Характеристика компонентного состава растительных экстрактов и оценка их антиокислительного действия на мясные системы

Размещено на http://www.allbest.ru

ХАРАКТЕРИСТИКА КОМПОНЕНТНОГО СОСТАВА РАСТИТЕЛЬНЫХ ЭКСТРАКТОВ И ОЦЕНКА ИХ АНТИОКИСЛИТЕЛЬНОГО ДЕЙСТВИЯ НА МЯСНЫЕ СИСТЕМЫ

Л.С. Байдалинова, Я.И. Шарыгина

Представлены результаты исследования компонентного состава растительных экстрактов розмарина и зеленого чая, используемых для стабилизации липидов при производстве замороженных мясных полуфабрикатов. Исследованы растительные экстракты, произведенные фирмами «Кalsec» (Великобритания), «Guardian^TM Danisco» (Дания), ОАО «Караван» (Россия). В экстрактах определен общий химический состав, содержание активных веществ, общая титруемая кислотность. Исследована динамика гидролитических и окислительных процессов в липидах мясных систем при использовании этих антиокислительных экстрактов.

Ключевые слова: растительные экстракты, антиокислительное действие, экстракты розмарина, зеленого чая, компонентный состав, рубленые мясные полуфабрикаты, липиды, гидролитические, окислительные процессы

растительный экстракт мясной полуфабрикат

Введение

Производство мясных полуфабрикатов в России является крупной специализированной отраслью, имеющей перспективную программу развития. Преимущество замороженных полуфабрикатов заключается в возможности их длительного хранения.

В качестве основного сырья для изготовления поликомпонентных формованных изделий используются охлажденные или замороженные говядина и свинина, свиной шпик, жир говяжий, мясо птицы бескостное и др. В качестве вспомогательного - вкусо-ароматические добавки (соль, пряности, ароматизаторы, усилители вкуса и аромата и т.д.), влагоудерживающие агенты (соевые белки изолированные, концентрированные и текстурированные, фосфаты), лук свежий или замороженный.

Рубленые полуфабрикаты относятся к мясопродуктам, изготавливаемым из грубоизмельченного сырья, с частично сохраненной морфологической (клеточной) структурой мяса, малой степенью диспергирования жира и небольшим содержанием жира и воды.

Характерной внешней особенностью эмульсий из грубоизмельченного сырья является наличие видимых на разрезе структурных элементов мяса, а также некоторая рыхлость, обеспечивающая формирование требуемых органолептических показателей продукции. Ухудшение качества и порчу пищевых продуктов предотвратить невозможно, однако можно замедлить эти процессы, для чего необходим правильный подбор рецептур, способов технологической обработки, упаковки, хранения и транспортировки.

Процессы, приводящие к порче пищевых продуктов, могут быть классифицированы по трем основным типам: физические, химические, микробиологические.

Изменения физической природы в мясных продуктах включают миграцию влаги или массообмен его компонентов. Потеря влаги может стать проблемой даже для пищевых продуктов глубокой заморозки. Причиной физической порчи пищевых продуктов может быть также разрушение эмульсии.

Химические реакции или реакции деградации химических компонентов, таких как белки (протеины), жиры (липиды) и углеводы, и скорость их зависит от воздействия активности воды, температуры хранения, рН, освещения или присутствия кислорода. Продукты химических реакций влияют на цвет, вкус, аромат и/или текстуру пищевого продукта. Существует множество ферментов с различной каталитической активностью.

Причиной порчи жиров являются реакции окисления под действием липолитических ферментов или ферментативный гидролиз. Основной - является окисление липидовэ. Оно происходит во многих липидсодержащих продуктах. Активный кислород, взаимодействующий с ненасыщенными жирами, может быть растворен в жире, находиться в свободном пространстве тары или проникать сквозь упаковку во время хранения. Кроме того, на эти процессы воздействуют свет и тепло, активизирующие окисление.

