В статье рассмотрены современные технологии посола мяса птицы и маринования, применяемые для повышения выхода готовой продукции и улучшения качественных характеристик. Проанализированы механизмы действия функциональных ингредиентов — поваренной соли, фосфатов, каррагинанов, крахмалов и соевых белковых препаратов. Кроме того, описаны технологические операции инъектирования, тумблирования и массирования, а также их влияние на функционально-технологические свойства мясного сырья.
Введение: посол мяса птицы и маринование
Потребление мяса птицы в развитых странах демонстрирует устойчивый рост с 1960-х годов. При этом наибольшее увеличение объёмов производства приходится на сегмент глубокой переработки и готовых к употреблению продуктов. Поэтому современная птицеперерабатывающая отрасль ориентирована на повышение выхода и улучшение качества мяса. В связи с этим к ключевым технологическим приёмам относятся посол мяса птицы (brining) и маринование.
Исторически эти методы применялись прежде всего для консервирования сырья. Однако сегодня, сохраняя консервирующую функцию, посол и маринование используются главным образом для повышения влагоудерживающей способности (ВУС) и улучшения органолептики. В частности, акцент делается на повышении нежности мяса.
Посол мяса птицы: чем он отличается от маринования
Хотя термины «посол» и «маринование» нередко употребляются как синонимы, они обозначают разные процессы. При этом состав функциональных ингредиентов у них частично совпадает.
Посол мяса птицы предполагает инъектирование или замачивание мяса в солевом растворе. Базовый состав рассола включает воду и поваренную соль. Кроме того, в рецептуру вводят фосфаты, чаще всего триполифосфат натрия (ТППН), а также специи и вкусоароматические добавки. Для варёно-копчёных и копчёных изделий, в свою очередь, применяют нитритные соли.
Маринование исторически развивалось как способ улучшения вкуса и нежности путём выдержки в кислых средах. Классические маринады, как правило, представляют собой композиции растительных масел и кислотосодержащих жидкостей — уксуса, лимонного сока, вина — с добавлением пряностей. Соли и фосфаты тоже могут входить в маринады, однако pH таких систем заметно ниже, чем у посолочных рассолов.
В торговой практике продукция, обработанная солефосфатными растворами, обычно маркируется как «обогащённая» (enhanced). Напротив, продукция, выдержанная в кислых маринадах, обозначается как «маринованная».
Функциональные свойства: посол мяса птицы и состав рассолов
Поваренная соль
Хлорид натрия (NaCl) и хлорид калия (KCl) относятся к древнейшим и наиболее эффективным пищевым консервантам. При этом введение соли в рецептуры мяса птицы даёт сразу несколько эффектов:
- формирование солёного вкуса продукта;
- повышение влагоудерживающей способности;
- синергетическое действие с фосфатами при экстракции солерастворимых белков;
- антиботулиническое действие в сочетании с нитритом натрия в посолочных системах;
- консервирующий эффект при высоких концентрациях за счёт дегидратации поверхности мяса.
Ионная сила и осмос
При растворении соли в воде возрастает ионная сила раствора. Мясо птицы содержит около 70% воды, причём эта вода обладает ионными свойствами из-за присутствия минеральных веществ в форме растворимых солей и их ионизированных форм (Na⁺, K⁺, Cl⁻, S⁻). Ионная сила тканевой жидкости ниже, чем у рассола. Поэтому, вследствие осмотических процессов, рассол поглощается мясом до достижения равновесия.
Уровни соли и органолептические ограничения
Содержание соли в готовой продукции нормативно не регламентируется. Однако на практике оно ограничено органолептической приемлемостью, поскольку избыток соли ухудшает вкус. В среднем в посоленных продуктах из птицы содержание соли составляет около 2%, обычно в диапазоне 1,5–3% в зависимости от изделия.
При ограничении натрия для повышения ВУС при сниженной соли используют KCl. В частности, часто указывают соотношение NaCl:KCl = 60:40 при содержании KCl 0,75%. Кроме того, применяют фосфаты и иные соединения с высокой ионной силой. Тем не менее KCl ограниченно используют в глубокой переработке, поскольку он может давать вяжущий привкус.
Чистота соли
Важно учитывать и чистоту соли. Морская соль и недостаточно очищенная соль могут содержать примеси металлов и минералов. В результате такие примеси могут снижать функциональную активность фосфатов и ухудшать работу посолочной системы.
Влагоудерживающая способность
Хотя соль способствует размягчению мяса, эффективность её действия определяется состоянием миофибриллярных белков. К ключевым относятся актин, миозин и их комплекс актомиозин. Эти белки локализованы в солерастворимой фракции. При этом солерастворимые белки, экстрагируемые при ионной силе >0,4 М, составляют примерно 50–55% общего количества миофибриллярных белков.
