В последние десятилетия технологии обработки пищевых продуктов значительно эволюционировали, что позволило повысить их безопасность, срок хранения и качество. Одним из наиболее перспективных методов является обработка пищевых продуктов с использованием высокого гидростатического давления (High Pressure Processing — НРР). Эта методика обеспечивает эффективное уничтожение микробов и патогенов, не нарушая при этом органолептические свойства и питательную ценность продуктов [1].

Высокое гидростатическое давление подразумевает использование давлений, превышающих 1000 МПа. При такой обработке продукты помещаются в специальную камеру, где подвергаются равномерному воздействию давления. Этот процесс позволяет разрушать клеточные стенки микроорганизмов, что приводит к их гибели. В отличие от традиционных методов термической обработки, НРР сохраняет текстуру, цвет и вкус продуктов.

Преимущества использования НРР:

Сохранение питательных веществ. Обработка под высоким давлением минимизирует потерю витаминов и минералов, что делает продукты более полезными для потребления.

Улучшение сроков хранения. Технология позволяет существенно увеличить срок годности продуктов без необходимости применения консервантов. Поскольку высокое давление позволяет сохранять текстуру и аромат продуктов, они остаются свежими на более длительный срок, что особенно важно для фруктов, овощей и морепродуктов.

НРР может применяться как для жидких, так и для твердых продуктов, включая соусы, мяса, сыры и даже готовые блюда, что делает технологию универсальной [1,2].

Целью настоящего исследования было разработка готовой кулинарной продукцию, обладающей пролонгированными сроками хранения и повышенной пищевой ценностью.

Определение влагоудерживающей способности проводили методом фильтрации. Данный метод основан на использовании специальной фильтрационной установки, в которую помещается образец мясного фарша. Под воздействием давления происходит отделение свободной влаги. Объем выделившейся жидкости позволяет оценить влагоудерживающую способность продукта. Чем меньше воды выделяется, тем выше этот показатель.

Определение жироудерживающей способности – методом экстракции растворителями. Этот метод заключается в обработке образца мясного фарша органическими растворителями, такими как н-гексан. После экстракции определяется остаточная масса жира, что позволяет оценить жироудерживающую способность.

Формоустойчивость изделий — метод включает наблюдение за изделиями после термической обработки. Визуально оценивается сохранение формы, что является важным показателем формоустойчивости.

Для оценки микробиологических показателей использовали методики представленные в следующих нормативных документах: ГОСТ 7702.2.0-2016. Продукты убоя птицы, полуфабрикаты из мяса птицы и объекты окружающей производственной среды. Методы отбора проб и подготовка к микробиологическим исследованиям. ГОСТ 7702.2.2-93. Мясо птицы, субпродукты и полуфабрикаты птичьи. Методы выявления и определения количества бактерий группы кишечных палочек (колиформных бактерий родов Escherichia, Citrobacter, Еntеrоbасtеr, Klebsiella, Serratia). ГОСТ 10444.15-94. Продукты пищевые. Методы определения количества мезофильных аэробных и факультативно-анаэробных микроорганизмов.

Определение аминокислотного состава проводили методом высокоэффективной жидкостной хроматографии (ВЭЖХ) с предколоночной дериватизацией агентами OPA и FMOC в пищевых продуктах, по методике ИЦ ФГБНУ «ВНИИМП им. В. М. Горбатова».

Построение вкусо-ароматического профиля осуществляли с применением дескрипторно-профильного метода сенсорного анализа по ГОСТ ИСО 13299-2015.

На первом этапе исследования были разработаны рецептуры мясных рубленых полуфабрикатов с адаптированным содержанием белка. Основные направления расширения ассортимента кулинарной продукции ориентированы на удовлетворение потребительского запроса на изделия, обладающие длительными сроками хранения и высокой пищевой ценностью. Введение сухой белково-композитной смеси «Дисо Нутримун» (ДН) в котлеты из мяса птицы представляет собой один из методов получения высококачественных мясных продуктов с заданными характеристиками, включая биологическую ценность [2].

