Produkcja i badanie cech jakościowych steków restrukturyzowanych z drobnego mięsa wołowego (część III)

Produkcja i badanie cech jakościowych steków restrukturyzowanych
z drobnego mięsa wołowego

(część III)

 

WYKONAWCY*

mgr inż. Julia Bogdanowicz

Czas realizacji badań: marzec 2011 – marzec 2014

Cel: Zbadanie wpływu stopnia rozdrobnienia farszu mięsnego użytego do produkcji steków restrukturyzowanych na wydajność ich obróbki cieplnej, ocenę instrumentalną tekstury oraz ocenę organoleptyczną

Postawione i udowodnione hipotezy: Istnieje zmienność cech sensorycznych, siły związania plastra
oraz wydajności obróbki cieplnej steków restrukturyzowanych z drobnego mięsa wołowego, w zależności od zawartości tłuszczu, stopnia rozdrobnienia oraz rodzaju i stężenia dodatku wiążącego.

Dla kogo: producenci mięsa/rolnicy - potrzebne narzędzia marketingowe, które stymulowałyby wzrost popytu na mięso wołowe produkowane w Polsce,

zakłady przetwórcze - potrzebne rozwiązania, jak efektywnie zagospodarować mięso wołowe o niskiej przydatności kulinarnej,

konsumenci – pokrycie rosnącego zapotrzebowania na innowacyjne produkty, łatwe w przygotowaniu, atrakcyjne pod względem sensorycznym i cenowym.

* Merytoryczna koncepcja układu badań oraz nadzór nad realizacją zadania w okresie
marzec 2011 - marzec 2013 - prof. dr hab. inż. Marek Cierach

Rozdrabnianie jest jednym z podstawowych procesów jednostkowych stosowanych w przemyśle mięsnym. Prowadzi ono bezpośrednio do zmniejszenia wymiarów liniowych surowca z jednoczesnym zwiększeniem się jego powierzchni. Urządzenia stosowane do rozdrabniania są bardzo różnorodne, a wybór tego właściwego uzależniony jest przede wszystkim od stopnia rozdrobnienia surowca jaki zamierzamy uzyskać. Najczęściej stosowanymi
do rozdrabniania mięsa narzędziami ręcznymi są noże, tasaki, piły, natomiast urządzeniami mechanicznymi – krajalnice, kostkownice, wilki, kutry i młynki koloidalne.

Technologia restrukturyzacji mięsa we wstępnej fazie również obejmuje rozdrabnianie surowca,
przy czym bardzo różne mogą być tutaj zarówno techniki rozdrabniania jak i postać surowca, którą finalnie
się uzyskuje.  Powszechną techniką rozdrabniania w technologii restrukturyzacji jest mielenie przy użyciu sit o różnej średnicy oczek np. 2, 3, 5, 8, 10, 13, 16, 20, 25 mm [Nielsen i in. 1995, Moiseev i Cornforth 1997, Tsai i in. 1998, Boles i Shand 1999, Pietrasik i Li-Chan 2002, Reverte i in. 2003, Carballo i in. 2006, Librelotto i in. 2009, Moreno i in. 2010, Anandh i in. 2011]. Często stosuje się także rozdrabnianie mięsa przy użyciu tzw. przednoża (szarpaka) [Flores i in. 2007, Pojedinec i in. 2011] lub krojenie mięsa w sześciany/prostopadłościany o różnych wymiarach [Kuraishi i in. 1997, Jime´nez Colmenero i in. 2003, Serrano i in. 2004, Dimitrakopoulou i in. 2005, Hong i Chin 2010, Cofrades i in. 2011, Malav i in. 2013]. Niekiedy mięso przeznaczone do restrukturyzacji może być też płatkowane [Berry i Binger 1996, Boles i Shand 1998], rzadziej homogenizowane [Moreno i in. 2010].

Dla technologii restrukturyzacji, metoda i stopień rozdrobnienia mięsa mają dwojakie znacznie. Z jednej strony silne rozdrobnienie sprzyja rozwinięciu powierzchni surowca, naruszając struktury tkankowe ułatwia dostęp dodatków wiążących do białek mięsa, zwiększając możliwość ich wzajemnego reagowania. Z drugiej jednak strony nadmierne rozdrobnienie i naruszenie struktur wewnętrznych tkanki, może powodować zwiększenie ubytków masy w formie wycieku soku mięsnego. Oprócz tego, zgodnie w nadrzędnym założeniem technologii restrukturyzacji, produkt restrukturyzowany powinien przypominać analog wytworzony z wysokojakościowych klas mięsa,
a zatem stek restrukturyzowany także powinien w jak największym stopniu przypominać stek z całego mięśnia.

