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

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 образова тельном учреждении высшего профессионального образования «Кемеровский технологический институт пищевой промышленности» доктор технических наук, профессор

Научный консультант:

Гуринович Галина Васильевна Данилов Михаил Борисович - доктор техни

Официальные оппоненты:

ческих наук, профессор, заведующий кафедрой «Технология мясных и консервированных продуктов», ФГБОУ ВПО Восточно Сибирский государственный университет технологий и управления Машенцева Наталья Геннадьевна - доктор технических наук, профессор кафедры «Химия пищи и пищевая биотехнология», ФГБОУ ВПО Московский государственный универси тет пищевых производств Государственное научное учреждение

Ведущая организация:

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 техноло гический 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 техноло гического института пищевой промышленности. С авторефератом можно ознако миться 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

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 ме сто 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 продовольствен ной базы страны ориентирована на рост производства мяса от скота с более высо кими воспроизводительными и откормочными свойствами и рациональное ис пользование имеющихся резервов мясного сырья, технология переработки кото рых должна обеспечивать изготовление продуктов высокой пищевой, биологиче ской 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 отрас ли птицеводства РФ на период до 2020 г. ориентирована на обеспечение даль нейшего роста производства отечественного мяса птицы и подъем уровня само обеспечения мясными продуктами до показателя, предусмотренного Доктриной продовольственной безопасности России.

Структура мясного рынка определяет и направления формирования ассор тимента мясных продуктов, в котором увеличивается доля изделий с использова нием птицепродуктов, включая субпродукты, предназначенных как для общего, так и специализированного питания. Это позволит расширить ассортимент мяс ных продуктов, увеличить уровень потребления необходимого для организма жи вотного белка, дефицит которого в питании составляет (20-30)%.

Значительный вклад в развитие теоретических и практических аспектов технологии получения и переработки птицы, сопутствующих переработке про дуктов 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 коллагенсодержа щее сырье от разделки птицы. Свойства основного белка сырья коллагена обу славливают возможности использования его в различном качестве в зависимости от способа и глубины предварительной обработки. При этом продукты перера ботки коллагенсодержащего сырья следует рассматривать как полифункциональ ные, позволяющие расширить возможности использования других видов сырья, в том числе для изготовления продукции повышенного спроса, в частности полу копченых колбас, при стабилизации ее качества.

Цель и задачи исследований Целью настоящих исследований является разработка технологии новых ви дов полукопченых колбас с использованием коллагенового геля в сочетании с мя сом птицы ручной и механической обвалки на основе изучения их состава и свойств.

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 функ ционально-технологические свойства фаршевых систем на основе мяса птицы ме ханической обвалки;

- исследовать и дать оценку окислительным изменениям пигментов и липи дов 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 ге лем и выполнить комплексную оценку качества;

- разработать технологию и техническую документацию на новые виды по лукопченых 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, структурно механические, микробиологические и органолептические показатели новых видов полукопченых колбас с использованием коллагенового геля.

Практическая ценность работы Определен оптимальный уровень введе ния коллагенового геля в полукопченые колбасы, разработаны рецептура и техно логия производства колбас. На новые виды полукопченых колбас с использовани ем коллагенового геля, разработана и утверждена техническая документация (ТУ 9213-027-02068315-12).

Предложенная технология апробирована в производственных условиях.

Расчеты доказывают экономическую целесообразность и эффективность предло женных решений.

Результаты научных исследований внедрены в учебный процесс.

Апробация работы Основные результаты работы докладывались и обсуж дались на международных, всероссийских научных конференциях: «Пищевые продукты и здоровье человека: III Всероссийская конференция студентов, аспи рантов 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 конкурентоспо собных продуктов питания: 13-я Международная научная конференция, посвя щенная 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, аспиран тов и молодых ученых» (Кемерово, 2011 г.), «Инновационные технологии перера ботки продовольственного сырья» (Владивосток, 2011 г.).

Публикации Основные положения диссертации опубликованы в 12 печат ных работах, в том числе 3 в изданиях, рекомендованных ВАК РФ.

СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫ Диссертационная работа состоит из введения, литературного обзора, орга низации эксперимента и методов исследований, экспериментальной части, изло женной в 3 главах, выводов, списка используемой литературы, состоящего из работ отечественных и зарубежных учных, и приложений. Основное содержание работы

изложено на 126 страницах машинописного текста, включает 31 рисунок и 26 таблиц.

Во введении обоснована актуальность темы диссертационного исследова ния, определены основные направления работы.