При длительном хранении мороженых мясных полуфабрикатов лимитирующим фактором является окисление липидов с накоплением перекисей, гидроперекисей и вторичных продуктов окисления: спиртов, альдегидов, кетонов и так далее, придающих изделиям нежелательные привкусы и запахи прогоркания, отрицательно влияющие на качество и сокращающие сроки годности готовых продуктов. Порог восприятия (минимальная ощущаемая органами чувств человека концентрация) у этих соединений достаточно низкий. Для предотвращения окисления в пищевые продукты иногда добавляют антиоксиданты.

Микробиологическая порча является серьезной проблемой, в том числе для мясных продуктов. Существенное влияние на рост микроорганизмов оказывают рН, температура, содержание питательных веществ, газовый состав окружающей среды. Белки пищевых продуктов расщепляются микроорганизмами с реакциями дезаминирования и декарбоксилирования. Липиды разлагаются микроорганизмами труднее, для этого необходимо хотя бы некоторое количество воды.

По своим свойствам и составу мясные полуфабрикаты содержат все компоненты, необходимые для осуществления физических, химических и микробиологических превращений (в наших образцах содержание белков 17,2-18,9 %, жиров 12,8-14,5, влаги 57,7-60,8, минеральных веществ 2,4-2,62). Активность воды, как и у большинства свежих пищевых продуктов, достигает уровня 0,95. Липидоксидазы значительно ускоряют ферментативное окисление ненасыщенных жиров в области значений активности воды уже выше 0,3. рН в мясных полуфабрикатах находится на уровне 6,0-6,5, т.е. тоже в зоне, благоприятной для развития микроорганизмов и действия их ферментов.

Некоторая рыхлость структуры рубленых полуфабрикатов также способствует ускорению процессов окисления, как и сохранение собственных ферментов сырья, проявляющих свою активность при очень низких отрицательных температурах. Влияние каждого отдельного фактора может меняться в зависимости от конкретных условий хранения и разных уровней качества [1].

В нормативной документации качество мясных рубленых полуфабрикатов, в частности котлет, регламентируют по органолептическим показателям, массо- вым долям белка, жира, крахмала, хлоридов натрия, общего фосфора, хлеба [2]. При этом массовая доля белка - не менее 10%, жира - не более 50, крахмала - не более 4, хлоридов натрия - не более 1,8%.

Перечисленные показатели отражают состав продукта, содержание в нем основных компонентов. Но они не демонстрируют механизма биохимических процессов, приводящих к деградации этих компонентов и порче продукта. Поэтому при изучении сохраняемости качества и потребительской оценке мясных продуктов целесообразно осуществлять их тестирование по нескольким биохимическим показателям.

Рубленые полуфабрикаты являются особенно скоропортящимися продуктами [3]. Специалистами ВНИИМП установлено, что добавление в фарш полифосфатов способствует замедлению скорости накопления кислотных чисел по сравнению с образцами без фосфатов.

Выполненные нами ранее исследования показали, что замороженные полуфабрикаты относительно стабильны до 90 сут хранения при температуре не выше минус 18 ⁰С. Дальнейшее хранение сопровождается появлением неприятного окисленного вкуса и запаха «старого жира», консистенция изделий становится крошливой.

Изменения белковых веществ в течение первых месяцев хранения мороженых продуктов незначительны. При низких отрицательных температурах влияние ферментов микроорганизмов на скорость этого процесса практически исключается. Скорость накопления продуктов гидролиза липидов мясного фарша оказывается на порядок выше по сравнению со скоростью распада белковых веществ [4].

При производстве фарша для мясных рубленых продуктов используются животные и растительные ингредиенты в одном продукте. Из растительных компонентов - соевые концентраты и изоляты. Добавки изменяют химический состав фарша, повышают пищевую ценность, влагоудерживающую и жироудерживающую способности.

Органолептические показатели мясных рубленых изделий определяли профильным методом с использованием шкалы оценки с баллами от 0 до 9. Общее число составляющих качества - 8. Этот метод позволил выявить влияние технологических факторов на отдельные показатели и качество продукта в целом [5].

