Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Обзор литературы 6
1.1. Современные представления о функциональных продуктах питания 6
1.2. Особенности профессиональной деятельности спасателей и их рационы питания 9
1.3. Возможности использования мясных консервов в качестве продуктов функционального питания
1.4. Применение препаратов белков в функциональных мясных продуктах 15
1.5. Применение растворимых пищевых волокон в функциональных продуктах питания 22
Заключение 26
Глава 2. Организация эксперимента. Методы исследования 28
2.1 Организация эксперимента 28
2.2 Методы исследования 32
Глава 3. Экспериментальная часть 44
3.1. Основные принципы создания лечебно-профилактических продуктов для спасателей 44
3.2. Обоснование применения препаратов коллагенсодержащих белков, белков растительного и молочного происхождения и растворимых пищевых волокон в мясных продуктах 54
3.3. Определение рационального количества препаратов белков и пищевых волокон для введения в мясные фаршевые продукты 70
3.4. Разработка рецептуры и технологии мясных фаршевых консервов с введением препаратов белков и пищевых волокон 90
3.5. Исследование влияния препаратов коллагенсодержащих белков и пищевых волокон на показатели качества мясных фаршевых консервов 95
3.5.1. Определение химического состава исследуемых консервов 96
3.5.2. Определение аминокислотного состава белков и переваримости белков пищеварительными ферментами «in vitro» 96
3.5.3. Определение массовой доли хлористого натрия 98
3.5.4. Определение массовой доли крахмала 99
3.5.5. Определение массовой доли остаточного нитрита натрия 99
3.5.6. Определение величины рН и водосвязывающей способности 100
3.5.7. Определение структурно-механических свойств 101
3.5.8. Микроструктурные исследования 103
3.5.9. Определение активности воды
3.5.10. Микробиологические исследования 108
3.5.11. Определение органолептических показателей 109
3.6. Исследование влияния препаратов коллагенсодержащих белков и пищевых волокон на показатели качества мясных фаршевых консервов в процессе хранения 110
3.6.2. Определение массовой доли белка 110
3.6.2. Определение аминокислотного состава и аминокислотного скора белков 111
3.6.3. Определение переваримости белков пищеварительными ферментами «in vitro» 113
3.6.4. Определение кислотного, перекисного и тиобарбитурового чисел 114
3.6.5. Микробиологические исследования фаршевых консервов 115
3.6.6. Определение органолептических показателей 117
Список литературы
- Особенности профессиональной деятельности спасателей и их рационы питания
- Применение растворимых пищевых волокон в функциональных продуктах питания
- Определение рационального количества препаратов белков и пищевых волокон для введения в мясные фаршевые продукты
- Микроструктурные исследования
Введение к работе
Актуальность работы. В настоящее время пищевая промышленность развивается в направлении расширения ассортимента продуктов функционального питания. Научные представления и практические основы функционального питания заложены в трудах Рогова И.А., Толстогузова В.В., Липатова Н.Н, Титова Е.И., Жаринова А.И., Митасёвой Л.Ф., Токаева Э.С., Высоцкого В.Г., Шендерова Б.А., Бобренёвой И.В., Gibson G.R., Arai S., Bellisle F., Mimer J.A., Richardson D.P., Roberfrosa M.B., Weststrate J.А. и других.
Особое значение продукты функционального питания имеют для спасателей, профессиональная деятельность которых связана с высокими физическими и нервно-эмоциональными нагрузками. Длительный стаж работы спасателей приводит к формированию хронической патологии, в структуре которой, по данным ФГУЗ ВЦЭРМ МЧС России 40% занимают болезни органов пищеварения. Стрессовые состояния людей при чрезвычайных ситуациях сопровождаются, как правило, метаболическими изменениями в организме. При этом происходит нарушение гормональной активности, водно-минерального обмена, разрушение части клеточной массы и интоксикация, повышение энергетических потребностей организма и катаболическая направленность обмена веществ, существенно изменяются условия пищеварения, что вызывает нарушение работы пищеварительной системы, всасывания и усвоения питательных веществ.
Пайки, используемые спасателями, не соответствуют их потребностям в полной мере. Им необходимы продукты высокой пищевой и энергетической ценности, длительного срока хранения, используемые без дополнительной кулинарной обработки, способные легко усваиваться и хорошо сохраняться в самых неблагоприятных климатических условиях. В большей степени этим требованиям отвечают мясные консервы.