В первой главе проведен анализ научно-технической литературы по теме диссертационной работы. Проанализированы состав и свойства коллагенсодер жащего 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 механиче ской обвалки, факторов, влияющих на процессы окислительного изменения пиг ментов 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 мето дов исследований. В соответствии с целью и задачами работы объектами исследо вания на отдельных этапах являлись: коллагенсодержащее сырье (субпродукты ноги цыплят-бройлеров), коллагеновый гель, модельные фаршевые системы с ис пользованием коллагенового геля и МПМО, рецептуры новых видов полукопче ных колбас. Для решения поставленных задач в работе использованы арбитраж ные методы, а также известные и новые инструментальные и аналитические ме тоды, позволяющие получить достоверную информацию об объектах исследова ний.

Объекты Этапы исследования Контролируем исследования ые показатели Коллагенсодержащее Исследование влияния способа предвари- 1-5,12,19,23, сырье от переработки тельной обработки сырья на состав и 27, птицы (субпродукты - свойства ноги цыплят-бройлеров) Коллагеновый гель (КГ) Определение состава, пищевой ценности 1-7,11-13,19, и свойств коллагенового геля 25-27,28,30, Модельные фаршевые Изучение влияния уровня введения кол- 1-7,12,19, системы лагенового геля на состав и функцио- 27-29,32, нально-технологические свойства фар шевых систем на основе мяса птицы ме ханической обвалки Мясо птицы механиче- Исследование процессов окисления ли- 1-7,11,13-16, ской обвалки (МПМО) пидов и пигментов мяса птицы механи- 19-24,26,27, ческой обвалки в зависимости от способа 29-32,34-36, и условий низкотемпературного хранения Полукопченые колбасы Разработка рецептуры полукопченых 1-12,17,18, с использованием колла- колбас с коллагеновым гелем и мясом 28,32,33,35, генового геля птицы и комплексная оценка качества 38,40- 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 со единений (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), перева римость (27) in vitro, величина ПНС (28), функциональные свойства фарша (29);

количество L гидроксипролина (30), антиокислительная активность (31);

цветовые характеристики в системе Lab (32), органолептическая оценка (33), определение общей растворимости белков (34), пере кисное число (35), кислотное число (36), анизидиновое число (37), тиобарбитуровое число (38), синеретическая активность (39), энергетическая ценность продуктов (43), показатели биологи ческой ценности (40) - (42), (44).

Рис. 1 - Схема проведения исследований Экспериментальные исследования проводились в Кемеровском технологи ческом институте пищевой промышленности на кафедре технологии мяса и мяс ных продуктов. Экспериментальные данные с кратностью опытов n 3 обрабаты вали 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 об работки исходного коллагенсодер жащего сырья (мясокостного суб продукта ног цыплят-бройлеров) включает две стадии: размягчение структуры исходного сырья и его механическую обвалку.

В качестве способа размягче ния структуры изучалась обработка неизмельченного сырья растворами молочной или лимонной кислот (концентрация 0,2%, 0,6%, 0,8%, 1,2%, 1,6%;

продолжительность вы держки 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 об Таблица работки - 20,40,60,80 и 100мин).

Органолептическая характеристика Эффективность обработки коллагенового геля оценивали на основании определе Показатель Характеристика ния потерь сухих веществ, количе Непрозрачная 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.

Установлено, что с увеличе легко нарезается Свойственный мясному сырью, нием концентрации растворов ки Запах и вкус без посторонних привкуса и за- слот степень набухания сырья не паха, вкус нейтральный.

прерывно возрастает (до 130 %), От кремового до бежевого или светло-коричневого без серых максимальные потери сухих ве Цвет ществ равны (1,20±0,09) %, количе пятен 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).

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 эффек тивное 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. По следующая обработка приводит к непрерывному снижению предельного напря жения сдвига на 38,38 % и 48,14 %, соответственно.

Установлен химический состав тканей, отделяемых при ручной обвалке от сырья разных способов предварительной обработки. Полученные данные позво ляют утверждать, что выдержка в растворах пищевых органических кислот со провождается 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 увеличе нием продолжительности обработки.

По совокупности полученных результатов с учетом рН и органолептических показателей для размягчения исследуемого коллагенсодержащего сырья рекомен дована 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 раство римый. Установлено количество костных включений в геле, равное 1,57%, опре делено 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 приво дит к увеличению растворимой фракции коллагена относительно исходного коли чества соответственно на 20,87 %, 29,39 %, 52,77 %, 64,16 %.

