Курганская область
с.Частоозерье, ул.К.Маркса,88,
телефон:(352 30)91-553
г.Курган, ул.Омская 82-E
телефоны: (352-2) 54-54-84 - факс, 600-701 - приемная
54-52-00, 54-52-00 прием заявок, 25-03-59 - реклама

Диссертация


На правах рукописи

ИЛЬТЯКОВ Александр Владимирович

РАЗРАБОТКА И ПРИМЕНЕНИЕ КОМПЛЕКСА СОЕВЫХ БЕЛКОВ
И ПИЩЕВЫХ ВОЛОКОН В ТЕХНОЛОГИИ МЯСНЫХ ПРОДУКТОВ

Специальность:

05.18.04 - Технология мясных, молочных, рыбных продуктов
и холодильных производств

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Воронеж - 2008

Работа выполнена на кафедре технологии мяса и мясных продуктов
ГОУ ВПО Воронежской государственной технологической академии

Научный руководитель:
доктор технических наук, профессор,
Заслуженный деятель науки РФ
Антипова Л.В.

Официальные оппоненты:
доктор технических наук, профессор
Касьянов Г.И.

кандидат технических наук, доцент
Астанина В.Ю.

Ведущая организация:
Всероссийский научно-исследовательский институт мясной промышленности им. В.М. Горбатова

Защита состоялась 29 октября 2008 г. в 13 30 часов на заседании диссертационного совета Д 212.035.04 при Воронежской государственной технологической академии по адресу:
394000, Воронеж, просп. революции, 19.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Воронежской государственной технологической академии

Автореферат разослан ___ сентября 2008 г.

Ученый секретарь Мельникова Е.И.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы.
Качество питания прежде всего связано со свойствами сырья, входящего в состав продуктов. Радикальное изменение качества перерабатываемого сырья и, прежде всего, резко возросшее содержание в нем жира, высокий объем мяса с пороками и чрезвычайно низкими функциональными свойствами мышечных белков, потерей вкуса, цвета, запаха вызывает необходимость пересмотра и совершенствования традиционных способов производства продуктов для достижения высокого качества, пищевой и биологической ценности. Общий дефицит мясных ресурсов, все возрастающие объемы импортного мяса на продовольственном рынке, отличного от отечественного по ряду наиболее важных функциональных свойств и химическому составу, лишь прибавляет остроты проблеме стабилизации качества мясных продуктов.

Современное мировое производство мясных продуктов значительно продвинулось в вопросах эффективного регулирования свойств сырья и готовых продуктов с использованием различных пищевых добавок. Их насчитывается более 2000, среди них в последнее время особенную популярность приобрели белки растительного и животного происхождения, а также усвояемые и, особенно, неусвояемые полисахариды. Последние дополнительно играют роль обогатителей балластными веществами.

Опыт промышленных предприятий и анализ предлагаемых фирмами добавок и обогатителей свидетельствуют о целесообразности комплексного использования функциональных биополимеров. В этом направлении наиболее известны работы отечественных и зарубежных ученых и специалистов: И.А. Рогова, А.Б. Лисицына, Э.С. Токаева, Н.И. Дунченко, С.И. Постникова, А.В. Устиновой, А.И. Жаринова, Л.В. Антиповой, Л.В. Голубевой, Г.О. Магомедова, Л.П. Пащенко, В.В. Прянишникова, К. Кричка, Й. Глатгхар, А. Вогельбахера, П. Миклашевски, Й. Тонауэр и др.

Однако функциональность сочетания компонентов и научное обоснование условий применения комплекса биополимеров для достижения технологически и профилактических целей в пищевых, в частности мясных системах, изучена крайне недостаточно, что не обеспечивает стабильности качества мясных продуктов.

В связи с этим весьма актуальна проблема создания комплекса биополимеров с совокупностью функционально-технологических свойств, регулирующих качество и нивелирующих недостатки мясного сырья для расширения области его применения, а также для обогащения физиологически активными веществами.

Диссертационная работа является составной частью научных исследований кафедры технологии мяса и мясных продуктов по госбюджетной теме «Теория и практика производства биологически полноценных, комбинированных, аналоговых и функциональных продуктов питания на основе рационального использования сельскохозяйственных ресурсов с привлечением методов биотехнологии (№ г.р. 01200603763 ) за 2006-2008 гг., отвечает приоритетным направлениям развития мясной промышленности России, нацелена на реализацию концепции государственной политики здорового и безопасного питания населения РФ, национальных проектов «Развитие АПК» и «Здоровье».

Цель работы: повышение качества и расширение ассортимента мясных продуктов с применением белково-полисахаридных комплексов.

В рамках поставленной цели решались следующие задачи :

- исследование функционально-технологических свойств соевых белков и обоснование выбора для разработки комплекса белков и полисахаридов (КБП);

- идентификация свойств и обоснование выбора наиболее функционального препарата клетчаток применительно к технологии мясных продуктов;

- оптимизация состава и исследование физико-химических свойств КБП для стабилизации качества мясных продуктов;

- исследование влияния КБП на технологические и функциональные свойства мясного сырья;

- оценка влияния КБП на качественные показатели и безопасность готовых продуктов;

- разработка рецептур и модифицированных технологий мясных продуктов с использованием КБП с заданными функциональными свойствами;

- апробация и внедрение результатов экспериментальных исследований.

