Исследование ароматобразующих веществ продуктов убоя цыплят-бройлеров

Для сравнительной оценки ароматобразующих веществ основных и вторичных продуктов убоя цыплят-бройлеров использовали многоканальный анализатор газов «МАГ-8» и методологию «электронный нос». Объектами исследования служили головы и ноги цыплят-бройлеров кросса «РОСС-308», подвергнутые термовлажностной обработке для разрушения нативной структуры тканей при 0,24 МПа. В качестве контрольной пробы при оценке состава равновесной газовой фазы над головами и ногами цыплят-бройлеров использовали мясо цыплят-бройлеров, полученное при разделке тушки, при естественном соотношении костной и мышечной тканей. Идентификацию легколетучих компонентов равновесной газовой фазы над пробами проводили по следующим классам органических соединений в соответствии с номерами сенсоров в матрице: 1 — гидрофильные соединения, вода; 2 — спирты, кетоны; 3 — кислоты, вода, легкие спирты; 4 — сложные эфиры; 5 — серосодержащие соединения, эфиры; 6 — фенольные и другие ароматические соединения; 7 — спирты, азотсодержащие соединения, вода; 8 — кислоты. Анализ показывает, что контрольная и опытные пробы не имеют значимых различий по ароматическим соединениям, кетонам и серусодержащим соединениям. Группа сравнения «контроль — ноги» также не имеет значимых различий по группам соединений: кетоны, спирты, эфиры; азотсодержащие соединения. Наибольшие различия зафиксированы для пробы «ноги цыплят-бройлеров», причем по содержанию влаги и азотсодержащих соединений этот образец превосходит и головы, и основное сырье при переработке цыплят-бройлеров. Результаты показывают, что баротермически обработанные головы цыплят-бройлеров могут быть использованы для получения эмульгированных белково-жировых продуктов типа паштетных масс, соответствующих традиционным продуктам из мяса птицы по сенсорометрическому профилю аромата, без дополнительного использования пищевых добавок. Для формирования соответствующего эталону аромата пищевых продуктов с использованием ног цыплят-бройлеров или продуктов их переработки необходима коррекция запаха с использованием соответствующих комплементарных ингредиентов.

Ключевые слова: ЭЛЕКТРОННЫЙ НОС, ВИЗУАЛЬНЫЕ ОТПЕЧАТКИ, ЦЫПЛЯТА-БРОЙЛЕРЫ, ГОЛОВЫ, НОГИ, ТЕРМОВЛАГООБРАБОТКА, АРОМАТОБРАЗУЮЩИЕ ВЕЩЕСТВА

При переработке продукции животноводства актуальной проблемой является рациональное использование малоценных побочных продуктов и отходов при традиционной организации технологических процессов [10]. В связи с высокими темпами роста производства и промышленной переработки продукции птицеводства необходимо обоснование систем поддержки принятия решения для организации рационального использования продуктов убоя птицы, содержащих белки упроченной структуры [3, 5, 9]. К ним относятся головы и ноги цыплят-бройлеров. При наличии данных об общем химическом, фракционном и аминокислотном составе белков, жиров, минеральных веществ этих вторичных ресурсов [1, 2], в литературе отсутствуют сведения о количественном и качественном составе веществ, формирующих такой важный потребительский показатель продуктов переработки птицы, как аромат.

О значении этого показателя для успешной конкуренции на товарном рынке производителей продуктов питания свидетельствует объём рынка усилителей вкуса и аромата, с одной стороны, и с другой — рост сектора «зелёной биотехнологии» и спроса на натуральные продукты, подвергнутые минимальному технологическому воздействию, которые могут быть отнесены к функциональным за счёт естественного соотношения компонентов в их рецептурно-компонентном составе [4, 10, 11].

Отсутствие объективных данных об аромате голов и ног цыплят-бройлеров затрудняет обоснованное принятие решений о целесообразных направлениях промышленной переработки голов и ног цыплят-бройлеров, наряду с необходимостью выбора технологически и экономически эффективных способов предварительной обработки такого сырья с целью коррекции показателей пищевой и биологической ценности его нативных форм.

Цель работы — сравнительная оценка ароматобразующих веществ подвергнутых термовлагообработке основных и вторичных продуктов убоя цыплят-бройлеров с использованием методологии «электронный нос».

Материалы и методы исследования. Объектами исследования служили головы и ноги цыплят-бройлеров кросса «РОСС-308», подвергнутые термовлажностной обработке для разрушения нативной структуры тканей при 0,24 МПа. В качестве контрольной пробы при оценке состава равновесной газовой фазы над головами и ногами цыплят-бройлеров использовали мясо цыплят-бройлеров, полученное при разделке тушки, при естественном соотношении костной и мышечной тканей, при аналогичной термообработке.

Методика проведения эксперимента. Изучение запаха проведено в НИЛ на лабораторном (экспериментальном) анализаторе запахов «МАГ-8» с методологией «электронный нос» (производство ООО «Сенсорные технологии», Воронеж).

