close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Исследование и разработка технологии полукопченых колбас из мяса птицы с использованием коллагенового геля

код для вставкиСкачать
ФИО соискателя: Абдрахманов Роберт Назымович Шифр научной специальности: 05.18.04 - технология мясных, молочных и рыбных продуктов и холодильных производств Шифр диссертационного совета: Д 212.089.01 Название организации: Кемеровский технологический
1
На правах рукописи
АБДРАХМАНОВ РОБЕРТ НАЗЫМОВИЧ
ИССЛЕДОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ПОЛУКОПЧЕНЫХ
КОЛБАС ИЗ МЯСА ПТИЦЫ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ
КОЛЛАГЕНОВОГО ГЕЛЯ
Специальность: 05.18.04. – технология мясных, молочных и рыбных
продуктов и холодильных производств
АВТОРЕФЕРАТ
диссертации на соискание ученой степени
кандидата технических наук
Кемерово – 2012
2
Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Кемеровский
технологический институт пищевой промышленности»
Научный руководитель:
доктор технических наук, профессор
Гуринович Галина Васильевна
Официальные оппоненты:
Данилов Михаил Борисович - доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой
«Технология мясных и консервированных
продуктов», ФГБОУ ВПО ВосточноСибирский государственный университет
технологий и управления
Ведущая организация:
Машенцева Наталья Геннадьевна - доктор
технических наук, профессор кафедры «Химия
пищи и пищевая биотехнология», ФГБОУ
ВПО Московский государственный университет пищевых производств
Государственное научное учреждение
Сибирский научно-исследовательский
институт переработки сельскохозяйственной
продукции Россельхозакадемии (ГНУ
СибНИИП)
Защита диссертации состоится «24» мая 2012 г. в 11:00 часов на заседании
диссертационного совета Д 212.089.01 при ФГБОУ ВПО «Кемеровский технологический институт пищевой промышленности» по адресу: 650056, Кемерово,
бульвар Строителей, 47, 4-я лекц. ауд., тел/факс (8-384-2) 39-68-88.
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Кемеровского технологического института пищевой промышленности. С авторефератом можно ознакомиться
на
официальных
сайтах
ВАК
Минобрнауки
РФ
(http://vak.ed.gov.ru/announcements/tehn/) и КемТИПП www.kemtipp.ru.
Автореферат разослан «24» апреля 2012 года
Ученый секретарь
диссертационного совета
к.т.н., профессор
Н.Н. Потипаева
3
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность работы. Важной задачей в сфере науки и инновационной
деятельности является обеспечение продовольственной безопасности государства
за счет повышения производства отечественных продуктов питания. Особое место в этом занимает решение проблемы дефицита мяса как одного из наиболее
дорогостоящих видов продовольственного сырья, что, ввиду особенностей его
воспроизводства, является достаточно отдаленной перспективой.
В этой связи современная концепция создания устойчивой продовольственной базы страны ориентирована на рост производства мяса от скота с более высокими воспроизводительными и откормочными свойствами и рациональное использование имеющихся резервов мясного сырья, технология переработки которых должна обеспечивать изготовление продуктов высокой пищевой, биологической ценности и потребительского качества, доступных всем слоям населения.
Большие возможности в этом направлении открывает переработка мяса
птицы, производство которого неуклонно растет. С 1990 по 2011 гг. количество
мяса птицы в общем объеме возросло с 17 % до 59 %. Концепция развития отрасли птицеводства РФ на период до 2020 г. ориентирована на обеспечение дальнейшего роста производства отечественного мяса птицы и подъем уровня самообеспечения мясными продуктами до показателя, предусмотренного Доктриной
продовольственной безопасности России.
Структура мясного рынка определяет и направления формирования ассортимента мясных продуктов, в котором увеличивается доля изделий с использованием птицепродуктов, включая субпродукты, предназначенных как для общего,
так и специализированного питания. Это позволит расширить ассортимент мясных продуктов, увеличить уровень потребления необходимого для организма животного белка, дефицит которого в питании составляет (20-30)%.
Значительный вклад в развитие теоретических и практических аспектов
технологии получения и переработки птицы, сопутствующих переработке продуктов внесли российские и зарубежные ученые Гоноцкий В.А., Гущин В.В.,
Митрофанов Н.С., Махонина В.Н., Волик В.Г., Антипова Л.В., Froning G.W., Ahn
D.U., Ang C.Y.W., Essary E.O., Field R.A., MacNeil J.H. и др.
Существенным потенциалом животного белка обладает коллагенсодержащее сырье от разделки птицы. Свойства основного белка сырья коллагена обуславливают возможности использования его в различном качестве в зависимости
от способа и глубины предварительной обработки. При этом продукты переработки коллагенсодержащего сырья следует рассматривать как полифункциональные, позволяющие расширить возможности использования других видов сырья, в
том числе для изготовления продукции повышенного спроса, в частности полукопченых колбас, при стабилизации ее качества.
Цель и задачи исследований
Целью настоящих исследований является разработка технологии новых видов полукопченых колбас с использованием коллагенового геля в сочетании с мясом птицы ручной и механической обвалки на основе изучения их состава и
свойств.
4
Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:
- обосновать способ подготовки коллагенсодержащего сырья (субпродукта
мясокостного - ноги куриные) для механической обвалки на основе изучения его
состава и структурно-механических свойств;
- изучить состав, пищевую ценность и свойства геля, полученного путем
механической обвалки предварительно подготовленного коллагенсодержащего
сырья;
- изучить влияние уровня введения коллагенового геля на состав и функционально-технологические свойства фаршевых систем на основе мяса птицы механической обвалки;
- исследовать и дать оценку окислительным изменениям пигментов и липидов мяса птицы механической обвалки при холодильном хранении;
- изучить ингибирующую активность дигидрокверцетина в окислительном
процессе, инициируемом гемовым и негемовым железом;
- по результатам исследований с использованием метода компьютерного
проектирования разработать рецептуры полукопченых колбас с коллагеновым гелем и выполнить комплексную оценку качества;
- разработать технологию и техническую документацию на новые виды полукопченых колбас.
