Обзор по применению и использования каррагинанов в мясоперерабатывающей промышленности

Для улучшения качества мясного сырья и готовых продуктов питания изготовленных из него, в настоящее время всё чаще используются  различные компоненты  растительного и животного происхождения. К растительным компонентам относятся разнообразные загустители, структуро и гелеобразователи созданные на базе морских водорослей.

Мы будем вести речь только об одном, очень популярном компоненте  - каррагинане, который относится к красным водорослям семейства линейных сульфатных полисахаридов  Rhodophyceae. 
В данное семейство входят водоросли  носящие названия : Eucheuma Cottoni, Spinosum, Chondrus, Gigartina. Из каждого отдельного вида этих водорослей  изготавливают 
разные по своим назначениям и функциональным свойствам каррагинаны.

Для простоты понимания, каррагинаны делятся на виды: каппа, йотта и лямбда.
kappa  - изготовлен из водорослей Eucheuma Cottoni Iota - изготовлен из водорослей Eucheuma Denticulatum, Spinosum Lambda - Chondrus Crispus, Gigartina Pistillata.
Существуют так же различные комбинированные каррагинаны совмещающие свойства одного и другого типа, и дополняющие друг друга необходимыми  реологическими качествами и свойствами, так же можно встретить каппа каррагинаны типа 1 и типа 2  различающихся своими функциональными свойствами.

Все каррагинаны растворимы в горячей воде. Лямбда каррагинан и натриевые соли каппа и йотта каррагинанов отлично растворяются в холодной воде.
Все каррагинаны гидратируют  при высоких температурах. При охлаждении эти каррагинаны превращаются  в гель, в частности, для каппа-каррагинана температура гелеобразования 40-60 гр. В зависимости от присутствия катионов солей, камедей и пр.  Образуют различные гелевые структуры. 

Растворы каррагинана теряют вязкости прочность геля в системах, имеющих РН ниже 4,3. Причиной этого является автогидролиз который происходит  при низких значениях PH.
Гели каррагинанов являются термообратимыми  и обладают гистерезисом, или разницей между температурами  гелеобразования и плавления. Эти гели стабильны при комнатной температуре, но могут быть повторно расплавлены при нагревании до температуры, превышающей на 5-20 гр. Температуру гелеобразования. При охлаждении происходит повторное образование геля.

При нагревании дисперсии каррагинана значительного набухания частиц или гидратации не происходит до тех пор, пока температура не повысится до 40-60 гр. Так как набухшие частицы обычно обладают меньшей текучестью, при их гидратпции повышается вязкость. Дальнейшее нагревание до 70-80 гр. Вызывает снижение вязкости. При охлаждении вязкость раствора существенно повышается, и при температуре 40-50 гр. происходит гелеобразование. 

В мясоперерабатывающей промышленности, как правило, используются готовые функциональные смеси и добавки изготовленные на базе растительных и животных компонентов в которые входят каррагинаны как в готовой смеси, так и в качестве отдельного загустителя или структурогелеобразователя.  На пищевом рынке представлена широкая линейка различных каррагинанов, для разных вариантов и целей использования.

В основном, это смесевые каррагинаны  с заложенными в них определёнными характеристиками и реологическими показателями по вязкости, плотности и прочности готового геля. Целесообразность использования одного или другого вида каррагинана определяет технолог
на конкретном производстве, отталкиваясь от качества и себестоимости  выпускаемой продукции, её рентабельности, сроков хранения и пр. производственных деталей. 

При помощи каррагинановых смесей можно существенно улучшить орнанолептические качества готового продукта, улучшить его внешний вид, вид на срезе, кусаемость и нарезаемость, последнее крайне актуально при изготовлении порционных продуктов где происходит нарезка на слайсерах перед упаковкой в индивидуальную тару.  

Так же каррагинаны входят в состав шприцовочных средств  для ветчины и деликатесной группы как гелеобразователи, а в качестве загустителей-уплотнителей в фаршевые системы для колбасных изделий и полуфабрикатов.

В мясных консервах и пресервах карагинан несёт функцию как загустителя, так и стабилизатора и гелеобразователя, что позволяет его использовать в продукции изготовленной из говяжего сырья  в соответствии с нормами халяль. 

Возможность каррагинана связывать воду в соотношении 1 к 70- 100  делает эту пищевую добавку уникальным продуктом, который кроме того что улучшает реологические свойства и качества продукции, существенно удешевляет её за счёт возможности применения большего количества воды.

Каррагинаны растворяют в воде или мясном фарше ( по сухому) после того как в фарш, полуфабрикат, воду были добавлены фосфаты и соли,т.е. в последнюю очередь.
Для примера, для того что бы повысыть плотность колбасного фарша, улучшить его пластичность, достаточно добавить 0,2-0,3% каррагинана  от общей массы закладки (200- 300 гр на 100 кг.)

Эксперементальным меодом можно убедиться в том, что после внесения в состав фарша  каррагинана, влажность фарша упадёт из-за недостатка влаги, что требует внесения дополнительной воды сверх рецептуры. В данном случае на 200 гр. Каррагинана необходимо добавить 12-15 кг. Воды в общую массу фарша, что приведёт к существенному увеличению выхода готовой продукции, и соответственно к значительной экономической выгоде, без ухудшения качественных показателей готового изделия. 

Специалистами нашей компании  разработаны и созданы каррагинановые системы для использования в мясопереработке, для различных направлений и продуктов в данной сфере. Все каррагинаны и комплексы созданные на их основе носят запатентованное название ND Prime Gel, с номером в конце названия, характеризующий тип и вид данного продукта и сферы его применения. Так, к примеру, каррагинаны ND Prime Gel 10 относятся к смесям предназначенным для загущения и уплотнения фаршевых систем и полуфабрикатов, а линейка ND Prime Gel 30 к  применению в рассольных и консервных комплексах.