В качестве измерительного массива применены 8 сенсоров на основе пьезокварцевых резонаторов ОАВ-типа (генерация объемных акустических волн) с базовой частотой колебаний 10,0 МГц с разнохарактерными пленочными сорбентами на электродах [6, 7, 8]. Для стабилизации покрытий для нехроматографических фаз применена подложка из углеродных нанотрубок (УНТ). Покрытия массива «Fresh» выбраны в соответствии с задачей испытаний с учетом возможной эмиссия из проб разных органических соединений. Данные о селективности пленочных покрытий электродов сенсоров к различным классам органических соединений представлены в таблице 1.

Таблица 1 — Пленочные покрытия электродов сенсоров

Подготовка проб к анализу: Средние пробы каждого образца объемом 100 см³ помещали в стерильный стеклянный пробоотборник, выдерживали при температуре (25±1) ^оС в герметичном сосуде с полимерной мягкой мембраной. Индивидуальным шприцем отбирали 2 см³ равновесной газовой фазы, не затрагивая образец, и вводили в ячейку детектирования (методика head spice). Температура воздуха в лаборатории 26 °C, фон — до 10 Гц^.с. В качестве проб для проверки правильности измерения, полноты регенерации системы и реакции сенсоров применяли лабораторный воздух после длительной вентиляции.

Режим измерения: Время измерения одной пробы составляло 120 с, режим фиксирования откликов сенсоров — равномерный с шагом 1 с, оптимальный алгоритм представления откликов сенсоров — по максимальным откликам отдельных сенсоров.

Суммарный аналитический сигнал формировали с применением интегрального алгоритма обработки сигналов восьми сенсоров в виде «визуального отпечатка». Для установления общего состава запаха проб применяли полные «визуальные отпечатки» максимумов (наибольшие отклики восьми сенсоров).

В качестве критериев для оценки различия в запахе анализируемых проб выбраны:

качественная характеристика — форма «визуального отпечатка» с характерными распределениями по осям откликов, определяется набором соединений в равновесной газовой фазе (РГФ);

количественные характеристики — 1) S, Гц^.с — суммарная площадь полного «визуального отпечатка» — оценивает общую интенсивность аромата, пропорциональна концентрации легколетучих веществ, в том числе воды — построенного по всем сигналам всех сенсоров за полное время измерения; 2) максимальные сигналы сенсоров с наиболее активной или специфической пленками сорбентов F_i, Гц — для оценки содержания отдельных классов органических соединений в РГФ методом нормировки [6, 7].

«Визуальные отпечатки» максимумов — построены по максимальным откликам сенсоров в РГФ образцов за время измерения (не более 1 мин). Они позволяют установить сходство и различие состава легколетучей фракции запаха над анализируемыми образцами [8].

Отклики сенсоров зафиксированы, обработаны и сопоставлены в программном обеспечении анализатора «MAG Soft».

Результаты и обсуждение. Для установления содержания примесей легколетучих соединений в равновесной газовой фазе над образцами всех видов исследуемых образцов, сравнивались величины откликов всех выбранных сенсоров в массиве и величины количественного интегрального сигнала «электронного носа» — площади «визуального отпечатка» максимумов откликов (табл. 2).

Таблица 2- Средние отклики сенсоров (Гц) и площади

«визуального отпечатка» сигналов сенсоров в РГФ над пробами.

ароматобразующий убой бройлер запах Минимальное содержание всех легколетучих соединений зафиксировано в равновесной газовой фазе над куриными головами, прошедшими термовлажностную обработку, максимальное — над контрольной пробой. Различия для групп сравнения составляют: «проба 1 — проба 2» — 34% (по массе адсорбированных сенсорами микропримесей); «проба 1 — проба 3» — 50%; «проба 2 — проба 3» — 24%.

По откликам отдельных сенсоров установлено, что в равновесной газовой фазе над образцами содержатся гидрофильные соединения (полярные легколетучие) и вода, в то же время выявлены различия в содержании кетонов (ацетон, метилэтилкетон), спиртов (С4-С5), сложных эфиров, возможно, алкилацетатов. Следует отметить, что спирты (С1-С3) не различимы на фоне этилового спирта.

Графическая интерпретация изменения общего содержания легколетучих компонентов в РГФ над пробами представлена на рис. 1 и 2.

Таблица 3 — Относительное содержание компонентов в пробах, % масс.

* - значимые отличия содержания определенных классов соединений относительно контрольной пробы Форма «визуального отпечатка» сигналов сенсоров отражает состав РГФ над исследуемыми образцами. Проследить изменения в качественном составе РГФ над пробами позволяет параметр А_i/j, показывающий постоянство соотношения концентраций отдельных классов легколетучих соединений в РГФ. По соотношению, А абсолютных сигналов сенсоров с пленкой ПДЭГС (азотсодержащие органические соединения, вода) и с универсальной пленкой ПВП (ПДЭГС/ПВП) можно оценить долю азотсодержащих соединений среди других полярных соединений и воды. Аналогично оценивали долю кислот (Tw с 18К6/ПВП), сложных эфиров по отношению к спиртам, кетонам (ДНФ/ПЭГ2000), долю кетонов, серосодержащих соединений относительно полярных (ТХ-100/ ПВП) и азотсодержащих (ТХ-100/ ПДЭГС), специфические соединения аромата, в том числе специи (ТОФО/ПВП) установлены некоторые особенности изменения состава анализируемых проб. Результаты представлены в таблице 4.