Научная новизна Обоснована актуальность и целесообразность
использования коллагенсодержащего сырья от разделки птицы при изготовлении
полукопченых колбас.
Установлены химический состав коллагенового геля, фракционный состав
белков, влияние продолжительности тепловой обработки на массовую долю
растворимого коллагена.
Установлены зависимости функционально-технологических свойств систем
на основе мяса птицы механической обвалки в зависимости от уровня введения
коллагенового геля.
Расширены представления об окислительных изменениях пигментов и
липидной фракции мяса механической обвалки в зависимости от условий
низкотемпературного холодильного хранения.
Охарактеризован химический состав, физико-химические, структурномеханические, микробиологические и органолептические показатели новых видов
полукопченых колбас с использованием коллагенового геля.
Практическая ценность работы Определен оптимальный уровень введения коллагенового геля в полукопченые колбасы, разработаны рецептура и технология производства колбас. На новые виды полукопченых колбас с использованием коллагенового геля, разработана и утверждена техническая документация (ТУ
9213-027-02068315-12).
Предложенная технология апробирована в производственных условиях.
Расчеты доказывают экономическую целесообразность и эффективность предложенных решений.
Результаты научных исследований внедрены в учебный процесс.
Апробация работы Основные результаты работы докладывались и обсуждались на международных, всероссийских научных конференциях: «Пищевые
5
продукты и здоровье человека: III Всероссийская конференция студентов, аспирантов и молодых ученых» (Кемерово, 2010 г.), «Пища. Экология. Качество. VII
международная научно-практическая конференция» (Новосибирск, 2010г.),
«Управление инновациями в торговле и общественном питании: Международная
конференция с элементами научной школы для молодежи» (Кемерово, 2010 г.),
«Инновационные аспекты переработки мясного сырья и создания конкурентоспособных продуктов питания: 13-я Международная научная конференция, посвященная памяти В.М.Горбатова и 80-летию ГНУ ВНИИМП им. В.М. Горбатова
Россельхозакадемии» (Москва, 2010г.), «Инновационные процессы в АПК: III
Международная научно-практическая конференция преподавателей, молодых
ученых, аспирантов и студентов, посвященной 50-летию образования аграрного
факультета РУДН» (Москва, 2011 г.), «Пищевые продукты и здоровье человека:
IV Всероссийская конференция с международным участием студентов, аспирантов и молодых ученых» (Кемерово, 2011 г.), «Инновационные технологии переработки продовольственного сырья» (Владивосток, 2011 г.).
Публикации Основные положения диссертации опубликованы в 12 печатных работах, в том числе 3 в изданиях, рекомендованных ВАК РФ.
СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫ
Диссертационная работа состоит из введения, литературного обзора, организации эксперимента и методов исследований, экспериментальной части, изложенной в 3 главах, выводов, списка используемой литературы, состоящего из 187
работ отечественных и зарубежных учѐных, и приложений. Основное содержание
работы изложено на 126 страницах машинописного текста, включает 31 рисунок и
26 таблиц.
Во введении обоснована актуальность темы диссертационного исследования, определены основные направления работы.
В первой главе проведен анализ научно-технической литературы по теме
диссертационной работы. Проанализированы состав и свойства коллагенсодержащего сырья, дана сравнительная оценка методов предварительной обработки
коллагенсодержащего сырья, направления использования модифицированного
сырья и целевых продуктов обработки.
Приведены данные о химическом составе, свойствах мяса птицы механической обвалки, факторов, влияющих на процессы окислительного изменения пигментов и прогоркания липидной фракции мяса птицы механической обвалки. В
результате аналитического обзора литературных источников сформулированы
цель и задачи исследований.
Во второй главе представлена схема организации эксперимента (рис. 1),
дана краткая характеристика объектов исследования, условий проведения и методов исследований. В соответствии с целью и задачами работы объектами исследования на отдельных этапах являлись: коллагенсодержащее сырье (субпродукты ноги цыплят-бройлеров), коллагеновый гель, модельные фаршевые системы с использованием коллагенового геля и МПМО, рецептуры новых видов полукопченых колбас. Для решения поставленных задач в работе использованы арбитраж-
6
ные методы, а также известные и новые инструментальные и аналитические методы, позволяющие получить достоверную информацию об объектах исследований.
Объекты
исследования
Коллагенсодержащее
сырье от переработки
птицы (субпродукты ноги цыплят-бройлеров)
Коллагеновый гель (КГ)
Модельные
системы
фаршевые
Мясо птицы механической обвалки (МПМО)
Полукопченые колбасы
с использованием коллагенового геля
Этапы исследования
Исследование влияния способа предварительной обработки сырья на состав и
свойства
Определение состава, пищевой ценности
и свойств коллагенового геля
Изучение влияния уровня введения коллагенового геля на состав и функционально-технологические свойства фаршевых систем на основе мяса птицы механической обвалки
Исследование процессов окисления липидов и пигментов мяса птицы механической обвалки в зависимости от способа
и условий низкотемпературного хранения
Разработка рецептуры полукопченых
колбас с коллагеновым гелем и мясом
птицы и комплексная оценка качества
Контролируем
ые показатели
1-5,12,19,23,
27,28
1-7,11-13,19,23
25-27,28,30,33
1-7,12,19,20
27-29,32,39
1-7,11,13-16,
19-24,26,27,
29-32,34-36,38
1-12,17,18,27
28,32,33,35,36
38,40-44
Практическая реализация результатов исследований
Разработка технологии и технической документации
на новые виды полукопченых колбас
массовая доля белка (1), влаги (2), небелковых веществ (3), жира (4), золы (5), кальция
(6), костных включений (7), хлорида натрия (8), остаточного нитрита натрия (9), фенольных соединений (10), фосфора (11), выход готового продукта (12); массовая доля железа (13), гемовое
железо (14); количество форм пигментов (15); негемовое железо (16); нитрозопигменты (17);
количество общих пигментов (18); рН (19), ВСС (20), массовая доля полипептидного азота (21),
аминоаммиачный азот (22), фракционный состав белков (23), растворимость белков мышечной
ткани (24); количество растворимого коллагена (25), количество общего коллагена (26), переваримость (27) in vitro, величина ПНС (28), функциональные свойства фарша (29); количество Lгидроксипролина (30), антиокислительная активность (31); цветовые характеристики в системе
Lab (32), органолептическая оценка (33), определение общей растворимости белков (34), перекисное число (35), кислотное число (36), анизидиновое число (37), тиобарбитуровое число (38),
синеретическая активность (39), энергетическая ценность продуктов (43), показатели биологической ценности (40) - (42), (44).
