Влияние метастабильных фракций электрохимически активированного раствора на реологические свойства мясной системы

Введение. Электрохимически активированные растворы (ЭХАР), получаемые униполярным электролизом воды, привлекают внимание как безреагентный технологический агент для пищевой промышленности благодаря возможности регулирования рН, окислительно-восстановительного потенциала и ионного состава. Вместе с тем влияние метастабильных фракций ЭХАР (анолита и католита) на структурно-механические свойства мясных систем изучено недостаточно, что ограничивает их целенаправленное применение в технологии рубленых мясных изделий.

Цель. Исследовать влияние анолитной и католитной фракций ЭХАР на реологические характеристики говяжьего фарша в зависимости от типа фракции и температуры ее внесения.

Материалы и методы. Объектом исследования служил фарш из охлаждённой мякоти говядины. Образцы готовили с добавлением водопроводной воды (контроль - рН 8,2 ± 0,1; ОВП 79,5 ± 5 мВ), анолитной (рН 3,5 ± 0,1; ОВП 232,5 ± 5 мВ; содержание смеси оксидантов в эквиваленте активного хлора 45 ± 5 мг/л; общая минерализация 0,7 мг/мл) или католитной (рН 10,3 ± 0,1; ОВП −218,5 ± 5 мВ) фракции ЭХАР в соотношении 1:10 (масса сырья к жидкости). Фракции вносили при двух температурах: 2 и 13 °С. Напряжение сдвига, динамическую вязкость и индекс течения определяли на ротационном вискозиметре RHEOTEST 2 при прямом и обратном ходе. Экспериментальные данные аппроксимировали уравнением Оствальда с помощью программы TableCurve 2D v5.01.

Результаты. Во всех образцах максимальная скорость сдвига не превышала 0,9 с⁻¹. Контрольный образец показал наибольшее напряжение сдвига (до 3045,46 Па) и наибольшую динамическую вязкость при единичной скорости сдвига (2959,91 Па·с). В образцах с обеими фракциями ЭХАР напряжение сдвига не превышало 2427,56 Па. Наименьшая динамическая вязкость (2359,15 Па·с) была зафиксирована в образце с анолитом при температуре внесения 13 °С (индекс течения n = 0,245; r² = 0,979). Во всех образцах обнаружена петля гистерезиса, что указывает на тиксотропное поведение системы.

Заключение. Внесение метастабильных фракций ЭХАР в мясной фарш приводит к снижению напряжения сдвига и динамической вязкости по сравнению с контролем, что может свидетельствовать о модификации белково-водной матрицы и усилении гидратации белков, хотя данная гипотеза требует подтверждения инструментальными методами. Наиболее выраженный эффект наблюдается при использовании анолитной фракции, вносимой при 13 °С. Полученные данные обосновывают возможность безреагентного регулирования реологических характеристик мясных полуфабрикатов средствами электрохимической активации воды.

1. Абдиев, М. Ж., Шатманова, А. С., & Пайысбеков, М. Т. (2025). Пути повышения конкурентоспособности производства и реализации мяса и мясных продуктов. Экономика и бизнес: теория и практика, 1-1(119), 6–10. https://doi.org/10.24412/2411-0450-2025-1-1-29-33

2. Андреев, М. П., & Галдукевич, В. А. (2020). Характеристика фарша балтийской трески (Gadus Morhua Callarias), промытого электрохимически активированной водой с различной концентрацией ионов активного хлора. Вестник ВГУИТ, 82(1), 117–122. https://doi.org/10.20914/2310-1202-2020-1-117-122

3. Бандурина, И. П., Антамонова, В.А., Доронина, С.Д., & Шимко, А.А. (2025). Анализ сферы управления качеством продукции мясной отрасли в Российской Федерации. Прикладные экономические исследования, (4), 197–204. https://doi.org/10.47576/2949-1908.2025.4.4.023

4. Белкин, А. А. (2025). Перспективы развития «чистой» мясной продукции без усилителей вкуса и консервантов в условиях глобального тренда на здоровье. Вестник науки, 2(5/86), 1234–1243.

5. Бичкаева, Ф.А., Нестерова, Е.В., Власова, О.С., Шенгоф, Б.А., Стрелкова, А.В., Баранова, Н.Ф., Грецкая, Т.Б. (2025). Оценка количественного потребления традиционной и привозной мясной продукции среди аборигенного и европеоидного населения Арктики на современном этапе. Экология человека, (2), 100–109. https://doi.org/10.17816/humeco633042

6. Васюкова, А. Т., & Иванникова, Е. И. (2002). Технология производства фаршей длительного хранения. М.: МО РФ.

7. Доня, Д. В., & Махачева, Е. В. (2014). Реологические показатели комбинированных мясных фаршей. Вестник Красноярского государственного аграрного университета, (4), 249–253.

8. МакКенна Б.М. (2008). Структура и текстура пищевых продуктов. Продукты эмульсионной природы. СПб.: Профессия.

9. Шубина, Т. П., Козликин, В. А., Роднова, М. Я., & Войников, Д. П. (2025). Зависимость качества мяса и мясной продукции от анатомических характеристик животных. Международный научно-исследовательский журнал, 3(153), 11. https://doi.org/10.60797/IRJ.2025.153.63

10. Aithal, S., & Aithal, S. (2016). Opportunities & challenges for green technology in 21st century. International Journal of Current Research and Modern Education, 1(1), 818–828.

11. Akoğlu, I. T., Bıyıklı, M., Akoğlu, A., & Kurhan, Ş. (2018). Determination of the quality and shelf life of sous vide cooked turkey cutlet stored at 4 and 12 °C. Revista Brasileira de Ciência Avícola, 20(1), 01–08. https://doi.org/10.1590/1806-9061-2017-0571

12. Bhattacharya, M., Hanna, M. A., & Mandigo, R. W. (1988). Effect of frozen storage conditions on yields, shear strength and color of ground beef patties. Journal of Food Science, 53(3), 696-700 https://doi.org/10.1111/j.1365-2621.1988.tb08934.x

13. Biswas, G., Islam, M. S., Rahman, S. M., & Al Mamun, S. A. (2024). Effect of electrolyzed water on physico-chemical and sensory qualities of beef. Теория и практика переработки мяса, 9(2), 180–187. DOI: https://doi.org/10.21323/2414-438X-2024-9-2-180-187

14. Cap, M., Rojas, D., Fernandez, M., Fulco, M., Rodriguez, A., Soteras, T., ... & Mozgovoj, M. (2020). Effectiveness of short exposure times to electrolyzed water in reducing Salmonella spp. and imidacloprid in lettuce. LWT, 128, https://doi.org/10.1016/j.lwt.2020.109496

15. Chaturvedi, P., Kulshreshtha, K., Tripathi, V., & Agnihotri, D. (2024). Investigating the impact of restaurants’ sustainable practices on consumers’ satisfaction and revisit intentions: A study on leading green restaurants. Asia-Pacific Journal of Business Administration, 16(1), 41–62. https://doi.org/10.1108/APJBA-09-2021-0456

16. Chung, W. H., Chaklader, M. R., & Howieson, J. (2024). Efficacy evaluation of chlorine dioxide and hypochlorous acid as sanitisers on quality and shelf life of Atlantic salmon (Salmo salar) fillets. Foods, 13(19). https://doi.org/10.3390/foods13193156

17. Godfray, H. C. J., Poore, J., & Ritchie, H. (2025). The changing pressures on global croplands. One Earth, 8(10). https://doi.org/10.1016/j.oneear.2025.101492

18. Hao, J., Zhang, J., Zheng, X., & Zhao, D. (2022). Bactericidal efficacy of slightly acidic electrolyzed water (SAEW) against Listeria monocytogenes planktonic cells and biofilm on food-contact surfaces. Food Quality and Safety, 6, fyab038. https://doi.org/10.1093/fqsafe/fyab038

19. Hernández-Pimentel, V. M., Regalado-González, C., Nava-Morales, G. M., Meas-Vong, Y., Castañeda-Serrano, M. P., & García-Almendárez, B. E. (2020). Effect of neutral electrolyzed water as antimicrobial intervention treatment of chicken meat and on trihalomethanes formation. The Journal of Applied Poultry Research, 29, 622–635. https://doi.org/10.1016/j.japr.2020.04.001

20. Hirose, S., Tomaru, A., Akiyama, H., & Hara-Kudo, Y. (2024). Effective decontamination methods for Shiga toxin-producing Escherichia coli on beef surfaces for application in beef carcass hygiene. Journal of Food Protection, 87(11). http://dx.doi.org/10.1016/j.jfp.2024.100366

21. Ignatov, I., Gluhchev, G., Karadzhov, S., Yaneva, I., Valcheva, N., Dinkov, G., Popova, T., Petrova, T., Mehandjiev, D., & Akszjonovics, I. (2020). Dynamic nano clusters of water on waters catholyte and anolyte: Electrolysis with nano membranes. Physical Science International Journal, 24(1), 46–54. http://dx.doi.org/10.9734/psij/2020/v24i130173

22. Irianto, I., Putra, N. R., Yustisia, Y., Abdullah, S., Syafruddin, S., Paesal, P., Irmadamayanti, A., Herawati, H., Raharjo, B., Agustini, S., Asmaliyah, A., Krismawati, A., & Airlangga, B. (2025). Green technologies in food colorant extraction: A comprehensive review. South African Journal of Chemical Engineering, 51, 22–34. https://doi.org/10.1016/j.sajce.2024.10.013

23. Kuzlyakina, Yu. A., Zamula, V. S., Kuznetsova, O. A., Rebezov, M. B., Petrunina, I. V., & Gorbunova, N. A. (2025). Russian meat industry in the area of sustainable development. Food Systems, 8(4), 607–615. https://doi.org/10.21323/2618-9771-2025-8-4-607-615

24. Mohamed, R. M., & Ali, M. R. (2025). Fermented chickpea (Cicer arietinum L.) as a functional food: Meatless “vegan” burgers. Food Systems, 8(1), 93–98. https://doi.org/10.21323/2618-9771-2025-8-1-93-98

25. Ojangba, T., Zhang, L., Boamah, S., Gao, Y., Wang, Z., & Amagloh, F. K. (2022). Effect of partial substitution of sodium chloride (NaCl) with potassium chloride (KCl) coupled with high-pressure processing (HPP) on physicochemical properties and volatile compounds of beef sausage under cold storage at 4 °C. Processes, 10(2), 431. https://doi.org/10.3390/pr10020431

26. Pogorelov, A. G., Gulin, A. A., Pogorelova, V. N., Panait, A. I., Stankevich, A. A., & Pogorelova, M. A. (2022). Impact of a redox balance on polysaccharides in an aqueous solution. Physics of Wave Phenomena, 30(3), 209–216. https://doi.org/10.3103/S1541308X22030086

27. Rebezov, M., Saeed, K., Khaliq, A., Rahman, S. J. U., Sameed, N., Semenova, A., ... & Lorenzo, J. M. (2022). Application of electrolyzed water in the food industry: A review. Applied Sciences, 12(13), 6639. https://doi.org/10.3390/app12136639

28. Roobab, U., Madni, G. M., Ranjha, M. M. A. N., Khan, A. W., Selim, S., Almuhayawi, M. S., ... & Aadil, R. M. (2023). Applications of water activated by ozone, electrolysis, or gas plasma for microbial decontamination of raw and processed meat. Frontiers in Sustainable Food Systems, 7,. https://doi.org/10.3389/fsufs.2023.1007967

29. C Tao, X Tang, Y Gan, Y Qin, S Yang, F Huang. (2024). Investigation of the disinfection efficiency of commercial hydrogen peroxide, chlorine dioxide, and chlorine disinfectant on different surfaces. American Journal of Veterinary Research, 85(8).

30. Torres-Rosales, E., Rivera-Garcia, A., Rosario-Perez, P. J., Ramirez-Orejel, J. C., Paez-Esquiliano, D., Martinez-Vidal, S., ... & Cano-Buendia, J. A. (2020). Application of neutral electrolyzed water on pork chops and its impact on meat quality. Scientific Reports, 10, 19910. https://doi.org/10.1038/s41598-020-76931-4

31. Wang, Q., Mao, Y., Zhong, C., Wang, S., Xu, L., Gao, Y., & Wang, H. (2024). Effect of slightly acidic hypochlorous water incorporation on the physical, mechanical, and antibacterial properties of chitosan film for chicken egg preservation. CyTA — Journal of Food, 22(1), 2413629. https://doi.org/10.1080/19476337.2024.2413629

32. Wang, Y., Yuan, J. J., Li, K., Wang, J. L., Li, J. G., Chen, B., & Bai, Y. H. (2023). Effects of combined chickpea protein isolate and chitosan on the improvement of technological quality in phosphate-free pork meat emulsions: Its relation to modifications on protein thermal and structural properties. Meat Science, 201, 109194. https://doi.org/10.1016/j.meatsci.2023.109194

33. Wang, Y., Tong, X., Niu, J., Chen, X., Zheng, W., & Ma, X. (2025). The key technologies and main challenges for the engineering production of animal cell meat cultured in bioreactors. Food Production, Processing and Nutrition, 7(1), 57. https://doi.org/10.1186/s43014-025-00327-y