Научные положения, выносимые на защиту:

- состав комплекса соевых белков и полисахаридов с заданным качеством и уровнем функциональных свойств мясных систем.

- физико-химические и технологические свойства белково-полисахаридного комплекса

- рецептуры и способы применения в частных технологиях мясных продуктов

Научная новизна.
Обоснован выбор объектов исследования, обобщены и исследованы функционально-технологические свойства, растворимость и набухаемость препаратов клетчаток серии «Витацель» и соевых белков на примере препаратов серии «Майкон». Установлены особенности влияния исследуемых препаратов биополимеров на свойства мясных дисперсных систем. Дано математическое описание и предложена модель процесса набухания комбинированной биополимерной системы. Выявлены закономерности изменения основных функционально-технологических свойств при получении комплексного препарата в различных сочетаниях биополимерных компонентов, обосновано оптимальное соотношение и уровень гидратации белков и полисахаридов для практического применения. Изучен характер и специфика изменения функционально- технологических свойств модельных мясных фаршей в зависимости от дозировки КБП, вводимого взамен мясного сырья по рецептуре. На основании изучения микроструктурных характеристик модельных объектов установлено, что их свойства отличаются специфической ориентаций прочного каркаса клетчатки и равномерно распределенных соевых белков, усиливающих функциональные свойства системы - гелеобразующую, водосвязывающую и эмульгирующую способности. Экспериментально доказано, что система белок - полисахарид сохраняет сорбционную активность входящих в комплекс биополимеров в отношении ароматов пряностей, а также ионов металлов.

После термической обработки в соответствии с технологией вареных колбас, инструментальными методами установлено отсутствие влияния КБП в рекомендуемых дозах на цветообразование. Методами пьезокварцевого взвешивания на установке «электронный нос» установлено усиление ароматов и их стабилизация в продукте при хранении за счет сорбционной активности биополимеров КБП.

На основании анализа стабильности эмульсий, полученных с использованием жиров различного происхождения, установлена универсальность КБП.

Обоснованы подходы и принципы использования КБП в технологии мясных продуктов различных ассортиментных групп и в составе полупродуктов и вспомогательных материалов: мясные фарши, белково-жировые эмульсии, рассолы для посола и шприцевания.

Практическая значимость и реализация результатов работы.

Разработан полифункциональный комплекс с применением соевых белков «Майкон 70Г» и клетчаток серии «Витацель» при заданном соотношении биополимеров и уровне их гидратации. Установлен уровень функционально-технологических свойств и разработана технология КБП применительно к мясной промышленности. Сформулированы рекомендации по применению и разработаны рецептуры мясных продуктов с указанной массовой долей КПБ для обеспечения стабильности качества готовых продуктов. Разработанные рецептуры БЖЭ используются отечественными предприятиями в частных технологиях мясных продуктов различных ассортиментных групп – изделия колбасные вареные, сосиски, сардельки, полуфабрикаты мясные рубленые и имитирующие, паштеты, продукты вареные и варено-копченые из говядины и свинины, продукты копчено-вареные, копчено-запеченные и запеченные из мяса птицы.

Результаты апробированы и внедрены на мясоперерабатывающих предприятиях России, в том числе за 2006-2008 гг. на ЗАО «Мясоперерабатывающем комбинате Ангарский», Мясоперерабатывающем комбинате «Велес». Суммарный экономический эффект составил 3 204 070,3 руб., что подтверждено актами внедрения.

Апробация работы.

Основные положения работы доложены и обсуждены в период 2005-2008 года на международнародных научно-технических и научно-практических конференциях и семинарах: отчетная научная конференция ВГТА (2007 г.); семинар «Инновационные технологии в мясопереработке с добавками фирмы «Могунция» (22-26 июля 2008г., г. Курган); международный семинар фирм Могунция – SPS » (4-6 июня, 2008 г Эгьванген, Германия); международный семинар фирм Могунция – SPS , (г. Розенберг, Германия, 27-31 марта, 2007); 10-я Международная выставка «Пищевые ингредиенты, добавки и пряности», (г. Москва, 2007); международный семинар фирм Могунция – ЙРС – Сольбар (2006 г., 22-28 февраля, г. Друден, Германия); V Международная научно-практическая конференция и выставка «Технологии и продукты здорового питания 2007» (Москва; МГУПБ).

Разработки экспонировались на выставках международного, регионального, федерального уровней, по итогам которых отмечены дипломами и медалями (IFFA - Франкфурт, Германия, 2004, 2007; Технологии и продукты здорового питания - Москва, МГУПБ, 2006; Мясная индустрия - Москва, 2006, 2007, 2008; конкурс качества готовых изделий, г. Екатеринбург, 2006).

Публикации.

Результаты исследований по теме диссертации опубликованы в 23 работах, в том числе 7 в изданиях, рекомендованных ВАК РФ.

Объем и структура диссертации.

Работа изложена на 166 с. основного текста, состоит из введения, обзора литературы, 4 глав экспериментальной части, выводов, списка использованной литературы и приложений. Содержит 31 табл., 55 рис., 116 литературных источников. В приложениях приведена информация об утвержденных технических документах на производство и продукты, акты внедрения, сведения о наградах за разработки.