Z powyższych względów, jednym z aspektów przeprowadzonego doświadczenia było zbadanie, w jaki sposób stopień rozdrobnienia farszu mięsnego użytego do produkcji steków restrukturyzowanych, wpływa na wydajność
ich obróbki cieplnej, ocenę instrumentalną tekstury oraz postrzeganie cech sensorycznych w ocenie organoleptycznej. Do produkcji steków restrukturyzowanych użyto farszu przygotowanego poprzez rozdrabnianie
na sitach o zróżnicowanej średnicy: Ø 5mm, Ø 13mm, Ø 30mm (szarpak). 

W tabeli 1 zostały przedstawione wyniki dotyczące wartości pH oraz średniego udziału [%] wody, białka
i tłuszczu w mięsie użytym do produkcji steków restrukturyzowanych, z uwzględnieniem podziału na partie różniące się stopniem rozdrobnienia.

Tabela 1

Średnia udział wody, białka i tłuszczu [%] oraz wartość pH mięsa użytego do produkcji steków restrukturyzowanych,
w zależności od stopnia rozdrobnienia farszu

Stopień rozdrobnienia farszu mięsnego

[mm]

Wyróżnik

Wartość pH

Woda

[%]

Białko

[%]

Tłuszcz

[%]

5

 

5,70 A

71,15 A

20,53 A

7,20 A

SD

0,15

3,51

0,98

4,23

V [%]

2,55

4,94

4,75

58,71

13

 

5,74 A

71,52 A

20,60 A

6,81 A

SD

0,14

3,44

0,79

3,60

V [%]

2,47

4,82

3,84

52,81

30

 

5,72 A

71,03 A

20,47 A

7,47 A

SD

0,11

3,68

0,99

3,90

V [%]

1,91

5,18

4,83

52,18

A, B - wartości średnie oznaczone różnymi literami w kolumnach różnią się istotnie przy p≤0,05

 

Średni udział wody w farszu mięsnym użytym do produkcji steków wahał się w zakresie 71,03-71,52%
i dla poszczególnych kategorii rozdrobnienia (Ø 5mm, Ø 13mm, Ø 30mm) nie było istotnych statystycznie różnic
w zawartości tego składnika. Udział tłuszczu w farszu mięsnym zmieniał się odwrotnie proporcjonalnie do udziału wody i wahał się w wąskim zakresie 6,81-7,47%. W tym przypadku również nie było istotnych statystycznie różnic między farszami o różnym rozdrobnieniu. Udział białka w farszu wahał się w wąskim zakresie 20,47-20,60%
i nie wykazano istotnych statystycznie różnic pomiędzy farszami o różnym rozdrobnieniu. W oparciu o uzyskane wyniki można zatem stwierdzić, że surowiec użyty do produkcji steków był jednorodny pod względem składu chemicznego, a zawartości poszczególnych składników są zgodne z danymi literaturowymi dotyczącymi składu chemicznego mięsa wołowego [Litwińczuk i in. 2004, Olszewski 2007, Pisula i Piospiech 2011].

Wartość pH farszu mięsnego wahała się w bardzo wąskim zakresie 5,72-5,74. Dlatego nie odnotowano istotnych statystycznie różnic w wartościach pH pomiędzy poszczególnymi farszami różniącymi się rozdrobnieniem,
a więc surowiec użyty do produkcji steków był jednorodny pod względem wartości pH. Na podstawie uzyskanych wyników można też stwierdzić, że mięso miało cechy mięsa normalnego, bez odchyleń jakościowych, nie było obarczone wadą typu DFD oraz że proces przemian poubojowych w  mięsie przebiegał prawidłowo.