В экстремальных ситуациях большое значение приобретает достаточное поступление в организм белка и пищевых волокон. Введение белковых препаратов позволяет увеличить энергетическую ценность продукта и оказывает положительное влияние на здоровье человека. Коллагенсодержащие белковые препараты стимулируют двигательную функцию желудка и кишечника, благоприятно действуют на полезную микрофлору кишечника, способствуют заживлению ран и ожогов; соевые белковые препараты обладают антихолестеринемическим и противораковым эффектом, белковые препараты молочного происхождения регулируют секрецию желудочного сока. Растворимые пищевые волокна нормализуют деятельность желудочно-кишечного тракта и снижают риск заболеваний сердечно-сосудистой системы.
Разработка мясных консервов, с введением препаратов белка и растворимых пищевых волокон, обладающих функциональной направленностью, для спасателей МЧС является актуальной, соответствует целям и задачам государственной политики в области здорового питания России и включена в программу Министерства образования РФ «Научные исследования высшей школы по
приоритетным направлениям науки и техники», подпрограмма (204) «Технология живых систем».
Цель и задачи исследования. Целью работы явилась разработка технологии мясных консервов, с введением препаратов белка и растворимых пищевых волокон, обладающих функциональной направленностью, для спасателей.
В соответствии с поставленной целью предусмотрено решение следующих задач:
- формулирование основных принципов создания лечебно-профилактических
продуктов для спасателей;
обоснование выбора препаратов белков и растворимых пищевых волокон для обогащения функциональными ингредиентами мясных продуктов;
исследование влияния препаратов белков и растворимых пищевых волокон на физико-химические и структурно-механические свойства мясных модельных образцов;
определение рационального уровня введения выбранных компонентов с помощью метрических и неметрических мер сравнения;
разработка рекомендации по применению препаратов белков и растворимых пищевых волокон в мясных фаршевых продуктах;
- определение влияния препаратов белков и растворимых пищевых волокон на
пищевую ценность консервов, их структурно-механические, микробиологические и
органолептические показатели до стерилизации, после стерилизации и в процессе
хранения;
разработка технологии мясных фаршевых консервов, содержащих функциональные ингредиенты;
разработка проекта технической документации на производство мясных консервов с введением препаратов белка и растворимых пищевых волокон.
Научная новизна. Сформулированы основные принципы создания лечебно-профилактических продуктов для спасателей. Доказана целесообразность использования препаратов коллагенсодержащих белков и растворимых пищевых волокон при производстве фаршевых консервов, предназначенных для спасателей.
Определено рациональное сочетание компонентов с помощью метрических и неметрических мер сравнения, включающее препараты коллагенсодержащего белка и растворимых пищевых волокон в соотношении 5:1, для применения в мясных фаршевых консервах.
Выявлены закономерности изменения физико-химических и структурно-механических свойств модельных фаршевых систем с введением препаратов коллагенсодержащих белков, белков молочного и растительного происхождения и растворимых пищевых волокон. Установлено, что введение препаратов говяжьих коллагеновых белков в сочетании с препаратами растворимых пищевых волокон приводит к увеличению водосвязывающей способности мясного фарша, улучшению его структурно-механических свойств и снижению потерь массы после термообработки.
Определено влияние препаратов растворимых пищевых волокон и говяжьих коллагеновых белков на пищевую ценность мясных фаршевых консервов, их
микробиологические, органолептические и микроструктурные показатели до стерилизации, после стерилизации и в процессе хранения.
Практическая ценность работы. В результате проведённых исследований подготовлены рекомендации по применению препаратов коллагенсодержащих белков, белков молочного и растительного происхождения и растворимых пищевых волокон при производстве мясных продуктов, предназначенных для спасателей МЧС.
Разработана технология мясных фаршевых консервов с введением препаратов белков и растворимых пищевых волокон и подготовлен проект нормативной документации на консервы мясные «Для спасателей».
Результаты работы внедрены в курс лекций по дисциплинам - «Технология продуктов лечебного питания» (специальность 260505), «Основы научных исследований» (специальность 260301), «Биотехнология продуктов питания из сырья животного происхождения» (специальность 260116).
