Сравнительная характеристика объективных методов определения жесткости мяса

При применении многочисленных приборов получаемые результаты неизбежно отличаются в той или другой степени от результатов дегустационной оценки.
В связи с этим необходимо согласиться с мнением Бейт-Смита о том, что при использовании механических приборов для измерения показателей, характеризующих нежность мяса, полученные данные должны быть подтверждены органолептической оценкой тех же образцов, т. е. должны быть близкими к результатам дегустационной оценки. Кроме того, к этим приборам предъявляются следующие требования: они должны давать показания быстро и легко; быть простыми в обслуживании; обеспечивать необходимую точность измерения; результаты должны быть воспроизводимыми; подвергающиеся испытаниям образцы должны быть небольших размеров.
Большинство предложенных приборов рассчитано на испытание при одной и той же температуре и одинаковых по размерам образцов (в некоторых случаях с одинаковой ориентацией мышечных волокон). Кроме того, они должны быть также доступными и недорогими.
Описанные в литературе приборы, предназначенные для этих целей, могут быть подразделены по принципу их действия на следующие группы.
Приборы, определяющие сопротивление: на разрыв — динамометры, погружению иглы любой формы — пенетрометры, резанию — консистометры, измельчению, продавливанию образца через отверстия.
Приборы, основанные на принципе смещения (среза) образца в камере постоянного объема, измеряющие эластичность мышечных волокон, воспроизводящие жевательные движения челюстей человека.
Кроме приборов, применяются методы определения сопротивления образца изменению формы под давлением.
Динамометры, пенетрометры и приборы, измеряющие эластичность мышечных волокон, не нашли широкого применения, так как получаемые результаты недостаточно совпадают с органолептической оценкой.
Кратко остановимся на основных приборах.
Консистометры с зубовидными клиньями. Володкевич предложил инструмент, в котором два тупых металлических клина служили для «раскусывания» образца вареного мяса. Образец помещался между этими клиньями, один из которых был закреплен, а другой двигался через образец. При этом непрерывно регистрировалась величина давления на образец.
В приборе Курко в отличие от прибора Володкевича зубья были острыми. Усилия, необходимые для раскусывания образцов, передавались на пружину, соединенную с записывающим аппаратом.
Меньшие значения цифр, характеризующие усилие, затрачиваемое на раскусывание образца, относились к нежным сортам мяса, а большие — к более жестким. Как отмечает автор, цифровые значения для хорошего, нежного мяса в 4—7 раз меньше значений для очень жесткого мяса. Прибор фиксирует такие изменения, которые субъективными определениями отметить не удается.
Как указывается в литературе, нельзя надеяться на то, что результаты, полученные на приборах, основанных на этом принципе, дадут полную корреляцию с органолептически определяемой нежностью, так как при этом воспроизводится только первое раскусывание во рту. Однако величина этого усилия является полезным показателем жесткости.
Консистометры, определяющие сопротивление резанию. Прибор Вернер-Братцлера в настоящее время в различных модификациях наиболее широко применяют для определения жесткости мяса.
Принципиальная схема консистометра, учитывающего сопротивление резанию, приведена на. рис. 74.

Максаковым и сотрудниками был предложен усовершенствованный прибор, действие которого также основано на принципе измерения величины сопротивления резанию, но устранены некоторые недостатки, присущие ранее описанным образцам.
Основная часть прибора Максакова — режущая стальная пластина толщиной 0,5 мм, имеет квадратное отверстие 27х27 мм. Режущие кромки квадратного отверстия расположены под углом 45°. Необходимое для разрезания образцов усилие достигается при насыпании дроби с определенной скоростью в контейнер, укрепленный на рычаге ножа. При помощи электросекундомера регистрируют предельное время, необходимое для его резания. Величину сопротивления подсчитывают по формуле.
Результаты, полученные на этих приборах, в большинстве случаев удовлетворительно коррелируются с дегустационной оценкой образцов мяса, подвергнутого тепловой обработке, и довольно точные.
Однако Бейли и сотрудники отметили, что корреляция между величинами сопротивления резанию, замеренными на приборах типа Вернер-Братцлера, и дегустационной оценкой бывает очень различной и колеблется в пределах от очень высокой до очень низкой. При этом точность определения может быть увеличена, если производится достаточное число замеров. Гурвич и Тишер испытывали прибор Вернер-Братцлера по трем определяемым на нем показателям, характеризующим нежность мяса: по максимальному усилию сопротивления резанию, по общей продолжительности времени, необходимого для разрезания образца, и по характеру наклона кривой на диаграмме сопротивление резанию — время.
При этом авторами было установлено, что применяемая в настоящее время в качестве критерия нежности по Bepнep-Братцлеру максимальная величина усилий, затрачиваемых на разрезание образца, не является лучшим показателем, который может быть получен на приборах этого типа. Наклон кривой на диаграмме сопротивление резанию — время лучше характеризует нежность мяса, так как дает более низкий составной коэффициент вариации, чем в предыдущем случае (4,79 и 7,41% соответственно) .
Авторы пришли к выводу, что прибор Вернер-Братцлера должен быть переконструирован с целью уменьшения величины экспериментальных ошибок, зависящих от его конструкции.
Определение усилии резания по Кремеру. Кремер и сотрудники применили гидравлическое давление для продавливания ряда металлических пластин через испытуемый образец, находящийся в закрытой камере. Пресс измеряет максимальное давление, необходимое для прохождения режущих пластин через него. В последнем образце этого прибора величина режущего усилия учитывается по расходу электроэнергии. Установлена очень высокая степень корреляции между показателями на этом приборе и органолептической оценкой нежности мяса.
Берилл и сотрудники сравнили между собой результаты, получаемые на приборах Кремера и Вернер-Братцлера, и сопоставили их с данными дегустационной оценки нежности тех же образцов ряда мускулов. При этом были получены удовлетворительно совпадающие результаты.
Определение нежности мяса путем замера расхода электроэнергии, затрачиваемой на измельчение образца. Мияда и Taппель для определения нежности мяса применили электромясорубку и в процессе измельчения ею образца мяса регистрировали расход энергии по показаниям амперметра. Площадь под вычерченной самописцем кривой пересчитывалась в количество энергии, израсходованной на измельчение единицы веса образца.
Потребление энергии мясорубкой без нагрузки должно быть небольшим по сравнению с ее расходом в процессе измельчения образца.
Типичная диаграмма затраченных на измельчение образца усилий представлена на рис. 75.