Таблица 4 — Соотношение сигналов х сенсоров в матрице для тестируемых проб (Аij ± 0,02)

* - значимые отличия содержания определенных классов соединений относительно контрольной пробы В случае группы сравнения «контроль — головы» значимые отличия зафиксированы только для группы азотосодержащих соединений. Противоположная картина наблюдается для группы сравнения «контроль — ноги». Незначимые отличия содержания определённых классов соединений относительно контрольной пробы зафиксированы для доли серусодержащих соединений относительно азотосодержащих, а также для сложных эфиров по отношению к спиртам, кетонам.

Выводы. При обосновании направлений использования голов и ног цыплят-бройлеров в производстве продуктов питания важным этапом является идентификация и количественная оценка ароматобразующих веществ в их составе.

Анализ показывает, что контрольная и опытные пробы не имеют значимых различий по ароматическим соединениям, кетонам и серуседержащим соединениям. Группа сравнения «контроль — ноги» также не имеет значимых различий по следующим группам соединений: кетоны, спирты, эфиры; азотседержащие соединения. Наибольшие различия с контрольным образцом зафиксированы для пробы «ноги цыплят-бройлеров», причем по содержанию влаги и азотсодержащих соединений этот образец превосходит и головы, и контрольный образец (основное сырье при переработке птицы).

Результаты показывают, что головы цыплят-бройлеров, подвергнутые гидротермической обработке под избыточным давлением, могут быть использованы для получения эмульгированных белково-жировых продуктов, в частности, паштетных масс, соответствующих продуктам из мяса птицы по сенсорометрическому профилю аромата, без дополнительного использования пищевых добавок.

Технология формирования потребительских свойств эмульгированных продуктов с использованием ног цыплят-бройлеров или продуктов их глубокой переработки с получением белковых препаратов должна предусматривать подбор соответствующих комплиментарных ингредиентов, предназначенных для целенаправленного проектирования эталонного аромата продукта.

• 1. Антипова Л. В. Использование вторичного сырья в технологических процессах птицеперерабатывающей промышленности / Л. В. Антипова, С. В. Полянских // Известия высших учебных заведений. Пищевая технология. 1998. № 2−3. С. 17−19.
• 2. Антипова Л. В. Технология и оборудование птицеперерабатывающего производства/ Л. В. Антипова, С. В. Полянских, А. А. Калачев.- СПб., 2009.
• 3. Бобылева Г. А. Состояние птицеводческого комплекса России и перспективы его развития [Текст] / Птица и птицепродукты. 2014. № 6. С.18−22.
• 4. ВП-П8−2332. Комплексная программа развития биотехнологий в Российской Федерации на период до 2020 года. Утв. Председателем Правительства Российской Федерации В. Путин 24 апреля 2012 г. № 1853-п-П8.
• 5. Глотова И. А. Переработка вторичных продуктов убоя птицы на основе интенсификации тепломассообменных процессов / И. А .Глотова, С. В. Шахов, А. Н. Литовкин // Международный журнал экспериментального образования. 2014. № 5−2. С. 129−130.
• 6. Кучменко Т. А. Инновационные решения в аналитическом контроле [Текст]: учеб. пособие / Т.А. Кучменко/ Воронеж. гос. технол. акад., ООО «СенТех». — Воронеж: 2009. 252 с.
• 7. Кучменко Т. А. Контроль качества и безопасности пищевых продуктов, сырья [Текст]: лабораторный практикум: учеб. пособие / Т. А. Кучменко, Р. П. Лисицкая, П. Т. Суханов, Ю. А. Асанова, Л.А. Харитонова/ Воронеж. гос. технол. акад., ООО «СенТех». — Воронеж, 2010. 116 с.
• 8. Кучменко Т. А. Химические сенсоры на основе пьезокварцевых микровесов. В монографии Проблемы аналитической химии. Т. 14/ Под ред. Ю. Г. Власова.- 2011. С.127−202.
• 9. Литовкин А. Н. Вторичные продукты убоя птицы как сырьё для функциональных препаратов животных белков / А. Н. Литовкин, И. А. Глотова, О. Ю. Кривцова // Современные наукоемкие технологии. 2014. № 5−1. С. 189.
• 10. Пасичный В. Н. Стабилизация вкуса и аромата продуктов питания/ В. Н. Пасичный [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://dspace.nuft.edu.ua/jspui/bitstream/123 456 789/10166/1/ST18.pdf
• 11. Рабочие материалы к стратегии развития биотехнологической отрасли промышленности до 2020 г. / Общество биотехнологов России; Союз предприятий биотехнологической отрасли. — М., 2009. — 85 с.
• 12. Сусь Е. Б. Система безотходной переработки сырья животного происхождения / Е. Б. Сусь, А. С. Любушкина // Мясная индустрия. 2016. № 3. С. 34−36.