Апробация работы. Результаты диссертационной работы доложены и обсуждены в 2005 - 2008 г.г. на Международной научной конференции студентов и молодых ученых «Живые системы и биологическая безопасность населения» (Москва, 2005, 2007, 2008), Всероссийском съезде диетологов и нутрициологов «Диетология: проблемы и горизонты» (Москва, 2006), Всероссийской научно-практической конференции «Функциональное состояние и здоровье человека» (Ростов-на-Дону, 2006), Московском международном конгрессе «Биотехнология: состояние и перспективы развития» (Москва, 2007), Конгрессе с международным участием «Парентеральное и энтеральное питание» (Москва, 2007, 2008), Международном форуме «Фундаментальные и прикладные проблемы питания» (Санкт - Петербург, 2007), Международной научно - практической конференции «Биотехнология. Вода и пищевые продукты» (Москва, 2008).
Работа награждена грамотами ассоциации «Университетский комплекс прикладной биотехнологии»- (Москва, 2007) и VI Международной научной конференции студентов и молодых учёных «Живые системы и биологическая безопасность населения» (Москва, 2007); дипломом и медалью Международной научно - практической конференции «Биотехнология. Вода и пищевые продукты» (Москва, 2008); медалью Всероссийской выставки научно-технического творчества молодёжи (Москва, 2008).
Публикации. По результатам выполненных исследований опубликовано 10 печатных работ.
Объём и структура диссертации. Диссертационная работа состоит из
введения, обзора литературы, экспериментальных исследований, выводов, списка
литературы, содержащего / источников, в том числе #/ работ зарубежных
авторов. Работа изложена на /V-^стр. машинописного текста, содержит Л? таблиц,
^О рисунков и j~ приложений.
Особенности профессиональной деятельности спасателей и их рационы питания
Деятельность всех категорий спасателей при ликвидации чрезвычайных ситуаций связана со значительными физическими и еще более значимыми нервно-эмоциональными нагрузками, а также осложнена воздействием многочисленных неблагоприятных и опасных факторов окружающей среды. Эти обстоятельства существенно повышают вероятность развития у них тех или иных негативных изменений функционального состояния, проявляющихся в снижении уровня или срывах психической и психофизиологической адаптации. Последние неизбежно проявляются в профессиональных ошибках и срывах, нарушениях социальной адаптации (нарушения трудовой дисциплины, злоупотребление алкоголем и т.п.) в психических и психосоматических расстройствах [9, 14, 26, 63, 109, 124].
Функциональные резервы профессиональных спасателей, даже исходно большие, часто оказываются недостаточными для преодоления многочисленных сверхсильных стрессовых факторов. В связи с этим недостаточная эффективность механизмов психической и психофизиологической адаптации являются почти обязательными атрибутами состояния участников ликвидации чрезвычайных ситуаций во время ведения аварийно-спасательных работ и, часто, длительное время после их окончания.
Стрессовые состояния обусловлены следующими специфическими особенностями профессиональной деятельности спасателей [9, 14, 57]: - выполняемые работы нередко связаны с непосредственной угрозой здоровью спасателей (тушение пожаров, подводные работы, деятельность на высоте, в закрытых пространствах, в очагах инфекционных заболеваний, бактериологического, химического и радиационного заражения, в зонах боевых действий и терактов, с работой с телами погибших, в том числе расчлененными и разлагающимися; работы могут проводиться в любых погодных и климатических условиях, в любое время суток, они носят неотложный и ненормированный характер, характеризуются опасными неожиданностями, дефицитом времени, высокой ответственностью и другими стресс-факторами, способными привести к быстрому формированию расстройств здоровья с дисфункцией основных регулирующих и обеспечивающих гомеостаз систем организма; длительный стаж работы спасателей приводит к формированию хронической патологии, в структуре которой, по данным ФГУЗ ВЦЭРМ МЧС России 40% занимают болезни органов пищеварения, по 14% - болезни органов дыхания и эндокринной системы, по 10 - 11% - болезни костно-мьтшечной системы и болезни системы кровообращения; с увеличением профессионального стажа спасателей в их когорте уменьшается доля здоровых лиц (с 27,6% в возрастной группе до 30 лет до 17,7% в возрастной группе до 40 лет).
Стрессовые состояния, вызываемые наводнениями, землетрясениями, боевыми действиями, сопровождаются, как правило, ухудшением пищевого статуса человека, так как обеспечение полноценными продуктами питания в этих условиях может быть затруднено [22, 29]. Поэтому особое значение в условиях экстремальной деятельности имеют полноценные продукты питания с профилактическими или лечебно-профилактическими свойствами [27, 28, 29]. Использование их в экстремальных условиях помогает предупреждать неблагоприятные изменения в организме человека, возникшие под влиянием неблагоприятной окружающей среды [114].