Tabela 2

Wielkości ubytków masy powstających podczas obróbki cieplnej steków restrukturyzowanych [%] oraz wartości maksymalnej
siły F max [N] odnotowanej podczas testu zrywania steków restrukturyzowanych, w zależności od stopnia rozdrobnienia farszu użytego do ich produkcji

Stopień rozdrobnienia farszu mięsnego

[mm]

Wyróżnik

Ubytek  masy [%]

F max [N]

5

 

28,86 A

10,81 A

SD

5,40

5,51

V [%]

18,37

51,00

13

 

30,00 B

12,65 B

SD

5,28

5,94

V [%]

17,60

46,95

30

 

30,83 C

11,84 B

SD

4,70

7,09

V [%]

15,24

59,92

A, B, C - wartości średnie oznaczone różnymi literami w kolumnach różnią się istotnie przy p≤0,05

Stopień rozdrobnienia farszu użytego do produkcji steków miał  istotny wpływ na wielkości ubytków masy podczas ich obróbki cieplnej. Średni procentowy ubytek masy steków podczas obróbki cieplnej, zmniejszał się istotnie w miarę wzrostu stopnia rozdrobnienia farszu mięsnego i wyniósł odpowiednio: dla steków
o rozdrobnieniu Ø 5mm – 28,86%, Ø 13mm – 30,00%, Ø 30mm – 30,83 (tab. 2). Prawdopodobną przyczyną tego zjawiska było rozwinięcie powierzchni surowca na skutek rozdrabniania i lepsze przereagowanie dodatków wiążących użytych do restrukturyzacji z białkami mięsa. Możliwe, że bardziej skutecznie zachodziły tutaj reakcje sieciowania i żelowania, w związku z czym większa ilość wody została zatrzymana w wyrobie, mimo denaturacji cieplnej białek mięśniowych pod wpływem obróbki cieplnej.

Stopień rozdrobnienia farszu mięsnego miał również istotny wpływ na wartość maksymalnej siły (Fmax), odnotowanej podczas zrywania steków (tab. 2). Dla steków drobno rozdrobnionych (Ø 5mm) średnia wartość Fmax była statystycznie istotnie niższa w porównaniu do wartości Fmax dla steków średnio i grubo rozdrobnionych
(Ø 13mm i Ø 30mm), co oznacza, że steki te były słabiej związane. Siła potrzebna zerwania struktury steków jest wypadkową dwóch cech: zdolności wiązania cząstek mięsa (woda + czynnik wiążący) oraz wielkości cząstek  mięsa.
Z uzyskanych danych wynika, że wielkość cząstek jest czynnikiem dominującym.

Ocena organoleptyczna związania steku wykazała jednak wyniki rozbieżnie z wynikami oceny instrumentalnej. Parametr związania steku wykazał wprawdzie istotną zależność od stopnia rozdrobnienia farszu mięsnego,
ale w ocenie organoleptycznej jako najlepiej związane ocenione zostały steki drobno rozdrobnione (Ø 5mm). Średnie noty punktowe obrazujące związanie steku kształtowały się następująco: 7,72 pkt – steki drobno rozdrobnione
(Ø 5mm), 7,44 pkt – steki średnio rozdrobnione (Ø 13mm), 6,51 – steki grubo rozdrobnione (Ø 30mm) i wartości
te statystycznie różniły się (tab. 3).

Parametry oceniane organoleptycznie takie jak konsystencja, soczystość, barwa oraz pożądalność ogólna, również wykazały istotną zależność od stopnia rozdrobnienia farszu mięsnego użytego do wytwarzania steków.

Konsystencja steków została oceniona bardzo podobnie jak ich związanie. Najwyższą notę 6,85pkt
za konsystencję uzyskały steki drobno rozdrobnione (Ø 5mm). Steki średnio rozdrobnione (Ø 13mm) uzyskały
w tej kategorii notę 6,09pkt, a steki grubo rozdrobnione (Ø 30mm) – 5,76pkt. Wszystkie noty statystycznie różniły
się między sobą (tab. 3).

Soczystość steków okazała się najlepsza w przypadku steków grubo rozdrobnionych (Ø 30mm), uzyskana
przez nie nota 6,49pkt była statystycznie istotnie wyższa od pozostałych (tab. 3).

Tabela 3
Noty uzyskane w ocenie organoleptycznej steków restrukturyzowanych, w zależności od stopnia rozdrobnienia farszu użytego
do ich produkcji

Stopień rozdrobnienia farszu mięsnego

[mm]

Oceniany parametr [pkt]

Związanie

Konsystencja

Soczystość

Smakowitość

Barwa

Pożądalność ogólna

5

 

7,72 A

6,85 A

5,90 A

6,01 A

6,73 A

7,08 A

SD

1,00

1,34

1,34

1,69

1,58

0,91

V [%]

13,00

19,61

22,72

28,03

23,47

12,85

13

 

