Целесообразность применения фосфатов при производстве мясопродуктов подтверждена многолетне й практикой их использования. Фосфатные соли и их смеси включают в рецептуры посолочных рассолов, колбасных и других изделий из мяса с целью повышения его влагоудерживающей способности, связности и адгезивности компонентов мясных систем, стабильности фаршевых эмульсий, увеличения выходов готовой продукции, а также улучшения цвета, вкусо-аромати-ческого букета и консистенции мясных продуктов.

Классификация и свойства фосфатов

К пищевым фосфатам, применяемым при производстве мясопродуктов, относят натриевые и калийные соли фосфорных кислот:

- орто- (моно-) фосфорной (НзРО4);

- пиро- (ди-) фосфорной (Н4Р2О4);

- трифосфорной (H5P3O10);

- метафосфорной (НРО3).

Рис. 90

Структурная классификация фосфатов приведена на рис. 90. Наименее безвредными с физиологической точки зрения являются линейные фосфорные соединения, некоторые свойства которых представлены в табл. 33-36.

Таблица 33

Ортофосфаты (монофосфаты)

Таблица 34

Пирофосфаты (полифосфаты)

 

Таблица 35

Трифосфаты (полифосфаты)

Таблица 36

Полиметафосфаты

Из приведенных характеристик фосфатов следует, что они отличаются друг от друга степенью воздействия на жир и белки мяса. Во многом это зависит от величины рН 1%-го раствора солей. Кислые соли могут понизить влагоудерживающую способность мяса, нейтральные - недостаточно активны, а щелочные могут слишком сильно сместить рН среды в щелочную сторону и придать неприятный вкус продукту. Поэтому использование одного соединения далеко не всегда способно обеспечить желаемый эффект (рис. 91).

Рис. 91

В связи с этим целесообразно применение смесей из кислых, нейтральных и щелочных фосфатов, которые, повышая и стабилизируя ВУС мяса, не повышали бы рН готового продукта более чем до 6,5 и не изменяли бы его органолептических свойств.

Таблица 37

Подобными свойствами обладает, например, фосфатный препарат Биофос-90 (рН 8,4) (фирма Биотетра, Бельгия), представляющий собой смесь триполифосфата натрия (Na5P3O10) и кислого пирофосфата натрия (Na2H2P2O7) и широко используемый в настоящее время при производстве различных видов мясопродуктов (табл.37).

Основные функции и механизм действия фосфатов. Влияние фосфатов на влагоудерживающую способность (ВУС) белков мышечной ткани

Рост ВУС под влиянием фосфатов обеспечивается их способностью

- увеличивать pH среды и ионную силу,

- связывать ионы двухвалентных металлов,

- вызывать диссоциацию актомиозинового комплекса.

Связывание молекул воды в мясе зависит от электрического заряда мышечных белков. Полярность же заряда молекул - от относительного равновесия ионизации, на которое непосредственно влияет pH среды. В том случае, когда ионизируется равное число карбоксильных (-) и аминогрупп (+), молекула белка оказывается электронейтральна. Это состояние известно как изоэлектрическая точка (для мышечных белков она достигается при pH 5,3-5,5), при которой гидратация белков минимальна. При введении в систему нейтральных и щелочных фосфатов происходит повышение ионной силы и pH среды, что, в свою очередь, приводит к увеличению ВУС белков мышечной ткани.

Ограничение гидратации мышечной ткани объясняется также наличием между полипептидными цепочками мостиков, образованных ионами кальция, которые блокируют доступ воды к полярным группам белка. Под действием фосфатов происходит разрушение этих мостиков, благодаря отрыву и связыванию ионов кальция, полипептидные цепи удаляются друг от друга, предоставляя проход молекулам воды к доступным теперь полярным группам белка. В результате гидратация мяса повышается.

Кроме того, специфическое гидратирующее действие фосфатов основано на способности некоторых из них (пиро- и триполифосфатов), подобно АТФ, участвовать в процессе расщепления связи между актином и миозином, что приводит к удлинению белковых мицелл и раскручиванию полипептидных цепочек.