В настоящее время практически отсутствуют специализированные продукты питания, соответствующие физиологическим потребностям человека в условииях экстремальных ситуаций [114], спасатели вынуждены использовать пайки для военных, не отвечающие в полной мере их потребностям.
Состав пайка зависит от условий работы [24, 67]. В условиях автономного обитания в состав пайка необходимо включать продукты без дополнительной кулинарной обработки, они должны легко усваиваться, хорошо сохраняться в самых неблагоприятных климатических условиях, подавлять чувство голода и способствовать сохранению воды в организме [24].
Учитывая своеобразие условий использования автономного пищевого рациона, особенности хранения и транспортировки при его комплектовании, предпочтение отдают продуктам, имеющим при минимальном весе максимальную калорийность и питательную ценность - мясным консервам и консервированным готовым к употреблению вторым обеденным блюдам. [24, 47, 73].
При организации питания в экстремальных условиях необходимо исходить из концепции рационального питания. Составляя специальный рацион питания, в него следует включать традиционные продукты, которые дополняют друг друга в отношении пищевых компонентов и имеют хорошие вкусовые качества [108, 116].
По данным Тимошенко Н.В. и др. в энергетическом балансе пищевого рациона рекомендуется 12-14% калорийности обеспечивать за счет белков, 30% - за счет жиров и 57% - за счет углеводов, т.е. на 1 часть белков — 1 часть жиров и 4 углеводов. При окислении в организме 1 г белка выделяется 4,0 ккал; 1 г жира - 9,0 ккал; 1 г углеводов - 3,75 ккал [73, 99, 108].
По данным Валович В. Г. [24] потребность в количестве пищевых веществ может изменяться в зависимости от климата. В условиях высоких температур предпочтение отдают продуктам с преимущественным содержанием углеводов, повышающих выносливость организма и замедляющих наступление перегрева, что позволяет выполнять тяжелую физическую работу более длительное время. В районах с холодным климатом в
Применение растворимых пищевых волокон в функциональных продуктах питания
В настоящее время практически отсутствуют профилактические продукты питания, соответствующие физиологическим потребностям спасателей в условиях экстремальных ситуаций. Спасатели вынуждены использовать пайки, не отвечающие в полной мере требованиям для данной группы лиц [18, 19, 25, 26, 78, 79].
На основании данных о нормах пайков для Вооружённых сил Российской Федерации (Приказ Минобороны РФ от 22 июля 2000 г. N 400) проведён анализ пайков и расчет их калорийности. Установлено, что пайки характеризуются дефицитом белков, особенно животного происхождения, витаминов, минеральных веществ и пищевых волокон, при повышенном содержании хлеба и картофеля. Энергетическая ценность пайков составляет от 1800 - 1900 ккал («Малогабаритный рацион питания», «Бортовой аварийный рацион») до 3800 - 4300 ккал («Лечебный паёк», «Общевойсковой паёк», «Подводный паёк»). При этом суточные энергозатраты спасателей достигают 4500 — 5800 ккал, а при десантировании до 6200 ккал. Таким образом, спасатели восполняют только 75-80% энергозатрат, что приводит к снижению сопротивляемости организма и нарушению функционирования его систем.
В структуре болезней спасателей МЧС заболевания сердечно-сосудистой системы и органов пищеварения занимают первое место [13, 17, 18, 26, 27, 51, 79, 77]. С возрастом увеличение частоты развития болезней органов пищеварения связано, прежде всего, с высоким темпом инволютивных процессов желудочно-кишечного тракта, опережающих во многих случаях динамику старения других органов и систем. На фоне увеличения среднего возраста, характера питания и особенностей труда спасателей существенно возросло и количество лиц, страдающих заболеваниями желудочно-кишечного тракта (1997 г. - 27,1%, 2000 г. - 30,8%, 2003 г. - 38,8%). Причины дисквалификации в течение последних лет практически не меняются. Заболевания внутренних органов составляют от 51% до 58% среди всех причин негодности к работе, при этом гастроэнтерологическая патология составляет 6,4% всех случаев дисквалификации [26, 51, 77, 78, 79].
Значимость заболевания гастроэнтерологического профиля подтверждается и существенной долей данной патологии в общей структуре заболеваний. За последние пять лет среди заболеваний желудочно-кишечного тракта наиболее часто выявлялись: хронический гастрит — 62,6%) - 68,8%, язвенная болезнь - 11,9% - 12,8%, хронический холецистит - 19,0% - 25,2% [9, 51,77].
