Обработка в автоклаве — это метод консервирования пищевых продуктов путем их нагревания в герметичных контейнерах, таких как консервные банки, стеклянные баночки и пакеты для стерилизации в автоклаве. В этом исследовании изучалось влияние обработки в автоклаве на качество говядины, приготовленной на гриле в пакетах для стерилизации в автоклаве, с точки зрения микробиологических, физико-химических и сенсорных свойств.
Готовую к употреблению говядину на гриле подвергали термической обработке при различных значениях Fo (установка для стерилизации) при температуре 121°C. Перед термообработкой говядину мариновали и готовили на гриле при температуре 200°C в течение 20 минут. Затем наполненные и запечатанные пакеты были подвергнуты термообработке для оптимизации значения теплопроводности при температуре процесса. В качестве контрольного образца использовали говядину, приготовленную на гриле без термообработки. Оценивалось влияние различных значений Fo на микробиологические (TPC, дрожжи и плесень, Ecoli, кишечная палочка. Сальмонелла и золотистый стафилококк) показатели на ощупь и физико-химические свойства.
Результаты микробиологического анализа показали, что при всех тестируемых значениях температуры роста бактерий не наблюдается. Наибольшая оценка на вкус была получена у продукта, обработанного при температуре 121°C, при общей приемлемости продукта.
При анализе влажности установлено, что с увеличением значения Fo содержание влаги уменьшается. Говядина, приготовленная на гриле в автоклаве, имеет значительно более низкие значения L*, a* и b* по мере увеличения значения Fo. Сделан вывод, что говяжий продукт, приготовленный на гриле при температуре Fo 121 °C, имел приемлемые микробиологические показатели, наивысшую органолептическую оценку и приемлемые физико-химические характеристики.
Ключевые слова: автоклавная обработка, говядина на гриле, ретортные пакеты, готовые к употреблению, значения Fо.
Вступление
Автоклавная обработка считается одним из наиболее эффективных методов консервирования пищевых продуктов. Автоклавная обработка — это метод консервирования пищевых продуктов в герметично закрытых контейнерах. Этот процесс включает в себя помещение продукта в пакет, банку или другой герметичный контейнер, а затем обработку паром или водой под высоким давлением, в результате чего продукт нагревается до высокой температуры.
Автоклавная обработка широко используется в пищевой промышленности для консервирования широкого спектра пищевых продуктов, включая мясо, морепродукты, овощи и супы. Температура обычно колеблется между 110 и 121 °C в зависимости от приложенного давления и свойств продукта.
Эффективный термический процесс может быть разработан путем изменения уровня стерильности с использованием различных временных интервалов и температур. Тем не менее, термические условия могут влиять на вкус, внешний вид и питательные свойства, а также на биологическую активность конечных продуктов. Поэтому необходимо определить оптимальные условия для обеспечения безопасности, внешнего вида и вкуса каждого продукта.
Значение Fo является показателем летальности или стерилизующего эффекта процесса стерилизации. Это единица измерения, используемая для обозначения количества времени, необходимого для достижения определенного уровня уничтожения микробов в конкретном пищевом продукте при определенной температуре. Значение Fo является важным параметром в процессе стерилизации, поскольку оно гарантирует коммерческую стерильность продукта и его безопасность для употребления в пищу. Он также используется для определения минимального времени обработки и температуры, необходимых для достижения определенного уровня уничтожения микробов, что может помочь оптимизировать процесс стерилизации и свести к минимуму влияние на вкусовые качества и питательную ценность продукта.
В России обработка в автоклавах с использованием пакетов в качестве упаковочного материала набирает популярность по сравнению с металлическими контейнерами благодаря своим уникальным преимуществам. Различные исследования продемонстрировали техническую и коммерческую целесообразность использования реторт пакетов для термической обработки. Эти пакеты обладают многочисленными преимуществами, в том числе повышенной устойчивостью при хранении, уменьшенным весом и объемом для хранения, простотой открывания и приготовления, а также улучшенным качеством благодаря минимальному тепловому воздействию.
Кроме того, пакеты-реторты требуют меньше тепла по сравнению с банками для достижения стерильности в промышленных условиях, что сокращает время приготовления и энергозатраты.
Готовые к употреблению продукты питания — это любые продукты, которые были приготовлены и упакованы для немедленного употребления без какой-либо дополнительной обработки. Эти продукты, как правило, полностью приготовлены или обработаны и могут употребляться в пищу прямо из упаковки или после минимального разогрева, например, в микроволновой печи или духовке. Спрос на удобные пищевые продукты растет как в развитых, так и в развивающихся странах. Потребители все чаще ищут высококачественные и удобные варианты питания, что привело к резкому росту коммерческого производства продуктов RTE.