Рис. 1 - Схема проведения исследований
Экспериментальные исследования проводились в Кемеровском технологическом институте пищевой промышленности на кафедре технологии мяса и мяс-
7
ных продуктов. Экспериментальные данные с кратностью опытов n ≥ 3 обрабатывали методами математической статистики.
В третьей главе приведены результаты исследований, направленных на
разработку технологии получения коллагенового геля, изучения его состава,
влияния уровня введения на свойства мясных фаршей.
Исследуемая технология обработки исходного коллагенсодержащего сырья (мясокостного субпродукта ног цыплят-бройлеров)
включает две стадии: размягчение
структуры исходного сырья и его
механическую обвалку.
В качестве способа размягчения структуры изучалась обработка
неизмельченного сырья растворами
молочной или лимонной кислот
(концентрация 0,2%, 0,6%, 0,8%,
1,2%, 1,6%; продолжительность выдержки
48
час,
температура
о
2 С±2°С, жидкостной коэффициент
1:1, варка в воде или в 0,2% -ном
растворе гидрокарбоната натрия
(температура 98оС±1°С, жидкостной
коэффициент 1:1, длительность обТаблица 1
работки - 20,40,60,80 и 100мин).
Органолептическая характеристика
Эффективность
обработки
коллагенового геля
оценивали на основании определеПоказатель
Характеристика
ния потерь сухих веществ, количеНепрозрачная однородная масса,
Внешний вид
ства легко отделяемых мякотных
сохраняющая исходную форму
Эластичная, плотная, упругая, не тканей, их ПНС, рН, и химического
Консистенция разрушается при надавливании, состава.
легко нарезается
Установлено, что с увеличеСвойственный мясному сырью, нием концентрации растворов киЗапах и вкус без посторонних привкуса и за- слот степень набухания сырья непаха, вкус нейтральный.
прерывно возрастает (до 130 %),
От кремового до бежевого или
Цвет
светло-коричневого без серых максимальные потери сухих веществ равны (1,20±0,09) %, количепятен
ство мякотных частей, отделяемых
от сырья, выдержанного в растворах молочной кислоты повышается от 58,2 % до
90,5 %, лимонной кислоты – от 62,9% до 85,3%.
Для сырья, подвергаемого гидротермической обработке, количество сухих
веществ, переходящих в бульон, изменяется от 2,47 % до 6,32 % с увеличением
потерь при длительности обработки свыше 60 мин (рис.2).
8
Количество мякотных тканей, отделяемых от сырья, развариваемого в воде,
изменяется от 58,7 % до 61,6 %, в воде и 0,2 % растворе гидрокарбоната натрия от 62,0 % до 67,1 %.
Из результатов определения прочностных свойств следует, что более эффективное влияние на размягчение структуры коллагенсодержащего сырья оказывает
гидротермическая обработка.
Так предельное напряжение сдвига (ПНС) мякотных тканей, отделенных от
сырья после выдержки в растворах молочной и лимонной кислот, при повышении
концентрации реагента увеличивается от исходного 2,61 кПа и 2,77 кПа в 1,12;
3,57; 7,97; 8,33 раза и в 0,12; 2,59; 6,99; 7,22 раза, соответственно. При измерении
ПНС для сырья, развариваемого в воде или в растворе гидрокарбоната натрия,
аналогичное снижение прочностных свойств достигается уже через 20 мин. Последующая обработка приводит к непрерывному снижению предельного напряжения сдвига на 38,38 % и 48,14 %, соответственно.
Установлен химический состав тканей, отделяемых при ручной обвалке от
сырья разных способов предварительной обработки. Полученные данные позволяют утверждать, что выдержка в растворах пищевых органических кислот сопровождается интенсивным возрастанием в них доли влаги (от 68,67% до 76,89%)
и снижением количества белка (от 20,65% до 13,35%).
В мясных тканях, отделенных от сырья, подвергнутого термообработке,
массовая доля белка остается выше, чем в сырье, обработанном кислотами, в
среднем, на 22,72% при общей тенденции к снижению его количества с увеличением продолжительности обработки.
По совокупности полученных результатов с учетом рН и органолептических
показателей для размягчения исследуемого коллагенсодержащего сырья рекомендована гидротермическая обработка в воде, продолжительность которой в целях
предупреждения чрезмерных потерь сухих веществ и белка, составляет 60 мин,
жидкостной коэффициент 1:1.
При установленных режимах в производственных условиях выполнена варка
сырья и его механическая обвалка в горячем состоянии, выход целевого продукта,
коллагенового геля, составил 70%, органолептическая характеристика приведена
в табл.1. Активная реакция среды геля (7,05±0,05) ед.рН.