Бокиан, Энглемайер и Сатер находят, что полученные результаты хорошо соответствуют данным органолептической оценки. При этом наиболее высокие коэффициенты корреляции получаются, когда испытуемое мясо измельчается немедленно после приготовления.
Расхождение между параллельными пробами составляет 10%. Колебания результатов, получаемых при измерении жесткости мяса на электромясорубке, как нашли Шомен, Белл и Болл, вызываются главным образом изменением температуры мотора, непостоянностью напряжения в сети и различиями в трении вращающихся частей мясорубки. Для устранения этих причин авторы рекомендуют предварительно прогреть электромотор и включить в цепь регулятор напряжения, а для устранения различий в величине трения вращающихся частей — вставлять в прижимное кольцо головки мясорубки ограничительную шпильку. Счетчик для измерения расхода энергии должен иметь точность 0,3%. С учетом этих рекомендаций средний коэффициент отклонений по данному методу был 5,57% по сравнению с 19,4%, полученными на приборе Вернер-Братцлера.
Однако Эмерсон и Пальмер считают, что прибор Вернер-Братцлера дает результаты, лучше коррелирующиеся с органолептической оценкой, чем определение жесткости на электромясорубке.
Хеннинг и сотрудники отмечают: в отличие от величин сопротивления резанию измерение нежности мяса по расходу энергии на измельчение образца не показало существенной разницы между образцами мяса в зависимости от методов откорма животных.
Нежность мяса с помощью электромясорубки нами определялась по такой методике. Электромясорубку включают в электросеть через стабилизатор для поддержания постоянного напряжения. Напряжение контролируют вольтметром. К мясорубке подключают самопишущий прибор, на котором записываются усилия, затраченные на измельчение мяса. Его в свою очередь включают в электросеть самостоятельно при 5 а.
Скорость движения ленты самопишущего прибора устанавливают на 3600 мм в час.
Для каждого определения используют мясо от одной и той лее мышцы. После удаления с поверхности видимых .наслоений жира и соединительной ткани мясо варят в собственном соку целым куском (150—200 г) на кипящей водяной бане в стакане, закрытом полиэтиленовой пленкой. Продолжительность варки 1,5 ч.
По окончании варки, мясо слегка обсушивают фильтровальной бумагой и охлаждают до комнатной температуры. Перед измерением жесткости остывшее мясо измельчают ножом как можно мельче (размеры кусочков 2х2 или 3х3 мм).
Навеску подготовленного таким образом испытуемого мяса весом в 100 г пропускают через электромясорубку в течение определенного времени (30 сек), и усилие, затраченное на измельчение мяса, записывают в виде кривой на ленте самопишущего прибора (необходимо обеспечить непрерывное и равномерное поступление кусочков испытуемого образца мяса на шнек мясорубки). Мясо, прошедшее через решетку мясорубки в течение 30 сек, взвешивают, площадь под кривой замеряют планиметром и рассчитывают усилия, затраченные на измельчение образца. Для каждого образца выполняют не менее 3 параллельных определений. На ленте самопишущего прибора по оси абсцисс откладывается время в секундах. При скорости движения ленты 3600 мм в час каждое деление будет соответствовать 10 сек.
По оси ординат откладывается сила тока в амперах (при установке ручки арретира на 5 а каждое деление равняется 0,2 а).
Следовательно, на применявшейся нами ленте самопишущего прибора площадь в 1 см2 соответствовала 5 а/сек. С учетом этого усилия, затраченные на измельчение образца, рассчитывались по формуле:

х = Sv/gt вт/г,

где S — площадь под кривой, см2, умноженная на 5 a/сек,
v — напряжение тока электросети, в;
g — навеска прошедшего через решетку мясорубки мяса, г;
t — время, сек, в течение которого пропускается через мясорубку навеска мяса.
Метод определения нежности мяса на приборе Фомина. Метод основан на принципе среза образцов мяса при их постоянном объеме. Прибор состоит из рабочего органа с механическим приводом, системой автоматики и изгибающейся балки с тензодатчиками, сухого элемента и электронного потенциометра. При испытании образцов возникающие в них напряжения в виде пиков регистрируют самопишущим потенциометром. По характеру кривых и высоте пиков определяют максимальные напряжения среза и работу, затраченную на срез образцов.
Зубовидный тендерометр Проктора. Проктор и сотрудники предложили прибор, рабочим органом которого являются механически действующие искусственные челюсти человека, воспроизводящие частоту и характер движений при разжевывании пищи. Сопротивление такому движению челюстей, вызванное размещением между зубами испытуемого образца, передается на натяжное приспособление и регистрируется осциллографом на протяжении всего процесса разжевывания. Позже авторы внесли в конструкцию прибора некоторые изменения, позволяющие получать диаграмму затраченных усилий.
Очевидно, этот прибор при условии удачного конструктивного решения будет в наибольшей степени характеризовать нежность мяса. Однако в литературе пока еще не имеется данных об анализе результатов его работы.
Измерение нежности мяса при помощи пресса Сперринга. Сперринг, Плятт и Гайнер сконструировали прибор, в котором образцы мяса помещают внутрь цилиндра. Силой гидравлического давления мясо продавливается через отверстия диаметром 3 мм в дне цилиндра, и величина давления в тот момент, когда мясо начинает вытесняться через эти отверстия, служит мерой жесткости образца. Проверка показала наличие высокой степени корреляции с органолептической оценкой вареных образцов (коэффициент корреляции 0,899) и с показаниями прибора Bepнера-Братцлера (коэффициент корреляции 0,785). Были также установлены существенная корреляция между сырыми и вареными образцами и значительные различия в показаниях прибора для трех характерных мускулов говяжьей туши.
Определение нежности мяса методом прессования. По этому методу жесткость характеризуется величиной сопротивления образцов сырого мяса изменению формы при прессовании и находится в обратной зависимости от размеров площади пятна спрессованной пленки.
Мы также применяли этот метод, модифицированный Воловинской, с некоторыми изменениями, внесенными нами.
Для измерения нежности навеска измельченного сырого мяса 0,3 г помещалась между параллельными, установленными на строго горизонтальную плоскость, пластинами из плексигласа размером 11х11х0,5 см на обеззоленный среднефильтрующий фильтр (с белой полосой) и подвергалась давлению груза весом 1000 г в течение 10 мин.
Образующийся в результате сжатия под давлением тонкий слой мышечной ткани имеет тем большую поверхность, чем мягче ткань, и, наоборот, тем меньшую, чем она более жесткая.
Площадь отпрессованного мяса, измеренная планиметром, характеризует нежность испытуемого образца. Вычисление нежности производится по формуле

S*100/0,3N см2/г общего азота мяса,

где S — измеренная планиметром площадь, см2;
N — содержанке общего азота в мясе, %.
Метод прост в исполнении, не требует какого-либо специального оборудования и даст воспроизводимые результаты в пределах до 5—6%.
Соколов и Эль-Дашлуты сравнивали полученные этим методом результаты с величиной сопротивления резанию сырого мяса (баранины) на различных этапах его послеубойного автолиза при температуре около 0° С. Они (представлены на рис. 76.

Как отмечают авторы, из этих данных отчетливо видно сходство в изменениях рассматриваемых характеристик. Следовательно, есть основание считать этот условный метод определения нежности мяса пригодным для приблизительного суждения при изучении ее динамики и для получения сравнимых относительных величин.
Этот метод может быть применен к вареному гомогенизированному мясу, к которому добавлена вода в количестве, эквивалентном 60% веса образца, как утверждают Гамм и Детерейдж.
Итак, описанные в литературе приборы для определения нежности мяса воспроизводят только какую-либо одну сторону процесса разжевывания продукта зубами. Поэтому результаты неизбежно отличаются в той или другой степени от дегустационной оценки тех же образцов.
Из числа применяемых наибольшего внимания заслуживают метод определения величины сопротивления резанию и метод замера расхода электроэнергии при измельчении образца электромясорубкой.
Предложенный Грау и Гаммом метод прессования, хотя и условный, пригоден для приблизительного суждения об изменении нежности сырого мяса, если необходимо изучить динамику изменений и получить сравнимые между собой относительные величины.