Вплив води на якість м'ясних продуктів

Water management

Вода є тим середовищем у харчових дисперсних системах, в якому відбуваються різноманітні колоїдно-хімічні та біохімічні реакції основних нутрієнтів, структуроутворювачів, багато з яких мають високу чутливість до специфіки іонного та мінерального складу води, змін рівня рН та інших факторів.

Завдяки фізичній взаємодії з білками, полісахаридами, ліпідами та солями вода визначає органолептичні (консистенцію, соковитість, смак, текстуру, зовнішній вигляд), фізико-хімічні характеристики продуктів, величину виходу, а також рівень стійкості виробів при зберіганні. Вміст вологи в м'ясних продуктах становить середньому 30...72%. Тому в сучасній м'ясопереробній галузі вода повинна розглядатися як самостійний технологічний інгредієнт, який потребує ретельного контролю та управління.

Міжнародні фахівці м'ясопереробної галузі запровадили спеціальний термін «water management» («управління водним компонентом»), як сукупність прийомів регулювання основних властивостей м'ясних систем шляхом впливу на водну складову. Нижче наведено схематичне зображення молекули води.

Рис.1. Схематичне зображення молекули води

Властивості води та якість продукту

Варіювання мікроелементного складу технологічної води може призвести до появи дуже суттєвих проблем, здатних викликати непередбачені зміни окремих показників якості м'ясопродуктів. Так, підвищений вміст іонів заліза, кальцію, магнію, марганцю каталізує окиснення ліпідів, призводить до скорочення періоду зберігання м'ясопродуктів.

Наявність у технологічній воді солей одно- та двовалентних металів (Na, Ca) у підвищених концентраціях може призвести до погіршення товарного вигляду готової продукції: появи на поверхні цільном'язових м'ясопродуктів та ковбас у паро-, газопроникних оболонках після 8...10 діб зберігання білого пилоподібного. нальоту внаслідок дифузії солей (під дією градієнтів температури та вмісту вологи). Як правило, білий наліт являє собою солі натрію та кальцію.

Підвищений вміст сульфатів і хлоридів впливає на органолептичні властивості питної води: перші надають їй гіркий, другі - солоний смак, відзначимо, що цей негативний вплив може поширюватися і на сенсорні властивості м'ясних продуктів, особливо делікатесної та вареної групи, де відсоток вмісту вологи найбільший.

Використання сильно хлорованої води без попереднього очищення при приготуванні суспензій стартових культур, що застосовуються у технології виготовлення сирокопчених та сиров'ялених ковбас, як правило, призводить до загибелі мікроорганізмів і, відповідно, до аномального розвитку біохімічних процесів.

Контроль над рівнем рН води, що використовується в технологічних цілях, також має дуже важливе значення, особливо в сучасних умовах, коли вітчизняні підприємства змушені працювати на м'ясній сировині з ознаками DFD та PSE.

Жорсткість води та харчові добавки

Жорсткість води визначається вмістом солей кальцію і магнію, і коливається від 1,5 мг/л (дуже м'яка вода) до 14 мг/л (дуже жорстка вода). яких оптимальний рівень твердості становить 1,5-2 мг/л. Так більшість фосфатів, внесені в м'ясну систему витрачається зниження жорсткості, пов'язуючи іони Са 2+, Мg2+ і Fе2 +, і може впливати стан актомиозинового комплексу, на розчинність і емульгуючу здатність м'язових білків. Також більша частина гідроколоїдів (в т.ч. і білків) виконує структуруючу функцію, забезпечує зв'язування води, стабілізацію емульсій, і в залежності від концентрації іонів кальцію в м'ясній системі (кальцій може бути додатково введений у технологічному процесі не тільки з водою, але й з кухонною сіллю, в якій його вміст досягає 0,65%), можуть відбуватися суттєві зміни в ході колоїдно-хімічних процесів. Так, наприклад, при надмірних концентраціях кальцію гелева матриця, що утворюється, надмірно зміцнюється, зменшується кількість гідрофільних центрів, емульсійна здатність падає, внаслідок чого консистенція готової продукції стає жорсткою, водозв'язуюча здатність і, відповідно, вихід знижується. Щоб уникнути подібних ситуацій, необхідно попередньо пом'якшувати дуже жорстку воду.Не самое позитивное влияние, однако, несет и слишком мягкая вода. Так, при чрезмерной мягкости может наблюдаться вспенивание рассольных композиций. Часто такие ситуации случаются при смене сезонов, когда резко меняется химический состав воды.

Повітря у воді

Так, як вода – універсальний розчинник не тільки різноманітних твердих та рідких сполук, 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 тощо. Присутність газів у технологічній воді, яка додається у процесі виробництва до м'ясної сировини, може негативно позначитися на якості готової продукції: провокувати появу дрібних пір на зрізі варених ковбас, викликати пігментацію, провокувати розвиток аеробних мікроорганізмів та каталізувати процеси окислення ліпідів. Кількість газів у воді, що надходить водопровідною мережею, багато в чому залежить від пори року, типу водозабору, системи водопідготовки та інших факторів.

Однак, в умовах виробництва, технологічна вода може бути мимоволі піддана додаткової та небажаної аерації. Справа в тому, що вміст повітря у воді залежить від відносного тиску та температури. При підвищених тисках (що у виробничих умовах має місце при використанні сучасних багатоножових високошвидкісних куттерів) та значних рівнях в'язкості фаршів (внаслідок наявності в рецептурах харчових гідроколоїдів – загусників та гелеутворювачів) бульбашки повітря «вбудовуються» в м'ясну систему і утримуються в ній навіть після проведення двоетапного вакуумування «Кутер-шприц».

Одночасно має значення і температурний фактор - чим нижча температура, тим більше повітря сорбує вода. 

Українські водні реалії

Можна констатувати, що однією з основних причин виникнення великої кількості технологічних проблем (особливо несподіваних, раптових чи сезонних) є відмінність у фізико-хімічному складі води залежно від регіону. Швидше за все кожен технолог відчував ці проблемні проблеми, що «ні з того, ні з цього взялися» на власному досвіді. Результати моніторингу якості питної води, що використовується на технологічні цілі м'ясопереробних підприємств України, свідчить про невідповідність значення жорсткості води вимогам нормативної документації. У той же час фактичний рівень жорсткості коливається від 4 до 20 мг/л, що непередбачувано може впливати на проходження фізико-хімічних перетворень у м'ясних системах. Відсутність постійного та об'єктивного контролю за фізико-хімічними та мікробіологічними показниками води, як правило, призводить до появи дефектів, небажаних побічних ефектів та некерованих процесів у технології м'ясопереробки.

Роботи низки вітчизняних та зарубіжних дослідників показують, що стабільна якість готових м'ясних виробів (навіть за умов варіювання властивостей сировини) може бути забезпечена за рахунок постійного контролю властивостей води та застосування відповідних систем її підготовки.

Застосування систем водоочищення та водопідготовки може суттєво знизити ймовірність появи технологічного браку, стабілізувати якість. Адекватний постійний моніторинг фізико-хімічних властивостей води дозволить технологам управляти процесами та уникнути спірних та неприємних ситуацій.