Можно ли сохранить жая дольше? Ученые проверили необычный способ с облепихой

Зачем ученые решили соединить жая и облепиху

Отправной точкой исследования стала одна из главных проблем готовых мясных продуктов — постепенное окисление. Проще говоря, даже после приготовления внутри продукта продолжаются химические процессы. Жиры начинают изменяться под действием кислорода, мясные пигменты теряют первоначальную окраску, а со временем это отражается на внешнем виде, вкусе, запахе и пищевой ценности. Параллельно остается и микробиологический фактор: при неправильном хранении продукт может стать средой для развития микроорганизмов. Для жая, как и для других варено-копченых мясных изделий, оба процесса связаны со сроком хранения и качеством готового продукта.

Одним из способов замедлить подобные изменения считаются природные антиоксиданты. Это вещества, способные тормозить окислительные реакции. Исследователей заинтересовала облепиха — Hippophae rhamnoides. Ее плоды содержат целый набор биологически активных компонентов, в том числе полифенолы, флавоноиды, каротиноиды и другие вещества с антиоксидантными свойствами. Различные продукты переработки облепихи уже испытывались в мясной промышленности: сок добавляли в говяжьи бургеры, измельченные плоды — в свиные колбасы, облепиховые компоненты использовали при производстве мясных деликатесов и даже включали в пищевые пленки для упаковки мяса.

Однако конкретно сухой экстракт обезжиренного облепихового жмыха в приготовленной и копченой жая из конины, по словам авторов, практически не изучался. Поэтому ученые поставили задачу проверить, сможет ли такая добавка повысить устойчивость традиционного казахского деликатеса к окислению и одновременно сохранить приемлемые показатели качества и безопасности.

Сначала пришлось подобрать сам экстракт и его количество

Для эксперимента исследователи использовали охлажденное мясо задней части туши лошади и конский жир. Саму облепиховую добавку производили из обезжиренного жмыха — остатка, образующегося при переработке ягод. Сырье высушили при 50 градусах в течение 18 часов, а затем измельчили в порошок.

Но просто добавить этот порошок в мясо ученые не могли: сначала требовалось извлечь из него нужные вещества. Для этого применили водно-этанольную экстракцию с использованием ультразвука. Проверялись растворы с содержанием 50%, 70% и 90% этанола, а количество растворителя также менялось. Смесь в течение 30 минут обрабатывали ультразвуком при температуре 60 градусов, затем фильтровали, отделяли жидкую часть, удаляли этанол и высушивали оставшийся концентрат до состояния порошка.

1. Обезжиренный облепиховый жмых; 2. Высушенный и измельченный жмых облепихи после удаления масла; 3. Жидкий экстракт из высушенного облепихового жмыха после фильтрации; 4. Сухие экстракты, полученные из высушенного облепихового жмыха.

Лучший выход экстракта — 18% — удалось получить при использовании 70%-го этанола в соотношении одна часть сухого сырья к пяти частям растворителя. Получившийся темно-оранжевый порошок имел характерный запах облепихи, кислотность около pH 3,88 (пример: лимонный сок – pH 3, молоко – pH 6) и содержал 42 миллиграмма фенольных соединений в пересчете на галловую кислоту на один грамм сухого экстракта. Именно этот вариант исследователи выбрали для дальнейшей работы.

Следующим вопросом стала дозировка. Сначала изготовили контрольную жая без облепихи и три варианта с 5%, 7% и 9% экстракта. Их оценивала подготовленная группа из десяти человек по цвету, запаху, вкусу, текстуре, однородности и влажности. Из экспериментальных образцов ближе всего к обычной жая оказался вариант с 5% добавки. Но даже у него облепиховый запах и вкус были слишком заметными и уже отличались от привычного вкуса продукта.

Поэтому ученые обратились к результатам предыдущих исследований мясных продуктов с облепихой. В разных работах приемлемыми оказывались более низкие концентрации — примерно от 1 до 3%, тогда как чрезмерное количество добавки ухудшало запах и другие органолептические характеристики (вкус, запах, цвет и текстура). В результате авторы перешли к существенно меньшей дозировке. В дальнейшем экспериментальный образец в статье в основном обозначается как жая с 3%-ным содержанием сухого облепихового экстракта.