Содержание работы.

Во введении обоснована актуальность проблемы, сформулированы цель и задачи исследования, условия выполнения экспериментальных исследований, научная новизна и практическая значимость результатов.

В первой главе освещены современные проблемы качества мясного сырья и возможности нивелирования недостатков путем применения пищевых добавок и обогатителей. Особое внимание уделено добавкам, улучшающих структуру мясных систем. Проведен анализ химической и пространственной структуры, опыта применения, рынка и функционально-технологических свойств соевых белков. Проанализированы преимущества препаратов серии «Майкон» фирмы «Могунция-Интеррус» для универсального применения в мясной промышленности. Обобщены свойства и освещены перспективы применения пищевых волокон в составе продуктов питания для улучшения структуры продуктов и обогащения балластными веществами, обладающими физиологическим эффектом. Показано, что для стабилизации свойств мясных систем и качества мясных продуктов требуется создание функциональных комплексов при заданном соотношении ингредиентов и разработке технологии их предварительной подготовки.

В экспериментальной части (глава 2) приведены и охарактеризованы объекты исследования, даны сведения об условиях и материальной базе экспериментальных исследований, выполненных по разработанной схеме, а также описаны примененные методы.

В качестве сырьевых источников для получения мясных продуктов с содержанием белково-полисахаридных добавок применяли: при составлении модельных систем - говядину жилованную первого сорта - мышечную ткань с содержанием соединительной ткани (включая жировую) не более 6 %; свинину жилованную полужирную - мышечную ткань с содержанием жировой ткани от 30 до 50 %; при составлении рецептурно-компонентного состава продуктов и производстве колбас, полуфабрикатов и деликатесов использовали мясное сырье согласно действующей технической документации, (указано по тексту диссертации и в разработанной технической документации).

Пищевые добавки: крахмал картофельный по ОСТ 7699, не ниже первого сорта; кориандр по ГОСТ 29055; чеснок свежий по ГОСТ 7977, ГОСТ 27569, а также аналоги, разрешенные органами Роспотребнадзора; соль поваренную пищевую по ГОСТ Р51574, выварочную или каменную, садочную, самосадочную помолов № 0,1 и 2, не ниже первого сорта; натрий азотистокислый (нитрит натрия) по ГОСТ 4197; сахар-песок по ГОСТ 21; перец черный по ГОСТ 24050; белки соевые и препараты клетчаток серии «Витацель» фирмы «Могунция-Интеррус.

Экспериментальные исследования проводились в условиях НИЛ кафедр технологии мяса и мясных продуктов, физики, аналитической химии Воронежской государственной технологической академии, а также НИЛ Всероссийского научно-исследовательского ветеринарного института патологии, фармакологии и терапии; мясоперерабатывающего предприятия «Велес» (г. Курган).

Схема экспериментальных исследований представлена на рис. 1.

Растворимость белков определяли по методу Вебера, рН растворов –потенциометрически; за критическую точку гелеобразования принимали концентрацию препарата, соответствующую пробе, в которой не происходит разрушения геля под действием свинцового шарика в заданном диапазоне температур; массовую долю влаги - термогравиметрически при высушивании образцов в металлических боксах со стеклянной палочкой в сушильном шкафу при 150° в течение 1 ч; массовую долю жира - экстрагированием; массовую долю золы - в соответствии с прописью методов (Антипова Л.В. и др., 2001); массовую долю белка - по Кьельдалю; аминокислотный состав – методом ионообменной хроматографии на автоматическом аминокислотном анализаторе ААА-Т333 (Чехия); влагосвязываюшую способность - по методу Грау и Хамма в модификации В.П. Воловинской и Б.И. Кельман; влагоудерживающую способность с помощью нагревания и с применением жиромера; жироудерживающую и эмульгирующую способности – в соответствии с рекомендациями (Антипова Л.В. и др., 2001); по методу, описанному в книге Антиповой Л.В. 2001; качество готовой продукции - в соответствии с технической документацией; усилие резания - на приборе ПМ-3; массовую долю хлорида натрия - по ГОСТ 9957; нитрита натрия - по ГОСТ 558.1; показатели биологической ценности готовых продуктов - расчетным методом (Липатов Н.Н., 1995); набухаемость - по уровню жидкости, поглощенной за фиксированное время контакта с растворителем; ароматические компоненты - методом пьезокварцевого микровзвешивания на установке «электронный нос»; цветовые характеристики - спектрофотометрически на спектрофотометре СФ-18 в видимой области (400-700 нм); биологическую безопасность - на тест-культре Paramecium caudatum (Бузлама В.С. и др., 1997) ; сорбционные характеристики биополимеров - вольтамперометрическим методом; микроструктурные характеристики - по ГОСТ Р 50372 и рекомендациям (Антипова Л.В., 2001 г).


Рисунок 1 - Схема экспериментальных исследований

При исследовании процесса набухания КБП применяли модельные кинетические представления с соответствующим математическим аппаратом, включая решение задачи Коши для определения степени набухания в момент времени τ. При обработке экспериментальных данных использованы методы математической статистики и оптимизации; при моделировании рецептур - программа «Generic 2.0».