Задача сохранения качества мясных продуктов сводится к защите их липидной составляющей, при окислении которой образуются вещества не только ухудшающие качественные характеристики продукта, но и способные причинить вред здоровью человека. Для предохранения продукции от окисления широко применяются антиоксиданты, механизм действия которых заключается в обрыве реакционных молекулярных цепей.

В последние годы возрос интерес к использованию в качестве пищевых добавок различных биологически активных веществ натурального происхождения, поскольку они не только удовлетворяют требованиям безопасности, но и обладают биологической ценностью и хорошо сочетаются с другими компонентами пищевых продуктов. Для предотвращения окислительной порчи применяют растительные экстракты, содержащие различные индивидуальные антиоксиданты -- флавоноиды (кверцетин, кемпферол, мирицитин), катехины или фенолы (карнозол, розманол, розамиридифенол) и фенольные кислоты (карнозиновая, розмариновая).

Эти добавки предохраняют мясные изделия от порчи и могут рассматриваться как элементы барьерной технологии [6]. Наличие у этих веществ биологического и одновременно функционально-технологического действия обеспечивает выполнение не только требуемого технологического эффекта, но и оказывает профилактическое и общеукрепляющее действие на здоровье потребителей.

Целью настоящей работы является изучение компонентного состава природных антиоксидантов, использующихся для предотвращения окислительной порчи замороженных мясных продуктов.

Методы

В качестве объектов исследования выбраны образцы экстрактов зеленого чая (Camellia sinensis) и розмарина (Rosmarinus officinalis), выработанные фирмой «Guardian^TM Danisco» (Дания), а также экстракты розмарина, выработанные фирмами «Кalsec» (Великобритания) и ОАО «Караван» (Россия).

Экстракты розмарина, представляющие собой маслянистые жидкости, и экстракт зеленого чая в виде порошка исследовались на содержание влаги и сухих веществ методом высушивания при температуре 105^оС (ГОСТ 9794-74), содержание липидов или компонентов, растворимых в эфире, определялось по методу Сокслетта (ГОСТ 23042-86), содержание азотистых веществ - по методу Кьельдаля. Содержание минеральных компонентов определялось после озоления навески. Активные компоненты экстрактов определялись в водной вытяжке по методу Нейбауэра - Левенталя, основанному на способности раствора перманганата калия окислять дубильные и красящие вещества. Определение проводилось в соответствии с ГОСТ 3318-74 в присутствии индикатора индигокармина. Результаты выражались в процентах в пересчете на таннин.

Поскольку в торможении окислительных процессов важную роль играют органические кислоты, в экстрактах определяли титруемую кислотность путем титрования водной вытяжки из исследуемых экстрактов 0,1 н. раствором гидроксида натрия и выражали ее в процентах яблочной кислоты.

Проверку антиоксидантного действия исследуемых экстрактов на мясные системы проводили при изготовлении мясных полуфабрикатов (котлет), а также белково-жировой эмульсии, предварительно приготавливавшейся из свиного шпика, соевого белкового изолята и воды в соотношении 2:8:8 и вносившейся в смесь измельченных свинины и говядины. Экстракты розмарина и зеленого чая вносили в белково-жировую эмульсию в процессе ее тонкого измельчения. Дозировки экстракта розмарина составляли 0,1 и 0,2 % к массе фарша или эмульсии соответственно, экстракта зеленого чая - 0,05 и 0,1%.

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 [7].

Результаты и их обсуждение

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. Для экстрагирования растительного сырья применяют воду, спирт, масла, эфир и другие экстрагенты с добавлением кислот, щелочей, хлороформа, глицерина и др.

Характеристика антиоксидантных экстрактов представлена в табл. 1, а общий химический состав - в табл. 2.

Таблица 1. Характеристика антиоксидантных экстрактов

Таблица 2 . Общий химический состав антиоксидантных экстрактов, %

*) - вещества, растворимые в этиловом эфире.