Как готовили экспериментальную жая

Сам эксперимент проводился в Алматинском технологическом университете. Для производства отобрали постные мышцы задней части лошадиной туши без видимого жира, сухожилий и соединительной ткани. Между двумя кусками мышечной ткани укладывали слой конского жира — так формировалась структура будущей жая.

Экстракт облепихи вводили не поверх готового продукта, а заранее смешивали с рассолом. В него также входили поваренная соль, нитритная посолочная смесь и белый перец. Рассол вводили в мясо инъектором, после чего конину шесть часов обрабатывали во вращающемся вакуумном аппарате. Такая процедура помогает раствору равномернее распределиться внутри мышечной ткани. Затем мясо и жир укладывали слоями в формы.

Дальше следовала последовательная термическая обработка. Сначала жая выдерживали 90 минут при 80 градусах, затем готовили паром при той же температуре, пока внутри куска температура не достигала как минимум 73 градусов. После этого продукт в течение десяти минут подсушивали горячим воздухом при 60 градусах, а затем еще 20 минут коптили на буковой щепе. Готовую жая быстро охлаждали до температуры не выше 4 градусов и герметично упаковывали под вакуумом.

Для основной части эксперимента ученые сравнивали два варианта: контрольный образец без облепихового экстракта и экспериментальный. Оба хранились в течение 30 суток при температуре от 0 до 4 градусов. За это время исследователи наблюдали за цветом, кислотностью, текстурой, состоянием жиров и белков, антиоксидантной активностью и микробиологическими показателями. Иными словами, задача состояла в том, чтобы проследить сразу несколько процессов, определяющих качество жая во время хранения.

Облепиха помогла не во всем: изменились цвет и текстура

Одним из первых заметных последствий добавления облепихи стало изменение цвета. В начале хранения экспериментальная жая была темнее контрольной, однако к 30-у дню ситуация изменилась. Особенно заметно снизилась красная составляющая цвета: примерно на 23%. Одновременно желтая составляющая выросла примерно на 29%. В результате срез экспериментального продукта выглядел более бледным и розовым, чем у обычной жая.

Авторы связывают это прежде всего с кислотностью облепихового экстракта. Сам экстракт имел pH 3,88, поэтому жая с добавкой была несколько кислее контрольной. В течение хранения показатели экспериментального образца находились примерно в диапазоне pH 5,77–5,97. Более кислая среда влияет на миоглобин — белок, отвечающий за красный цвет мяса. После посола и нагревания из него образуется розово-красный пигмент, характерный для приготовленных мясных продуктов, однако при снижении pH оттенок становится светлее и легче выцветает под действием кислорода.

Изменения коснулись и текстуры. Добавление облепихового экстракта заметно снизило твердость жая. На первый день показатель твердости экспериментального продукта составлял около 39Н (приблизительно 4 кг) против 55Н (5,6 кг) у контрольного, а через 30 дней — примерно 26Н (2,7 кг) против 61Н (6,2 кг). С течением времени также снижались упругость, способность продукта сохранять структуру при жевании и некоторые другие характеристики текстуры.

Причину авторы опять связывают с более кислой средой. При снижении pH мышечные белки хуже удерживают воду, а это меняет внутреннюю структуру мяса. Поэтому облепиху нельзя рассматривать только как полезный природный антиоксидант: одновременно она вмешивается в физико-химические процессы, от которых зависят привычные цвет и консистенция жая.

Зато окисление жиров удалось частично замедлить

Главный вопрос исследования заключался в том, сможет ли облепиха защитить продукт от окислительных процессов. Здесь результаты оказались более благоприятными.

Ученые измеряли несколько показателей состояния жиров. Один из них — кислотное число, которое косвенно показывает степень распада жиров. За 30 дней оно выросло и в обычной, и в экспериментальной жая, причем у образца с облепихой рост оказался более выраженным. Однако абсолютные значения оставались низкими: от 0,28 до 0,59 мг KOH на грамм продукта, то есть значительно ниже уровня, который авторы считают предельным для качественных мясных изделий.