В третьей главе «Оценка функциональных свойств и разработка комплекса соевых белков и пищевых волокон для стабилизации качества мясных продуктов» приведены результаты обобщения и исследования свойств соевых препаратов фирмы «Могунция - Интеррус» и обоснован выбор в качестве основного объекта исследования в получении полифункционального комплекса «Майкон 70Г» по уровню эмульгирующей и водосвязывающей способности. Особенности функций препарата связаны с наличием примесей полисахаридной природы, а также аминокислотным составом и степенью денатурации белков.

Обобщены и дополнены информационные сведения о свойствах препаратов серии «Витацель» - источников клетчатки как потенциального ингредиента в составе белок-полисахаридного комплекса.

Проведены исследования сорбционной активности биополимеров препаратов. Экспериментально доказано, что концентрат соевых белков «Майкон 70Г» способен сорбировать ароматы специй, применяемых в колбасном производстве и тем самым улучшать не только структуру продуктов, но и стабилизировать их органолептические показатели продуктов. При исследовании сорбционной активности биополимеров препарата клетчатки «Витацель» установлено, что он полностью сорбирует ионы металлов, что весьма важно для профилактики отравлений металлами.

В ходе экспериментальных исследований показано, что уровень функциональности мясных систем возможно повысить и стабилизировать путем создания комплексов биополимеров различной химической природы.

Исследование набухаемости, как одного из важнейших показателей функциональности белково - углеводного комплекса «Майкон -Витацель», проводили в соответствии с методами исследований, указанными в главе 2. Измерения проводили для соотношений белок:клетчатка равных 1:9, 1:4, 3:7, 2:3, 1:1, 3:2, 7:3, 4:1, 9:1, повторяя опыт 3 раза, удлиняя продолжительность контакта образца и растворителя. Результаты представлены на рисунке 2.

Рисунок 2 - Изменение степени набухания белково-углеводного комплекса в различном состоянии компонентов

Предварительный анализ полученных результатов показывает, что в процессе набухания белково-углеводного комплекса «Майкон-Витацель» наблюдается предельная (или равновесная) составляющая степени набухания. Такой факт делает логичным применение модельных кинетических представлений. Если в момент времени τ обозначить степень набухания за , а в – за , и изменение степени набухания за считать пропорциональным (с коэффициентом k ) разности между равновесной и текущей степенью набухания, т.е. , тогда балансовое соотношение в дифференциальной форме примет вид:

(1)

Физический смысл k есть идеальная скорость набухания системы (с -1 ).

Применяя стандартные математические преобразования и предполагая отсутствие влияния сопряженности компонентов, модель процесса синтезируется по принципу суперпозиционирования.

Выражение для степени набухания смеси имеет вид:

(2)

Таким образом, все параметры, входящие в (2) определены. Варьирование отношения ингредиентов в эксперименте на чистых компонентах подтвердили адекватность математических представлений о процессе набухания КБП как о кинетическом.

Результаты исследований показывают, что набухание исследуемого комплекса увеличивается в образцах, где содержание клетчатки «Витацель» выше. Это объясняется тем, что вода связывается с клетчаткой химически и капиллярно - осмотически, а в белке - химически, и зависит от содержания в его структуре свободных амино- и карбоксильных группах.

При определении влагосвязывающей способности из исходных суспензий готовили серию суспензий с интервалом 2,0 г воды на 1 г препарата: 1:4; 1:6; 1:8 и 1:10. Суспензии тщательно перемешивали и определяли ВСС.

За величину ВСС принимали максимальное количество добавляемой воды, при котором не наблюдается отделения водной фазы в процессе испытания в пересчете на 1 г препарата. ВСС выражали в граммах воды на 1 г препарата. Графическая интерпретация данных представлена на рисунках 4 и 5.

Рисунок 4 – Изменение ВСС белково-углеводного комплекса в различном соотношении компонентов

Сравнительные данные показывают, что ВСС белково-углеводного комплекса «Майкон- Витацель» имеют наибольшие значения в соотношении 4:6 при степени гидратации 1:6 и в соотношении 1:9 при степени гидратации 1: 8. Анализ экспериментальных данных по определению эмульгирующей способности (рис. 5) КБП показал, что наибольшие значения достигаются в соотношениях 1:1, 2:3, 1:4 при степени гидратации 1:4.


Рисунок 5 - Изменение эмульгирующей способности КБП в различных соотношениях компонентов

Как видно на диаграмме, при увеличении степени гидратации комплекса, эмульгирующая способность уменьшается. Это связано со степенью гидратации соевого белка серии «Майкон» (1:5-6) и пшеничной клетчатки «Витацель» (1:6-7). Устойчивость эмульсии характеризуется количеством связанных влаги и жира. При такой гидратации комплекс белков и углеводов имеет поверхность для связывания гидрофобных участков молекул липидов, при более высокой гидратации образуется многослойная гидратная оболочка, препятствующая взаимодействию с ними из-за насыщенности поверхности водой.

Выявленные особенности свойств КБП в зависимости от соотношения биополимеров и уровня гидратации положены в основу для дальнейших исследований.

В четвертой главе « Исследование влияния белково – полисахаридного комплекса на свойства мясного сырья и продуктов » приведены результаты исследований по обоснованию рациональной дозы КБП в мясных системах на примере модельного фарша. Для этого предварительно готовили рассолы, рецептура которых приведена в табл. 1.

