решения этой проблемы разработаны рецептуры специальных десертных фруктовых продуктов, содержащих значительное количество нативного гемоглобина. К ним относятся гемофруктовые джемы, мармелады, конфеты, изготовленные с добавками молочных ингредиентов [44].

Для профилактики анемии и гипофункции щитовидной железы предложены сардельки, в рецептуру которых введены 5 % папоротника орляка или 5-7% морской капусты взамен основного сырья. Эти добавки содержат достаточное количество йода, железа, а также витаминов Е, В₂, РР и С [41].

Разработаны лечебно-профилактические композиции вареных колбасных изделий, применяемых при желудочно-кишечных заболеваниях, консервы для питания людей, больных желчно-каменной болезнью и склерозом сосудов [59], нефролитиазом [76], питательные смеси для внутримышечного зондового питания хирургических больных в послеоперационном периоде [20] и т.д.

Определенное внимание уделено вопросам профилактического питания при различных аварийных ситуациях. Так, для профилактики нарушения функций организма человека в экстремальных ситуациях, при вынужденном малокалорийном питании предложен набор продуктов, содержащих мясные консервы, сахар-рафинад, соль, а также смесь дикорастущих растений - листья манжетки обыкновенной, кровохлебки лекарственной, кипрея узколистного, борщевика сибирского, дудника лесного, соцветия лобазника вязолистного, листья кислицы обыкновенной, корневища рогоза узколистного, грибов и ягод. Введение в продукты питания биологически активных веществ, находящихся в лекарственных растениях, позволило обеспечить профилактику ацидотических сдвигов в тканях организма и изменений белкового обмена, улучшить снабжение аскорбиновой кислотой, устранить чувство голода [53]. Введение в мясную композицию грибов бланшированных и крупы перловой отварной или муки пшеничной, скорлупы куриных яиц, позволило создать продукт, который обладал радиопротекторными и детоксицирующими свойствами [45]. Немаловажной остается проблема создания геродиетических продуктов [40].

Исходя из поставленной перед нами цели и вытекающих из нее задач более подробно осветим немногочисленные попытки создания мясных продуктов, в т.ч. колбасных изделий, диабетического назначения. Однако предварительно приведем сведения, которые отражают проблему сахарного диабета в нашей стране и за рубежом.

1.3 Применение мясных продуктов при сахарном диабете

Сахарный диабет распространен повсеместно. По данным ВОЗ им страдают около 200 млн. человек и это число продолжает увеличиваться. По частоте смертности сахарный диабет находится на третьем месте после сердечно-сосудистых и опухолевых заболеваний. В нашей стране сахарный диабет встречается у 1 - 2 % населения. Латентные формы болезни обнаруживаются в 2 - 2,5 раза чаще. Сахарный диабет - одно из самых распространенных эндокринных заболеваний у детей. Итак, проблема сахарного диабета имеет высокую социальную и медицинскую значимость.

Для этого заболевания характерны следующие клинические проявления: сухость во рту, жажда и повышение аппетита, увеличение отделения суточной мочи, сонливость, слабость, быстрая утомляемость, склонность к инфекциям, кожный зуд, особенно в области промежности, похудание и др. Сахарный диабет бывает двух типов: инсулинзависимый (I тип) и инсулиннезависимый (II тип). Первый встречается преимущественно до 30 лет, им страдают 10 - 20 % больных, которые обязательно должны лечиться инсулином. Второй тип обычно встречается после 40 лет, им страдают 80 - 90 % больных, для их лечения широко используются сахароснижающие препараты и диета. Согласно последним данным [27] в промышленно развитых странах сахарным диабетом II типа страдает 3 - 5 % взрослого населения, ежегодный прирост заболеваемости составляет 1,1 % в общей популяции и 3 - 5 % в старших возрастных группах. Ожидается, что к 2010 году число больных сахарным диабетом второго типа в мире достигнет 212,9 млн.

