ИЗУЧЕНИЕ АНТИОКСИДАНТНОЙ АКТИВНОСТИ ЭФИРНЫХ МАСЕЛ ПРИ ИЗГОТОВЛЕНИИ КОПЧЕНЫХ КОЛБАС ИЗ МЯСА МАРАЛОВ
Аннотация и ключевые слова
Аннотация (русский):
В работе приведены результаты исследований изучения антиоксидантных свойств эфирных масел шалфея и розмарина и их комбинации в фаршах полукопченых и варено-копченых колбас из мяса маралов. На основании данных органолептического анализа полукопченых колбас обоснован выбор и установлен предельно допустимый уровень введения эфирных масел шалфея и розмарина, составляющий не более 20 г на 100 кг мясного сырья. Вносимые добавки участвуют в большей степени в формировании запаха и аромата, незначительно влияют на вкус и цвет изделий на разрезе. Благодаря смешиванию масла шалфея с маслом розмарина горьковатый привкус и лекарственный, камфорный запах смягчаются. Методом ускоренного окисления выполнена сравнительная оценка эффективности антиокислительных свойств эфирных масел шалфея и розмарина, добавленных к жирам и маслам. Установлены индукционные периоды окисления свиного жира в зависимости от вида вносимых эфирных масел. Максимальный ингибирующий эффект достигается при совместном использовании масел шалфея и розмарина. Внесение в окисляемые системы комбинации эфирных масел шалфея и розмарина, растворенных в растительных маслах, в концентрациях от 0,005 до 0,02 % снижает скорость окисления липидов, независимо от растворителя. Образцы свиного жира в присутствии кедрового и эфирных масел шалфея и розмарина имели высокую концентрацию антиоксидантов, обладающих антирадикальной активностью со значительным периодом индукции; отличались более высокой устойчивостью к окислительным изменениям при нагреве по сравнению с подсолнечным маслом. Доказано, что эфирные масла шалфея и розмарина позволяют приостановить окисление гемовых пигментов мяса маралов, создают условия для восстановления метмиоглобина.

Ключевые слова:
Масло шалфея, масло розмарина, копченые колбасы из мяса маралов, устойчивость к окислению, гемовые пигменты
Текст
Текст произведения (PDF): Читать Скачать