Углубление процессов гидролиза коллагена, сопровождаемое аккумулирова нием растворимой фракции, оказывает влияние на прочностные характеристики геля рис. (3 б).

Таблица Химический состав коллагенового геля Показатель Значение Массовая доля белка, % 16,53 ± 0, Массовая доля общего коллагена, % 9,47 ± 0, Массовая доля растворимого коллагена, % 3,92 ± 0, Массовая доля небелковых веществ, % 0,27 ± 0, Массовая доля жира, % 13,00 ± 0, Массовая доля влаги, % 66,98 ± 0, Массовая доля минеральных веществ, %, в том числе 3,45 ± 0, кальция, % 0,112 ± 0, железа, мг% 3,95 ± 0, фосфора (в пересчете на Р2О5), % 0,259 ± 0, Массовая доля костных включений, % 1,57 ± 0, 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 парал лельного определения небелкового азота позволяют объяснить эту зависимость увеличением доли глютоз.

Растворимый коллаген, % от общего коллагена 80 ПНС, кПа 40 0 Продолжительность, мин Продолжительность, мин а) растворимый коллаген б) ПНС Рис.3 Изменение растворимого коллагена (а) и ПНС (б) коллагенового геля в зависимости от продолжительности термообработки Последовательная обработка исходного коллагенсодержащего сырья приво дит к повышению степени доступности коллагена действию пищеварительных ферментов. Степень переваримости белка сырья составляет 13,65 %, мясных тка ней 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 степе нью деструкции, с целью стабилизации технологических свойств сырья и регули рования консистенции изделий.

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 ис следованы 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 вы явлена устойчивость структурированного МПМО к нагреву и синерезису при хо лодильном хранении, установлена большая стабильность структуры, в формиро вании которой использованы оба стабилизатора.

На рис. (4а, б, в) представлены результаты исследования влияния уровня вве дения КГ на водоудерживающую (ВУС), жироудерживающую способность (ЖУС) и устойчивость исследуемых модельных фаршевых систем (УФС).

Согласно полученным данным, замена 10% мяса птицы механической об валки 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 изме нений при любом из уровней введения КГ.

В модельном фарше с МПМО, структурированном «Колендрой», с увеличе нием уровня введения КГ от 10% до 30% водоудерживающая способность изме няется от 70,23% в контрольной системе до 73,73%, 75,38% и 76,98%, соответст венно. Значение показателя УФС, при котором система считается стабильной, достигается при уровне введения КГ 30%.

100 90 ВУС, % УФС, % ЖУС, % 80 80 70 60 60 0 10 20 30 0 10 20 30 0 10 20 Уровень введения КГ, % Уровень введения КГ, % Уровень введения КГ, % А Б В А Б В 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 незна чительное увеличение показателя ПНС относительно исходного (рис.5). Однако, нагрев фарша до температуры кулинарной готовности приводит к выраженному эффекту, ПНС с увеличением уровня введения КГ от 10% до 30% повышается на 35,57%, 55,30 %, 65,29 %, соответственно.

5 А Б В А Б В ПНС, кПа ПНС, кПа 0 10 20 0 10 20 Уровень введения КГ, % Уровень введения КГ, % а) до термообработки 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 ана логичном уровне введения КГ.

Изучен химический состав модельных систем с различным уровнем введе ния КГ (табл. 3), установлено содержание костных включений и общего кальция, которые для всех исследуемых фаршей соответствуют нормативным значениям.

Таблица Влияние уровня КГ на химический состав модельных систем на основе МПМО Массовая доля, % Способ подготовки Уровень введе МПМО ния КГ, % белка жира влаги золы 15,43±0,06 10,31±0,08 73,00±0,14 1,26±0, 15,54±0,05 10,66±0,04 72,22±0,12 1,58±0, Система А 15,66±0,07 13,30±0,04 69,29±0,13 1,75±0, 15,77±0,03 13,70±0,04 68,66±0,14 1,87±0, 3,86±0,04 3,06±0,04 92,11±0,09 0,97±0, 5,12±0,07 4,05±0,06 89,83±0,05 1,00±0, Система Б 6,38±0,08 5,04±0,02 87,14±0,11 1,44±0, 7,65±0,05 6,54±0,08 83,82±0,17 1,99±0, 4,01±0,06 4,00±0,05 90,85±0,08 1,14±0, 5,26±0,10 4,67±0,07 88,05±0,09 2,02±0, Система В 6,51±0,07 5,43±0,03 85,98±0,13 2,08±0, 7,76±0,05 7,18±0,09 81,82±0,11 2,25±0, На основании анализа совокупности экспериментальных данных для даль нейших исследований рекомендован уровень введения КГ в рецептуры колбас от 10% до 20%. При этом МПМО целесообразно использовать без предварительной подготовки.

