Классификация методов оценки свежести мясного сырья

УДК 637.073.051
Алейников А.Ф., Пальчикова И.Г.*, Чугуй Ю.В.*,
ГНУ СибФТИ Россельхозакадемии, Новосибирск,
* ФГБУН КТИ НП СО РАН, Новосибирск
КЛАССИФИКАЦИЯ МЕТОДОВ ОЦЕНКИ СВЕЖЕСТИ
МЯСНОГО СЫРЬЯ
Предложена классификация методов определения свежести мясного сырья по показателям групп PSE, DFD и NOR, включающая регламентированные методы (органолептический, химические, иммунопреципитационный, микроскопический, гистологический,
с использованием полиразмерной цепной реакции), аналитические методы (спектроскопия, реологические и газовые методы) и экспресс-методы (оптические и электрические).
Проведён сравнительный анализ этих методов с точки зрения достоверности и возможности реализации в виде портативного прибора с приемлемой для массового покупателя
ценой. Показаны преимущества и недостатки этих методов.
Ключевые слова: мясное сырьё, свежесть, методы.
Полноценное питание является одним из первостепенных обстоятельств, определяющих здоровье населения Российской Федерации.
Неполноценность питания вызвана, во-первых, неудовлетворительным
состоянием производства пищевых продуктов. Во-вторых, низкая покупательная способность значительной части населения России не
позволяет приобретать качественные полноценные продукты питания.
Кроме того, из-за отсутствия на рынке отечественных портативных
средств оценки качества продуктов с достаточно низкой ценой, покупатель не может оценить с помощью приборов-индикаторов интегральный показатель качества, например, свежесть приобретаемых
мясных продуктов. НИР проводится в соответствии с интеграционным
проектом СО РАН и СО Россельхозакадемии: «Разработать экспрессметод определения экологической безопасности, пищевой ценности и
адекватности мясного сырья».
Цель работы: выявить методы оценки качества мясного сырья,
позволяющие создать бытовой прибор с приемлемой для массового
покупателя ценой.
Анализ материалов проведённых патентно-информационных исследований позволил выделить методы оценки качества мяса и мясных продуктов: регламентированные, аналитические и экспрессметоды [1, 2].
К регламентированным относятся органолептический, химические, микроскопический, гистологический, иммунопреципитацион-
1
ный методы, а также метод с использованием полиразмерной цепной
реакции (ПЦР).
Органолептическая оценка свежести мяса ведётся на основе определения внешнего вида, цвета, консистенции, запаха, состояния жира,
прозрачности и аромата бульона. Основным недостатком органолептического метода оценки свежести является субъективизм в оценке
свежести мяса.
Методы химического анализа выделяют летучие жирные кислоты,
накопившиеся при длительном хранении мяса, с определением их количественных значений методом титрирования дистиллята гидроокисью калия. Мясо считают свежим, если в нём содержится летучих
жирных кислот до 4 мг гидроокиси калия. Мясо считают сомнительной свежести, если в нём содержится летучих жирных кислот от 4 до 9
мг гидроокиси калия, а выше 9 мг – несвежим. Другой химический
метод основан на осаждении белков нагреванием, образовании в фильтрате комплексов сернокислой меди с продуктами первичного распада
белков, выпадающих в осадок. Из химических методов следует выделить метод рН-метрии, нашедший широкое распространение в практике оценки качества мясного сырья. Недостатками химических методов
исследования качества мяса является длительность процедуры оценки.
Метод с применением сернокислой меди из-за отсутствия точных
цифровых количественных данных не позволяет объективно оценить
свежесть продуктов.
Метод микроскопического анализа основан на определении количества бактерий и степени распада мышечной ткани путём микроскопирования мазков-отпечатков. Метод микроскопии мазков даёт неточные и нестабильные результаты. Кроме того, в последнее время условия откорма животных существенно изменились, в связи с этим качественные характеристики также претерпели изменения и порой не соответствуют сложившимся в пищевой промышленности критериям
качества мяса.
