4.6. Залежність якості м’ясних продуктів від води, яка використовується для їх виробництва

 Вода, не будучи власне живильною речовиною, життєво необхідна як стабілізатор температури тіла, переносник нутрієнтів (живильних речовин) і травних відходів, реагент і реакційне середовище у ряді хімічних перетворень, стабілізатор конформації біополімерів і, нарешті, як речовина, що полегшує динамічну поведінку макромолекул, включаючи прояв ними каталітичних (ензиматичних) властивостей.

Вода — важлива складова харчових продуктів. Вона присутня в різноманітних рослинних і тваринних продуктах як клітинний і позаклітинний компонент, як диспергуюче середовище і розчинник, обумовлюючи їх консистенцію і структуру і впливаючи на зовнішній вигляд, смак і стійкість продукту при зберіганні. Завдяки фізичній взаємодії з білками, полісахаридами, ліпідами і солями, вода робить значний внесок до текстури їжі.

Вміст вологи (%) в харчових продуктах змінюється в широких межах (рис. 50)

Рис. 50. Вміст вологи (%) в харчових продуктах.

Багато видів харчових продуктів містять велику кількість вологи, що негативно позначається на їх стабільності в процесі зберігання. Оскільки вода безпосередньо бере участь в гідролітичних процесах, її видалення або скріплення за рахунок збільшення вмісту солі або цукру гальмує багато реакцій та інгібірує зростання мікроорганізмів, таким чином подовжуючи терміни зберігання продуктів. Важливо також відзначити, що видалення вологи шляхом висушування або заморожування істотно впливає на хімічний склад і природні властивості продукту. Це визначає інтерес дослідників до вивчення властивостей і особливостей поведінки води і льоду в харчових продуктах

Вода впливає на процеси асиміляції їжі. Показано, що найбільш ефективно засвоєння м'ясних виробів в організмі людини відбувається при масовому співвідношенні білка : жиру : води = 1:1 (0,8) : (4…5).

Кількісний вміст води, форми її зв'язку в харчовій системі визначають органолептичні характеристики продукції (консистенцію, соковитість, смак, текстуру, зовнішній вигляд), величину виходу, рівень стійкості виробу при зберіганні. Вміст води в м'ясопродуктах становить 30…72%.

Вода – універсальний розчинник не тільки різноманітних твердих і рідких речовин, але й газів. Зокрема, вміст кисню у воді становить від 4 до 10 мг/л, хлору – до 1,2 мг/л, вуглекислого газу – до 2,5 мг/л і т.д. Присутність газів у технологічній воді, що додається в процесі виробництва до м'ясної сировини, може негативно відбитися на якості готової продукції: провокувати появу дрібних пор на зрізі варених ковбас, викликати пігментацію, розвиток аеробних мікроорганізмів і каталізувати процеси окислювання ліпідів.

Використання сильно хлорованої води без попереднього кип'ятіння при готуванні суспензій стартових культур, застосовуваних у технології виробництва сирокопчених і сиров’ялених ковбас, як правило, приводить до загибелі мікроорганізмів й, відповідно, до аномального розвитку біохімічних процесів.

Кількість газів у поступаючій по водогінній мережі воді багато в чому залежить від пори року, типу водозабору, системи водопідготовки й інших факторів. Однак, в умовах виробництва технологічна вода може бути мимоволі піддана додатковому й небажаному аеруванню. Справа в тому, що вміст повітря у воді залежить від відносного тиску й температури. При підвищених тисках (що у виробничих умовах має місце при використанні сучасних багатоніжових, високошвидкісних кутерів) і значних рівнях в'язкості фаршів (у результаті наявності в рецептурах харчових гідроколоїдів – згущувачів і гелеутворювачів) пухирці повітря «вбудовуються» у м'ясну систему й утримуються в ній навіть після проведення двоетапного вакуумування «кутер-шприць». Одночасно має значення й температурний фактор. За даним АтлантНІРО, чим нижче температура, тим більше повітря сорбує вода:

К= 10-0,2-T; (8)

де К - кількість кисню у воді при даній температурі, мг/л;

Т - температура води, ℃ ( формула справедлива для діапазону температур від 0 до 30 °С ).