Сахарный диабет опасен своими осложнениями, тяжесть которых находится в прямой зависимости от степени компенсации углеводного обмена, в первую очередь, гипергликемии. Как известно, в норме уровень глюкозы в крови сохраняется на постоянном уровне благодаря более чем 40 регулирующим факторам, основным из них являются гормоны. Единственным гормоном, который снижает уровень глюкозы в крови является инсулин. При введении его быстро и значительно угнетается скорость образования глюкозы из неуглеводных соединений, понижается толерантность периферических тканей к углеводам, нормализуется обмен белков, липидов, кислорода и т.д. [83]. Причем, подобный эффект инсулина проявляется у животных разных видов, на разных клетках, тканях и срезах органов [84].

Сахарный диабет второго типа является гетерогенным заболеванием, поэтому для успешного лечения необходимо воздействовать на все звенья его патогенеза. Исходя из этого представления, лечение при сахарном диабете включает диету, физические нагрузки, сахароснижающие таблетки, инсулин, растительные лекарственные средства гипогликемического действия, систему обучения больных и их самоконтроль. Оказалось, что препараты двух известных в настоящее время лекарственных групп (производные сульфонилмочевины и бигуаниды), которые снижают содержание глюкозы в крови при сахарном диабете, воздействуют на синтез углеводов из неуглеводных предшественников, тормозя этот процесс. Биохимическую взаимосвязь при сахарном диабете различных факторов риска и направлений лечения можно было бы продолжить. Однако, учитывая диетическую направленность нашего исследования, остановимся лишь на принципах питания больных этим заболеванием. Основной принцип диетотерапии состоит в том, чтобы пища полностью компенсировала энергетические затраты больного. В диете не должно быть сладких продуктов, содержащих глюкозу. Она должна содержать в среднем 15-20 % белков, 25 - 30 % жиров и 50 - 60 % углеводов. Последние должны быть медленно переваривающимися и всасывающимися продуктами: гречневая и овсяная крупы, бобовые, черный хлеб, картофель. Необходимо достаточное количество овощей, ягод, фруктов (особенно яблоки кислых сортов, слива, черешня и др.). Сахарозаменителями же могут быть сорбит, ксилит, фруктоза, аспартам. Питание должно быть дробным, позволяющим в течение суток поддерживать на определенном уровне сахар в крови при введении инсулина или сахароснижающих таблеток. Пищевой рацион существенно зависит от возраста, пола, характера труда и т.д. Однако в большинстве случаев, несмотря на строгое соблюдение диеты, не удается достичь длительной компенсации заболевания [27].

Это и понятно, ибо известные диеты при сахарном диабете отличаются от других лишь пониженным содержанием углеводов, жира и соли, что повидимому, является недостаточным. Так, наша промышленность выпускает лечебные колбасные изделия для больных сахарным диабетом (вареная колбаса, сосиски, сардельки), для больных анемией (печеночная), для страдающих нарушением обмена веществ (колбаса мозговая, из свиных желудков и чесночная). Состав этих колбас, в сравнении с диетической докторской [37].

Итак, диабетическая колбаса отличается от других диетических и лечебных колбас большим содержанием белков, значительно сниженным количеством жира, поваренной соли и калорий.

В последнее время сделаны новые попытки придания колбасным изделиям лечебно-профилактической и диетической направленности, имея в виду питание больных сахарным диабетом [66]. Как известно, белки сои обладают значительным лечебным эффектом; до 80 % жирных кислот в этом растении являются ненасыщенными, жизненно важными. Соевые продукты обладают не только противоопухолевыми, антиостеопорозными, гипоаллергенными и др., но и противодиабетическими свойствами; последнее, главным образом, за счет содержания пищевых волокон [60]. Действительно, продукт полученный методом термопластической экструзии на основе кукурузной крупы с включением в рецептуру пищевых волокон способствует уменьшению гиперлипидемии и рекомендуется для лечения и профилактики сахарного диабета [78]. На основе крови убойных животных разработан продукт многофункционального действия - сухой завтрак "Надежда", который снижал в крови больных сахарным диабетом уровень глюкозы в крови, нивелировал липидные метаболические факторы риска [77].