В связи с этим, спасателям необходимы лечебно-профилактические продукты, содержащие пищевые волокна, особенно растворимые, способствующие нормализации деятельности желудочно-кишечного тракта, улучшающие работу кишечника, выводящие из организма тяжелые металлы и канцерогенные вещества, формирующие гелеобразные структуры, контролирующие процессы опорожнения желудка и др. [12, 15, 74, 76].
Профессиональную деятельность спасателей сопровождают травмы, ожоги, токсические, радиационные, тепловые воздействия, нарушение режимов труда и отдыха [13, 78]. Одним из проявлений метаболической реакции на травму, кровопотерю или ожог является нарушение белкового обмена. Дефицит белков в рационе особенно опасен, так как при наличии в организме определённого запаса жиров и углеводов депо белка практически отсутствует. Кроме того, источником белкового синтеза могут служить только продукты превращения самого белка — аминокислоты. Для обеспечения резко возрастающих пластических и энергетических потребностей в этих условиях вступает в действие важнейший приспособительный механизм — мобилизация запасов углеводов, жиров и интенсивное расщепление белка до аминокислот с последующим превращением их в углеводы (глюконеогенез). Происходящие изменения, являясь в начале целесообразными, со временем отрицательно сказываются на течении жизненно важных процессов, в том числе заживлении ран [12, 13, 15,74,96].
Таким образом, особое значение имеет достаточное поступление высокобелковых продуктов в организм. Белки животного происхождения сбалансированы по аминокислотному составу, отвечают потребностям организма человека в незаменимых аминокислотах, обладают полноценным набором аминокислот и соответствуют рекомендациям Ф АО/ВОЗ. Коллагенсодержащие белки способствуют заживлению ран, травм, ожогов и т.д. [2, 12,15, 17,18,24,25,49].
В соответствии с данными о потребностях организма человека в нутриентах в условиях высоких нервно-психических и физических нагрузок [69] при разработке профилактических рационов для спасателей следует соблюдать следующие принципы: 1. Соответствие энергетической и качественной адекватности суточных рационов питания фактическим энергозатратам и метаболическим потребностям спасателей. 2. Сбалансированность пищевых рационов по содержанию и соотношению пищевых компонентов в соответствии с рекомендациями Института питания РАМН (1991). 3. Достаточность питания при среднесуточных и максимальных энергозатратах с коэффициентом запаса 10-15% с учётом индивидуальных различий и неизбежных кулинарных потерь. Основным критерием достаточности питания служит статус питания спасателей, оцениваемый на принципе функционального нормирования массы тела (соответствие антропометрических показателей). 4. Унификация пайков с оптимальными нормами и ассортиментом продуктов при возможности их замен по физиологическим нормам, учитывающим продовольственные возможности страны и условия приготовления пищи. Необходимо приблизить пищевую ценность пайков, используемых спасателями к показателям физиологических норм питания. НИИ питания рекомендует выделить специальный паёк с более высокой пищевой ценностью (применение новых технологий приготовления и обогащения рациона)
На основании исследований, проведённых ФГУЗ ВЦЭРМ МЧС РФ, Военно-медицинской академией, НИИТШ и СПТ, ВНИИКОП [18, 19, 67, 69], при разработке рациона для спасателей сформулированы медико-биологические, технические, технологические и санитарно-гигиенические требования.
Определение рационального количества препаратов белков и пищевых волокон для введения в мясные фаршевые продукты
В экстремальных условиях резко возрастают потребности организма в белке. Вступает в действие важнейший приспособительный механизм -мобилизация запасов углеводов и жиров и интенсивное расщепление белка до аминокислот, которые в этом случае, кроме основных функций, играют роль доноров энергии, участвуя в глюконеогенезе. Такая метаболическая направленность, будучи вначале целесообразной, в последующем отрицательно сказывается на течении жизненно важных процессов, в том числе заживлении ран.
Дефицит белков в рационе питания особенно опасен, т.к. запасы белка в организме отсутствуют. Поэтому спасателям необходимы белковые продукты питания, соответствующие физиологическим потребностям в различных экстремальных ситуациях с высоким содержанием тканевых белков пролина, глицина и оксипролина и аланина — главной гликогенной аминокислоты, потери которых в экстремальных ситуациях превышают обычные потери [26].