У випадку процесів, характерних для ковбасного виробництва (кутерування, готування розсолів, їх ін’єкціонування в сировину), температура середовища становить 0…4 °С, тобто можна чекати максимального ступеня розчинення повітря у воді. У даній ситуації особлива увага повинна бути приділена вибору швидкостей поетапного кутерування сировини, моменту введення водо-льодяної суміші (при низьких оборотах ножового вала), правильності вивантаження кутера (після повної зупинки ножів), контролю за ефективністю роботи вакуум-систем у кутера й шприця, умовам і тривалості осадження, тощо.

Однією з головних технологічних проблем є розходження у фізико-хімічному складі води залежно від регіону.

Вода є тим середовищем у харчових дисперсних системах, у якій відбуваються різноманітні колоїдно-хімічні й біохімічні реакції основних нутрієнтів, структуроутворювачів, багато хто з яких мають високу чутливість до специфіки іонного й мінерального складу води, змінам рівня рН й іншим факторам.

Природна питна вода може містити у своєму складі до 240 хімічних елементів і з'єднань, представлених як у вигляді істиних розчинів, так й у вигляді суспензій і колоїдів, концентрація яких може досить істотно варіювати (навіть у рамках норм, встановлених СанПіН).

Однакових джерел води практично не буває, тому системи контролю й водопідготовки в кожному конкретному випадку повинні створюватися з урахуванням місцевих умов.

Визначення рівня загальної жорсткості води (по сумарному вмісту іонів кальцію й магнію), використовуваної у виробничих умовах, можна здійснити стандартизованим методом титрування, або за допомогою спеціальних паперових індикаторів (типу лакмусових паперових смужок), що випускають фірмою Merck (Німеччина). Експрес-аналіз «Total Hardness Test» досить точний, придатний для ведення систематичного й оперативного контролю, простий у використанні (табл. 48). Визначають жорсткість води в г-екв/л, мМ/л, мг/л СаСО₃, або в градусах рідини: 1 °d = 10 мг/л (р. р. т) СаО = 17,8 мг/л СаСО₃= 1,25 англійські градуси жорсткості = 1,78 французькі градуси жорсткості = 0,178 мМ/л.

Таблиця 48

Розподілення води за ступенем жорсткості

Беручи до уваги фактичний рівень жорсткості води, використовуваної на технологічні цілі, фахівець-виробник має можливість приймати об'єктивні рішення по поліпшенню якості готової продукції, підвищенню виходу, встановленню причин появи дефектів і т.п.

При цьому варто розрізняти тимчасову й постійну жорсткість. Тимчасова жорсткість визначається присутністю кислих розчинних солей вугільної кислоти (бікарбонатів кальцію й магнію). При кип'ятінні вони переходять у нерозчинний стан, утворюють осад («накип») і за рахунок цього відбувається зниження жорсткості води.

Постійна жорсткість обумовлена наявністю у воді розчинних з'єднань магнію й кальцію, які після кип'ятіння не випадають в осад.

При використанні жорсткої води різко знижується ефективність технологічного застосування харчових фосфатів, тому що більша їхня частина утворює нерозчинні з'єднання, зв'язуючи іони Са²⁺, Мg²⁺ і Fе²⁺, і не може впливати на стан актоміозинового комплексу, на розчинність й емульсійну здатність м'язових білків.

Наявність у питній (технологічній) воді солей легких і двовалентних металів у підвищених концентраціях також може привести до погіршення товарного виду готової продукції: появі на поверхні цільном’язових м'ясопродуктів і ковбас у паро-, газопроникній оболонці після 8…10 діб зберігання білого пилоподібного нальоту внаслідок дифузії солей (під дією градієнтів температури й вологовмістів). Як правило, білий наліт являє собою солі натрію й кальцію.