Мясной продукт, который включает мясное сырье, воду и измельченные до размера частиц менее 50 мкм пшеничные отруби, а также аскорбиновую кислоту (или аскорбинат натрия), цистеин или метионин, может быть рекомендован в качестве профилактического питания для людей, страдающих атеросклерозом, гипертонией, ишемической болезнью, ожирением, сахарным диабетом и др. [63]. Показано, что введение в рецептуру консервов витамина С и пектина оказывает антианемическое, антиатерогенное и антидиабетическое действие [58].

В этих и некоторых других научных исследованиях, в основном, делается как бы предположительная возможность использования тех или иных мясных продуктов для профилактики и лечения сахарного диабета. Между тем, с одной стороны, до сих пор нет конкретного мясопродукта, который рекомендовался бы для питания больных сахарным диабетом, а с другой, особенно учитывая роль пищевых волокон, известна большая группа растений, обладающих мощным гипогликемическим действием. Действительно, в настоящее время описано более 100 лекарственных растений, которые обладают свойством снижать уровень глюкозы в крови у больных сахарным диабетом. Они содержат весьма биологически активные соединения (алкалоиды, гликозиды, кумарины и фуро-кумарины, эфирные масла, витамины, минеральные соли, различные смолы, слизи, камеди, пектины, фитонциды, органические кислоты, ферменты и др.) и относятся к разным семействам. Некоторые из таких растений экзотичны и не произрастают в нашей стране или обладают слабым гипогликемическим действием.

Лекарственные растения, употребляемые для лечения больных сахарным диабетом можно разделить на следующие группы [8,9]:

1. Растения укрепляющего типа действия. Они активизируют и регулируют работу нервной и эндокринной систем (женьшень, золотой корень, элеутерококк, левзея, заманиха).

2. Растения, содержащие инсулиноподобные и другие гормоноподобные вещества (девясил, крапива, пион уклоняющийся, лопух, одуванчик лекарственный, клевер).

3. Растения - "очистители", регуляторы обменных процессов (толокнянка, спорыш, зверобой, пырей ползучий, сушеница топяная, подорожник, липа, черника).

4. Растения, содержащие легко усвояемые сахара, за счет которых может уменьшиться общая потребность организма в инсулине (земляника, цикорий, кизил, ежевика, малина, груша, гранат, виноград).

5. Растения, богатые витаминами, органическими кислотами и др. полезными веществами, повышающими защитные силы организма (шиповник, рябина, брусника).

6. Огородные и крупяные культуры - источники витаминов, легкоусвояемых Сахаров, органических кислот, способные регулировать обменные процессы (бобовые культуры, свекла красная, черемша, лук посевной, чеснок, салат огородный, картофель, морковь посевная, капуста, тыква, сельдерей, шпинат, овес, ячмень).

Как видно, ряд из этих растений, обычно в виде монокультур, вводится в мясные продукты, в т.ч. в колбасные изделия, для придания им диетических, а также лечебно-профилактических свойств. Надо подчеркнуть, что не все лекарственные травы обладают явно выраженным антидиабетическим действием. В этом отношении больший позитивный эффект оказывают сборы, однако, официально таким антидиабетическим сбором признан лишь один - "Арфазетин". Он включает в себя побеги черники (20 г), створки фасоли обыкновенной (20 г), корни аралии маньчжурской (10 г), траву хвоща полевого (15 г), плоды шиповника коричного (15 г), траву зверобоя (10 г), цветки ромашки лекарственной (10 - 31 г). Этот сбор эффективно снижает концентрацию глюкозы в крови как при экспериментальном, так и клинически выраженном сахарном диабете [67].