Влияние фосфатов на эмульгирующую способность белков мышечной ткани

Повышение эмульгирующей способности белков обеспечивается способностью фосфатов:

- диссоциировать актомиозиновый комплекс.

- способствовать растворению миозина.

Стабильность трехфазной системы (жир-белок-вода) достигается благодаря способности белков образовывать покрытие па жировых частицах, не допуская их слияния в более крупные глобулы. Фосфаты, диссоциируя актомиозиновый комплекс и способствуя растворению миозина, повышают эмульгирующую способность белков, что обеспечивает равномерное распределение жира в мясных системах и снижает возможность образования жировых отеков при тепловой обработке.

Влияние фосфатов на процессы окисления

Аптиокислительное действие фосфатов обеспечивается их способностью:

- связывать (секвестрировать) ионы металлов (Са++, Mg++, Ре++), катализирующих процессы окисления липидов в мясе.

Одной из основных причин быстрой порчи, ухудшения вкуса и аромата мяса, а также изделий из него является развитие процессов окисления. Для протекания процессов окисления необходимы три условия:

- наличие кислорода (воздух - окружающая среда);

- наличие окисляемого субстрата (липиды);

- катализаторы (тепло, свет, ионы металлов в мышечной ткани).

Действие фосфатов как антиокислителей обусловлено их способностью связывать ионы двухвалентных металлов, главным образом, железа, которые содержатся в пигментах мяса и крови, замедляя тем самым скорость течения процессов окисления. Лучшими антиоксидантами среди фосфатов являются пиро- и триполифосфаты.

Влияние фосфатов на процессы цветообразования

Воздействие фосфатов на цветообразование в мясопродуктах неоднозначно. Увеличение рН среды выше значения, соответствующего изоэлектрической точке, оказывает положительное влияние на ВУС мяса, но одновременно затрудняет протекание процессов цветообразования. В то же время цвет готовых изделий из мяса и его устойчивость во многом зависят от развития окислительных процессов в липидной и пигментной системах мяса. Поскольку полифосфаты (щелочные и нейтральные) обладают свойствами антиокислителей, их применение может способствовать стабилизации окраски готовых мясопродуктов. Кислые фосфаты улучшают цвет изделий из мяса, но применять их необходимо ограниченно, в смеси со щелочными фосфатами, чтобы избежать чрезмерного снижения рН среды и, как следствие, снижения ВУС мышечных белков и образования бульонно-жировых отеков готовых изделий после термообработки (рис.92).

Рис. 92

Чтобы избежать отрицательного действия фосфатов на процессы цветообразования в мясопродуктах необходимо:

- использовать аскорбиновую кислоту или ее производные;

- использовать комбинации щелочных и кислых фосфатов;

- выдерживать сформованные мясопродукты перед термообработкой в течение 30-60 мин.

Таким образом, исходя из теоретических предпосылок, касающихся механизма действия фосфатов на компоненты мяса и их свойства, следует ожидать, что при их использовании в производстве мясных изделий выход будет повышаться на 2-4% с одновременным увеличением влагосодержания готового продукта и исключением бульонно-жировых отеков. Кроме того, можно рассчитывать на улучшение качества мясных продуктов благодаря ингибированию окислительных процессов в жирах и гемовых пигментах. В определенных условиях, благодаря антиокислительным свойствам, они должны способствовать сохранению окраски соленых мясных изделий путем сдерживания распада гемовых пигментов, сопровождающего процесс прогоркания липидов.

Требования к фосфатам, применяемым при производстве мясопродуктов

Законодательные органы стран, использующих фосфатные препараты при производстве мясопродуктов, предъявляют к ним, с точки зрения физиологической безопасности, следующие требования:

- величина рН, измеренная в 1% водном растворе, как правило, не должна превышать 9,0;

- в основном, разрешено применять линейные фосфаты либо их смеси, при этом должны преобладать короткоцепочные полифосфаты, а метафосфаты (циклические) могут присутствовать только в виде следов;

- содержание посторонних примесей не должно превышать лимиты, установленные для того или иного фосфатного препарата Всемирной Организацией Здравоохранения (ФАО/ВОЗ)

- фосфатные препараты должны быть тщательно упакованы, причем на упаковке указывается наименование, рН, дата изготовления, а в спецификации - срок хранения, содержание общего фосфора в пересчете на Р20., и максимальная доза применения.

