Научные статьи

Пищевые фосфаты и их роль в мясопереработке

И.М. Краснов, директор по науке и развитию ООО «ФК»

В статье рассмотрена роль пищевых фосфатов в технологии мясных продуктов, приведены виды и характеристики фосфатов, обсуждено их практическое применение в мясной промышленности.

   Мясные продукты играют важную роль в обеспечении человека энергией и питательными веществами. Они содержат много белка, служат ценным источником витаминов, микроэлементов, антиоксидантов и других полезных веществ. Однако исходное сырье (мясо) не всегда соответствует требуемым входным характеристикам, поэтому при производстве мясопродуктов возникает необходимость применения пищевых добавок, позволяющих корректировать отклонения в качестве сырья и получать продукцию со стабильно высокими потребительскими свойствами.

  Пищевые добавки – это вещества, не предусмотренные как обязательные в рецептуре мясопродуктов и вносимые не только для улучшения качественных характеристик, но и для рационального использования сырья. Введение добавок в мясные продукты направлено прежде всего на совершенствование вкуса, запаха, консистенции и выхода готового продукта и, как следствие, повышение экономических показателей производства. Среди добавок особое место занимают пищевые фосфаты, оказывающие многофункциональное воздействие на мясное сырье и качество готовой продукции.

  Производство пищевых фосфатов в России до 2022 г. фактически отсутствовало. По данным экспертов, доля импорта таких добавок составляла около 95 %, причем основные поставки шли из Германии (40 %) и Китая (31 %), еще 10 % приходилось на Бельгию. Угроза дефицита пищевых добавок появилась еще в 2020 г., когда из-за пандемии снизился объем их импорта из Китая. После начала спецоперации на Украине многие европейские производители остановили поставки своей продукции в Россию.

  В новых экономических и геополитических условиях задача обеспечения внутреннего рынка отечественными ингредиентами, необходимыми для производителей продуктов питания, приобрела первостепенное значение. Импортозамещение в этой области, по мнению представителей Национального союза мясопереработчиков, – вопрос не столько выгоды, сколько экономического суверенитета России.

 Производство пищевых фосфатов

  Фосфаты – не натуральный продукт. Их получают химическим способом, смешивая в нужных количествах фосфорную или ортофосфорную кислоту и вспомогательные вещества – гидроксиды или карбонаты.

  Все ингредиенты предварительно очищают от вредных и просто лишних примесей. Этим пищевые фосфаты отличаются от технических (сельскохозяйственных или строительных) – для снижения себестоимости последние производят из неочищенных кислот и щелочей.

  Фосфаты выпускают только в твердой форме – в виде белого порошка или гранул такого же цвета. Запаха у них нет, но присутствует специфический вкус. Гранулами пользоваться удобнее, так как они легко растворяются в холодной воде.

  Согласно международной классификации фосфаты имеют коды E450–E452 и могут использоваться как отдельные ингредиенты (монофосфаты) или в составе смесей и специальных комплексов в качестве:

• загустителей и разрыхлителей;

• эмульгаторов и удерживающих влагу веществ;

• стабилизаторов;

• красителей;

• антиокислителей и т.д. (рис. 1)

. Общую потребность российского рынка в пищевых фосфатах эксперты оценивают более чем в 30 тыс. т.

  До недавнего времени пищевые фосфаты в России в более-менее значимых объемах выпускало только одно предприятие – АО «Реатэкс». По информации с сайта компании, их доля в общем ассортименте продукции составляла около 94 %. Но это все равно покрывало не более 5 % общей потребности внутреннего рынка.

  Широкий ассортимент пищевых добавок Е450–Е452 сегодня выпускает производитель промышленной химии технического, бытового и пищевого назначения ООО «ФК» (г. Дзержинск). Новая линейка пищевых добавок «ФОСФОМИКС» на основе фосфатов натрия и калия, специально разработанная ООО «ФК», применяется в качестве стабилизаторов, антиокислителей, эмульгаторов, влагоудерживающих агентов, консервантов, фиксаторов окраски и структуры и регуляторов кислотности при выработке продукции из всех видов мясного сырья, мяса птицы, морепродуктов.

  Благодаря высокой растворимости даже в холодной воде фосфаты «ФОСФОМИКС» широко используются при изготовлении мясных и рыбных изделий. Пищевые добавки «ФОСФОМИКС» не уступают отечественным и зарубежным аналогам таких марок, как «Олбрайт», «Абастол», «Биофос», «Фонакон», «Мифос», «АР-ВИК» и многие другие.

Проблемы производства мясных продуктов и их решения

  После убоя животного в его мышечной ткани в определенной последовательности запускается ряд биохимических процессов в соответствии с основными этапами ферментативного процесса – автолиза.

  В процессе автолиза, в результате разрушения АТФ и под действием собственных ферментативных процессов, происходит распад компонентов мышечной ткани, вследствие чего меняются качественные характеристики мяса, такие как упругость, водосвязывающая способность, вкус, цвет, аромат и устойчивость к микробиологическим процессам, понижается уровень рН.