Экстракт розмарина GUARDIAN™ Rosemary Extract 09 (фирма «Danisco») - темно-коричневая маслянистая жидкость с характерным запахом. Содержание натурального экстракта розмарина - 96%, пропиленгликоля (Е 1520) и полиоксиэтилена сорбитана моноолеата (Е 433) в качестве эмульгаторов - 4%. При растворении в воде образует эмульсию типа жир-в-воде, содержит не менее 4% терпеноидов.

Экстракт розмарина Herbalox^® (фирма «Kalsec») - темно-коричневая маслянистая жидкость с характерным запахом. При растворении в воде образует эмульсию типа жир-в-воде, также содержит не менее 4% терпеноидов.

CO₂-экстракт розмарина (ОАО «Караван», ТУ 9169-001-10140736-03), полученный методом сверхкритической СО₂-экстракции - темно-коричневая маслянистая жидкость, с характерным запахом. Содержит не менее 8% терпеноидов.

Экстракт зеленого чая GUARDIAN™ Green Tea Extract 20S (фирма «Danisco») - сухой порошок без запаха. В качестве носителя экстракта используется соль. Растворим в воде.

Таблица 3. Содержание биофлавоноидов (дубильных веществ) и титруемая кислотность (в пересчете на яблочную кислоту) антиоксидантных экстрактов

Таким образом, экстракты розмарина всех производителей - это густая маслянистая сиропообразная жидкость светло - коричневого или темно - коричневого цвета, с приятным запахом, свойственным розмарину. Экстракт зеленого чая - это порошок розовато-персикового цвета, с запахом зеленого чая. Экстракты розмарина не растворяются в воде, экстракт зеленого чая растворим в воде, особенно хорошо при нагревании. Экстракт розмарина фирмы «Кalsec» - это полностью масляный препарат (96,35% липидов), в препаратах экстрактов фирмы «Danisco» липидная фракция составляет 57,2% , а 35,36% приходится на влагу и летучие вещества. По данным фирмы содержание натурального экстракта розмарина - 96%, в котором 4% фенольных дитерпенов, с добавлением эмульгаторов - моно - диглицеридов жирных кислот (Е 471), эфиров моно - и диглицеридов уксусной и жирных кислот (Е 472а), в качестве носителей - полиоксиэтилен, полиоксиэтиленсорбитана моноолеат (Е 433 -Твин -80) и пропиленгликоль (Е 1520) - водоудерживающий, смягчающий и диспергирующий агент. При растворении образуется эмульсия типа жир-в-воде.

В СО₂-экстракте ОАО «Караван» на липидную фракцию приходится 43,04%. На влагу и летучие вещества приходится 52,63%.

По данным фирмы-изготовителя экстракт зеленого чая содержит 80% экстракта, в котором 25% катехинов, носитель - поваренная соль составляет 20%. При исследовании оказалось, что в порошкообразном экстракте зеленого чая 70,4% приходится на минеральные компоненты, это в основном поваренная соль. В этом препарате обнаружено наибольшее количество азотистых веществ - 0,52% (в пересчете на белок это составляет 3,25 %).

Различаются образцы так же и по содержанию органических кислот (табл. 3). Наибольшее количество их в экстракте зеленого чая. По содержанию активных агентов - биофлавоноидов, дубильных веществ опять же преобладает экстракт зеленого чая - 35-37% в пересчете на таннин (табл. 3).

Катехины зеленого чая обладают значительной способностью утилизировать свободные радикалы, проявляя более высокую активность, чем витамин Е и аскорбиновая кислота, а также могут образовывать хелатные комплексы с металлами. Антиоксидантные свойства розмарина обусловлены фенольными соединениями, утилизирующими гидрокси и пероксильные радикалы липидов, способностью образовывать хелатные комплексы с ионами металлов, например с Fe²⁺.

Испытание экстрактов со сроком хранения не более двух месяцев при выдерживании мясных полуфабрикатов (котлет) при 4±2^оС показало (рис. 1) высокую эффективность их как в отношении гидролиза, так и окисления липидов.