Роль іонного складу води не вичерпується впливом макроелементів на процеси структурування м'ясних систем. Підвищений вміст іонів заліза, кальцію, магнію, марганцю каталізує окислювання ліпідів, що приводить до скорочення періоду зберігання м'ясопродуктів. Крім того, при високих концентраціях магнію й кальцію в м'ясних виробів може з'являтися гіркий присмак; при надлишку заліза – неприємний запах, а також пігментація на зрізі продукту навіть при короткочасному зберіганні.

Таким чином, варіювання мікроелементного складу технологічної води може призвести до появи досить істотних проблем, здатних викликати непередбачені зміни окремих показників якості м'ясопродуктів. Із цієї причини в першу чергу необхідно враховувати ступінь жорсткості води.

Контроль за рівнем рН води, використовуваної на технологічні цілі, також має досить істотне значення особливо в сучасних умовах, коли вітчизняні підприємства змушені працювати на м'ясній сировині, що має ознаки RSЕ, DFD й PSE.

Відповідно до ДСТУ величина рН води регламентується в діапазоні від 6,0 до 9,0.

Експериментальні дослідження показали, що фактично значення рН у технологічної води становлять від 5,3 до 8,1, тобто по нижньому рівні рН вона відповідає області ізоелектричної точки м'язових білків (5,3…5,4). У результаті застосування такої води в ковбасному виробництві відбувається розшарування м'ясних емульсій, поява «крупинчастості» на зрізі, різке зниження водозв’язувальної і водоутримувальної здатності, соковитості, виходу готової продукції; при зберіганні відзначається відшарування ковбасної оболонки від поверхні батона, її зморшкуватість; у цільном’язових виробів – виражені деформаційні зміни. Спроби усунути подібного роду явища за рахунок використання препаратів карагінанів і крохмалю, як правило, не дають бажаного результату: при низьких значеннях рН середовища функціональні властивості більшості гідроколоїдів реалізуються не повністю. Застосування сильнолужних індивідуальних фосфатів або комплексних фосфатів з високою буферною ємністю дозволяє до деякої міри зменшити виразність негативних наслідків «кислої води», однак, повністю проблеми не вирішує, особливо у випадках переробки м'яса з ознаками PSE й RSE. Гарні результати дає застосування білково-жирових і білково-колагенових емульсій.

Інша досить розповсюджена крайність – використання технологічної води з підвищеними значеннями рН (більше 7,2). Така вода не робить негативного впливу на кінетику процесів структурування м'ясних систем, однак, її застосування пов’язане, в основному, із проблемами мікробіологічного й органолептичного характеру: готова продукція (при високому рівні виходу) не витримує встановлених строків зберігання через появу ознак мікробного псування, має пухку консистенцію, погану нарізаємість, бліді кольори, лужний («мильний») присмак; при зберіганні ковбас можливе утворення під оболонкою вільної води (синерезис). Особливо часто подібні явища зустрічаються в м'ясопродуктів класу «економ», у рецептури яких входять білково-колагенові, білково-жирові емульсії, м'ясо механічної дообвалки, комплексні препарати гідроколоїдів, що мають високі значення рН, або в ковбасних виробів, вироблених з м'яса DFD.

Щоб уникнути появи розглянутих вище дефектів доцільно відмовитися від застосування лужних і нейтральних фосфатів, активно працювати з харчовими кислотами і їхніми солями, збільшити частку використання сировини з ознаками РSЕ и DFD. Безумовно, найбільш ефективним засобом стабілізації якості готової продукції є застосування у виробничих умовах системи водопідготовки.

Як відомо, рівень безпеки харчових продуктів залежить від безлічі факторів, серед яких визначальне значення має стан використовуваного в процесі виробництва основної сировини, технологічних інгредієнтів, добавок.