Продукты RTE становятся все более популярными, поскольку они удобны и экономят время, что делает их популярным выбором для занятых людей, студентов и тех, у кого нет доступа к кухонным принадлежностям. Говядина является важным компонентом рациона питания потребителей во всем мире, особенно в европейских странах, и занимает третье место по популярности среди видов мяса после свинины и птицы. Говядина отличается высокой питательной ценностью и исключительными органолептическими свойствами. Это ценный источник белка, экзогенных аминокислот и микроэлементов, важных для здоровья человека, таких как селен, цинк, фосфор, биодоступное железо и витамин В12. Приготовление говядины к употреблению обычно включает в себя ту или иную форму термической обработки, которая развивалась на протяжении многих лет и включает в себя такие технологии, как приготовление в холодильнике, приготовление на гриле, омический нагрев, упаковку с использованием лазера и многое другое.
Приготовление на гриле, в частности, вызывает все больший интерес как термический процесс, в котором используются температуры, превышающие 150 °C, за счет теплопроводности и прямой/лучистой теплопередачи (Jezek et al., 2020). Более того, несколько исследователей сообщили о применении различных видов гриля для приготовления мясных продуктов. Нам сообщили о термической обработке продуктов из говядины и птицы в ретортных пакетах. В исследованиях продукты с карри из мяса RTE были упакованы в ретортные пакеты. В их случае продукт был превосходным по всем органолептическим показателям, и был сделан вывод, что продукт из козлятины в стиле четтинад, выдержанный в течение 12,1 мин, имел приемлемые органолептические характеристики.
Хотя несколько исследователей ранее изучали процесс переработки говядины и продуктов из птицы в автоклаве, информации, связанной с физико-химической, микробиологической и сенсорной оценкой говядины, приготовленной на гриле, с различной пищевой ценностью, по-прежнему было недостаточно. Отсюда и нынешняя вкусовая привлекательность говядины, приготовленной на гриле.
Материал и методы стерилизации
Исследования по приготовлению говядины на гриле были проведены с целью оценки физико-химических свойств, и высококачественная говядина была закуплена на предприятии NNM Food Industries Sdn. Bhd. расположенном в Муаре, Джохор. Затем говядину мариновали и готовили на гриле при температуре 200°C в течение 20 минут перед упаковкой. Около 250 г говядины, приготовленной на гриле, были упакованы в пакеты-реторты и запечатаны под вакуумом.
Необходимое количество ретортных мешочков было закреплено с помощью сальников и термопар, а наконечник термопары был вставлен в говядину, приготовленную на гриле. Запечатанные пакеты были подвергнуты автоклавной обработке с различными параметрами. В качестве контрольных образцов были взяты образцы говядины, приготовленной на гриле без автоклавной обработки.
Автоклавная обработка говядины, приготовленной на гриле
Автоклавная обработка говядины, приготовленной на гриле, проводилась в горизонтальной реторте с погружением в воду (модель H60, тип C50, Toyo Seikan Kaisha LTD), расположенной в Научно-исследовательском центре пищевой науки и технологий Малазийского института сельскохозяйственных исследований и разработок (MARDI), Серданг, Селангор. Говядина, приготовленная на гриле, была упакована в пакеты-реторты розничного размера размером 130 х 170 мм. Пакеты-реторты в настоящем исследовании были обработаны при различных значениях Fo 8, 10 и 12 и температуре 121 °C.
В три пакета были вставлены три термопары, которые были подключены к регистратору температуры ELLAB (модель CTF 84). Этот регистратор автоматически преобразует полученные данные о проникновении тепла непосредственно в значение температуры. Ломтики говядины одинакового размера вставляли на одинаковую глубину в каждую из термопар, и пакет наполняли до требуемого веса в 250 г. Затем пакеты помещали в отдельные отсеки в лотках-ретортах, и продукт подвергали термической обработке при температуре 121°C для достижения коммерческой стерильности, исходя из наименьшего значения стерильности, полученного с помощью одной из термопар. Заполненные пакетики укладывали на лоток и загружали в автоклав.
Термическая обработка проводилась для достижения различных значений температуры. После достижения требуемого значения температуры температура продукта была снижена до 50-55 °C путем охлаждения под давлением (сжатым воздухом и водой) в течение 4-5 минут. Охлажденные пакеты вытирали насухо и проверяли на наличие визуальных дефектов. Результаты измерения термопары (данные о времени и температуре) анализировали с помощью компьютера. Данные о проникновении тепла были нанесены на полулогарифмическую бумагу с разницей температур (температура автоклава — температура холодного места) в логарифмической зависимости от времени.
Микробиологический анализ
При проведении микробиологического анализа 10 г образцов говядины, приготовленной на гриле, в асептических условиях извлекали из упаковки в стерильный пакет для стерилизации, смешивали с 90 мл пептонного раствора (Oxoid, Великобритания) и гомогенизировали в течение 1 минуты в стерильном мешке для стерилизации (Stomacher, Seward 400, Великобритания). Затем перед нанесением покрытия проводили последовательное разбавление от 101 до 105 с использованием пептонного раствора.