В четвртой главе Приведены Дезоксимиоглобин, % результаты изучения состояния пиг ментов МПМО, так как их измене ния оказывают значительное влия ние на интенсивность и устойчи вость окраски колбас с КГ, и поло жительно коррелируют с окислени ем липидов. Стабилизация пигмен тов позволит улучшить потребитель 0 1 2 3 4 5 Продолжительность хранения, мес ские свойства и безопасность изде лий с использованием МПМО. В качестве стабилизирующих факто ров изучены способ упаковки (в Оксимиоглобин, % аэробных условиях, в вакууме) и температура хранения (минус 18оС и минус 25оС). Продолжительность хранения мяса птицы механической обвалки 6 мес.

Установлено, что содержание хромопротеинов в исследуемом мя се, взятом непосредственно после 0 1 2 3 4 5 механической обвалки, равно Продолжительность хранения, мес (25,42±0,77) мг/кг, при этом количе б) ство восстановленных и окисленных форм пигментов составляет - миог Метмиоглобин, % лобин (19,0±1,0) %;

оксимиоглобин (32,0±1,0) %;

метмиоглобин (50,0±1,0) %. Эти данные свидетель ствуют о том, что значительная часть пигментов МПМО исходно представлена необратимо окислен ной формой, которая не участвует в 0 1 2 3 4 5 Продолжительность хранения, мес реакции цветообразования, являясь в Минус 18°С в вакууме то же время одним из наиболее ак Минус 18°С без вакуума тивных проактиваторов окисления Минус 25°С без вакуума липидов.

в) Глубину и интенсивность по Рис. 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 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 повы шение количества восстановленного пигмента, что может быть объяснено дейст вием 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 (темпе ратура хранения минус 25оС) при условии упаковки его в аэробных условиях при водит 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 окра ски МПМО, упакованного под вакуумом. Показатель светлоты в течение всего исследованного периода хранения изменяется в пределах ошибки метода при об щей 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).

61 2, Индекс красноты (a/b) 60 2, Светлота (L) 1, 1, Минус 18°С в вакууме 56 1,3 Минус 18°С без вакуума Минус 25°С без вакуума 55 0 1 2 3 4 5 6 0 1 2 3 4 5 Продолжительность хранения, мес 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», выяв ленные между образцами, могут быть объяснены, в том числе большим снижени ем рН в образцах, упакованных в аэробных условиях, что влияет на конформаци онные изменения гема и устойчивость его к окислению.

Мясо птицы механической обвалки, упакованное под вакуумом, характери зуется 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 хра нившемся при минус 18оС – на 23,33 %, минус 25оС - на 19,55 %. Количество не гемового железа в сырье за этот период увеличилось на 35,74 %, 59,29% и 43,43%, соответственно.

Результаты изучения изменения количества и качества пигментов согласу ются с данными, полученными при исследовании состоянии липидной фракции.

Показатели, характеризующие интенсивность окислительных изменений жировой части мяса, приведены на рис. (9а, б, в).

27 17, негемового железа, Содержание гемового 16, Содержание железа, мг/кг 15, мг/кг 14, 23 13, Минус 18°С в вакууме 12, 21 Минус 18°С без вакуума 11, Минус 25°С без вакуума 10, 0 1 2 3 4 5 0 1 2 3 4 5 6 Продолжительность хранения, мес Продолжительность хранения, мес 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 продук тов окисления, хотя и не исключает его развитие под действием адсорбированно го кислорода. По результатам анализа кинетической кривой окисления индукци онный период заканчивается через 3 мес хранения, а через 6 мес хранения начи нается 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 испорчен ной, достигнуто через 4 мес хранения. Понижение температуры хранения при со четании с упаковкой в аэробных условиях не приводит к существенному замедле нию 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 не обратимое ухудшение качества липидной части МПМО установлено к 4 мес хра нения.

Образующиеся перекиси участвуют в реакциях разветвления цепи окисли тельного процесса с образованием вторичных продуктов окисления, причем более интенсивно в сырье аэробных условий упаковки, о чем свидетельствуют резуль таты определения количества малонового альдегида (показатель ТБЧ).

Полученные результаты свидетельствуют о том, что вакуумная упаковка ока зывает решающее влияние на стабилизацию пигментов мяса птицы механической обвалки и связанных с ним изменением липидов.