Установлен химический состав коллагенового геля (табл.2). Содержание
белка составляет (16,53 ± 0,09)%, соотношение белок:жир равно 1:0,8. Большую
часть белков составляет коллаген, в том числе высоко-функциональный растворимый. Установлено количество костных включений в геле, равное 1,57%, определено количество кальция, фосфора и железа в составе минеральной части.
Нагрев коллагенового геля во влажных условиях способствует повышению
количества функционального ингредиента. Согласно данным, приведенным на
рис.3а, нагрев геля при температуре (81±1)оС через каждый час обработки приводит к увеличению растворимой фракции коллагена относительно исходного количества соответственно на 20,87 %, 29,39 %, 52,77 %, 64,16 %.
Углубление процессов гидролиза коллагена, сопровождаемое аккумулированием растворимой фракции, оказывает влияние на прочностные характеристики
геля рис. (3 б).
9
Таблица 2
Химический состав коллагенового геля
Показатель
Массовая доля белка, %
Массовая доля общего коллагена, %
Массовая доля растворимого коллагена, %
Массовая доля небелковых веществ, %
Массовая доля жира, %
Массовая доля влаги, %
Массовая доля минеральных веществ, %, в том числе
кальция, %
железа, мг%
фосфора (в пересчете на Р2О5), %
Массовая доля костных включений, %
Значение
16,53 ± 0,09
9,47 ± 0,07
3,92 ± 0,04
0,27 ± 0,05
13,00 ± 0,08
66,98 ± 0,07
3,45 ± 0,04
0,112 ± 0,001
3,95 ± 0,03
0,259 ± 0,003
1,57 ± 0,04
80
ПНС, кПа
Растворимый коллаген,
% от общего коллагена
Структуры, которые формируются из геля, нагреваемого в течение 120 мин с
последующим охлаждением, характеризуются высокой плотностью, значение
ПНС увеличивается от исходного значения 7,16 кПа до 26,46 кПа. Для белковых
структур, образующихся из геля, развариваемого в течение 180 мин и 240 мин,
напротив, установлено снижение прочностных характеристик. Результаты параллельного определения небелкового азота позволяют объяснить эту зависимость
увеличением доли глютоз.
60
40
20
0
Продолжительность, мин
а) растворимый коллаген
30
25
20
15
10
5
0
Продолжительность, мин
б) ПНС
Рис.3 Изменение растворимого коллагена (а) и ПНС (б) коллагенового геля в
зависимости от продолжительности термообработки
Последовательная обработка исходного коллагенсодержащего сырья приводит к повышению степени доступности коллагена действию пищеварительных
ферментов. Степень переваримости белка сырья составляет 13,65 %, мясных тканей после гидротермической обработки - 25,48 %, коллагенового геля - 26,55 %,
геля, подвергнутого вторичной обработке в течение 1 час, 2 час, 3 час и 4 час 43,41 %, 45,11 %, 47,17 %, 58,18 %, соответственно.
Полученный гель исследован как основное сырье для полукопченых колбас
с мясом птицы механической обвалки, которое характеризуется высокой степенью деструкции, с целью стабилизации технологических свойств сырья и регулирования консистенции изделий.
10
В этой связи изучено влияние КГ при уровне его введения от 0% (контроль)
до 30% на состав, функциональные и структурно-механические характеристики
модельных фаршей на основе МПМО. При каждом из уровней введения КГ исследованы модельные системы, отличающиеся способом подготовки мяса птицы
механической обвалки: система А – мясо птицы механической обвалки; Б –мясо,
структурированное «Колендрой» (соотношение МПМО:вода:«Колендра» 25:69:6); В – мясо, структурированное «Колендрой» и КГ (соотношение
МПМО:КГ:вода:«Колендра» - 22:11:62:5). В предварительном эксперименте выявлена устойчивость структурированного МПМО к нагреву и синерезису при холодильном хранении, установлена большая стабильность структуры, в формировании которой использованы оба стабилизатора.
На рис. (4а, б, в) представлены результаты исследования влияния уровня введения КГ на водоудерживающую (ВУС), жироудерживающую способность
(ЖУС) и устойчивость исследуемых модельных фаршевых систем (УФС).
Согласно полученным данным, замена 10% мяса птицы механической обвалки на КГ (система А) приводит к увеличению ВУС и ЖУС от 72,13 % и 66,23%
до максимально возможного уровня (100%).
В системе с МПМО, структурированном «Колендрой» и КГ, максимально
значения показателей, равные (100%) выявлены исходно, они остаются без изменений при любом из уровней введения КГ.
В модельном фарше с МПМО, структурированном «Колендрой», с увеличением уровня введения КГ от 10% до 30% водоудерживающая способность изменяется от 70,23% в контрольной системе до 73,73%, 75,38% и 76,98%, соответственно. Значение показателя УФС, при котором система считается стабильной,
достигается при уровне введения КГ 30%.
90
90
95
80
70
60
УФС, %
100
ЖУС, %
100
ВУС, %
100
80
70
60
0
10
20
30
Уровень введения КГ, %
А
Б
В
90
85
80
0
10
20
30
Уровень введения КГ, %
А
Б
В
0
10
20
30
Уровень введения КГ, %
А
Б
В
а)
б)
в)
Рис.4 Влияние уровня введения КГ на функциональные свойства фаршей на
основе мяса птицы механической обвалки
Повышение уровня введения КГ от 0 % до 30% в фарш на основе МПМО не
вызывает существенного уплотнения его структуры, о чем свидетельствует незначительное увеличение показателя ПНС относительно исходного (рис.5). Однако,
нагрев фарша до температуры кулинарной готовности приводит к выраженному
11
эффекту, ПНС с увеличением уровня введения КГ от 10% до 30% повышается на
35,57%, 55,30 %, 65,29 %, соответственно.