Для анализа общего количества пластинок (TPC) использовали метод наливных пластинок с использованием следующих сред и условий культивирования: пластинчатый агар (PCA) (Oxoid, Великобритания) инкубировали при 35°C в течение 48 ± 2 часов.
Для определения количества дрожжей и плесени, а также анализа на золотистый стафилококк использовали метод spread plate с использованием следующих питательных сред и условий культивирования: картофельно-декстрозный агар (PDA) (Oxoid, Великобритания) с добавлением 10% винной кислоты, инкубированный при 32°C в течение 48 ± 2 ч, и агар Бэйрда Паркера (BPA). (Oxoid, Великобритания) с добавлением теллуритовой эмульсии яичного желтка инкубировали при температуре 37°C в течение 48 ± 2 ч соответственно.
Для колиформных бактерий и Escherichia coli все подсчеты проводили с использованием 3-метровой петрифильмы (3M, США), инкубированной при 37°C в течение 48 ± 2 часов. После инкубации колонии подсчитывали и результаты представляли в виде единиц колониеобразования (КОЕ) на г образца.
Для анализа на сальмонеллу около 25 г образцов помещали в стерильный пластиковый пакет, содержащий 225 мл стерильной забуференной пептонной воды (BPW) (Merck, Германия) в качестве разбавителя, и встряхивали в течение 2 минут. Затем разбавитель инкубировали при температуре 37°C в течение 24 ± 2 ч для предварительного обогащения. Предварительно обогащенные образцы объемом 1 мл и 0,1 мл были помещены в 9 мл бульона для обогащения селенита цистином (SC) (Merck, Германия) и 9,9 мл раствора Раппапорта-Вассилиадиса (RV) (Merck, Германия) и инкубировались при 37°C и 42°C, соответственно, в течение 24 ± 2 часов. После обогащения по одной петле бульонных культур RV и SC высевали на ксилозолизин-дезоксихолат-агар (XLD) (Merck, Германия), ксилозолизин-тергитол-4-агар (XLT-4) (Oxoid, Великобритания) и рамбах-агар (RB) (Merck, Германия), затем инкубировали при 37°C от 24 до 48 часов ± 2 часа. Изолированные колонии, которые показали типичные реакции (XLD и XLT-4; темно-красные колонии с черной серединкой, RB; ярко-красные колонии) в соответствии с инструкцией производителя были расценены как предполагаемый признак сальмонеллы.
Анализ цвета
Измерение цвета проводилось с помощью хромаметра (CR 400 Minolta). Кусок говядины, приготовленный на гриле, помещали над источником света и накрывали перевернутой черной чашкой, поставляемой с оборудованием, и записывали значения L*, a*, b* после обработки. Для каждой полоски снимали пять показаний и рассчитывали средние значения. Значения приведены с использованием стандартных значений (краснота) и b* (желтизна).
Система определения влажности Hunter L*a*b*. В этой системе координат L*, a* и b* относятся к трем осям системы: оси яркости (белый – черный, L*) и двум осям, представляющим как оттенок, так и цветность, одну красно-зеленую (a*) и другую сине-желтую (b*). Цвет выражали как L* (яркость), a* Содержание влаги в говядине, приготовленной на гриле, анализировали с помощью инфракрасного анализатора влажности (MA 35, Sartorius Lab Instruments GmbH & Co. KG). Образец помещали на алюминиевую посуду и тестировали в соответствии с инструкциями производителя. Поддон для образцов или контейнер инфракрасного анализатора влажности открывали и помещали в него взвешенный образец. Контейнер надежно закрывали и запускали процесс сушки с использованием анализатора влажности. Галогенная лампа в приборе испускает инфракрасное излучение, которое нагревает образец и испаряет влагу. Прибор непрерывно измеряет потерю веса образца по мере испарения влаги.
После завершения анализа на дисплее прибора отобразилось содержание влаги в образце пищевого продукта. Была проведена оценка вкусовых качеств говядины, приготовленной на гриле, с точки зрения цвета, аромата, текстуры, вкуса и общей приемлемости. Для участия в оценке были приглашены тридцать пять неподготовленных экспертов в возрасте от 21 до 58 лет. Участники должны обладать хорошим здоровьем и быть некурящими. Оценка проводилась в Лаборатории сенсорики пищевых продуктов Научно-исследовательского центра пищевых технологий в Марди при комнатной температуре и при флуоресцентном освещении. Всем участникам были розданы салфетки и обычная вода на подносе. Затем каждый из образцов был подан им в пластиковых стаканчиках с трехзначными случайными номерами, обозначенными на них. Участники должны были прополоскать рот после каждой оценки перед следующей пробой. Затем участники должны были ответить на вопросы анкеты, в которой для каждого образца была указана 7-балльная гедонистическая шкала по указанному признаку.