Таблица 1 - Состав рассолов для внесения в модельный фарш

Состав

Количество ингредиентов на 100 л рассола

Вода

75.9

75.0

75.9

75.9

75.9

75.92

75.9

75.9

75.9

«Майкон»70 Г

9

8

7

6

5

4

3

2

1

Перец черный

1.3

1.3

1.3

1.3

1.3

1.3

1.3

1.3

1.3

«Витацель»

1

2

3

4

5

6

7

8

9

Соль поваренная

10.4

10,4

10,4

10,4

10.4

10.4

10.4

10.4

10,4

Сахар песок

2.16

2.16

2.16

2.16

2.16

2.16

2.16

2.16

2.16

Кориандр

0.6

0.6

0,6

0.6

0.6

0.6

0.6

0,6

0.6

Графическая интерпретация полученных данных представлена на рис. 6.

Рисунок 6 - Зависимость ФТС модельного фарша от изменения компонентов рассола

На рисунке видно, что ВСС, ВУС, ЖУС, общая влага и выход после термической обработки варкой при +72±2 исследуемых образцов имеют наибольшие значения в соотношении белково-углеводного комплекса «Майкон - Витацель» 4:6. Это объясняется высокими показателями ФТС добавляемого препарата при степени гидратации 1:6 и его способностью образовывать стабильные эмульсии.

Проявленные свойства КБП в мясных фаршах хорошо согласуются с данными микроструктурного анализа соответствующих образцов.

В контрольных образцах фарша наблюдается классическая картина автолитических изменений, а так же пространственное распределение частиц мышечной ткани в фарше. Хорошо просматриваются частицы мышечной ткани различных размеров, пространство между кусочками заполнено равномерной окрашенной гомогенной массой. Все изменения в основном сводятся к автолитическим процессам, затрагивающим в той или иной степени структуру изучаемой ткани.

В основном, частицы мышечной ткани состояли из продольных, или разнонаправленных рыхло расположенных друг к другу пучков мышечных волокон. На отдельных участках среза обнаруживались включения рыхлой соединительной стромы и, кроме того включения жировой ткани (рис. 7а). Между фрагментами ткани обнаружилось практически свободное от содержимого пространство, что говорит о рыхлой структуре изучаемых образцов (рис. 7б) и недостаточное качество фарша.

Структура фарша, содержащего препарат «Витацель – WF 200» существенно отличались от контрольных образцов фарша. На отдельных участках изучаемого среза обнаруживались включения рыхлой соединительнотканной стромы и жировой ткани (рис.8а). Между фрагментами мышечной ткани обнаруживались волокна Витацель – WF 200, образовавшие своеобразную пространственную структуру, которая равномерно заполняла пространство между частицами мышечной ткани, являясь своеобразным остовом, поддерживающим частицы мяса в статичном состоянии (рис. 8б).

Структура фарша, содержащего белок Майкон –70Г существенно отличалась от предыдущих образцов. На отдельных участках изучаемого среза обнаруживались включения рыхлой соединительнотканной стромы и жировой ткани (рис.9а). Между фрагментами мышечной ткани обнаруживались включения белка Майкон 70Г образовавшие за счет содержания белковых и растительных компонентов, своеобразную пространственную структуру, которая равномерно охватывала весь объем фарша и заполняла пространство, образуя между частицами мышечной ткани кластеры, иммобилизующие частицы мяса в фарше (рис. 9б)

Таким образом, микроструктурная характеристика модельного мясного фарша с использованием компонентов КБП доказывает, что эффект стабилизации качества мясной основы достигается за счет эмульгирования и гелеобразования, уровень которых создается и поддерживается соотношением белков и полисахаридов в комплексе.

В целом полученные данные микроструктурного анализа подтверждают функциональные свойства КБП в мясных системах, как стабилизатора и гелеобразователя, что доказывает его полифункциональные свойства.

(а)

(б)

Рис. 7 Архитектоника (а) и рыхлая структура фарша (б) без внесения специализированных добавок. Окр. Гемм.-эозин. Ув.×200

(а)

(б)

Рис. 8. Архитектоника фарша, содержащего волокна Витацель – WF -200 (а), и иммобилизация частиц фарша ее волокнами. Окр. Гемм.-эозин. Ув.×200

(а)

(б)

Рис. 9. Архитектоника (а) и кластеры в фарше (б), содержащем Майкон –70Г. Окр. Гемм.-эозин. Ув.×200

Технологические свойства КБП исследовали на примере колбасы вареной «Деревенской» I сорта путем замены основного сырья на КБП. С соблюдением всех режимов по соответствующей инструкции в лабораторных условиях.

После 4 часов хранения готовых изделий при + 4° С, проводили оценку цветовых характеристик.

Рисунок 9 - Спектры отражения К=Г(Х) образцов с добавлением КБП

Таблица 2 - Цветовые характеристики вареной колбасы с добавлением различного количества КБП

Количество ФЭ, %

Цветовая: система L*a*b

∆Е

Н

S

L

а

b

1 Контроль

73

1

-3.4

-

-1.3

4

2 Содержание 5 °о

72

1

-3,5

0.5

-1.2

4

3 Содержание 10 %

72

1,1

-3.8

0.6

-1.1

5

4 Солепжание 1 5 %

71

1,2

-3.6

0.6

-1.3

5

5 Содержание 20 %

71

1,2

-3.7

0.7

-1.2

5.5

При определении изменения компонентов ароматов в готовых продуктах использовали электроды пьезорезонатора, покрытые различными веществами, благодаря чему они проявляли специфическую чувствительность к определенным группам веществ.