С точки зрения технологических свойств, к используемым фосфатным препаратам предъявляются следующие требования:

- высокая растворимость;

- отсутствие комкования при хранении;

- отсутствие побочного привкуса в изготовленных с ними мясопродуктах.

- В соответствии с российским законодательством содержание фосфатов в колбасах, изделиях из мяса, свинокопченостях (в пересчете на P2O5) не должно превышать 0,4% к мясной массе. (Медикобиологические требования и санитарные нормы качества продовольственного сырья и пищевых продуктов МЗ СССР, Госстандарт, Москва, 1990, с. 129).

Практическое применение фосфатов при производстве мясопродуктов. Подготовка фосфатных препаратов

Перед использованием в производстве мясопродуктов фосфаты предварительно расфасовывают в пакеты из белой материи, плотной бумаги, полимерных пленок, разрешенных для контакта с пищевыми продуктами, или другого пригодного для этой цели материала. Вес порций устанавливается из расчета на один замес колбасного фарша или объем приготовления рассола при производстве копченых и цельномышечных мясопродуктов на основании норм применения фосфатных препаратов, изложенных в НТД, или в соответствии с сертификатами.

Количество взвешенных порций должно соответствовать общему объему двухсменной работы предприятий. Расфасовку препаратов производят в отделении подготовки специй под контролем лаборатории или ответственного специалиста.

Хранение расфасованных фосфатов более 24 час не допускается.

Применение фосфатных препаратов

Метод внесения фосфатов в мясное сырье зависит от размеров и типа вырабатываемого продукта, а также общей схемы технологического процесса. Существует два варианта внесения фосфатных препаратов в мясное сырье:

- в процессе механической обработки сырья (массирования) в сухом виде либо в виде 10%-го водного раствора;

- в ходе инъецирования в составе шприцовочных рассолов.

В связи с тем, что представляемый материал не вошел в первую часть книги, мы позволили себе более подробно остановиться на применении фосфатных препаратов в производстве эмульгированных мясопродуктов.

Использование фосфатов, особенно при приготовлении фарша на высокоскоростных куттерах (скорость резания ножей более 100 м/сек), позволяет исключить выдержку сырья в посоле, не снижая при этом качества готовой продукции. Порядок закладки ингредиентов в куттер (мешалку):

- нежирное сырье;

- нитрит натрия (если он не был добавлен при посоле);

- фосфат;

- 1/3 воды/льда (по рецептуре);

- изолированный соевый белок и 4 части воды/льда для гидратации белка (если он входит в состав рецептуры);

- 1/3 воды/льда (по рецептуре);

- жирное сырье;

- сахар, специи, ароматизаторы;

- аскорбиновая кислота (без нейтрализации) - за несколько оборотов чаши куттера до окончания процесса куттерования фарша или на конечном этапе перемешивания (при приготовлении фарша в мешалке).

При этом в практике колбасного производства момент внесения фосфатов в сырье может вызвать различный технологический эффект (рис. 93).

Рис. 93

При производстве мясопродуктов, в которых предусмотрена стадия массирования без шприцевания (реструктурированные мясопродукты типа ветчины в оболочке, говядины прессованной и т.д.), фосфатные смеси вносят в массажер, и далее процесс ведется согласно технологическим схемам с учетом вида продукта.

При выработке мясопродуктов, которые подвергают шприцеванию рассолом (вареные, копчено-вареные продукты из свинины и говядины типа шейки, филея и т.д.), фосфатные смеси добавляют в шприцовочный рассол. Порядок закладки ингредиентов для составления сложного шприцовочного рассола:

- 3/4 всей влаги (холодная вода);

- фосфат;

- сахар;

- каррагинан (если необходимо);

- изолированный соевый белок (если необходимо);

- соль;

- нитрит натрия;

- аскорбиновая кислота (без нейтрализации) или её производные;

- 1/4 оставшейся влаги в виде снега (с целью снижения температуры рассола).