При производстве мясных колбасных изделий для придания оригинального вкуса и аромата используются специи. Специи представляют собой добавки природного происхождения, получаемые из пряно-ароматического сырья, а именно: пряностей, ароматических семян, травянистых растений. Специи используются в сухом измельченном виде или в виде пряно-ароматических экстрактов. Применение в производстве колбасных изделий экстрактов имеет ряд преимуществ перед сухими измельченными специями, изготовленными из сы- рья с высокой степенью микробиологической об- семененности и сильно загрязненного продуктами жизнедеятельности микроорганизмов - афлатокси- нами. Пряно-ароматические экстракты - экологи- чески чистые продукты, так как при их получении полностью отделяются клетчатка и крахмал, явля- ющиеся источником загрязнений. Содержание ле- тучих органических соединений (ароматических, алициклических и алифатических карбонильных соединений, спиртов, кислот, эфиров и т.д.), выра- батываемых в особых клетках растений аромати- ческого сырья и обусловливающих запах специй, зависит от многих факторов (времени и условий сбора сырья, сроков хранения специй до и после измельчения) и меняется от 0,1 до 20 % [1]. Полу- чаемые экстракты имеют относительно постоянный химический состав, что гарантирует постоянство аромата и вкуса мясных продуктов. Экстракты представляют собой природные ком- позиции нелипидной (летучие углеводороды, кар- бонильные и фенольные соединения, высшие спир- ты, витамины) и липидной (жирные кислоты и сте- рины, каратиноиды, фосфорорганические соедине- ния) фракции. Часто в этой смеси преобладает один или несколько основных компонентов. Основную долю в экстрактах составляют эфирные масла, со- стоящие из смеси летучих органических соедине- ний. Химическая природа соединений, входящих в состав эфирных масел, весьма разнообразна и включает соединения, относящиеся к разным клас- сам: углеводороды; спирты; фенолы и их произ- водные; кислоты; простые и сложные эфиры; по- лифункциональные соединения. Это прозрачные или желто-бурые жидкости с характерным для каждого эфирного масла запахом. Они хорошо растворимы в растительных маслах и практически не растворимы в воде. Они оптически активны и имеют определенный коэффициент преломления, как правило, меньше единицы. Значения рН эфир- ных масел в основном нейтральные и кислые. Таким образом, пряно-ароматические экстракты - это сложный природный комплекс биологически активных веществ, в число которых входят ве- щества, проявляющие антиоксидантные и антимик- робные свойства, обладающие биологической ак- тивностью [1, 2]. В настоящее время изучены антиокислительные свойства различных видов эфирных масел и неко- торых их фракций [3]. При этом скорость реакций окисления определяется не только наличием анти- окислителей в анализируемой среде, но и другими компонентами, являющимися катализаторами пе- рекисного окисления. В опубликованных работах отсутствует информация о влиянии экстрактов эфирных масел на скорость развития окислитель- ных процессов в фаршах колбасных изделий. Обоснование выбора эфирных масел, выполня- ющих функции антиокислителя, и прогнозирование их эффективности при введении в фарши полукоп- ченых и варено-копченых колбас из мяса маралов послужило целью настоящих исследований. Объекты и методы исследования В качестве объектов исследований были ис- пользованы натуральные экстракты эфирных масел шалфея и розмарина (Авео, г Барнаул), фарши коп- ченых колбас из мяса маралов с добавлением эфир- ных масел шалфея, розмарина и их комбинации (1:1), готовые колбасные изделия. Эфирное масло шалфея (Salvia officinalis L) име- ет светло-жёлтый цвет и прозрачную консистенцию с насыщенным резким, но приятным запахом. Шалфей имеет особенный яркий аромат, содержа- щий в себе ореховые, амбровые, дымные и бальза- мические нотки. Он отлично сочетается с другими запахами. Основными компонентами эфирного масла шалфея являются: терпены и терпеноиды до 60 % (камфора, бронеол, туйон, кариофилен, ледол, эпиманоол), стероиды до 7 %, токоферолы - 2 %, антиоксиданты дитерпеновые фенолы: карнозол, карнозная кислота и другие. Эфирное масло розмарина, получаемое из евро- пейского кустарника Rosmarinus officinalis, легкое, текучее, бесцветное или бледновато-желтого цвета отличается свежим, травянисто-мятным запахом и сильным, чистым камфарным ароматом. Возможно применение масла розмарина в сочетании с эфир- ными маслами шалфея, мелиссы и другими маслами. В составе продукта содержатся: терпены и тер- пеноиды (карен, цинеол, кариофиллен, пинен, кам- фен, борнеол, борнилацетат, камфора, кармофилен, лимонен, мирцен), стероиды, антиоксиданты, дитерпеновые фенолы, карнозная кислота, карнозол. Выбор экстрактов эфирных масел шалфея и розмарина и допустимого количества их использо- вания осуществлялся на основании изучения соста- ва и антиокислительных свойств масел, также ор- ганолептической оценки полукопченых колбас из мяса маралов, изготовленных с добавлением экс- трактов шалфея и розмарина. В состав