Гистологические исследования свежести мяса проводят путём рассматривания под микроскопом подготовленных гистологических образцов. Степень свежести определяют по ряду показателей: состояние структуры ядер мышечных волокон, состояние поперечной и продольной исчерченности мышечных волокон, локализация микрофлоры и границы её
распространения. При этом сравнивают микрокартину структурных изменений с эталоном. Гистологическая оценка свежести мяса является односторонней и может быть применена только в комплексном исследовании
с привлечением других методов определения свежести мяса. Кроме того,
2
метод не приемлем для практического применения из-за необходимости
приобретения специального оборудования.
Суть метода с использованием ПЦР заключается в многократном
копировании (амплификации) в пробирке определенных участков ДНК
в процессе повторяющихся температурных циклов. Метод ПЦР
имеет высокую чувствительность и требует незначительного количества исследуемого образца продукта. Но на результаты исследований
оказывают влияние степень фрагментации нуклеиновой кислоты,
наличие низкомолекулярных примесей, колебание температуры и рН.
Иммунопреципитационный метод основан на определении особых
свойств защитных систем высших позвоночных вырабатывать антитела при введении в организм посторонних веществ – антигенов. При
этом используют диагностическую преципитирующую сыворотку к
конкретному животному белку, вызывающему образование нерастворимого комплекса антиген-антитело. Этот метод, также как и другие
регламентирующие методы, имеет высокую трудоёмкость и длительность процедуры определения массовой доли белка, по которой лишь
косвенно можно судить о свежести мясных продуктов.
Среди современных аналитических методов оценки свежести мяса
распространены методы исследования, основанные на использовании
явления поглощения (или испускания) электромагнитного излучения
атомами или молекулами определенного вещества.
Спектральный анализ (спектроскопия) используется для определения разнообразных органических соединений, а также минеральных
элементов с концентрацией 10-2 – 10-6 моля. Спектроскопия даёт широкие возможности исследования качества мяса в различных областях
электромагнитного спектра – рентгеновское излучение, ультрафиолетовое (УФ) излучение, видимый свет, инфракрасное (ИК), а также микрои радиоволновое излучение. По источнику и типу аналитического сигнала спектральные методы разделяют на молекулярно-абсорбционную
спектрометрию (МАС) и молекулярно-люминесцентную (МЛС), или
флуориметрию; на атомно-абсорбционную (ААС) и атомноэмиссионную (АЭС), а также спектрометрию ядерного магнитного резонанса (ЯМР) и электронного парамагнитного резонанса (ЭПР). Спектральные методы дают объективные данные о качестве продуктов, но
требуют сложного аналитического оборудования.
Реологические методы основаны на реологии – науке о деформации и текучести тел, изучающей способы определения структурномеханических свойств сырья и методы контроля качества на всех стадиях производства. Недостатки реологических методов исследований
сырья связаны со сложностью установки корректной зависимости сте-
3
пени качественных показателей мясного сырья от конкретной физической величины, например, вязкости.
Из газовых методов оценки качества продуктов следует выделить
современное аналитическое средство – «электронный нос», предназначенный для комплексного анализа всех летучих компонентов, формирующих запах и аромат продукции.
Цветовой метод основан на анализе яркостных характеристик, разностного контраста и профилей интенсивности. Преимуществом цветовых методов является возможность цифровой обработки изображений с целью установления конкретных значений цветовых характеристик, соответствующих различным степеням свежести мясного сырья.
Достаточно легко реализуются приборы, основанные на методах
отражения излучений. Для оценки степени свежести и созревания в
работе используется спектральная поглощательная способность, полученная от образцов мяса контрольной группы. Изменение спектральной поглощательной способности, коэффициента отражения и проникновения описывается регрессивным уравнением и вычисляется
дискриминант. На поглощении образцом мяса излучения с длиной
волны 250-290 нм основан метод оценки его качества.