С учётом особой роли белковых веществ в обеспечении жизненно важных функций организма спасателей их долю в питании необходимо увеличить примерно вдвое по сравнению с минимальными необходимыми для поддержания азотистого равновесия величинами. Этот избыток белка необходим на случай дополнительных трат организма, связанных с неблагоприятным влиянием внешней среды, в частности климатических условий, с физическими и нервно-психическими перегрузками, травмами и т.д.
Для человека основным источником белка являются мясные продукты. Среди них наибольший интерес для спасателей представляют продукты из говядины. Благодаря высокому содержанию лизина, аргинина, аланина, глицина, пролина и серосодержащих аминокислот они способны повышать резистентность организма и общую сопротивляемость к различным стрессовым факторам.
Поскольку традиционные продукты не восполняют в полной мере потерь белка в организме спасателей, необходимо создание продуктов с увеличенным содержанием белка. Наиболее эффективным способом увеличения массовой доли белка в продукте является введение белковых препаратов. Белковые препараты также применяют для профилактики различных заболеваний: соевые белковые препараты снижают содержание холестерина и вероятность раковых заболеваний; коллагенсодержащие белковые препараты стимулируют двигательную функцию желудка и кишечника, увеличивают скорость заживления ран и ожогов; белковые препараты молочного происхождения регулируют секрецию желудочного сока,
В мясной промышленности широко применяют препараты белков растительного (соевые изоляты, соевые концентраты и соевую муку) и животного происхождения (молочные белковые препараты - казеин и сывороточные белки, коллагенсодержащие белковые препараты).
При выборе препаратов белков учитывали массовую долю белка в препарате, их аминокислотный состав, функционально-технологические характеристики и возможность применения в мясных консервах.
Соевые изоляты. Наиболее распространенными в мировой практике белковыми препаратами используемыми в мясной промышленности являются соевые изоляты. Они относительно хорошо сбалансированы по соотношению незаменимых аминокислот, имеют высокое содержание белка, стабильные функционально-технологические свойства, обладают многоцелевым назначением, просты в использовании, экономически доступны.
Ежедневное употребление соевого белка в количестве 25 г или более, вместе с его фитохимикатами может улучшить липидный состав у людей с повышенным содержанием холестерина. Различные клинические исследования показали, что употребление 25-50 г соевого белка в день безопасно и эффективно для снижения холестерина на 4-8%. Положительный эффект сои увеличивается пропорционально у людей с холестеренемией. Отмечено, что частичная замена животного белка соей может снизить потребление насыщенного жира и холестерина, таким образом, не напрямую улучшая уровень холестерина в крови, что потенциально сокращает риск сердечнососудистых заболеваний и улучшает здоровье сердца.
С медико-биологических позиций соевые изолированные белки являются уникальным белковым препаратом: массовая доля протеина в них составляет 92-95%, причем по аминокислотному составу белок является полноценным, легко усваивается в организме.
Белковые препараты из коллагенеодерэютнего сырья. При создании продуктов специального, профилактического и лечебного питания для обеспечения иммунного и физиологического статуса организма в экстремальных и чрезвычайных условиях жизнедеятельности целесообразно обогащение продуктов коллагеновыми белками [1, 2, 3, 4]. Благодаря высокому содержанию пролина, аланина, глицина и оксипролина коллагенсодержащие белки способствуют репаративным процессам при различных травмах, ожогах и ранениях [26].
Микроструктурные исследования
О состоянии влаги в мясном продукте можно судить по показателю водосвязывающей способности. В таблице 26 представлены данные по исследованию влияния вводимых компонентов в мясных фаршевых консервах на водосвязывающую способность.
При исследовании влияния препаратов белков и пищевых волокон на водосвязывающую способность, выявлено, увеличение данного показателя в опытных вариантах на 9,3% и 3,7% соответственно, что положительно влияет на структуру продукта. Это связано с тем, что при стерилизации происходит желатинизация коллагена с образованием глютина, с большим количеством гидрофильных групп, способствующих увеличению водосвязывающей способности.
Полученные данные согласуются со значениями структурно-механических показателей фаршевых консервов. Наиболее полно о качестве мясных консервов можно судить по их структурно-механическим свойствам, которые предопределены внутренним строением продукта. Основными структурно-механическими свойствами являются напряжение среза и работа резания. Данные показатели характеризуют прочность и жесткость системы и тесно связаны с качественным составом белков в мясе.