рецептур полукопченых колбас входило мясо маралов (70 кг), свиной шпик (30 кг), нитритно-посолочная смесь НИСО 2 (2,5 кг), экстракты эфирных масел в количестве до 20 г на 100 кг основного сырья (20 мг%). С целью равномерного распределения в фарше экстракты были растворены в растительных маслах с учетом степени разбавления 100 раз. Ис- пользовались доступное рафинированное подсол- нечное масло и уникальное по составу кедровое. Органолептическая оценка проводилась с ис- пользованием профильного метода и оценочной шкалы. При изучении антиокислительного потенциала эфирных масел в производстве полукопченых и варено-копченых колбас образцами исследований были свиной топленый жир высшего сорта и мо- дельные фарши копченых колбас. В опытные образцы вносили эфирные масла шалфея и розмарина в количестве до 0,02 %. Устойчивость свиного жира к окислению в за- висимости от количества добавляемых экстрактов шалфея и розмарина в предельно установленных концентрациях оценивалась методом ускоренного окисления при температуре 110 ºС по ГОСТ Р 53160-2008. Определение окислительно-восстановительных форм миоглобина (метмиоглобина - MMb, дезок- симиоглобина - DMb, оксимиоглобина - OMb) производилось расчетным методом на основании данных измерений коэффициентов отражения вод- ных экстрактов мяса при длинах волн от 400 до 700 нм на спектрофотометре Спекол-11 до и после светового окисления. Все исследования выполнялись с трехкратной повторностью с последующей статистической об- работкой. Результаты и их обсуждение Выбор используемых экстрактов эфирных масел производили на основании опубликованных дан- ных по изучению состава и антиокислительных свойств эфирных масел из растительного сырья. Известно, что около 32 видов специй содержат ве- щества, задерживающие окисление. Наиболее эф- фективными считаются шалфей, розмарин, гвозди- ка, которые повышают стойкость жиров к окисле- нию в 15-17 раз, а такие специи как анис, карда- мон, кориандр, имбирь, укроп, фенхель, майоран в 2-3 раза [1]. В экстрактах растительных масел шалфея и розмарина идентифицировано 22 ве- щества, основные из которых фенольные кислоты, производные карнозола и флавоноиды. Из них наиболее эффективными ингибиторами окисления липидов являются карназол, розмариновая, карно- зойная, кофейная кислоты, розманол и розмадиаль [2]. Карнозойная кислота и карнозол являются мощными ингибиторами перекисного окисления липидов, а также поглотителями перекисных ради- калов и супероксидантного аниона. Известно, что экстракт розмарина эффективно защищает цвет пищевых продуктов. В составе эфирных масел шалфея и розмарина преобладают терпены и их кислородсодержащие производные, выполняющие функцию антиокси- данта, необратимо окисляются в инертные соеди- нения, благодаря чему не обладают свойствами прооксидантов. Таким образом, применение эфир- ных масел и их композиций перспективно в ка- честве натуральных антиоксидантов, позволяющих стабилизировать окислительные процессы, проте- кающие в фаршах копченых колбас. При разработке рецептур копченых колбасных изделий с использованием эфирных масел необхо- димо учитывать то, что насыщенный резкий запах эфирных масел не должен преобладать над типич- ным запахом мясных копченых колбас. Допустимое количественное содержание эфирных масел в коп- ченых колбасах из мяса маралов устанавливали опытным путем на основании органолептической оценки. Были изготовлены полукопченые колбасы с добавлением эфирных масел шалфея, розмарина, их комбинации в соотношении 1:1, разбавленных подсолнечным рафинированным маслом или кед- ровым. Органолептическая оценка копченых колбас по- казала, что вносимые добавки участвуют в большей степени в формировании запаха и аромата, незна- чительно влияют на вкус и цвет изделий на разрезе. Другие органолептические качественные показате- ли (внешний вид, вид на разрезе, консистенция в опытных и контрольных образцах) оставались неизменными. Наилучшие вкусоароматические характеристики имели образцы с добавлением 0,01 % эфирных масел. При использовании только одного эфирного масла шалфея или розмарина горьковатый привкус и лекарственный запах про- является при концентрациях более 0,01 %. Установлено, что для получения копченых кол- бас с выраженным вкусом и ароматом мясных про- дуктов допустимое количество эфирных масел в рецептуре не должно превышать 20 г на 100 кг. Внесение эфирных масел в больших концентрациях приводит к появлению специфического меди- цинского запаха. Оценка аромата копченых колбас была произве- дена дескрипторно-профильным методом дегуста- ционного анализа. Были выбраны следующие дескрипторы запаха: мясной, мятный, камфарный, сладкий, лекарственный, острый. Оценка каждого термина устанавливалась по интенсивности и по- рядку проявления по девятибалльной шкале. Про- филлограмма аромата полукопченых колбас с ис- пользованием эфирных масел, разбавленных кед- ровым в количестве 0,02 %, представлена на рис. 1. 