  Для производства всех мясопродуктов идеальным решением будет выбор в пользу нормального мяса (NOR) с естественным процессом автолиза, которое будет иметь насыщенный красно-розовый цвет, упругую консистенцию, характерный запах и высокую водосвязывающую способность. Однако сегодня изготовитель часто имеет дело с мясом, имеющим пороки, такие как PSE и DFD (рис. 2). Это обстоятельство требует внесения корректировок в рецептуры изготовления мясной продукции.

   Мясо с признаками PSE (от англ. pale, soft, exudative – бледное, мягкое, водянистое, или экссудативное) обычно имеет светлую окраску, рыхлую консистенцию, кисловатый привкус, выраженное отделение мясного сока и низкую водосвязывающую способность. Чаще всего встречается у свиней в условиях ускоренного роста мышечной и жировой массы при интенсивном откорме и ограничении движения (гиподинамии) животных, а также под воздействием стресс-факторов. Такое мясо имеет низкий уровень рН.

  Мясо с признаками DFD (от англ. dry, firm, dark – темное, жесткое, сухое) темно-красного цвета, волокнистое, обладает жесткой консистенцией, повышенной липкостью, имеет низкую стабильность при хранении и высокую водосвязывающую способность. Такое мясо характерно для молодых животных крупного рогатого скота, подвергавшихся длительному стрессу до убоя. Кислотность такого мяса обычно выше, чем у нормального.

  Мясо с признаками PSE из-за недостаточных значения рН и влагосвязывающей способности не рекомендуется использовать для изготовления вареных колбасных изделий и вареных и сырокопченых продуктов из мяса, так как это значительно ухудшит органолептические характеристики – придаст готовому продукту жесткую консистенцию, кисловатый привкус и пониженную сочность, а также снизит процент выхода готового продукта. Тем не менее мясо с признаками PSE может быть использовано как сырьевой компонент при изготовлении мясных продуктов, например, в сочетании с мясом DFD, или нормальным мясом высокого качества, или в комплексе с соевыми изолятами (высокоочищенный растительный белок) либо другими белками, или при введении фосфатов.

  В мясной промышленности предпочтение наиболее часто отдается пищевым фосфатам, проверенным многолетней практикой применения, таким как натриевые и калийные соли фосфорных кислот, которые различаются по составу, химической формуле и некоторым свойствам, необходимым для достижения определенных целей в производстве разных видов мясных продуктов.

  Пищевые фосфаты, подобно АТФ, способствуют расщеплению актиномиозинового комплекса, стабилизируют уровень рН и влияют на ионную силу, связывая катионы двухвалентных металлов, что приводит к увеличению водосвязывающей способности мышечной ткани и улучшению качественных характеристик мяса. При распаде актомиозинового комплекса высвобождается белок миозин, в результате чего существенно повышается эмульгирующая способность в мышечных волокнах – это, в свою очередь, способствует равномерному распределению жира в мясном продукте. Таким образом, снижается вероятность образования так называемых жировых отеков при тепловой обработке мясной продукции.

Сертификация и безопасность фосфатных добавок

  Целесообразность применения фосфатов при производстве разных групп мясопродуктов подтверждена десятилетиями их использования как в России, так и за рубежом (рис. 3). Фосфаты и содержащие их смеси включают в рецептуры колбасных изделий и посолочных рассолов. В каких случаях применение фосфатов необходимо и чем обосновано; какие ошибки возможны при производстве мясных изделий и как получить безопасный продукт?

  Фосфор необходим каждому живому организму для производства энергии, функционирования мышечной и нервной системы, а также роста костей и зубов. Уровень фосфатов в организме человека зависит от количества паратиреоидного гормона, кальция и витамина D.

  Источником получения фосфора для организма человека служит пища. В значительном количестве фосфор содержится в большинстве продуктов питания, таких как мясо, птица, рыба, яйца, молоко и зерновые продукты. Попадая в организм с продуктами питания, фосфор всасывается в тонком кишечнике, а его излишки выводятся почками. Примерно 70–80 % фосфора, соединенного с кальцием, находится в костях скелета и зубах, 10 % приходится на мышечную ткань и около 1 % присутствует в нервной ткани. Оставшуюся часть фосфора содержат все клетки организма в качестве запаса энергии.

  Изменение потребления человеком фосфора в ту или иную сторону может приводить к нарушениям фосфорно-кальциевого обмена. При избытке фосфора происходит кальцификация органов и тканей, т.е. отложение фосфата кальция в тканях. Недостаток фосфора приводит к остеопорозам, которые характеризуются снижением плотности костей в связи с вымыванием кальция и магния из организма.

  Согласно законодательству, изготовитель обязан соблюдать требования по содержанию фосфатов, регламентированные в национальных и межгосударственных стандартах на мясную продукцию и продукцию из мяса птицы. Норма выражается в процентах массовой доли общего фосфора в пересчете на Р₂О₅. Например, при использовании фосфатов норма общего фосфора в пересчете на Р₂О₅ для вареной колбасы «Докторской» составляет не более 0,8.