В опытных вариантах по сравнению с контролем отмечено снижение значений напряжения среза на 6% и 4% и работы резания на 2% и 1%, соответственно, что свидетельствует об уменьшении механической прочности продукта. Это обусловлено тем, что стерилизация коллагеновых и пищевых волокон приводит к деформации их структуры за счет ослабления и разрыва водородных связей, удерживающих полипептидные цепи. В результате разрыва связей полипептидные цепи видоизменяются, и между ними возникают новые связи, происходит отщепление полисахаридов, входящих в структуру компонентов. Реакционная способность коллагена возрастает, он становится способным связывать дополнительные молекулы воды. Поэтому происходит снижение структурно-механических характеристик фаршевых консервов.
Наряду с физико-химическими методами изучения структуры мяса информативным является гистологическое исследование мышечной ткани. В связи с этим, для полноты изучения комплексного влияния белков и пищевых волокон на мышечные и соединительные ткани мясных консервов проведены гистологические исследования.
При исследовании микроструктурных особенностей фарша контрольного образца выявлены части мышечных пучков, отдельные мышечные волокна и их короткие фрагменты. Мышечные волокна ровные, с отчетливо выраженной исчерченностью, трещины в них встречаются редко. Фарш сформирован из мелких и средней величины фрагментов мышечной, соединительной и жировой тканей. Фарш умеренно рыхлый. Мышечная ткань имеет характерные для процессов созревания мяса микроструктурные изменения - умеренную деструкцию мышечных волокон, выражающуюся в набухании, появлении их разрывов и фрагментации (Рис. 31). Ядра в мышечных элементах выявляются плохо. Одновременно отмечается формирование мелкозернистой белковой массы, образующейся в ограниченном количестве.
Соединительная ткань умеренно развита, с заметным волокнистым компонентом. В соединительнотканных фрагментах клеточные элементы полностью исчезают, в то время как волокнистые коллагеновые элементы становятся набухшими (результат термической обработки) и снижают свои тинкториальные свойства (рис. 32).
Жировые компоненты встречаются преимущественно в виде жировых капель различной величины, более или менее равномерно распределенных в массе фарша либо в виде почти сохранивших свою структуру жировых клеток. Между фрагментами мышечной, жировой и соединительной тканей располагаются полости различного размера и мелкозернистая белковая масса. В составе продукта присутствует значительное количество крахмальных зерен.
У опытных вариантов консервный фарш сформирован из фрагментов мышечной, соединительной и жировой тканей. В мышечной ткани отмечается наличие микроструктурных изменений, характерных для термического воздействия (Рис. 33). Среди них преобладающими являются умеренная фрагментация мышечных волокон, наиболее сильная в зоне формирования мелкозернистой белковой массы. Мышечные волокна набухают, саркоплазма частично теряет целостность, ядра полностью теряют способность к окрашиванию гистологическими красителями.
Клеточные ядра в соединительнотканных фрагментах просветляются и обнаруживаются только в наиболее крупных частицах (рис. 34).
Жировая ткань представлена либо фрагментами клеток различной величины, либо жировыми каплями, достаточно сильно диспергированными и, местами, инфильтрирующими межволоконные пространства фрагментов и кусочков мяса.
Между мясными компонентами фарша располагаются частицы препарата коллагенсодержащего белка, представляющий собой базофильные образования неправильной формы и имеющие в большинстве случаев достаточно четкую пространственную границу. В препарате помимо базофильного желатина выявляются элементы эозинофильного эластина в виде тонких фибриллярных фрагментов. Гуммиарабик встречается преимущественно в форме содержимого вакуолей и находится в непосредственном контакте с их внутренней поверхностью. В результате вакуоли частично или полностью заполнены базофильной массой, имеющей серо-синюю окраску. Также гуммиарабик обволакивает мелкие фрагменты животных компонентов фаршевой массы консервов.
В процессе стерилизации происходят деструктивные изменения в элементах мышечной, жировой и соединительной тканей. Наблюдается набухание мышечных волокон, их фрагментация и частично гомогенизация при распаде ядерных структур и сократительных фибриллярных белковых комплексов. Из продуктов деструкции формируются мелкозернистые белковые массы. Образование этих масс способствует формированию характерной для стерилизованного мясного фарша общей структурной компоновки продукта. Одновременно повышаются однородность и плотность фарша, а также возрастает связанность частиц элементов фарша между собой.