8 6 4 2 0 с маслом шалфея с маслом розмарина с маслами шалфея и розмарина Рис. 1. Оценка аромата полукопченых колбас с эфирными маслами Благодаря смешиванию масла шалфея с маслом розмарина медицинский (лекарственный и камфор- ный) запах смягчается, а его свежесть, наоборот, подчёркивается. Кедровое масло, используемое для растворения, хорошо сочетается с маслами шалфея и розмарина и позволяет получить продукт с ори- гинальным легким ореховым ароматом и вкусом. Таким образом, на основании результатов орга- нолептической оценки можно сделать вывод о том, что допустимый уровень введения эфирных масел шалфея и розмарина не более 0,02 %. Эфирные масла целесообразно растворять в кедровом масле и использовать совместно в соотношении 1:1. Оценка антиокислительного потенциала эфир- ных масел в рекомендуемых концентрациях произ- водилась методом ускоренного окисления, который принято использовать для сравнения эффектив- ности антиокислителей. На основании полученных данных кондукто- метрических измерений определения летучих про- дуктов диссоциации кислот (в основном муравьи- ной и уксусной), образующихся во время окисле- ния, были построены кривые проводимости, пред- ставленные на рис. 2. 2,5 Проводимость, мкСм/см 2 1,5 1 0,5 0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 6,8 часов соответственно. Индукционный период окисления свиного жира в присутствии комбина- ции эфирных масел увеличивается до 8,1 часа, что можно объяснить проявлением дополнительной синергетической активности основных компонен- тов масел шалфея и розмарина. При окислении жира в присутствии масла шалфея и комбинации масел изменяется и характер кривой проводи- мости: четкое и быстрое изменение наклона во второй фазе окисления, что свидетельствует о при- сутствии в окисляемых средах ингибиторов пере- кисного окисления липидов и поглотителей пере- кисных радикалов и супероксидантного аниона. Изучение влияния эфирных масел шалфея и розмарина на скорость окисления свиного жира позволяет утверждать, что вносимые добавки при- родного происхождения в концентрации 0,02 % проявляют антиоксидантные свойства. Максималь- ный ингибирующий эффект достигается при сов- местном использовании масел шалфея и розмарина. Необходимость равномерного перераспределе- ния небольших количеств эфирных масел в фаршах колбасных изделий требует применения разбавите- лей, в качестве которых предлагается использовать растительные масла, не имеющие резких насыщен- ных запахов. Выбранные растворители, рафиниро- ванное подсолнечное масло и натуральное кедро- вое могут повлиять на скорость и характер окисле- ния животных жиров фаршей полукопченых и ва- рено-копченых колбас, доля которых составляет от 30 до 40 %. Поэтому была поставлена задача даль- нейших исследований - оценить степень влияния растительных масел, используемых для растворе- ния эфирных масел, на скорость окисления свиного жира. Для чистоты экспериментов во всех образцах вносимое количество растительных масел не изме- нялось. Данные исследований представлены в табл. 1. Время окисления, ч с маслом шалфея с маслом розмарина с маслами шалфея и розмарина свиной жир Рис. 2. Влияние эфирных масел на время окисления свиного жира По кривым проводимости установлены индук- ционные периоды окисления свиного жира в зави- симости от вида вносимых эфирных масел в коли- честве 0,02 % к массе жира. При температуре окис- ления 110 ºС свиного жира без эфирных масел ин- дукционный период окисления, характеризующий- ся медленной абсорбцией кислорода, во время ко- торой идет образование перекисей, составил 4,8 часа. В присутствии эфирных масел розмарина и шалфея период быстрой абсорбции, во время которой перекиси не только образуются, но и дис- социируют под влиянием высокой температуры с образованием альдегидов, кетонов и жирных низ- комолекулярных кислот, смещается до 6,4 и Таблица 1 Влияние концентрации эфирных масел шалфея и розмарина на индукционный период окисления свиного жира Концентрация эфирных масел, % Индукционный период, ч эфирные масла, растворенные в подсолнечном масле эфирные масла, растворенные в кедровом масле 0 4,2 5,2 0,005 5,8 6,3 0,01 6,9 7,5 0,02 7,5 8,4 Полученные результаты свидетельствуют, что внесение в окисляемые системы комбинации эфир- ных масел шалфея и розмарина, растворенных в растительных маслах, в концентрациях от 0,005 до 0,02 % снижает скорость окисления липидов, неза- висимо от растворителя. При повышении уровня введения комбинации эфирных масел время окис- ления увеличивается. Наилучший эффект достига- ется при комбинировании эфирных масел шалфея и розмарина, разбавленных кедровым маслом. Характер кривых окисления свиного жира не изменился, однако на начальном этапе зарегистри- рованы повышенные значения проводимости ис- следуемых систем с 0,08 мкСм/см для свиного жи- ра до 0,19 мкСм/см в присутствии подсолнечного и до 0,23 мкСм/см в присутствии кедрового масел, что объясняется наличием в растительных маслах свободных жирных кислот, моно- и диглицеридов и других соединений. В присутствии подсолнечного и кедрового ма- сел изменилось время индукционного периода окисления свиного жира с 4,8 ч до 