Исходя из изложенного выше, а также учитывая актуальность современной направленности исследований на разработку и производство колбасных изделий лечебно-профилактического действия - введение пищевых волокон, лекарственных и пищевых добавок, биологически активных веществ и др. [43] нами ниже приводится технология диабетической колбасы, а также углубленные динамические физико-химические и биохимические изменения мясопродукта под влиянием антидиабетических растительных сборов "Арфазетин".

2. Исследовательская часть

2.1 Материалы и методы исследований

Объектами исследования являлись: мясное сырье, лекарственные сборы гипогликемического действия, образцы колбасного фарша с различным содержанием в них лекарственных сборов и вареные колбасные изделия.

При выполнении поставленных задач нами были использованы или модифицированы следующие технологии изготовления мясопродуктов, базировавшиеся на требованиях технологической индустрии по производству мясных продуктов, а также действующих гигиенических и ветеринарно-санитарных правил.

Для приготовления фарша использовали следующую рецептуру - сырье несоленое, в кг на 100 кг продукта:

- говядина жилованная, высшего сорта- 58,0;

- свинина жилованная, полужирная - 32,0;

- яйца куриные или меланж - 2,0;

- масло коровье - 3,0;

- порошок лекарственного сбора "Арфазетин".

Кроме того, в рецептуру фарша вводили (в г на 100 кг сырья): соль поваренную, пищевую - 2092,0; сахар - 300,0; нитрит натрия - 7,10; перец черный молотый - 60,0; орех мускатный или кардамон молотый - 50,0; порошок лекарственного сбора вводили в фарш вместе со специями.

Мясо, измельченное в волчке с диаметром отверстий решетки 3 мм, загружали в смесители, перемешивали и солили. После выдержки в течение 24 ч мясо куттерировали 3-5 мин, добавляя в фарш холодную воду (лед), специи, меланж или куриные яйца, коровье масло и порошок лекарственных растений. Измельчение продолжали до получения однородной, хорошо разработанной массы. Общая продолжительность обработки фарша на куттере составляла 8 - 12 мин. Аналогичным образом, но без введения порошка сбора "Арфазетин", готовили контрольную группу фарша.

Фарш формовали в искусственные белкозиновые оболочки диаметром 100 - 120 мм, батоны вязали вручную. Обжарку колбас производили в стационарной обжарочной камере с контролируемой температурой 90 - 100 °С в течение 110 - 125 мин до достижения температуры в центре батона 40 - 50 °С. Обжаренные батоны варили паром в пароварочной камере при температуре 73-76 С до достижения температуры в центре батона 70-72 °С. Выход продукта составлял 120 % от массы несоленого сырья.

Изготовление фарша, диабетических колбас с добавлением 5% целлюлозы, 5% порошка лекарственного антидиабетического сбора "Арфазетин" осуществляли в колбасном цехе ООО «Мясной Дар».

Нами в качестве биодобавки антидиабетического действия использован растительный лекарственный сбор «Арфазетин».

«Арфазетин» разработан во Всесоюзном научно-исследовательском институте лекарственных растений и включает травы в следующем соотношении: побеги черники - 20,0; створки фасоли - 20,0; корни аралии манчжурской или заманихи - 10,0; хвощ полевой - 15,0; плоды шиповника- 15,0; трава зверобоя - 10,0; цветки ромашки - 10,0.

Черника относится к семейству брусничных, в качестве сырья используют листья и плоды. В листьях содержится до 20 % танинов, флавоноиды, витамин С, урсоловая кислота и эфирные масла. Основное действие: вяжущее, противовоспалительное и гипогликемичское.

Фасоль обыкновенная относится к семейству бобовых, в качестве сырья используются бобовые стручки - хорошо созревшие сухие плоды фасоли без семян. В бобовых стручках содержится: тригонеллин (бетаин), аргинин, как инсулиноподобное вещество, другие аминокислоты (тирозин, лейцин, лизин, триптофан и т.д.), холин, белковые вещества, танины, салициловая кислота, цианводородная, фосфорная кислоты, сапонины, флавоны. Основное действие: гипогликемическое, диуретическое.