Добавление смеси ДН позволяет формировать необходимые свойства мясных рубленых полуфабрикатов благодаря увеличению содержания легко усваиваемых белков, которые создают вязкие коллоидные растворы. Это в свою очередь улучшает функционально-технологические характеристики (ФТС) мясной системы, такие как водоудерживающая способность (ВУС), жиросвязывающая способность (ЖУС) и сохранение формы продукта (формоустойчивость).

Технологический процесс производства мясных рубленых полуфабрикатов включает несколько этапов: сначала в куттер добавляется смесь ДН (в соотношении с водой 1:3 при температуре 30–35 °C) и перемешивается в течение 2 минут до достижения однородной массы. Затем вводится мясное сырьё, которое также перемешивается еще 5 минут. Изделия формируются весом по 81 г (готовый выход – 70 г). Термическая обработка проходит в два этапа: на первом полуфабрикаты обжариваются с обеих сторон в течение 7 минут, а на втором – доводятся до полной готовности в пароконвектомате при температуре (200 ± 5) °C и влажности 10 % в течение 12 минут. Далее продукты охлаждаются в шоковом морозильном шкафу до достижения температуры в центре 0–4 °C при скорости воздушного потока 1 м/с. Охлажденные готовые изделия упаковываются в скин-упаковку и обрабатываются под высоким давлением (НРР).

Анализ значений водоудерживающей способности показал, что добавление смеси ДН в количестве 7,5 % способствует её увеличению на 7 % по сравнению с контрольным образцом (85,9 %). Это связано с уменьшением количества несвязанной воды, которая является дисперсионной средой для метаболизма микроорганизмов и ряда химических реакций.

Результаты исследования ВУС и ЖУС в мясных рубленых полуфабрикатах показали, что замена пшеничного хлеба на смесь ДН положительно влияет на образование трехмерной структурной сетки, удерживающей влагу и жировые частицы готового изделия, обусловленной повышенным содержанием белка и клетчатки. Установлено, что внесение смеси ДН увеличивает ВУС на 3,5 %, что обусловливает способность системы удерживать влагу при термической обработке и снижение термических потерь (таблица 1).

Использование смеси ДН в модельных образцах способствует увеличению ЖУС, что обусловлено набуханием белка, и способностью удерживать его.

Таблица 1

Химический состав и ФТС мясных рубленых полуфабрикатов
в зависимости от количества смеси ДН, %

Смесь ДН также положительно влияет на технологические (формоустойчивость, ВУС) и органолептические (сочность, мягкость, вкус и запах) свойства, а также способствует повышению калорийности изделия.

Рисунок 1. Органолептические показатели разработанных изделиях, в зависимости от количества смеси ДН, балл

Мясные продукты, являются основными поставщиками белков, так как использование ДН направлено на формирование высокой биологической ценности, нами изучено содержание незаменимых аминокислот (НАК) [4,5]

Исследование содержания НАК в контрольных (вариант 1) и опытных (вариант 2) образцах по отношению к эталону ФАО/ВОЗ (рисунок 2) выявило, что по сумме незаменимых аминокислот как контрольный, так и опытный образец превышали значения ФАО/ВОЗ, в среднем на 4,9 г на 100 г белка. В опытных образцах содержание НАК выше на 2,5 % по сравнению с контрольным.

Рисунок 2. Аминокислотный состав белка мясных рубленых полуфабрикатах в сравнении с рекомендуемыми нормами ФАО/ВОЗ, мг/100 г

На следующем этапе исследований была научно обоснована эффективность технологии обработки пищевых продуктов высоким давлением (HPP) для подавления и уничтожения патогенных микроорганизмов.

В ходе изучения методов HPP в целях борьбы с патогенами было проведено тестирование с использованием устройства «Пищевой гидростат, модель 600 МПа/30L» на базе толлинг-центра ООО «РАН Технолоджикс Групп». В рамках этих испытаний были разработаны рубленые мясные изделия из птицы пролонгированного срока хранения.