После обработки данных были получены ароматограммы контрольного и опытного образцов (рис. 10).

Сравнение диаграмм позволят утверждать, что колбаса, изготовленная с добавлением БГК, обладает более насыщенным и богатым ароматом по сравнению с контрольным образцом. На диаграмме видно увеличение чувствительности к эфирам, ароматическим углеводородам, гетероциклическим соединениям. Также намного увеличивается чувствительность к парам воды, это обусловлено высокой водоудерживающей способностью КБП.

(а)

(б)

Рисунок 10 - Диаграмма колбасы вареной с добавлением (а) и без добавления (б) КБП

Полученные данные позволяют утверждать, что колбаса с КБП обладает большей привлекательностью по органолептическим показателям - цвету, консистенции, аромату, что несомненно повлияет на потребительский спрос продукта.

При планировании и определении биологической ценности колбасы вареной с КБП использовали метод компьютерного проектирования. Такой подход обеспечивает более точное решение поставленной задачи. Для проектирования и корректировки рецептур применяли программное обеспечение « Generik 2.1». Рецептурный состав и его соответствие нормам питания, представленные соответственно на рис. 11 и 12, указывают на высокие показатели пищевой и биологической ценности экспериментального образца колбасы. Расчеты соответствующих показателей свидетельствуют о хорошей сбалансированности основных нутриентов (табл.3 и 4).

Рисунок 11 - Состав вареной колбасы


Рисунок 12 – Функция желательности колбасы вареной, содержащей КБП

Таблица 3 - Биологическая ценность изделия

Наименование образца

КРАС. %

БЦ,%

Коэффициент

утилитарности

АК состава

Коэффициент «сопоставимой избыточности»

Вареная колбаса

20,6

79.4

0,970

-35,35

Таблица 4 - Биологическая ценность разработанного продукта

Наименование аминокислоты

Содержание, г/100т

Вали н

5,3

Изолейцин

4,6

Лейцин

7,2

Лизи н

7,6

Метионин + Цистин

3,3

Треонин

4,5

Оценка биологической активности на биотестах, характеризующей уровень безопасности показала, что продукт физиологичен для биотеста, т.е. безопасен. Наибольшее стимулирующее действие отмечено при разведении 1:10000.

По результатам проведенных оценок применения КБП следует признать перспективным. На новые виды колбас вареных составлен и утвержден пакет технической документации.

Представляет интерес оценить эмульгирующие свойства КБП в среде жиров различного происхождения (табл. 5). Белок - жировые эмульсии готовили при использовании белок - полисахаридного комплекса в оптимальных соотношении и гидратации при различной доле жиров, а затем определяли интересующие показатели, которые выражали в процентах, в качестве контроля использовали данные по полужирной свинине.

Таблица 5 - Функционально-технологические свойства БЖЭ

Показатели ФТС, %

БЖЭ с применением жира, кг/100 кг

соевого

кроличьего

птичьего

20

40

50

20

40

50

20

40

50

ВУС

74,6

78,3

77,5

74,0

74,3

73,5

76,0

78,0

78,0

ЖУС

87,0

85,0

83,0

87,0

88,0

88,0

88,0

98

90

ЭС

74

78

78

85,0

88,5

88,0

87,0

88,0

88

СЭ

92

96

95

83,0

89,0

88

85

89

88

Продолжение таблицы 5

Показатели ФТС, %

БЖЭ с применением жира, кг/100 кг

Контроль

свиного

говяжьего

свинина полужирная

ВУС

20

40

50

20

40

50

ЖУС

72,4

78,0

77,0

75,0

74,3

74,0

74,6

ЭС

85

86

82

81

82

80

71,4

СЭ

85,4

88,2

88,0

82

83

82

72,8

ВУС

83

85

84

83

85

85

88,2

Как видно из данных табл. 5, показатели функционально-технологических свойств фактически во всех случаях отвечает установленным требованиям к фаршевым и другим пищевым системам, что определяет широкие возможности применения комплекса соевых белков и полисахаридов в технологии продуктов питания.

При исследовании влияния рН на устойчивость эмульсии установлена единая закономерность - при снижении рН в область кислых значений система утрачивала свойства в виду перехода белков в ИЭТ. Экспериментально установлена реальная возможность замены основного сырья на 20-30 % БЖЭ любого вида в зависимости от соотношения компонентов в рецептуре без отрицательного влияния на органолептические, функционально-технологические свойства и пищевую ценность готовых изделий.

При исследовании сорбирующей активности установлено, что КБП не снижает уровня сорбции металлов по сравнению с исходным препаратом «Витацель», что сохраняет перспективу создания профилактических продуктов.

В пятой главе «Применение КБП в технологии мясных продуктов» приведены результаты по разработке рецептур и модификации технологии рубленых полуфабрикатов из мяса птицы.

КБП вносили при составлении фарша в фаршемешалке. После формования котлеты замораживали при -24°С и через 48 часов подвергали термической обработке и оценке качества.