Размещено на http://www.allbest.ru

Рис. 1. Динамика кислотных (a), перекисных (б), тиобарбитуровых чисел липидов (в), содержания летучих жирных кислот (г) мясных полуфабрикатов в процессе хранения

при 2-4 ⁰С: -Размещено на http://www.allbest.ru

контроль; - образцы с экстрактом розмарина; - образцы с экстрактом зеленого чая

В процессе хранения экстрактов мы наблюдаем появление в них продуктов гидролиза липидов и пероксидных соединений (табл. 4). В экстракте розмарина GUARDIAN™ Rosemary Extract 09 (фирма «Danisco»), вероятно, имеет место уже разрушение пероксидных соединений. Хотя величины показателей не выходят за пределы, допустимые для липидов пищевых продуктов, фиксируется снижение антиокислительной эффективности экстрактов.

Таблица 4. Гидролиз и окисление липидов в составе антиоксидантных экстрактов

Использование экстрактов с предельными сроками хранения (12 мес.) для стабилизации липидов белково-жировой эмульсии показало (рис. 2), что для контрольного образца и образцов с экстрактами розмарина и зеленого чая показатели практически равные на всем протяжении хранения при 4±2 ^оС или даже у контрольного образца они ниже.

а б

в г

Рис. 2. Динамика кислотных (a), пероксидных (б), тиобарбитуровых чисел липидов (в), содержания летучих жирных кислот (г) белково-жировой эмульсии (хранение при 4±2 ⁰С)

Результаты рис. 2 показывают, что растительные экстракты, предназначенные для стабилизации липидов в мясных системах длительного холодильного хранения, теряют свои активные свойства при хранении. В них самих накапливаются продукты гидролиза и окисления липидов (табл. 4). Поэтому использование этих препаратов по завершению сроков хранения становится бесполезным.

Выводы

1. Растительные экстракты для стабилизации липидов мясных систем (охлажденных и замороженных), вырабатываемые различными производителями, различаются по содержанию липидных компонентов, тритерпенов, органических кислот в зависимости от способа получения.

2. Растительные экстракты розмарина и зеленого чая показали достаточно высокую антиоксидантную активность на начальных этапах хранения препаратов после изготовления. В процессе хранения экстрактов в них появляются продукты гидролиза и окисления липидов, антиоксидантная активность их понижается, с истечением срока хранения почти полностью утрачивается.

Список использованных литературных источников

1. Understanding and measuring the shelf-life of food | Steele R. (ed.)/ London; Wood head publ. 2004.

2. ГОСТР 52675-200. Полуфабрикаты мясные и мясосодержащие. Общие технические условия.- М.: Стандартинформ, 2007.- 14 с.

3. Доценко С.М. Полуфабрикаты из мясо-растительного фарша // Мясная индустрия.- № 2.- 2005.- С. 28 -30.

4. Базарнова Ю.Г. Потеря качества и потребительская оценка пельменей при хранении // Мясная индустрия.- 2006.- № 5. - С. 30 -33.

5. Доценко С.М. Полуфабрикаты из мясо-растительного фарша // Мясная индустрия. - № 2.- 2005. - С. 28 -30.

6. Гуринович Г.В. Препарат для продления срока годности мясных полуфабрикатов // Мясная индустрия. - 2005. - № 2.- С. 31-33.

7. Антипова Л.В. Методы исследования мяса и мясных продуктов. - М.: Колос, 2001.- 376 с.

THE CHARACTERISTIC OF COMPONENTAL COMPOSITION OF VEGETATIVE EXTRACTS AND ESTIMATION OF THEIR ANTIOXIDIZING ACTION ON MEAT SYSTEMS

L.S. Baydalinova, Y.I. Sharygina

Results of research of componential composition of vegetative extracts of rosemary and the green tea, used for lipids stabilization are presented at production the frozen meat semifinished products. The vegetative extracts made by firms Kalsec (Great Britain), Guardian^TM Danisco (Denmark), "Caravan" Ltd. (Russia) are investigated. In extracts the general chemical compound, the maintenance of active substances, the general titratable acidity is defined. Dynamics of hydrolytic and oxidizing processes in lipids of meat systems are investigated at use of these antioxidizing extracts.

Размещено на Allbest.ru