Поэтому при производстве колбасных изделий на основе продуктов перера ботки 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 мес.

Эти рекомендации подтверждены результатами определения показателей эффективности реакции цветообразования с использованием МПМО, взятого по сле обвалки и после 4 мес хранения в анаэробных условиях при минус 18 оС (табл.4).

Таблица Показатели эффективности реакции цветообразования модельных систем с использованием мяса птицы механической обвалки Соотно- Показатели реакции цветообразования с использованием МПМО шение после мехобвалки после хранения (4 мес) МПМО: пигменты пигменты MetMb, MetMb, МПРО общие, нитрозо,% A630/A580 общие, нитрозо,% A630/A ед.опт.пл ед.опт.пл 0,085±0,002 0,34±0,01 0,085±0,002 0,35±0, 0:100 76,47 72, 0,100±0,002 0,37±0,01 0,090±0,002 0,38±0, 20 78,00 73, 0,120±0,002 0,40±0,01 0,011±0,002 0,41±0, 40:60 81,33 74, 0,170±0,002 0,43±0,01 0,150±0,002 0,44±0, 60:40 82,85 75, 0,190±0,002 0,47±0,01 0,170±0,002 0,48±0, 80:20 83,90 75, 0,210±0,002 0,51±0,01 0,190±0,002 0,51±0, 100:0 85,71 76, 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, соответствен но. В системах с гемовым и негемовым железом в концентрациях, соответствую щих МПМО, он проявляет ингибирующую активность, хотя эффективность его уменьшается (табл.5).

Таблица Показатели эффективности ДКВ в процессе окисления, инициируемом гемовым и негемовым железом Модельная Индукционный Эффективность НГЖ ГЖ ДКВ,% система период, мин ингибитора 1 - - - 60 1, 2 - - 0,02 130 2, 3 - - 0,04 170 2, 4 - + - 52 5 - + 0,02 116 1, 6 - + 0,04 144 2, 7 + - - 50 8 + - 0,02 104 1, 9 + - 0,04 133 2, 10 + + - 41 11 + + 0,02 99 1, 12 + + 0,04 66 1, 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 активато ра процесса, такого как негемовое железо может существенно уменьшить эффек тивность действия ДКВ.

В пятой главе приведены результаты исследований, направленных на раз работку рецептур новых видов полукопченых колбас и комплексную оценку ка чества. Оптимизация рецептур выполнена с учетом полученных эксперименталь ных данных на основании компьютерного проектирования, критерий оптимиза ции – показатель эффективности использования белка (PER). На основании орга нолептического анализа выполнен подбор вспомогательных материалов, установ лены 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 состав ляют (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 требовани ям СанПиН 2.3.2.1078–01 в течение срока годности.

Таблица Показатели биологической ценности оптимизированных рецептур полукопченых колбас Показатель Значения для рецептур №1 № Основное сырье, кг на 100 кг основного сырья Филе бедра 40 МПМО 40 КГ 20 Шпик - Итого 100 Показатели биологической ценности Показатель PER, ед 2,25 1, Коэффициент утилитарности, доли ед. 0,82 0, Коэффициент сопоставимой избыточности (с), г/100 г белка 8,16 8, Сумма 10 АК, г/100 г белка 40,17 35, Сумма НАК г/100 г белка 35,40 31, Таблица Физико-химические показатели колбас полукопченых Значение показателя Показатель «Ароматная» «Пикантная» Массовая доля влаги, % 66,43±0,49 60,15±0, Массовая доля белка, % 17,15±0,31 14,83±0, Массовая доля жира, % 14,38±0,05 22,97±0, Массовая доля золы, % 2,04±0,05 2,05±0, Массовая доля нитрита натрия, % 0,002±0,001 0,004±0, Массовая доля хлорида натрия, % 2,68±0,05 2,59±0, Массовая доля общего кальция, % 0,152±0,002 0,121±0, Массовая доля фосфора, % Р2О5 0,289±0,034 0,210±0, Массовая доля костных фрагментов, % 0,328±0,017 0,204±0, Энергетическая ценность, ккал/100 г 198 Таблица Показатели качества полукопченых колбас Значения дл колбас Наименование показателя «Ароматная» «Пикантная» СодержаниеNO-пигментов, % от общего количества пиг 90,63 93, ментов Устойчивость окраски, % от общего количества пигментов 62,87 60, Устойчивость, % светлоты L 96,44 96, красноты a 93,79 92, синевы b 83,90 91, цвета 91,37 93, Величина ПНС, кПа 11,43±0,09 10,00±0, Степень усвояемости, % 64,42±0,13 68,85±0, Перекисное число, ммоль активного кислорода/кг 0,629±0,001 1,102±0, 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 экспери ментальных исследований предложено и обосновано использование коллагеново го геля в технологии полукопченых колбас 2. На основании результатов исследования совокупности показателей, харак теризующих степень и интенсивность изменений коллагенсодержащего сырья, для его предварительного размягчения перед механической обвалкой рекомендо вана гидротермическая обработка в течение 60 мин при жидкостном коэффициен те 1: 3. Установлен химический состав и пищевая ценность коллагенового геля, по лученного путем механической обвалки предварительно подготовленного колла генсодержащего сырья 4. На основании изучения совокупности функциональных и структурно механических свойств фаршей установлен уровень введения его в рецептуру по лукопченых 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 цветоформирую щих белков, в том числе коллагенового геля, целесообразно перед замораживани ем 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 биологиче ской ценности разработаны рецептуры полукопченых колбас с использованием коллагенового геля и мяса птицы механической обвалки, установлены значения показателей, характеризующих потребительские свойства колбас, пищевую цен ность, стабильность при хранении 8. Разработана технология производства полукопченых колбас с использова нием коллагенового геля и мяса птицы механической обвалки, техническая до кументация на новые виды продукции. Проведена оценка экономической эффек тивности новых рецептур.