А
Б
20
В
4
ПНС, кПа
ПНС, кПа
5
3
2
А
Б
В
15
10
5
1
0
0
0
10
20
30
Уровень введения КГ, %
а) до термообработки
0
10
20
30
Уровень введения КГ, %
б) после термообработки
Рис.5 Влияние уровня введения коллагенового геля на показатель ПНС
Максимальное уплотнение структуры установлено для системы с МПМО,
структурированного «Колендрой» и КГ как до, так и после термообработки.
О выраженном укрепляющем влиянии КГ на структуру модельных фаршей
из МПМО, структурированного «Колендрой», можно говорить при уровне его
введения 30%, вместе с тем ПНС остается меньшим, чем других систем при аналогичном уровне введения КГ.
Изучен химический состав модельных систем с различным уровнем введения КГ (табл. 3), установлено содержание костных включений и общего кальция,
которые для всех исследуемых фаршей соответствуют нормативным значениям.
Таблица 3
Влияние уровня КГ на химический состав модельных систем на основе МПМО
Способ подготовки
МПМО
Система А
Система Б
Система В
Уровень введения КГ, %
0
10
20
30
0
10
20
30
0
10
20
30
белка
15,43±0,06
15,54±0,05
15,66±0,07
15,77±0,03
3,86±0,04
5,12±0,07
6,38±0,08
7,65±0,05
4,01±0,06
5,26±0,10
6,51±0,07
7,76±0,05
Массовая доля, %
жира
влаги
10,31±0,08
73,00±0,14
10,66±0,04
72,22±0,12
13,30±0,04
69,29±0,13
13,70±0,04
68,66±0,14
3,06±0,04
92,11±0,09
4,05±0,06
89,83±0,05
5,04±0,02
87,14±0,11
6,54±0,08
83,82±0,17
4,00±0,05
90,85±0,08
4,67±0,07
88,05±0,09
5,43±0,03
85,98±0,13
7,18±0,09
81,82±0,11
золы
1,26±0,05
1,58±0,02
1,75±0,04
1,87±0,06
0,97±0,02
1,00±0,04
1,44±0,05
1,99±0,07
1,14±0,02
2,02±0,03
2,08±0,04
2,25±0,02
12
Метмиоглобин, %
Оксимиоглобин, %
Дезоксимиоглобин, %
На основании анализа совокупности экспериментальных данных для дальнейших исследований рекомендован уровень введения КГ в рецептуры колбас от
10% до 20%. При этом МПМО целесообразно использовать без предварительной
подготовки.
24
В четвѐртой главе Приведены
22
результаты изучения состояния пиг20
ментов МПМО, так как их измене18
ния оказывают значительное влия16
ние на интенсивность и устойчи14
вость окраски колбас с КГ, и поло12
жительно коррелируют с окислени10
ем липидов. Стабилизация пигмен0
1
2
3
4
5
6
тов позволит улучшить потребительПродолжительность хранения, мес
ские свойства и безопасность изделий с использованием МПМО. В
качестве стабилизирующих факто34
ров изучены способ упаковки (в
32
30
аэробных условиях, в вакууме) и
28
температура хранения (минус 18оС и
26
минус 25оС). Продолжительность
24
хранения мяса птицы механической
22
обвалки 6 мес.
20
18
Установлено, что содержание
16
хромопротеинов в исследуемом мя14
се, взятом непосредственно после
0
1
2
3
4
5
6
механической
обвалки,
равно
Продолжительность хранения, мес
(25,42±0,77) мг/кг, при этом количеб)
ство восстановленных и окисленных
80
форм пигментов составляет - миог75
лобин (19,0±1,0) %; оксимиоглобин
70
(32,0±1,0)
%;
метмиоглобин
65
(50,0±1,0) %. Эти данные свидетель60
ствуют о том, что значительная
55
часть пигментов МПМО исходно
50
45
представлена необратимо окислен0
1
2
3
4
5
6
ной формой, которая не участвует в
Продолжительность хранения, мес
реакции цветообразования, являясь в
Минус 18°С в вакууме
то же время одним из наиболее акМинус 18°С без вакуума
тивных проактиваторов окисления
Минус 25°С без вакуума
липидов.
в)
Глубину и интенсивность поРис. 6 - Влияние условий и
следующих превращений пигментов
продолжительности холодильной
МПМО оценивали по результатам
обработки МПМО на соотношение форм
определения соотношения форм
пигментов
пигментов, гемового и негемового
13
Светлота (L)
61
60
59
58
57
56
55
0
1
2
3
4
5
6
Продолжительность хранения, мес
Индекс красноты (a/b)
железа, показателей окраски.
Как следует из данных, приведенных на рис.6, в сырье, упакованном под
вакуумом (температура хранения минус 18оС) количество метпигмента остается
стабильным, при этом в первые 2 мес хранения выявлено даже некоторое повышение количества восстановленного пигмента, что может быть объяснено действием собственной антиокислительной системы, а также низким содержанием
продуктов окисления, деактивирующих системы восстановления метмиоглобина.
Для сырья, упакованного в аэробных условиях (температура хранения минус
18оС), количество метпигмента через 2, 4 и 6 мес хранения оказывается большим
в 1,22 раза, 1,35 раза и 1,5 раза. Понижение температуры хранения сырья (температура хранения минус 25оС) при условии упаковки его в аэробных условиях приводит к ингибированию необратимого окисления пигментов, но интенсивность
изменений оказывается выше, чем в сырье, упакованном под вакуумом.
Выявленные зависимости подтверждаются результатами инструментальной
оценки, которые свидетельствуют о стабильности интенсивности и качества окраски МПМО, упакованного под вакуумом. Показатель светлоты в течение всего
исследованного периода хранения изменяется в пределах ошибки метода при общей тенденции к повышению (рис.7а), при этом «индекс красноты» оказывается
выше, чем для сырья других условий хранения, в течение всего периода, в том
числе на поздних стадиях (рис.7б).