Механизм действия солей
Механизм действия солей включает развёртывание молекул белков и их солюбилизацию в солевых растворах. Развёртывание происходит из-за электростатического отталкивания ионов Cl⁻. Поэтому экспонируются заряженные центры связывания воды. Кроме того, отталкивание приводит к расширению межфиламентного пространства между тонкими и толстыми филаментами. Следовательно, увеличивается объём пространства, способного удерживать воду.
Формы воды в мышце
Вода в межфиламентном пространстве относится к свободной и удерживается за счёт «стерического эффекта». Именно свободная вода составляет основную долю влаги, удерживаемой мясом. Иммобилизованная вода также находится в захваченном состоянии, а дополнительно удерживается результирующим зарядом притяжения. Связанная вода, в свою очередь, взаимодействует с ионизируемыми группами аминокислот и другими группами, образующими водородные связи.
- связанная вода — около 4% (не удаляется при обработке);
- иммобилизованная вода — 10–15% (удаляется при термообработке);
- свободная вода — остальная часть (теряется при механической обработке, измельчении, хранении).
Таким образом, факторы, изменяющие межфиламентное расстояние или способность белков связывать воду, напрямую влияют на ВУС. Поэтому при настройке посола мяса птицы важно учитывать исходное состояние сырья.
pH и влагоудерживающая способность при посоле мяса птицы
Одним из ключевых факторов ВУС является pH мяса. Причём важны как скорость, так и глубина его снижения при посмертном окоченении. Поэтому изменения pH определяют функциональность миофибриллярных белков и, как следствие, нежность, цвет и способность мяса удерживать рассол.
Окоченение, актомиозин и снижение pH
В ходе окоченения миозин соединяется с актином, образуя актомиозин. Хотя актомиозин связывает воду, он уступает миозину и хуже солюбилизируется. Параллельно накапливается молочная кислота, поэтому pH снижается до 5,6–5,7 в нормальной ткани. При этом у бройлеров окоченение завершается через 4–6 часов, а у индеек — через 6–8 часов.
По мере снижения pH жидкость выходит из миофибриллярного пространства, поскольку уменьшается отрицательное отталкивание между филаментами. Затем, при разрешении окоченения, pH приближается к изоэлектрической точке белков (около 5,1). Следовательно, межфиламентное пространство сокращается, а ВУС снижается.
Доригорное мясо и функциональность
Исследования показывают, что белки доригорного мяса функциональнее. В частности, экстрагируемость миофибриллярных белков выше, чем у послеригорного сырья. Кроме того, раннее послеубойное мясо удерживает больше влаги.
PSE-дефект и необратимые изменения
Снижение ВУС особенно выражено при ускоренном послеубойном метаболизме. В этом случае низкий pH в сочетании с высокой температурой туши вызывает обширную денатурацию белков. Поэтому ухудшаются цвет, текстура и влагоудержание. Утрата функциональности из-за денатурации рассматривается как ключевой фактор PSE-мяса (pale, soft, exudative). При наличии PSE-дефекта ВУС дополнительно ухудшается, поскольку денатурация носит выраженный характер.
Сравнительные исследования показали, что цвет филе и pH тесно связаны с ВУС и поглощением/удержанием рассола. Например, более светлое филе характеризуется более низким начальным pH и меньшим поглощением рассола. Кроме того, у него выше потери при хранении и термообработке.
При pH ниже 4,5 и выше 10 происходят необратимые изменения, снижающие функциональность белков и ВУС. При этом потери воды затрагивают свободную, иммобилизованную и связанную фракции. Поэтому при обширной денатурации, как при PSE, компоненты рассолов и маринадов не способны полностью компенсировать утрату функциональности.
Фосфаты
Фосфаты различаются по растворимости и влиянию на pH мяса. В целом щелочные фосфаты улучшают влагоудержание. Это происходит, во-первых, за счёт сдвига pH от изоэлектрической точки белков, а во-вторых, за счёт развёртывания молекул и экспонирования дополнительных центров связывания воды. Кроме того, фосфаты расщепляют связи актомиозина в послеригорном мясе. Следовательно, увеличивается потенциал набухания филаментов. Поэтому в технологических схемах посола мяса птицы фосфаты остаются базовым инструментом управления ВУС.
Согласно нормативам (в США — USDA), концентрация фосфатов в готовом продукте не должна превышать 0,5%. При этом ТППН остаётся наиболее распространённым фосфатом в посолочных рассолах благодаря простоте и экономичности.
Большинство фосфатов плохо растворимы в солевых рассолах. Поэтому их обычно сначала растворяют в воде комнатной температуры, а затем вводят соль. После этого раствор охлаждают перед использованием. Некоторые современные смеси фосфатов имеют повышенную растворимость даже в присутствии соли благодаря модификации состава.