По теме диссертации опубликованы следующие работы:

в журналах перечня ВАК РФ 1. Гуринович, Г. В. Изучение состава и свойств белкового сырья от перера ботки птицы / Г. В. Гуринович, Р. Н. Абдрахманов // Техника и технология пи щевых производств. - 2011. - № 1.- С.22–27.

2. Абдрахманов, Р. Н. Изменение качества мяса птицы механической об валки 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 ан тиокислительную активность дигидрокверцетина / Г. В. Гуринович, Р. Н. Абд рахманов // 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 подготов ки сопутствующего коллагенсодержащего сырья от переработки птицы [Текст] / Р. Н. Абдрахманов // Пищевые продукты и здоровье человека: материалы III Всероссийской конференции студентов, аспирантов и молодых ученых / Кем ТИПП – Кемерово, 2010г. – С.86–87.

5. Abdrakhmanov, R. N. The complex approach to processing of meat raw ma terials [Текст] / R. N. Abdrakhmanov // Пищевые продукты и здоровье человека:

материалы III Всероссийской конференции студентов, аспирантов и молодых ученых / КемТИПП – Кемерово, 2010 г. – С.496- 6. Абдрахманов, Р. Н. Фракционный состав белков мяса птицы механиче ской обвалки [Текст] / Р. Н. Абдрахманов, Г. В. Гуринович // Пища. Экология.

Качество. Труды VII международной научно-практической конференции / Ново сибирск, 2010. – С.10-11.

7. Гуринович, Г. В. Исследование технологического потенциала сопутст вующего сырья от переработки мяса птицы [Текст] / Г. В. Гуринович, Р. Н. Абд рахманов // Управление инновациями в торговле и общественном питании: мате риалы международной конференции с элементами научной школы для молодежи / Кемерово, 2010. – С.143-146.

8. Гуринович, Г. В. Метод ускоренного окисления жиров [Текст] / Г. В. Гу ринович, Р. Н. Абдрахманов // Инновационные аспекты переработки мясного сырья и создания конкурентоспособных продуктов питания: 13-я Международная научная конференция, посвященная памяти Василия Матвеевича Горбатова и 80 летию 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. Абд рахманов // Инновационные процессы в АПК: Сборник статей III Международ ной научно-практической конференции преподавателей, молодых ученых, аспи рантов 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 sys tems on the basis of mechanically deboned poultry meat [Текст] / R. N. Abdrakhma nov // Пищевые продукты и здоровье человека: материалы IV Всероссийской конференции с международным участием студентов, аспирантов и молодых уче ных / 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: мате риалы IV Всероссийской конференции с международным участием студентов, ас пирантов 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. Гури нович// Инновационные технологии переработки продовольственного сырья: ма териалы Междунар. науч.-техн. конф / Дальрыбвтуз – Владивосток, 2011 г. - С.24 26.

ЛР № 020524 от 02.06. Подписано в печать 13.04.2012. Формат 60841/ Бумага типографская. Гарнитура Times Уч.-изд. л. 1,25. Тираж 80 экз.