4,2 и 5,2 ч соот- ветственно. Полученные данные свидетельствуют о том, что окисление растительных масел подчиняет- ся различным закономерностям, и зависит от их биохимического состава. Независимо от того, что продолжительность индукционного периода обрат- но пропорциональна степени ненасыщенности ма- сел, окисление ω-3 жирных кислот кедрового масла сопровождается не только высокой скоростью об- разования альдегидов и кетонов, но и высокой ско- ростью альтернативных реакций образования менее полярных циклических и полимерных соединений [5]. Кроме того, в подсолнечном масле содержание более активного антиоксиданта и стабилизатора гидроперекисей α-токоферола меньше, чем в кед- ровом; образующиеся перекиси менее стабильны, соответственно имеют меньшее время жизни и быстрее распадаются с образованием вторичных продуктов окисления. Таким образом установлено, что окисление сви- ного жира при комбинировании эфирных масел шалфея и розмарина в присутствии кедрового мас- ла протекает медленнее вследствие увеличения в окисляемых средах ингибиторов окисления и их синергетической активности. Окислительные процессы, происходящие в кол- басных фаршах, затрагивают липиды, белки и неко- торые экстрактивные вещества. В качестве индика- тора окисления белков выступает миоглобин. При окислении миоглобин мяса преобразуется в метмио- глобин, что придает мясу коричневую окраску и провоцирует окисление липидной фракции. Высокому риску развития окисления фаршей копченых колбас из мяса маралов способствует повышенное содержание гемовых пигментов в мясе миоглобина и гемоглобина, в которых ион железа может иметь разную степень окисления (Fе2+, Fе3+, Fе4+). В липидном окислении могут принимать участие две формы железа (Fe2+) и (Fe3+)- миоглобина. Оксимиоглобин (Fe2+) может перейти в метмиоглобин посредством случайного автоокис- ления, в процессе которого образуются высокоак- тивные анионы супероксидного радикала. Образо- вавшийся метмиоглобин проявляет каталитическую активность в отношении пероксидов с образовани- ем высоко реакционноспособных видов гидропере- кисных свободных радикалов. В дальнейшем пиг- мент переходит в феррильную форму (Fe4+) мио- глобина, которая также принимает участие в окис- лении полиненасыщенных липидов, отрывая водо- родные атомы [6, 10]. В связи с вышесказанным было изучено влия- ние эфирных масел шалфея и розмарина, разбав- ленных кедровым маслом, на скорость окисления миоглобина. Фарши копченых колбас подвергали световому окислению под люминесцентной лампой мощностью 16 Вт в течение 60 мин. В процессе окисления определялось количественное содержа- ние трех форм миоглобина - метмиоглобина, оки- симиоглобина и дезоксимиоглобина. Результаты исследований представлены на рис. 3. 58,7 35,8 5,4 61,0 30,7 8,3 64,0 26,2 9,8 72,2 9,2 18,6 63,6 20,8 15,6 63,8 21,5 14,7 64,9 21,5 13,6 70,0 19,1 10,9 43,5 44,5 11,9 44,2 32,3 23,5 43,7 33,8 22,5 62,4 32,2 5,4 0,02 0,01 0,005 Концентрация эфирных масел, % 0 60 мин 0,02 0,01 0,005 0 30 мин 0,02 0,01 0,005 0 0 мин 0% 20% 40% 60% 80% 100% Формы миоглобина, % MetMb DMb Omb Рис. 3. Влияние времени окисления на гемовые пигменты мяса Установлено, что в фаршах контрольных образ- цов преобладает окисленная форма миоглобина - метмиоглобин (ММb), его количество составляет 62,4 % от общего содержания пигментов, доля ко- торого в процессе окисления в течение 60 мин по- вышается на 9,8 %. Именно с этим связано приоб- ретение мясом коричневого оттенка. В качестве катализаторов окисления миоглобина могут высту- пать вносимые при изготовлении колбасных фар- шей посолочные ингредиенты. Внесение в модельные фарши эфирных масел шалфея и розмарина, разбавленных кедровым мас- лом в количестве до 0,02 % позволяет приостано- вить окисление пигментов. Кроме того создаются условия для восстановления метмиоглобина и, од- новременно, замедляется окисление миоглобина. Наиболее выраженное отличие замечено после 60 мин экспозиции. Восстановленные и окисленные гемовые пиг- менты составляют окислительно-восстанови- тельную систему с большим окислительным потен- циалом для метмиоглобина и меньшим для миогло- бина. Сдвиг равновесия в ту или другую сторону обусловливается присутствием антиокислителей эфирных масел шалфея и розмарина. Таким образом доказано, что эфирные масла шалфея и розмарина в концентрациях от 0,005 до 0,02 % проявляют антиокислительные свойства по отношению к липидам и гемовым пигментам мяса маралов. При этом максимальный ингибирующий эффект достигается при совместном использовании масел шалфея и розмарина в присутствии кедрово- го масла. Эфирные масла шалфея и розмарина участвуют в формировании запаха и аромата, поз- воляют приостановить окисление гемовых пигмен- тов мяса маралов, создают условия для восстанов- ления метмиоглобина. Благодаря замедлению про- цессов окисления жиров и потери пигментации уменьшается вероятность возникновения пороков окраски полукопченых и варено-копченых колбас из мяса маралов, повышается стабильность готовых продуктов при хранении.
Список литературы