  К сожалению, некоторые мясопереработчики еще предпринимают безрезультатные попытки увеличить выход продукции за счет повышения дозировки фосфатов, применить фосфатные препараты без видимых причин («на всякий случай»), использовать фосфатсодержащую вкусоароматическую смесь в комбинации с чистым фосфатом (двойная дозировка), а также оценить качество фосфата на глаз, без анализа инструментальным методом. Часто приходится сталкиваться с применением фосфатов, рассчитанных на 100 % всей массы фарша, без перерасчета на мышечную ткань в мясорастительных рецептурах, а также рецептурах, включающих соединительно-тканные компоненты (белки или эмульсии). Кроме того, распространены ошибки при расчете дозировки фосфата в рассолах, например, не учитывается процент инъецирования и последующих потерь.

  Передозировка фосфатов может обернуться снижением сроков годности продукции, мыльным срезом, металлическим привкусом или вяжущим ощущением во рту.

  Защищены ли потребители от ошибки производителя? Изначально, в соответствии с требованиями стандарта, – да! Ведь создателями стандарта все предусмотрено: в ГОСТе на вареные колбасы оговаривается дозировка применения фосфата (до 500 г на 100 кг мясного сырья), а также указано, что фосфат рассчитывается только для мясного сырья (мышечной ткани). При составлении рецептуры рекомендуется учитывать сортировку мясного сырья по группам свойств в шкале PSE-NOR-DFD. При наличии мясного сырья со свойствами PSE его переработку разрешают проводить с применением пищевых фосфатов.

  Кроме того, существует необходимость контроля кислотности: допускается проводить оценку и сортировку мясного сырья по свойствам в шкале PSE, NOR, DFD только на основании данных измерения рН» и «результаты оценки мясного сырья в шкале PSE, NOR, DFD производственная лаборатория должна сообщить технологической службе.

Характеристики фосфатов, используемых при производстве мясной продукции

  Пищевые добавки на основе фосфатов широко применяются в пищевой промышленности, в том числе в производстве мясных изделий. Они обладают уникальными химическими свойствами, которые позволяют улучшать текстуру продукта, его вкус и срок годности. В мясной промышленности фосфаты играют ключевую роль, помогая обеспечивать стабильно высокое качество продукта, делая производство продуктов более выгодным для производителей, а конечный продукт – более привлекательным для потребителей.

  Существует несколько видов фосфатов, используемых в производстве колбасных изделий:

• ортофосфаты обычно применяются для стабилизации цвета и улучшения консистенции;

• полифосфаты помогают удерживать влагу и повышают сочность продукта;

• пиро- и триполифосфаты увеличивают емкость связывания воды и поддерживают структуру белка.

  Фосфаты изначально используются для стабилизации фаршевой системы, а не для увеличения выхода готовой продукции. Они позволяют работать с водой с повышенным содержанием солей кальция и магния (смягчение воды актуально для многих регионов России), улучшать консистенцию мяса, применять замороженное блочное мясо, исключать процесс предпосола.

  Основными преимуществами использования фосфатов при изготовлении мясной продукции являются:

•  улучшение влагосвязывания (увеличиваются сочность и вес продукта);

• стабилизация цвета (сохраняется привлекательный цвет колбасы);

• снижение потерь при термообработке (минимизируется усушка и сохраняется текстура, мясные изделия становятся более упругими и плотными);

• ограничение потери веса при дефростации, термической обработке и хранении продуктов;

• улучшение органолептических свойств;

• замедление процессов окисления в период переработки и хранения мяса;

• стабилизация уровня рН;

• незначительное бактериостатическое действие.

  Однако важно соблюдать нормы и дозировки, чтобы не нарушать требования безопасности и оставаться в рамках стандартов.

  Требования к безопасности пищевых добавок, ароматизаторов и технологических вспомогательных средств закреплены на всей территории Евразийского экономического союза в техническом регламенте Таможенного союза 029/2012 «Требования безопасности пищевых добавок, ароматизаторов и технологических вспомогательных средств», введенного в действие с 1 июля 2013 г. Этот документ допускает внесение изменений только при согласовании с Советом Евразийской экономической комиссии.

  Соблюдение требований данного регламента обеспечивает в том числе ГОСТ Р 55054-2012 «Добавки пищевые. Пирофосфаты Е450. Общие технические условия». Он содержит основополагающие требования ко всем стадиям обращения пирофосфатов на производстве той или иной выпускаемой продукции.

  Пищевые пирофосфаты не токсичны, по степени воздействия на организм человека относятся к четвертому классу опасности, пожаро- и взрывобезопасны.

  Пищевые добавки Е450 и их модификации официально разрешены к применению при производстве пищевых продуктов. Для пищевой промышленности используются формулы особого состава и чистоты.

  Ранее применялись определенные нормы количества фосфатов в пищевых продуктах – 0,5–40 г на 1 кг или литр продукции (СанПиН 2.3.2.1293-03 «Гигиенические требования по применению пищевых добавок»). С 2021 г. СанПиН 2.3.2.1293-03 отменили, и теперь количество добавки на кг или литр продукции регулируется техническими условиями самих производителей.