Избыточное внесение фосфатов вызывает «мыльный» привкус, резиноподобную консистенцию и ухудшение цвета. Кроме того, фосфаты могут выпадать в осадок и образовывать белый налёт на поверхности мяса.
Несмотря на высокую функциональность, потребители всё чаще воспринимают фосфаты негативно. Поэтому в качестве альтернативы применяют цитрат натрия и каррагинаны. Кроме того, низконатриевые безфосфатные продукты формулируют иначе: увеличивают долю белковых компонентов (часто немясных) или снижают количество добавляемой воды.
Дополнительные функциональные ингредиенты
Каррагинаны
Каррагинаны — водорастворимые полисахариды (галактаны) из красных водорослей. Благодаря гидроколлоидной природе они используются как загустители и гелеобразователи. Поэтому ими регулируют влагосодержание, текстуру и стабильность.
Каппа-каррагинан образует термостабильные гели и повышает выход, нарезаемость и связность. Кроме того, он снижает отделение жидкости и потери при нарезке. Йота-каррагинан образует более эластичные гели и устойчив к замораживанию-оттаиванию. Лямбда-каррагинан гелей не образует, однако повышает вязкость, поэтому служит загустителем.
Гидратация каррагинана зависит от температуры. Для полного растворения каппа- и йота-каррагинанов требуется нагревание выше 75°C и 40°C соответственно. При термообработке (68–72°C) каррагинан растворяется полностью, а затем при охлаждении (50–60°C) формирует трёхмерную гелевую матрицу.
Крахмалы
Крахмалы — полисахариды глюкозы, включающие амилозу и амилопектин. Благодаря множеству гидроксильных групп они легко образуют водородные связи, поэтому удерживают воду и формируют сетчатые структуры.
В мясных продуктах крахмал улучшает сочность и текстуру, поскольку его гранулы набухают при наличии воды и тепла. При этом критичны степень набухания и температура клейстеризации. Исследования показали, что добавление крахмалов снижало потери при термообработке на 50–95% по сравнению с контролем, а модифицированные крахмалы обеспечивали минимальные потери.
Соевые белковые препараты
Немясные белки улучшают реологические свойства, поэтому в изделиях применяют соевую муку, концентраты и изоляты. Их функции включают связывание, экстендирование, гелеобразование, улучшение связности и эмульгирование. Содержание белка обычно составляет: соевая мука — около 50%, концентрат — около 70%, изолят — около 90%.
Технологические операции при посоле мяса птицы
Инъектирование
Инъекционное маринование основано на прокалывании мяса иглами и нагнетании рассола/маринада в толщу ткани. При этом поглощение регулируют скоростью конвейера и давлением. Инъектируют как тушки, так и бескостные отруба и полуфабрикаты на кости. Преимущества включают равномерность распределения, снижение трудозатрат и высокую производительность. Кроме того, потери при хранении можно уменьшить, сочетая инъектирование с последующим тумблированием. Однако следует учитывать риск заноса микроорганизмов вглубь сырья при инъектировании.
Тумблирование
Тумблирование — физический процесс, при котором куски мяса испытывают гравитационные и абразивные воздействия. Поэтому разрушаются мышечные волокна, экстрагируются солерастворимые белки и ускоряется диффузия рассола по объёму. В результате повышаются выход и нежность, а также улучшается связывание в реструктурированных продуктах. На практике барабан заполняют мясом и маринадом (NaCl, ТППН, специи), после чего тумблируют 20 минут — 1 час.
Перемешивание (блендирование)
Блендирование близко к тумблированию, однако применяется для цельномышечных или крупноизмельчённых продуктов. Лопастные мешалки обеспечивают более равномерное перемешивание и лучший контроль. Кроме того, возможно введение хладагентов, что важно при формовании. Однако блендирование не подходит для продуктов на кости и цельномышечного мяса со шкуркой.
Массирование
Массажёры разработаны по аналогии с куттерами, поскольку крупные куски нельзя обрабатывать в куттере. Массирование действует подобно тумблированию, но мягче, поэтому поверхность мяса остаётся более интактной. При этом недостаточная механическая обработка может приводить к неравномерному распределению посолочных веществ и снижению выхода. Исследования показали, что ветчины, массированные и шприцованные до 30% сверх массы бескостного сырья, имели лучшее связывание, более равномерный цвет и более высокое влагоудержание по сравнению с образцами без массирования при том же уровне шприцевания.
Заключение: посол мяса птицы как инструмент повышения выхода
Рынок продуктов глубокой переработки из мяса птицы будет продолжать расти по мере сохранения спроса на удобные блюда. Поэтому понимание механизмов действия функциональных ингредиентов и оптимизация режимов посола, маринования, инъектирования и тумблирования позволяют получать высокое качество при максимальном выходе. При этом технологически выверенный посол мяса птицы остаётся одним из ключевых способов управлять ВУС и стабильностью готового продукта.