2,5
2,2
1,9
1,6
Минус 18°С в вакууме
Минус 18°С без вакуума
Минус 25°С без вакуума
1,3
1
0
1
2
3
4
5
6
Продолжительность хранения, мес
а)
б)
Рис.7 Влияние условий хранения на показатели окраски мяса птицы
механической обвалки
Различия в соотношении пигментов и значениях «индекса красноты», выявленные между образцами, могут быть объяснены, в том числе большим снижением рН в образцах, упакованных в аэробных условиях, что влияет на конформационные изменения гема и устойчивость его к окислению.
Мясо птицы механической обвалки, упакованное под вакуумом, характеризуется меньшим содержанием не только метпигмента, но и другого компонента,
активного участвующего в окислении липидов – негемового железа (рис.8б).
Так к окончанию исследуемого срока хранения количество гемового железа
в нем уменьшается на 10,94%, в сырье, упакованном в аэробных условиях и хранившемся при минус 18оС – на 23,33 %, минус 25оС - на 19,55 %. Количество не-
14
27
Содержание
негемового железа,
мг/кг
Содержание гемового
железа, мг/кг
гемового железа в сырье за этот период увеличилось на 35,74 %, 59,29% и 43,43%,
соответственно.
Результаты изучения изменения количества и качества пигментов согласуются с данными, полученными при исследовании состоянии липидной фракции.
Показатели, характеризующие интенсивность окислительных изменений жировой
части мяса, приведены на рис. (9а, б, в).
25
23
Минус 18°С в вакууме
Минус 18°С без вакуума
Минус 25°С без вакуума
21
19
0
1
2
3
4
5
Продолжительность хранения, мес
6
17,5
16,5
15,5
14,5
13,5
12,5
11,5
10,5
0
1
2
3
4
5
Продолжительность хранения, мес
6
а)
б)
Рис.8 Влияние условий хранения на изменение состояния железа в мясе птицы
механической обвалки
Представленные данные позволяют утверждать, что упаковка МПМО под
вакуумом приводит к ингибированию процесса образования первичных продуктов окисления, хотя и не исключает его развитие под действием адсорбированного кислорода. По результатам анализа кинетической кривой окисления индукционный период заканчивается через 3 мес хранения, а через 6 мес хранения начинается необратимое ухудшение качества жировой фракции.
а)
б)
в)
Рис. 9 Зависимости показателей окислительной порчи мяса птицы
механической обвалки от условий холодильного хранения
Для сырья, упакованного в аэробных условиях и хранившегося при той же
температуре, значения ПЧ, при котором липидная фракция считается испорченной, достигнуто через 4 мес хранения. Понижение температуры хранения при со-
15
четании с упаковкой в аэробных условиях не приводит к существенному замедлению процесса накопления первичных продуктов окисления. Через каждый месяц
хранения значения ПЧ составляют (1,654±0,001), (2,205±0,001), (4,567±0,001),
(67,795±0,001), (94,213±0,001), (120,630±0,001) ммоль активного О2/кг, то есть необратимое ухудшение качества липидной части МПМО установлено к 4 мес хранения.
Образующиеся перекиси участвуют в реакциях разветвления цепи окислительного процесса с образованием вторичных продуктов окисления, причем более
интенсивно в сырье аэробных условий упаковки, о чем свидетельствуют результаты определения количества малонового альдегида (показатель ТБЧ).
Полученные результаты свидетельствуют о том, что вакуумная упаковка оказывает решающее влияние на стабилизацию пигментов мяса птицы механической
обвалки и связанных с ним изменением липидов.
Поэтому при производстве колбасных изделий на основе продуктов переработки птицы, без использования других видов сырья с повышенным содержанием
пигментов, МПМО следует использовать непосредственно после механической
обвалки, в случае консервирования сырья замораживанием его следует упаковать
в условиях вакуума. Это позволит стабилизировать качество цветоформирующих
белков и, как следствие, окраски, а также липидной фракции в течение более 3
мес.
Эти рекомендации подтверждены результатами определения показателей
эффективности реакции цветообразования с использованием МПМО, взятого после обвалки и после 4 мес хранения в анаэробных условиях при минус 18 оС
(табл.4).
Таблица 4
Показатели эффективности реакции цветообразования модельных систем
с использованием мяса птицы механической обвалки
Соотношение
МПМО:
МПРО
0:100
20:80
40:60
60:40
80:20
100:0
Показатели реакции цветообразования с использованием МПМО
после мехобвалки
после хранения (4 мес)
пигменты
пигменты
MetMb,
MetMb,
общие,
нитрозо,% A630/A580
общие,
нитрозо,% A630/A580
ед.опт.пл
ед.опт.пл
0,085±0,002
76,47
0,34±0,01
0,085±0,002
72,94
0,35±0,01
0,100±0,002
78,00
0,37±0,01
0,090±0,002
73,03
0,38±0,01
0,120±0,002
81,33
0,40±0,01
0,011±0,002
74,17
0,41±0,01
0,170±0,002
82,85
0,43±0,01
0,150±0,002
75,36
0,44±0,01
0,190±0,002
83,90
0,47±0,01
0,170±0,002
75,54
0,48±0,01
0,210±0,002
85,71
0,51±0,01
0,190±0,002
76,19
0,51±0,01
Принимая во внимание известные исследования дигидрокверцетина (ДКВ) в
качестве антиокислителя для МПМО, изучена его эффективность в процессе
окисления, инициируемого гемовым и негемовым железом.
Исследования выполнены на модельной системе - курином топленом жире.
Согласно полученным данным, введение ДКВ в количестве 0,02% и 0,04% к массе
жира обеспечивает удлинение периода индукции в 2,17 и 2,83 раза, соответственно. В системах с гемовым и негемовым железом в концентрациях, соответствую-
16
щих МПМО, он проявляет ингибирующую активность, хотя эффективность его
уменьшается (табл.5).