Наши специалисты смогут гибко подобрать  необходимый для вашего производства каррагинановый комплекс, с учётом цены и качества конечного продукта, повышаемого качество и рентабельность вашей продукции. Комплексные смеси ND Prime Pro  уже длительное время используются в ряде мясоперерабатывающих производств в России, и заслужили доверие и стабильность на российском рынке. 

Все каррагинановые комплексы ND Prime Gel изготовлены с полным соблюдением всех технических и пищевых нормативов и законов, и имеют полный контроль при выходе продукта с производства перед  отгрузкой потребителю.

 

Наша методика измерения каррагинанового геля и композиций на его основе

В данной  статье мы рассмотрим методы проверки прочностных характеристик каррагинанового геля, к которым относятся его важнейшие реологические параметры такие как плотность и прочность.  Вязкость, текучесть, натяжение и др. реологические показатели в данном тексте мы опустим, т.к. для применения той или иной каррагинановой композиции наше внимание в первую очередь уделяется его прочностным характеристикам.

Для получения достоверных результатов измерения, необходимо соблюдать точность и аккуратность, так же важна температура и влажность окружающей среды и промежуток времени от начала до конца процесса приготовления и измерения готового геля. 

Для измерения прочностных характеристик каррагинанового геля используют приборы под различными названиями: пенитратор, текстурометр, анализатор и пр., но у всех одно и тоже назначение, получить достоверные данные по прочностным параметрам измеряемого продукта.

Большей популярностью и высокой точностью обладают приборы фирм:  Lloyd Instruments, Texturetechnologies, Stable Micro Systems, Brookfield и др. 

график прочности желатинового геля ( 730гр/см2)
  График прочности
  желатинового геля ( 730гр/см2)

В своей лаборатории мы используем инструмент фирмы Brokfield, текстурометр марки CT-3, позволяющий с высокой точностью производить тесты на разных режимах работы и для разных измеряемых продуктов и режимов.

Если мы проводим сравнительный анализ двух различных продуктов, то здесь необходимо позаботиться о строгой параллельности при выполнении работ, т.е. оба продукта должны приготавливаться одновременно, с разрывом во времени не более 5-10мин. 

Между операциями. Навески продукта должны быть одинаковыми, с точностью 0,005гр., это относится и к жидкости в которой будет деспергироваться исследуемый образец, как правило, это вода, но обязательно одна и таже. Лучше использовать дисцилированную воду. Температура воды должна быть в диапазоне 10-18 гр.

В стеклянные, мерные стаканы с предварительно взвешенной (отмерянной) водой
добавляются и диспиргируются  предварительно взвешанные порции исследуемых продуктов, в нашем случае каррагинан.

Стеклянной  палочкой полностью растворяем каррагинан в стаканах, прикрываем стакан сверху  (что бы избежать поверхностного испарения раствора) и оставляем на 30-40мин. Для набухания раствора. Далее, помещаем  стаканы с растворами в водяную баню с температурой 80-90 гр. и при не частом перемешивании растворов доводим их температуру до 70 гр.

После, снимаем с водяной бани, при необходимости переливаем горячие растворы каррагинанов в нужные нам ёмкости ( биксы, формы и пр.), и оставляем в покое при комнатной температуре до полного остывания. После чего готовый гель помещаем в термостат с температурой 20 гр. Цельсия. На 10-12 часов. 

На этом этапе многие делают серьёзную ошибку, помещая готовый гель в бытовой холодильник с температурой в камере 6-9 гр. Цельсия.

В этом случае, показания прочности геля  будут сильно завышены (!) , а если температура была более 20 гр. Цельсия то показания будут занижены!  Для таких случаев существует  поправочный коэффициент  для пересчёта плотности геля.

Так, при температуре геля 10 гр. Цельсия, поправочный коэффициент - 0,74, а для температуры, предположим, 24гр. Цельсия - коэффициент 1,13 , для 20гр. Цельсия, соответственно коэффициент равен 1. (Данная таблица поправочных коэффициентов представлена  на нашем сайте).

Темп., °С

Коэффициент

Темп., °С

Коэффициент

10

0.74

21

1.03

11

0.76

22

1.06

12

0.79

23

1.09

13

0.81

24

1.13

14

0.84

25

1.16

15

0.86

26

1.2

16

0.89

27

1.23

17

0.91

28

1.27

18

0.94

29

1.31

19

0.97

30

1.35

20

1

 

По истечению пройденого времени, исследуемый образец каррагинана помещают на жёстко закреплённый столик текстурометра, так что бы центр исследуемого образца находился по центру индентора ( насадка-цилиндр, 0,5 дюйма диаметром для исследования прочности геля).

В зависимости от типа и марки текстурометра начинаем измерения плотности и прочности геля и фиксируем полученные показания.

Под плотностью геля подразумевается глубина проникновения индентора в исследуемый образец на глубину 4мм, так называемый тест Блюма (Bloom Test), при дальнейшем погружении индентора в тело образца на определённой глубине происходит  "прорыв" геля, в этот момент отображаются данные по максимальной прочности геля (Gel Strenght). 

Желательно провести несколько тестов от начала до конца, и за среднее значение принять среднеарифметические данные прочности.
Так же важно обратить внимание, что смеси предназначенные для работы с мясными системами в своём составе содержат поваренную соль NaCl.

Некоторые производители каррагинанов рекомендуют проводить исследования гелей где  присутствует 2-х % водный раствор натрия хлорида. Реологические показания прочности каррагинановых гелей в солевом и безсолевом водном растворе будут всегда иметь разницу, от небольшой до существенной, что необходимо обязательно учитывать при дальнейшей работе с каррагинановыми комплексами.