Органолептическая оценка показала лучшие результаты для рубленных полуфабрикатов, что проявлялось, в первую очередь, в отношении внешнего вида. Выход изделий зависит от доли замены основного сырья и превышает контрольные образцы на 10-15%.

Введение в фарш КБП влияет на химический состав, при этом в продуктах увеличивается массовая доля воды, белка и золы, уменьшается массовая доля жира.

Оценка аминокислотного состава показала практически полное отсутствие лимитирующих аминокислот, что подчеркивает сбалансированность и высокую биологическую ценность продукта.

Таблица 6 - Аминокислотный состав рубленых полуфабрикатов из мяса птицы с добавлением пищевых волокон

Аминокислота

Содержание доля аминокислоты, г в 100 г белка

Аминокислотный скор, %

идеальный белок по ФАО/ВОЗ

котлеты «Раненбургские»

валин

5,00

4,569

91,37

изолейцин

4,00

3,998

99,95

лейцин

7,00

7,384

105,48

лизин

5,50

8,816

160,29

метионин + цистин

3,50

3,315

94,71

треонин

4,00

4,482

11Z06

триптофан

1,00

1,574

157.41

фенилаланин + т ирозин

6,00

6,071

101,19

При оценке переваримости в системе in vitro (пепсин + трипсин) установлено, что активность ферментов практически идентична, что дополнительно доказывает биологическую ценность разработанного продукта. Его расчетная энергетическая ценность составила 1622,5 кДж на 100 г

Рисунок 13 - Переваримость рубленых полуфабрикатов из мяса птицы

В результате исследования свойств комплекса соевых белков и препарата «Витацель» с учетом современных тенденций в питании и ценовой политики разработаны, апробированы и внедрены рецептуры растительных полуфабрикатов, имитирующих мясные. Разработана и прелагается технологическая схема производства (рис. 14).

Рисунок 14 - Технологическая схема производства полуфабрикатов растительных рубленых

Разработанные рецептуры БЖЭ с использованием КБП широко применимы в производстве вареных колбас, сосисок и сарделек, а также ветчинных изделий, варено-копченых и полукопченых колбас и паштетов. (ТУ 9213-013-54615519-03, ТУ 9213-003-54615519-03, ТУ 9213-354-00419779-98, ТУ 9213-019-546-615519-03, ТУ 9213-014-54615519-05, ТУ 9213-020-54615519-03). БЖЭ возможно использовать при составлении фарша, а также путем шприцевания при производстве цельномышечных продуктов с применением специальных игл. Результаты экспериментальных исследований апробированы и внедрены в производстве мясных продуктов ряда предприятий России с реальным экономическим эффектом.

Выводы

1. Показатели гелеобразующей, водосвязывающей, эмульгирующей и сорбционной способностей, обосновывают целесообразность разработки комплекса белков и полисахаридов (КБП) с применением соевых белков Майкон 70Г и пищевых волокон Витацель WF 200.

2. Математическое описание процесса набухания смесей препаратов биополимеров позволяет установить оптимальное соотношение компонентов КБП - 4:6 при степени гидратации 1:6 для рационального применения в частных технологиях.

3. Микроструктура мясных модельных фаршей с использованием в составе КБП представлена равномерно распределенными включениями мяса, каркаса клетчатки и молекулами соевых белков, обеспечивающих стабильность и высокие значения функционально-технологических свойств: ВСС – 68,4-68,7 % %; ВУС – 73,3-75,1 %; ЖУС – 66,8-69,1 %.

4. С применением инструментальных методов показано, что предварительно гидратированой КБП проявляет сорбционную активность в отношении металлов, в дозировках до 20 % не оказывает существенного влияния на цветность готовых изделий, усиливает аромат специй.

5. С использованием КБП в составе позволяет разработать и рекомендовать рецептуры колбас и полуфабрикатов, обеспечивающих пищевую и биологическую ценность, максимально приближенные к физиологическим нормам по составу основных и эссенциальных нутриентов.

6. КБП образует устойчивые эмульсии с жирами растительного и животного происхождения, что расширяет спектр применения в различных отраслях пищевого производства. Различные рецептуры позволили экономит до 30 % мясного сырья в технологии мясных продуктов ( вареные, полукопченые, варено-копченые, сырокопченые) без снижения качества и пищевой ценности.

7. Разработанные способы и технологии применения КБП в технологии полуфабрикатов, вареных колбас, сосисок, сарделек с соответствующей утвержденной документацией: ТУ 9146-023-54615519-04 «Полуфабрикаты растительные рубленые», ТИ к ТУ 9214-004-54615519-03 «Полуфабрикаты мясные рубленые», ТИ к ТУ 9213-002-54615519-03 «Изделия колбасные вареные. Колбасы, сосиски и сардельки».

8. Разработанные технологии мясных продуктов внедрены в производство отечественных предприятий ЗАО «Мясоперерабатывающем комбинате Ангарский», Мясоперерабатывающем комбинате «Велес». С уммарный экономический эффект по итогам 2006-2008 г. составил 3 204 070,3 руб.

Список работ, опубликованных по теме диссертации

1. Ильтяков А.В. Технология MiM – новый шаг в производстве деликатесов [Текст]/ А.В. Ильтяков, Н.В. Пестов, В.В. Прянишников// Пищевая промышленность. – 2006. - №9. – С. 10-12.