7,44 B

6,09 B

6,04 A

6,02 A

5,80 B

6,85 B

SD

1,00

1,11

1,17

1,08

1,49

0,82

V [%]

13,30

18,15

19,41

17,93

25,69

11,99

30

 

6,51 C

5,76 C

6,49 B

6,13 A

5,57 C

6,35 C

SD

1,98

1,69

1,44

1,32

1,67

1,40

V [%]

30,43

29,32

22,10

21,59

30,04

22,09

A, B, C - wartości średnie oznaczone różnymi literami w kolumnach różnią się istotnie przy p≤0,05

 

Barwa została oceniona najlepiej w przypadku steków drobno rozdrobnionych (Ø 5mm) – 6,73pkt, następnie steków średnio rozdrobnionych (Ø 13mm) – 5,80pkt, a najgorzej w przypadku steków grubo rozdrobnionych
(Ø 30mm). Różnice te we wszystkich przypadkach były statystycznie istotne (tab. 3). Prawdopodobną przyczyną takiej oceny jest fakt, że przy większym rozdrobnieniu barwa steków była bardziej wyrównana i jednorodna, cząstki mięsa były bardzo drobne i dokładnie wymieszane, barwa powierzchni steku jest wówczas bardziej jednolita. Natomiast w przypadku steków grubo rozdrobnionych duże cząstki mięsa po przeprowadzeniu obróbki cieplnej mogły różnić się między sobą barwą, jedne bardzo jasne, inne bardzo ciemne, co skutkowało brakiem jednorodności barwy steku. Najwyraźniej efekt taki był źle postrzegany przez uczestników panelu oceniającego.

Parametr smakowitości, jako jedyny z parametrów oceny organoleptycznej, nie był uzależniony od stopnia rozdrobnienia farszu. Smakowitość wszystkich steków została oceniona jednakowo w przedziale punktowym
6,01-6,13pkt (tab.3). Stopień rozdrobnienia nie wpływał zatem w żadnym stopniu na odczucie smakowitości.

Pożądalność ogólna została oceniona najwyżej w przypadku steków drobno rozdrobnionych (Ø 5mm)
na 7,08pkt, najniżej w przypadku steków grubo rozdrobnionych (Ø 30mm) na 6,35pkt. Steki średnio rozdrobnione uklasowały się po środku z notą 6,85 pkt. Powyższe wielkości różniły się statystycznie (tab. 3). 

 

Wnioski:

  1. Z przeprowadzonego doświadczenia wynika, że na walory sensoryczne wołowych steków restrukturyzowanych oraz na wydajność ich obróbki cieplnej, wpływają czynniki związane z recepturą produkcji m.in. stopień rozdrobnienia farszu mięsnego.
  2. Najniższe ubytki masy podczas obróbki cieplnej miały steki drobno rozdrobnione, najwyższe – steki grubo rozdrobnione. Taka sama zależność wystąpiła w przypadku not za konsystencję oraz barwę oraz pożądalność ogólną. Steki grubo rozdrobnione zostały ocenione najlepiej jedynie pod kątem soczystości.
  3. Rozdrobnienie steków nie miało wpływu na odbiór ich smakowitości.
  4. Steki o średnim rozdrobnieniu wypadły najmniej korzystnie w większości porównań, jedynie ich związanie nie odbiegało znacząco od pozostałych wariantów.

 

Literatura:

  1. Anandh M.A., Radha K., Venkatachalapathy R.T., Lakshmanan V., 2011. Quality and acceptability
    of restructured buffalo meat rolls in refrigerated storage.
    World J. Dairy Food Sci., 6 (2): 207-211.
  2. Berry B.W., Bigner M.E., 1996. Use of carrageenan and konjac flour gel in low-fat restructured pork nuggets. Food Res. Int., 29 (3-4): 355-362.
  3. Boles J.A., Shand P.J., 1998. Effect of comminution method and raw binder system in restructured beef. Meat Sci., 49 (3): 297-307.
  4. Boles J.A., Shand P.J., 1999. Effects of raw binder system, meat cut and prior freezing on restructured beef. Meat Sci., 53(4): 233-239.
  5. Carballo J., Ayo J., Jime´nez Colmenero F., 2006. Microbial transglutaminase and caseinate as cold set binders: Influence of meat species and chilling storage. LWT-Food Sci. Technol., 39 (6): 692-699.
  6. Cofrades S., López-López I., Ruiz-Capillas C., Triki M., Jiménez-Colmenero F., 2011. Quality characteristics
    of low-salt restructured poultry with microbial transglutaminase and seaweed.
    Meat Sci., 87(4): 373-380.
  7. Dimitrakopoulou M.A., Ambrosiadis J.A., Zetou F.K., Bloukas J.G., 2005. Effect of salt and transglutaminase (TG) level and processing conditions on quality characteristics of phosphate-free, cooked, restructured pork shoulder. Meat Sci., 70(4): 743-749.
  8. Flores N.C., Boyle E.A.E., Kastner C.L., 2007. Instrumental and consumer evaluation of pork restructured with activa TM or with fibrimex TM formulated with and without phosphate. LWT-Food Sci. Technol., 40 (1):
    179-185.
  9. Hong G.P., Chin K.B., 2010. Effects of microbial transglutaminase and sodium alginate on cold-set gelation
    of porcine myofibrillar protein with various salt levels
    . Food Hydrocolloid., 24 (4): 444-451.
  10. Jime´nez Colmenero F., Serrano A., Ayo J., Solas M.T., Cofrades S., J. Carballo J., 2003. Physicochemical
    and sensory characteristics of restructured beef steak with added walnuts.
    Meat Sci., 65(4): 1391-1397.
  11. Kuraishi C., Sakamoto J., Yamazaki K., Susa Y., Kuhara C., Soeda T., 1997. Production of restructured meat using microbial transglutaminase without salt or cooking.  J. Food Sci., 62 (3): 488-515.
  12.  Librelotto J., Bastida S., Zulim-Botega D., Jiménez-Colmenero F., Sánchez-Muniz F.J., 2009. Effect of long frozen storage on the formation of triglyceride alteration compounds of pan-fried functional restructured beef steaks. Meat Sci., 81(4): 726-730.
  13. Litwińczuk Z., Litwińczuk A., Barłowska J., Florek M., 2004. Surowce zwierzęce. Ocena i wykorzystanie. PWRiL, Warszawa.
  14. Malav O.P., Sharma B.D., Talukder S., Kumar R.R., 2013.  Economics of preparation of restructured chicken meat blocks extended with different vegetative extenders. J. Food Process. Technol., 4 (12): 282.
  15. Moiseev I.V., Cornforth D.P., 1997. Sodium hydroxide and sodium tripolyphosphate effects on bind  strength and sensory characteristics of restructured beef rolls. Meat Sci., 45 (1): 53-60.
  16. Moreno H.M., Carballo J., Borderías A.J., 2010. Use of microbial transglutaminase and sodium alginate in the preparation of restructuredfish models using cold gelation: Effect of frozen storage. IFSET, 11 (2): 394-400.
  17. Nielsen G.S., Petersenb B.R., Møller A.J., 1995. Impact of salt, phosphate and temperature on the effect
    of a transglutaminase (F XIIIa) on the texture of restructured meat
    . Meat Sci., 41 (3): 293-299.
  18. Olszewski A., 2007. Technologia przetwórstwa mięsa. WN-T, Warszawa.
  19. Pietrasik Z., Li-Chan E.C.Y., 2002. Binding and textural properties of beef gels as affected by protein,
    κ-carrageenan and microbial transglutaminase addition.
    Food Res. Int., 35 (1): 91-98.
  20. Pisula A., Pospiech E., 2011. Mięso – podstawy nauki i technologii. Wyd. SGGW, Warszawa.
  21. Pojedinec S.L., Slider S.D., Kenney P.B., Head M.K., Jittinandana S., Henning W.R., 2011. Carcass maturity
    and dicationic salts affect preblended, low-fat, low-sodium restructured beef.
    Meat Sci., 88(1): 122-127.
  22. Reverte D., Xiong Y.L., Moody W.G., 2003. Properties of restructured beef steaks from forage- and grain-fed cattle as affected by antioxidant and flavoring agents. Meat Sci., 65 (1): 539-546.
  23. Serrano A., Cofrades S., Jime´nez Colmenero F., 2004. Transglutaminase as binding agent in fresh restructured beef steak with added walnuts. Food Chem., 85 (3): 423-429.
  24. Tsai S.J., Unklesbay N., Unklesbay K., Clarke A., 1998. Water and absorptive properties of restructured beef products with five binders at four isothermal temperatures. Lebensm. Wiss. u. Technol., 31: 78-83.
Undefined

Partnerzy projektu

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Rozwoju Regionalnego
w ramach Programu Operacyjnego Innowacyjna Gospodarka