Оценка основывалась на степени симпатии (шкала от 1 до 7), где 1 = «крайне не нравится», а 7 = «чрезвычайно нравится». Образцы со средними показателями общей приемлемости более 5,00 были признаны приемлемыми. Анализ данных Весь анализ проводился в трех экземплярах. Данные были проанализированы статистически с использованием программного обеспечения SAS для выявления стандартных отклонений и существенных различий между образцами.
Результаты и обсуждение
В настоящем исследовании говядина, приготовленная на гриле, была обработана с различными значениями Fo 8, 10 и 12, и это соответствовало рекомендуемому значению Fo для мясных продуктов, которое составляло от 8 до 20 (Frott and Lewis, 1994). Раджкумар и др. (2010) также указали, что карри из козлятины в стиле Четтинад, традиционное блюдо индийской кухни, имеет коэффициент Fo 12,1.Аналогично, Manzoor и др. (2017) традиционный мясной продукт «Роган Джош» подвергли обработке в реторте при температуре 121°C с использованием значений F0 в диапазоне от 7 до 11.
Наши исследования также совпадают с результатами исследования Ranganna (2000), который сообщил, что значения температуры между 8 и 12 минутами подходят для мясных продуктов. Гопал и др. (2001) сообщили о значениях Fo, равных 6,56 и 8,43, в рыбном карри по-керальски, а Шанкар и др. (2002) зафиксировали значение Fo, равное 11,5 мин, в рыбном карри seer, прошедшем термическую обработку.
Общее количество пластинок, дрожжей, плесени, Эколи, кишечной палочки. Сальмонеллы и золотистый стафилококк были проанализированы после обработки в автоклаве. Ни в одном образце с различными значениями Fo не наблюдалось роста микроорганизмов.Этот результат показал, что при соблюдении рекомендованных параметров термической обработки говядина, приготовленная на гриле, была стерилизована в промышленных условиях.
Кроме того, количество микробов в говядине, приготовленной на гриле, перед термической обработкой составило 2,2 х 103, что соответствует общему количеству тарелок. Отсутствие микробиологических показателей, наблюдавшихся после процесса стерилизации говядины, приготовленной на гриле, подтвердило эффективность процесса стерилизации в снижении микробной нагрузки на продукт. Как и в случае с карри из свинины, образцы подвергли термообработке при температуре 121°С, и при температуре Fo 11.81 не было выявлено увеличения общего количества бактерий, включая E.coli, Salmonella spp., Clostridium spp. и Staphylococci spp., в течение периода хранения (Girish et al., 2018). Шах и др. (2017) также сообщили, что после обработки Рогана Джоша в автоклаве при температуре 121°С и температуре от 7 до 11°С микроорганизмов обнаружено не было.
В другом исследовании, проведенном Раджкумаром и соавторами (2010), было определено общее количество жизнеспособных, анаэробных, колиформных, стафилококковых, стрептококковых, клостридиальных бактерий, а также дрожжей и плесени в карри из козлятины Четтинад, выдержанном в течение 12,1 мин, и показано, что продукт был коммерчески стерильным и после процесса ретортирования бактерии не появлялись. Для продуктов, которые должны храниться и продаваться в тропических условиях, рекомендуется использовать значение Fo 12-15 по сравнению со значением Fo 4-6 для стран с умеренным климатом.
Данное исследование показало, что данный термический процесс был достаточным для получения стерильных продуктов. На основании микробиологического исследования образцов было рекомендовано, чтобы срок годности продукта при соблюдении описанных выше условий упаковки и хранения составлял не менее 12 месяцев. Таким образом, можно сделать вывод, что говядина, приготовленная на гриле с различным содержанием жира, безопасна для употребления в пищу и соответствует стандартам промышленной стерилизации.
Анализ на сенсорные ощущения Обработка реторты может привести к изменению показателей анализа на сенсорные ощущения. Считается, что среди ключевых органолептических показателей цвет, вкус и текстура оказывают сильное влияние на общую приемлемость мясных продуктов потребителями (Hadi et al., 2017). Говядина, приготовленная на гриле в мешочках для запекания, обработанная до трех различных значений жирности, была проанализирована по 7–балльной гедонистической шкале 35 полупрофессиональными экспертами.
Результаты исследования представлены на рисунке 2. Было установлено, что сенсорная оценка, данная экспертной комиссией за цвет продукта, составила 5,27, 5,33 и 5,53 балла для говядины, приготовленной на гриле, что соответствует 8, 10 и 12 баллам, соответственно. Что касается вкуса, то говядина, приготовленная на гриле, получила 5,37, 5,73 и 5,83 балла соответственно за 8, 10 и 12 баллов соответственно.