2. Использование соевых белков в переработке мяса [Текст]/ А.В. Ильтяков, П. Микляшевски, В.В. Прянишников, Е.В. Бабичева/ Все о мясе. – 2006. – №3. - С. 10-13.

3. Мясные продукты с соей для здорового питания [Текст]/ А.В. Ильтяков, П. Микляшевски, В.В. Прянишников, Е.В. Бабичева/ Международная конференция «Технологии и продукты здорового питания». М.: МГУПБ, 2006 г. - Часть 2. -С.– 203-207.

4. Ильтяков А.В. Производство полуфабрикатов из мяса птицы [Текст]/ А.В. Ильтяков, В.В. Прянишников, А.В. Осипова. //Мясная индустрия. – 2006.– № 12. С. 46-48.

5. Производство функциональных продуктов из мяса птицы [Текст]/ А.В.Ильтяков, В.В. Прянишников, А.В. Леонова, Л.В. Антипова / Материалы международной конференции «Новые мировые тенденции в производстве продуктов из мяса птицы и яиц». – Ржавки, 2006. - С. 245-250.

6. Ильтяков А.В. Мясокомбинат «Велес» - маленьким россиянам [Текст]/ А.В. Ильтяков// Мясная индустрия. - 2006. -С. 45-47.

7. Ильтяков А.В. В гостях у «Могунции» [Текст]/ А.В. Ильтяков / Партнер мясопереработка. – 2006.– № 2. -С.–24-25.

8. Производство полуфабрикатов из мяса птицы по современным технологиям [Текст]/ А.В. Ильтяков, В.В. Прянишников, П. Микляшевски, Й. Тонауэр// Все о мясе. – 2007. – № 1. - С. 32-36.

9. Ильтяков А.В. MiM – технология успеха [Текст]/ А.В. Ильтяков, В.В. Прянишников, Н.В. Пестов /Мясные технологии. – 2007. – № 8 (56). - С. 50.

10. Прянишников В.В. Мясные продукты с пищевыми волокнами и соевым белком для здорового питания [Текст]/ В.В Прянишников, А.В.Леонова, А.В.Ильтяков / Материалы V Международной конференции «Технологии и продукты здорового питания». М.: МГУПБ, 2007. - Часть I. - С.–73-81.

11. Прянишников В.В. Производство полуфабрикатов из мяса птицы для здорового питания [Текст]/ В.В Прянишников, А.В.Ильтяков / Материалы V Международной конференции «Технологии и продукты здорового питания» М.: МГУПБ, 2007. – Часть II. – С. 299 -306.

12. Современные технологии в производстве полуфабрикатов из мяса птицы [Текст]/ А.В. Ильтяков, А.В.Леонова, В.В. Прянишников, И.И. Голубев// Партнер мясопереработка. – 2008. – № 8. - С.28.

13. Функционально-технологические и диетические свойства нерастворимых пищевых волокон [Текст]/ А.В. Ильтяков, А.В. Устинова, А.И. Сурнина, В.В. Прянишников, Н.Е. Белякина / Все о мясе. – 2008. - № 3. - С. 24-28.

14. Структурно-механические и сорбционные свойства нерастворимых пищевых волокон [Текст]/ А.В. Ильтяков, В.В. Прянишников, И.К. Морозкина, Н.Е. Белякина, А.В. Устинова, А.И. Сурнина / Мясная индустрия. – 2007. - № 10. - С. 71.

15.Технологические и медико-биологические аспекты применения пищевых волокон в мясной промышленности [Текст]/Устинова А.В, Белякина Н.Е., Сурнина А.И., Прянишников В.В., Ильтяков А.В. VI Международная научно-практическая конференция «Технологии и продукты здорового питания. Функциональные пищевые продукты». - М., 2008. – С. 155.

16. Препараты для производства сырокопчёных колбас [Текст]/ П. Микляшевски, В. Прянишников, В. Любченко, Т. Коршунова, Й. Тонауэр, А. Ильтяков / Мясной ряд.–2008. - №1.– С. 38-39.

17. Технология МИМ в производстве деликатесов [Текст]/ В.В.Прянишников, А.В. Ильтяков П. Микляшевски / «Инновационные технологии переработки сельскохозяйственного сырья в обеспечении качества жизни: наука, образование и производство»: Материалы Международной научно-технической конференции, - Воронеж, 2008.– С. 132-137.

18. Ильтяков А.В. Влияние комплекса соевых белков и клетчаток (балластных веществ) на функционально-технологические свойства мясных фаршей [Текст]/ А.В.Ильтяков/ «Инновационные технологии переработки сельскохозяйственного сырья в обеспечении качества жизни: наука, образование и производство»: Материалы Международной научно-технической конференции. – Воронеж, 2008.– С.198-199.

19. Ильтяков А.В. Особенности получения и применения соевого концентрата серии «Майкон» и изолята серии «Майсол» в мясной промышленности [Текст]/ А.В. Ильтяков/ Сборник материалов международной научно-практической конференции «Перспективные нано- и биотехнологии в производстве продуктов функционального назначения». –Краснодар: КубГТУ, 2007. – С.118-120.

MULTUM NON MULTA

Поиск