Для оценки того, насколько активно в жая окислялись жиры, ученые использовали сразу несколько показателей. Первый — пероксидное число. Оно показывает самое начало процесса: сколько в жире уже образовалось первичных продуктов окисления. Проще говоря, это один из способов заметить, что жир только начал портиться на химическом уровне, еще до появления выраженных изменений вкуса или запаха. Другой показатель — TBARS — позволяет судить уже о более поздней стадии окисления жиров. Когда жир продолжает разрушаться, возникают вторичные продукты окисления. Чем выше TBARS, тем активнее зашел этот процесс. Именно здесь эффект облепихи оказался особенно заметным: у жая с экстрактом показатель TBARS был примерно на 26,5–44,7% ниже, чем у контрольного образца. Иными словами, добавление облепихи действительно замедляло образование некоторых веществ, возникающих при окислении жира. Даже после 30 дней хранения их уровень в экспериментальной жая оставался ниже.

Отдельно ученые проверили, насколько сама жая способна противостоять окислению. Для этого использовали еще три показателя. Первый — общее содержание фенольных соединений (TPC). Фенольные соединения — это вещества растительного происхождения, многие из которых обладают антиоксидантными свойствами. После добавления облепихового экстракта их содержание в жая выросло примерно на 18,5%. Второй тест — DPPH — показывает, насколько хорошо вещества в продукте способны нейтрализовать химически активные частицы, которые запускают и поддерживают процессы окисления. Чем выше результат этого теста, тем сильнее антиоксидантная защита. У жая с облепихой этот показатель оказался примерно на 9,6% выше. Наконец, FRAP оценивает еще одну сторону антиоксидантной активности — способность веществ отдавать электроны и тем самым тормозить окислительные реакции. У экспериментальной жая этот показатель увеличился примерно на 14,9%. Таким образом, разные тесты показали одну и ту же общую картину: после добавления облепихового экстракта в продукте стало больше веществ с антиоксидантными свойствами и усилилась его способность сопротивляться окислению.

Авторы связывают этот эффект с биологически активными компонентами облепихи — полифенолами, флавоноидами, токоферолами, каротиноидами, жирными и органическими кислотами и другими соединениями. По их мнению, повышение содержания таких веществ и объясняет более слабое накопление некоторых продуктов окисления в экспериментальной жая. При этом выраженного окисления белков ученые не обнаружили ни в одном из вариантов. Вероятно, копчение, вакуумная упаковка и хранение при низкой температуре сами по себе достаточно хорошо защищали белковую часть продукта, поэтому дополнительный эффект облепихи здесь определить оказалось невозможно.

Отдельно исследователи проверили микробиологическую безопасность. На протяжении 30 дней ни в контрольной, ни в экспериментальной жая не обнаружили кишечных колиформных бактерий или Salmonella. В контрольном образце к 15-у и 30-у дням появились плесень, дрожжи и другие спорообразующие микроорганизмы, тогда как в жая с облепихой их не зафиксировали. Тем не менее авторы не стали приписывать этот результат исключительно экстракту. Термическая обработка, горячее копчение, быстрое охлаждение, вакуумная упаковка и холодное хранение сами по себе настолько сильно подавляют микрофлору, что отдельно измерить антибактериальный вклад облепихи оказалось трудно.

Что в итоге показал эксперимент

Исследование частично подтвердило первоначальную гипотезу ученых. Добавление сухого экстракта облепихового жмыха повысило антиоксидантную устойчивость казахской жая и умеренно затормозило процессы, связанные с окислением продукта. Одновременно микробиологические показатели в течение 30 дней хранения оставались безопасными. Но эксперимент выявил и обратную сторону такой добавки. Более кислая облепиховая среда снизила pH продукта, изменила его текстуру и привела к осветлению среза. То есть более высокая антиоксидантная устойчивость была получена ценой изменений тех свойств, по которым потребитель обычно узнает и оценивает традиционную жая.

Поэтому авторы следующим этапом считают испытания с меньшим количеством сухого облепихового экстракта — ниже 3%. Такая концентрация, возможно, позволит сохранить антиоксидантный эффект, но уменьшить влияние облепихи на цвет, кислотность, вкус и структуру продукта.

В этом и состоит главный вывод: природная добавка действительно способна изменить свойства одного из традиционных казахских мясных продуктов, однако для жая важно одновременно сохранить устойчивость при хранении, характерную структуру, цвет и традиционные органолептические свойства. Эксперимент казахстанских и болгарских ученых показал, что облепиха может стать одним из инструментов для достижения этого баланса, но оптимальную дозировку еще предстоит определить.