Основной задачей данного этапа стало подтверждение эффективности применения технологии обработки охлаждённых продуктов в скин-упаковке под высоким давлением (HPP), что способствует продлению срока годности при сохранении качества и безопасности продукции [3].

Микробиологические исследования и анализ полученных данных проводились в соответствии со стандартными методиками и нормативными требованиями. Результаты данного исследования представлены в таблице 2.

Таблица 2

Результаты определения микробиологических показателей в готовых кулинарных изделиях, обработанных НРР

Обработка высоким давлением готовой кулинарной продукции, положительно сказывается на снижение роста микробиологических показателей, уменьшая их общее количество фактически в два раза.

Интенсивность развития микроорганизмов в процессе хранения также показала положительные результаты воздействия высокого давления. Интенсивность развития микроорганизмов (увеличение) в контрольном объекте составила 5,6 раз в то время, как у образцов, обработанных под давлением в 400 МПа – 4,1 раз.

Далее исследовано влияние технологии обработки пищевых продуктов высоким давлением (HPP) на срок годности готовых мясных рубленных полуфабрикатов из мяса птицы.

Результаты микробиологических исследований готовых охлаждённых кулинарных изделий, упакованных под вакуумом, обработанных НРР в течение 5, 10, 15 мин под давлением 400 МПа через 1, 3, 5 суток хранения при температуре 4 ± 2 ⁰С представлены в таблице 3.

Таблица 3

Микробиологические показатели готовых кулинарных изделиях, обработанных НРР в течение 5, 10, 15 мин через 1, 3, 5 суток хранения

* ТР ЕАЭС 051/2021 Технический регламент Евразийского экономического союза «О безопасности мяса птицы и продукции его переработки» (с изменениями на 15 февраля 2023 года)

В готовых кулинарных изделиях количество мезофильных аэробных и факультативно анаэробных микроорганизмов (КМАФАнМ) допускается ТР ЕАЭС 051/2021 в 1 г не более 1×10³ КОЕ/г. В опытном образце после 18 часов хранения обнаружилось 1,4×10² КОЕ/г, что на 56 % ниже установленной нормы. Содержание КМАФАнМ в готовых изделиях, обработанном НРР в течении 5 мин составляет 1,1 × 10² КОЕ/г, что фактически ниже установленной нормы на 89 % и на 75 % ниже КМАФАнМ контрольного образца не обработанного НРР. При хранении опытных образцов в течение 3 суток КМАФАнМ уже превышал норму на 1%, в то время как опытные образцы, норму не превышали. Через 5 суток хранения у готовых изделий наблюдалось увеличение превышения нормы на 2,5%. Готовые МРПФ все еще не превышали норму, хотя наблюдается незначительный рост микрофлоры.

Таким образом, применение технологии высокого давленного давления позволяет значительно снизить количество КМАФАнМ в готовых мясных кулинарных продуктах. После 5 суток хранения было зафиксировано уменьшение в 4,4 раза (при обработке в течение 5 минут), в 5,7 раза (при 10-минутной обработке) и в 6,6 раза (при другой 10-минутной обработке) по сравнению с нормативными показателями для готовых мясных изделий.

Исследования, касающиеся содержания таких патогенов, как Staphylococcus aureus, Listeria monocytogenes, сульфитредуцирующие клостридии, Salmonella, БГКП и Proteus, подтвердили их полное отсутствие в образцах при различной длительности хранения. Таким образом, можно сделать вывод о том, что технология НРР эффективно подавляет и уничтожает патогенные микроорганизмы в готовых мясных кулинарных изделиях.

Использование сверхвысокого давления для сохранения качества пищевых продуктов и готовых кулинарных изделий представляет собой инновационный подход, который открывает новые горизонты в пищевой промышленности. Эта технология не только увеличивает безопасность и срок хранения продуктов, но и сохраняет их питательные свойства и вкус. Учитывая растущий интерес к здоровому питанию и натуральным продуктам, НРР может стать важным инструментом для производителей, стремящихся удовлетворить потребности современных потребителей.