1. Базарнова, Ю.Г. Фитоэкстракты - природные ингибиторы порчи пищевых продуктов: обзор / Ю.Г. Базарнова // Научный журнал НИУ ИТМО. Серия: Процессы и аппараты пищевых производств. - 2010. - № 2. - С. 32-42.

2. Исследование антиокислительных свойств сверхкритических СО2-экстрактов / А.Б. Лисицын, А.А. Семенова, М.И. Гундырева [и др.] // Мясная индустрия. - 2006. - № 3. - С. 30-35.

3. Влияние состава смесей эфирных масел на их антиоксидантные и антирадикальные свойства / Т.А. Мишарина, Е.С. Алинкина, Л. Д. Фаткуллина [и др.] // Прикладная биохимия и микробиология. - 2012. - № 1. - Т. 48. - С. 117-123.

4. Антиоксидантная активность растительных масел с разным соотношением омега-6/омега-3 жирных кислот / Д.А. Гусева, Н.Н. Прозоровская, А.В. Широнин [и др.] // Биомедицинская химия. - 2010. - № 3. - Т. 56. - С. 342-350.

5. Ладыгин, В.В. Конструирование оксистабильных композиций растительных масел: дис. ... канд. техн. наук: 05.18.06 / Ладыгин Василий Вячеславович. - Краснодар, 2016. - 150 с.

6. Гуринович, Г.В. Изучение влияния гемового и негемового железа на антиокислительную активность дигидрокверцетина / Г.В. Гуринович, Р.Н. Абдрахманов // Техника и технология пищевых производств. - 2012. - № 1. - С. 30-37.

7. ГОСТ Р 51481-99 (ИСО 6886-96) Жиры и масла животные и растительные. Метод определения устойчивости к окислению (метод ускоренного окисления). - Введ. 01-01-2001. - М.: Стандартинформ, 2001.

8. Keceli, T. Ferric ions reduce the antioxidant activity of the phenolic fraction of virgin olive oil / T. Keceli, M.H. Gordon // J. Food Sci. - 2002. - Vol. 67 (№ 3). - P. 943-947.

9. Buzała, M. Heme iron in meat as the main source of iron in the human diet / M. Buzała, A. Słomka, B. Janicki // J. Elem. - 2016. - Vol. 21 (№ 1). - P. 303-314.

10. Mechanisms of Oxidative Processes in Meat and Toxicity Induced by Postprandial Degradation Products / C. Papuc, Gh.V. Goran, C.N. Predescu, and V. Nicorescu // Comprehensive Reviewsin Food Science and Food Safety. - 2017. - Vol. 16 (№ 1). - P. 96-123.


Войти или Создать
* Забыли пароль?