Таблица 5
Показатели эффективности ДКВ в процессе окисления, инициируемом
гемовым и негемовым железом
Модельная
система
НГЖ
ГЖ
ДКВ,%
Индукционный
период, мин
Эффективность
ингибитора
1
60
1,00
2
0,02
130
2,17
3
0,04
170
2,83
4
+
52
5
+
0,02
116
1,93
6
+
0,04
144
2,40
7
+
50
8
+
0,02
104
1,73
9
+
0,04
133
2,22
10
+
+
41
11
+
+
0,02
99
1,65
12
+
+
0,04
66
1,10
Показатели качества топленого жира: ПЧ - 1,889 ммоль активного О2/кг; анизидиновое
число - 0,22 ед/г; общее число окисления - 0,818 ед/г; КЧ - 0,125 мг КОН
Эти данные свидетельствуют о целесообразности введения ДКВ в количестве
0,02% в МПМО на ранних стадиях или непосредственно в охлажденное сырье для
ингибирования процесса окисления. В противном случае в результате развития
окисления и деструкции пигментов с образованием наиболее активного активатора процесса, такого как негемовое железо может существенно уменьшить эффективность действия ДКВ.
В пятой главе приведены результаты исследований, направленных на разработку рецептур новых видов полукопченых колбас и комплексную оценку качества. Оптимизация рецептур выполнена с учетом полученных экспериментальных данных на основании компьютерного проектирования, критерий оптимизации – показатель эффективности использования белка (PER). На основании органолептического анализа выполнен подбор вспомогательных материалов, установлены физико-химические показатели для новых видов колбас (табл.7).
При оценке качества продукции изучены показатели интенсивности окраски
и устойчивости ее при воздействии света, консистенции, степени усвояемости
(табл.8).
Показатели окислительной порчи по истечении 15 суток хранения составляют (4,567±0,003) ммоль активного кислорода/кг для «Ароматной» и
(5,197±0,003) ммоль активного кислорода/кг для «Пикантной».
На основании результатов микробиологических показателей полукопченых
колбас с продуктами переработки птицы установлено соответствие их требованиям СанПиН 2.3.2.1078–01 в течение срока годности.
17
Таблица 6
Показатели биологической ценности оптимизированных рецептур
полукопченых колбас
Показатель
Значения для рецептур
№1
№2
Основное сырье, кг на 100 кг основного сырья
Филе бедра
40
40
МПМО
40
30
КГ
20
20
Шпик
10
Итого
100
100
Показатели биологической ценности
Показатель PER, ед
2,25
1,96
Коэффициент утилитарности, доли ед.
0,82
0,82
Коэффициент сопоставимой избыточности (σс), г/100 г белка
8,16
8,13
Сумма 10 АК, г/100 г белка
40,17
35,85
Сумма НАК г/100 г белка
35,40
31,53
Таблица 7
Физико-химические показатели колбас полукопченых
Показатель
Массовая доля влаги, %
Массовая доля белка, %
Массовая доля жира, %
Массовая доля золы, %
Массовая доля нитрита натрия, %
Массовая доля хлорида натрия, %
Массовая доля общего кальция, %
Массовая доля фосфора, % Р2О5
Массовая доля костных фрагментов, %
Энергетическая ценность, ккал/100 г
Значение показателя
«Ароматная»
«Пикантная»
66,43±0,49
60,15±0,76
17,15±0,31
14,83±0,34
14,38±0,05
22,97±0,07
2,04±0,05
2,05±0,01
0,002±0,001
0,004±0,001
2,68±0,05
2,59±0,01
0,152±0,002
0,121±0,001
0,289±0,034
0,210±0,009
0,328±0,017
0,204±0,002
198
266
Таблица 8
Показатели качества полукопченых колбас
Наименование показателя
СодержаниеNO-пигментов, % от общего количества пигментов
Устойчивость окраски, % от общего количества пигментов
Устойчивость, %
светлоты L
красноты a
синевы b
цвета
Величина ПНС, кПа
Степень усвояемости, %
Перекисное число, ммоль активного кислорода/кг
Значения дл колбас
«Ароматная»
«Пикантная»
90,63
93,80
62,87
60,93
96,44
93,79
83,90
91,37
11,43±0,09
64,42±0,13
0,629±0,001
96,81
92,88
91,60
93,76
10,00±0,04
68,85±0,15
1,102±0,001
18
Разработана технология производства новых видов полукопченых колбас,
апробированная в производственных условиях. Выход продукции составляет 87%.
Полная себестоимость производства 1 тонны полукопченых колбас «Ароматной»
и «Пикантной» составила 110,9 и 111,4 тыс. руб.
На продукцию разработана и утверждена техническая документация.