Метод хемилюминесценции основан на явлении излучения цвета
при протекании химических и биологических процессов. Важная отличительная особенность этого метода заключается в возможности
определять энергию, соответствующую элементарным стадиям любой
реакции. Поэтому по интенсивности свечения можно судить о биологической активности вещества, которая коррелирует со свежестью
анализируемого продукта.
Несмотря на простоту реализации рассмотренных оптических методов, установка критериев сортировки мясного сырья по степени
свежести является достаточно сложной задачей и требует длительных
экспериментальных исследований.
Из электрических методов оценки качества мяса распространён
кондуктометрический метод. К недостаткам метода следует отнести
поляризацию электродов в результате определения значений сопротивления.
Поляризационные методы основаны на механизме поляризационных явлений в биоткани. Связывают их с наличием на поверхности
клеток полупроницаемых мембран. В соответствии с мембранной теорией большая часть электролитов в протоплазме находится в свободном состоянии. При воздействии тока электрические частицы (ионы)
двигаются в соответствии с их зарядами. Разноименно заряженные
ионы концентрируются у противоположных участков внутренней по-
4
верхности мембраны, так как мембрана непроницаема для этих ионов.
Внутри клеток животной ткани возникает поляризационное поле, противодействующее приложенному внешнему полю.
Импедансная спектроскопия основана на пропускании через исследуемый образец мяса слабых переменных токов различной частоты
и измерения электропроводности образца. В дальнейшем определяют
зависимости его полного электрического сопротивления (импеданса)
от частоты тока, по которым судят о качестве продукта. Диапазон частот тока достаточно широк: 0,01÷10 МГц. Учитывая, что клеточная
структура мяса в процессе хранения меняется, то и его электрические
характеристики тоже претерпевают изменения. Эти изменения обусловлены разрушением клеточных мембран. В результате меняются
условия прохождения электронов и ионов внутри мяса. Ведь клеточные мембраны служили препятствием на их пути, так что по мере разрушения мембран полное электрическое сопротивление (импеданс)
мяса падает, а его электрическая проводимость растёт. Уточнение
кнкретных значений частот требуется определить сначала теоретическим, а затем и экспериментальным путём.
Преимуществом этого метода является универсальность в определении разнообразных показателей качества мяса (содержание влаги,
жира и т.п.), в том числе и до убоя животного.
Выводы: в результате анализа методов оценки качества мясного
сырья, в соответствии с разработанной классификацией, выявлено, что
для реализации портативных экспресс-приборов оценки качества мяса
целесообразно использовать оптические и электрические экспрессметоды. Наиболее рациональным методом при создании приборов
оценки свежести мяса являются метод импедансной спектрометрии.
Библиографический список
1. Особенности сбора и представления информационных ресурсов аграрной науки / А.Ф.
Алейников, В.В. Коренева // Сибирский научный вестник. – 2010. – вып. XIII. – С. 247-254.
2. Алейников А.Ф. Автоматизированный поиск принципов действия логических тепловых элементов // Сибирский научный вестник. – 2010. – вып. XIII. – С. 240-246.
Aleinikov A.F., Palchikova I.G.*,Chugui Yu.V.*,
State Scientific Establishment of the Siberian Physical-Technical Research
Institute of Agrarian Problems of the Russian Academy of Agricultural
Sciences, Novosibirsk,
*FGBU KTINP of the Siberian Branch of the Russian Academy of Science,
Novosibirsk
CLASSIFICATION OF METHODS OF FRESHNESS OF MEAT
5
Classification of methods of definition of freshness of meat raw materials by indicators of
the PSE, DFD and NOR groups, including the regulated methods (organoleptic, chemical,
immunopretsipitatsionny, microscopic, histologist, with use of polydimensional chain reaction), analytical methods (spectroscopy, rheological and gas methods) and the express methods
(optical and electrical) is offered. The comparative analysis of these methods, from the point of
view of reliability of the analysis and realization possibility in the form of the portable device
with the price accepted for the mass buyer is carried out. Advantages and shortcomings of
these methods are shown.
Keywords: meat raw materials, freshness, methods.
6