ВЫВОДЫ
1. На основании теоретического анализа и результатов собственных экспериментальных исследований предложено и обосновано использование коллагенового геля в технологии полукопченых колбас
2. На основании результатов исследования совокупности показателей, характеризующих степень и интенсивность изменений коллагенсодержащего сырья,
для его предварительного размягчения перед механической обвалкой рекомендована гидротермическая обработка в течение 60 мин при жидкостном коэффициенте 1:1
3. Установлен химический состав и пищевая ценность коллагенового геля, полученного путем механической обвалки предварительно подготовленного коллагенсодержащего сырья
4. На основании изучения совокупности функциональных и структурномеханических свойств фаршей установлен уровень введения его в рецептуру полукопченых колбас, составляющий от 10% до 20%
5. Изучение зависимостей окислительных изменений пигментов и липидной
фракции в процессе холодильного хранения дает основание утверждать, что мясо
птицы механической обвалки, предназначенное для использования в рецептурах
на основе продуктов переработки птицы с низким содержанием цветоформирующих белков, в том числе коллагенового геля, целесообразно перед замораживанием упаковывать под вакуумом. Это позволит минимизировать окислительные и
деструктивные изменения пигментов, коррелирующие с изменениями липидов, и
стабилизировать тем самым, потребительские свойства продукции
6. Дигидрокверцетин проявляет ингибирующие свойства в окислительном
процессе, инициируемом гемовым и негемовым железом, однако для обеспечения
высокой эффективности должен быть введен в мясо птицы механической обвалки
на ранних стадиях хранения в количестве 0,02%
7. Методом компьютерного проектирования с учетом показателей биологической ценности разработаны рецептуры полукопченых колбас с использованием
коллагенового геля и мяса птицы механической обвалки, установлены значения
показателей, характеризующих потребительские свойства колбас, пищевую ценность, стабильность при хранении
8. Разработана технология производства полукопченых колбас с использованием коллагенового геля и мяса птицы механической обвалки, техническая документация на новые виды продукции. Проведена оценка экономической эффективности новых рецептур.
19
По теме диссертации опубликованы следующие работы:
в журналах перечня ВАК РФ
1. Гуринович, Г. В. Изучение состава и свойств белкового сырья от переработки птицы / Г. В. Гуринович, Р. Н. Абдрахманов // Техника и технология пищевых производств. - 2011. - № 1.- С.22–27.
2. Абдрахманов, Р. Н. Изменение качества мяса птицы механической обвалки при холодильном хранении / Р. Н. Абдрахманов, Г. В. Гуринович, Л. С.
Кудряшов // Мясная индустрия. – 2011.- № 9.– С.42–45.
3. Гуринович, Г. В. Изучение влияния гемового и негемового железа на антиокислительную активность дигидрокверцетина / Г. В. Гуринович, Р. Н. Абдрахманов // Техника и технология пищевых производств. - 2012. - № 1.- С.30–35.
статьи в других журналах и сборниках материалов конференций
4. Абдрахманов, Р. Н. Исследования с целью разработки способа подготовки сопутствующего коллагенсодержащего сырья от переработки птицы [Текст] /
Р. Н. Абдрахманов // Пищевые продукты и здоровье человека: материалы III
Всероссийской конференции студентов, аспирантов и молодых ученых / КемТИПП – Кемерово, 2010г. – С.86–87.
5. Abdrakhmanov, R. N. The complex approach to processing of meat raw materials [Текст] / R. N. Abdrakhmanov // Пищевые продукты и здоровье человека:
материалы III Всероссийской конференции студентов, аспирантов и молодых
ученых / КемТИПП – Кемерово, 2010 г. – С.496-497
6. Абдрахманов, Р. Н. Фракционный состав белков мяса птицы механической обвалки [Текст] / Р. Н. Абдрахманов, Г. В. Гуринович // Пища. Экология.
Качество. Труды VII международной научно-практической конференции / Новосибирск, 2010. – С.10-11.
7. Гуринович, Г. В. Исследование технологического потенциала сопутствующего сырья от переработки мяса птицы [Текст] / Г. В. Гуринович, Р. Н. Абдрахманов // Управление инновациями в торговле и общественном питании: материалы международной конференции с элементами научной школы для молодежи
/ Кемерово, 2010. – С.143-146.
8. Гуринович, Г. В. Метод ускоренного окисления жиров [Текст] / Г. В. Гуринович, Р. Н. Абдрахманов // Инновационные аспекты переработки мясного
сырья и создания конкурентоспособных продуктов питания: 13-я Международная
научная конференция, посвященная памяти Василия Матвеевича Горбатова и 80летию ГНУ ВНИИМП им. В.М. Горбатова Россельхозакадемии / Москва, 2010. –
С.221-222.
9. Гуринович, Г. В. Исследование гемовых пигментов в мясных системах на
основе мяса птицы механической обвалки [Текст] / Г. В. Гуринович, Р. Н. Абдрахманов // Инновационные процессы в АПК: Сборник статей III Международной научно-практической конференции преподавателей, молодых ученых, аспирантов и студентов, посвященной 50-летию образования аграрного факультета
РУДН / РУДН – Москва, 2011г. – С.97-98.
10. Abdrakhmanov, R. N. The development of colour generation in model systems on the basis of mechanically deboned poultry meat [Текст] / R. N. Abdrakhmanov // Пищевые продукты и здоровье человека: материалы IV Всероссийской
20
конференции с международным участием студентов, аспирантов и молодых ученых / КемТИПП – Кемерово, 2011г. – С.198–199.
11. Abdrakhmanov, R. N. The influence of lipid oxidation products on the rate
of protein solubility of mechanically deboned poultry meat during freezing storage
[Текст] / R. N. Abdrakhmanov // Пищевые продукты и здоровье человека: материалы IV Всероссийской конференции с международным участием студентов, аспирантов и молодых ученых / КемТИПП – Кемерово, 2011г. – С.200-202.
12. Абдрахманов, Р. Н. Исследование влияния термической обработки на
белковую фракцию коллагенового геля [Текст] / Р. Н. Абдрахманов, Г. В. Гуринович// Инновационные технологии переработки продовольственного сырья: материалы Междунар. науч.-техн. конф / Дальрыбвтуз – Владивосток, 2011 г. - С.2426.
ЛР № 020524 от 02.06.97
Подписано в печать 13.04.2012. Формат 60×841/16
Бумага типографская. Гарнитура Times
Уч.-изд. л. 1,25. Тираж 80 экз.
Заказ № 58
ПЛД № 44-09 от 10.10.99
Отпечатано в редакционно-издательском центре
Кемеровского технологического института пищевой промышленности
650010, г. Кемерово, ул. Красноармейская, 52
Документ
Категория
Технические науки
Просмотров
293
Размер файла
532 Кб
Теги
кандидатская
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа