Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1- Анализ состояния проблемы 8
1.1 Физико-химические свойства питьевой воды и их влияние на качественные показатели мясных продуктов 8
1.2 Антиоксидантные свойства водных сред 10
1.3 Электрохимическая активация как метод регулирования свойств воды и водных растворов 13
1.3.1 Сущность процесса электроактивации 14
1.3.2 Специфические свойства электроактивированной воды 17
1.3.3 Применение процесса электроактивации в пищевой и перерабатывающей промышленности 23
1.4 Установки для электроактивации воды 24
1.5 Использование электроактивированной воды в процессе посола мясных изделий 28
1.6 Обоснование выбранного направления, цель и задачи исследований 36
ГЛАВА 2 - Организация проведения экспериментов и методы исследований 39
2.1 Организация работы, схема проведения экспериментов, объекты исследований и используемое оборудование 39
2.2 Методы исследований 47
2.3 Математическое планирование эксперимента и обработка экспериментальных данных 50
ГЛАВА 3 - Исследование процесса электрохимической активации воды, физико-химических свойств получаемых фракций и поликомпонентных композиций на их основе 53
3.1 Исследование процесса электрохимической активации воды 53
3.1.1 Определение оптимальных параметров электроактивации воды в лабораторной установке 54
3.1.2 Исследование процесса электроактивации воды в модуле ПЭМ-3 64
3.1.3 Сравнительный анализ процесса электрохимической активации воды в лабораторной установке и модуле ПЭМ-3 76
3.1.4 Анализ существующих конструкций электроактиваторов и разработка бездиафрагменного электроактиваторного блока 79
3.2 Исследование физико-химических свойств электроактивированной воды 88
3.2.1 Взаимосвязь рН и ОВП электроактивированной воды 88
3.2.2 Изучение релаксации рН и ОВП электроактивированных вод 90
3.2.3 Исследование влияния температурного воздействия на рН и ОВП электроактивированных вод 96
3.2.4 Изменение рН и ОВП среды при смешивании анолита, католита, питьевой воды и релаксация полученных растворов 104
3.2.5 Исследование плотности и вязкости электроактивированных вод 118
3.3 Исследование физико-химических свойств двухкомпонентных активированных композиций 121
3.3.1 Рассолы на основе электроактивированной воды 121
3.3.2 Растворы фосфатов на основе электроактивированной воды 131
3.3.3 Полидисперсии сухих белковых препаратов на основе электроактивированной воды 136
3.4 Физико-химические свойства многокомпонентного рассола на основе щелочной фракции электроактивированной воды 139
ГЛАВА4- Исследование качественных характеристик соленых полуфабрикатов и готового продукта из мяса птицы, выработанных с использованием активированного многокомпонентного белоксодержащего рассола 142
4.1 Влияние параметров процесса тумблирования на качественные характеристики соленых полуфабрикатов из мяса птицы 142
4.2 Влияние процесса тумблирования на качественные характеристики готовых изделий при производстве продуктов из мяса птицы 150
ГЛАВА 5 - Разработка технологии варено-копченых продуктов из мяса птицы с использованием рассола на основе электроактивированной воды, ее аппаратурное обеспечение и технико-экономическая оценка 162
5.1 Технология варено-копченых продуктов из мяса птицы с использованием рассола на основе электроактивированной воды 162
5.2 Изучение качественных характеристик сырья и варено-копченых изделий из мяса птицы 168
5.3 Технико-экономическая оценка производства варено-копченых изделий из мяса птицы 173
Выводы 176
Литература 178
Приложения 189
- Антиоксидантные свойства водных сред
- Математическое планирование эксперимента и обработка экспериментальных данных
- Исследование физико-химических свойств электроактивированной воды
- Влияние процесса тумблирования на качественные характеристики готовых изделий при производстве продуктов из мяса птицы
Введение к работе
В настоящее время применение электроактивированной воды, полученной в результате униполярного электрохимического воздействия в диафраг-менных электроактиваторах, является одним из наиболее перспективных способов безреагентного регулирования свойств различных систем и находит все больше применение в различных отраслях народного хозяйства, в том числе и в мясной промышленности.
Исследователями разработано множество конструкций электроактиваторов как периодического, так и непрерывного действия. Однако для каждого электроактиватора устанавливаются свои оптимальные параметры обработки в зависимости от вида активируемой жидкости и условий получения активированного раствора с заданными свойствами. В связи с этим актуальным является вопрос исследования процесса электроактивации воды в установке, используемой в данной диссертационной работе, с целью определения оптимальных параметров электроактивации для получения католита и анолита с максимально возможными отклонениями показателя активной кислотности (рН) и окислительно-восстановительного потенциала (ОВП) от равновесных значений.
Существенный вклад в исследование явления электроактивации и возможности его применения в мясной и молочной промышленности внесли отечественные ученые: Алехин С.А., Бахир В.М., Борисенко Л.А., Борисенко А.А., Горбатов В. М., Евдокимов И.А., Задорожный Ю.Г., Космодемьянский Ю.В., Леонов Б.И., Кочеткова А.А., Прилуцкий В.И., Рогов И.А., Рябцева С.А., Храм-цов А.Г. и многие другие. Исследователями раскрыты сущность процесса и особенности получения электроактивированных вод, изучены специфические свойства активированных жидкостей и их применение в различных отраслях народного хозяйства. Несмотря на это, сведения об изменении физико-химических свойств электроактивированной воды при воздействии различных факторов отрывочны. Практически отсутствуют данные о физико-химических свойствах разнообразных растворов на основе электроактивированной воды, которые могут найти применение в мясной промышленности. Всестороннее ис-
5 следование указанных свойств и их систематизация призваны снять ограничения с расширения применения процесса электроактивации в пищевой, а в частности и мясной, промышленности и перейти от частных технологий к повсеместно используемым.
Повышенный энергетический уровень и аномальная реакционная способность электроактивированных сред является важным преимуществом при их использовании для производства мясопродуктов, поскольку они способны снизить содержание химических соединений в продукте, введенных в результате различных технологических операций, или полностью исключить их. Это особенно важно для повышения уровня экологичности, безвредности и безопасности продуктов питания.
С другой стороны, применение лактулозосодержащих препаратов - продуктов глубокой переработки молочного сырья, позволяет получать не только сбалансированные по составу и пищевой ценности мясные изделия, но и придать им ряд новых, в том числе и пребиотических свойств, характерных продуктам функционального назначения.
При создании полноценных пищевых продуктов также желательно придавать им повышенный уровень антиоксидантной активности. Для этого в современных технологиях производства используют широкий спектр химических соединений-антиокислителей. С другой стороны, многими авторами [22,29,97,99,101,103] экспериментально установлена высокая антиоксидантная способность щелочной фракции электроактивированной воды (католита), что создает предпосылки для исследования возможности регулирования противо-окислительной активности готового мясного продукта и промежуточных растворов с применением электроактивированных вод.
В настоящее время повышенным спросом у населения пользуются соленые продукты, выработанные из мяса птицы. Одним из основных процессов при изготовлении таких изделий является посол мясного сырья, который определяет в дальнейшем качественные характеристики готового продукта (вкус, аромат, цвет, консистенцию). Для интенсификации процесса посола использу-
ют ряд приемов, из которых наиболее распространенным является тумблирова-ние мясного сырья. Однако отмечается весьма недостаточное количество данных о рекомендуемых рациональных параметрах тумблирования при посоле мяса птицы, ограничено число рецептур активированных рассольных композиций и технологий соленых мясных изделий на их основе. В связи с этим, исследования в этой области являются актуальными.
Научная новизна. Научно обоснована возможность и целесообразность использования активированных жидких систем при производстве варено-копченых изделий из мяса птицы.
Установлены закономерности изменения физико-химических свойств электроактивированной воды в процессе температурного воздействия и поликомпонентных композиций на ее основе, применяемых для посола мяса птицы.
Определены условия, режимы и параметры процесса регулирования рН и ОВП водных сред, составлена классификация электроактиваторов и их элементов, разработана конструкция бездиафрагменного электроактиватора, позволяющая эффективно обрабатывать водно-дисперсные пищевые композиции.
Дана оценка антиоксидантной и окислительной способности активированных вод и многокомпонентных композиций на их основе, применяемых при посоле мяса.
Определены рациональные параметры процесса тумблирования мяса птицы при его посоле активированными рассолами.
Изучен комплекс показателей качества и безопасности варено-копченых изделий из мяса птицы с использованием активированных многокомпонентных белоксодержащих систем.
Разработано и запатентовано устройство для определения структурно-механических характеристик пищевых продуктов, конструкция которого отличается простотой в изготовлении и эксплуатации.
Практическая значимость. Разработана рецептура многокомпонентного белоксодержащего рассола на основе щелочной фракции активированной воды, включающего лактозосодержащий белково-углеводный продукт «Лактобел».
7 Данный рассол обладает повышенными антиоксидантными способностями и оказывает положительное влияние на качественные и органолептические показатели соленых изделий из мяса птицы.
По результатам исследований рекомендованы рациональные параметры процесса тумблирования при производстве соленых изделий из мяса птицы с использованием активированного белоксодержащего рассола.
Разработана технология производства варено-копченых изделий из мяса птицы с применением электроактивированной воды и белково-углеводного продукта «Лактобел». Утверждена техническая документация на новый вид мясных изделий ТУ 9213-001-51361389-02 «Варено-копченые продукты из мяса птицы» (Приложение А). Предложенная технология апробирована и внедрена на ООО МХП «Орион» Ставропольского края.
Результаты работы, в том числе запатентованное устройство, используются в учебном процессе студентов специальности 26 03 01 - Технология мяса и мясных продуктов и 26 06 01 - Машины и аппараты пищевых производств (Приложение Б).
Апробация работы. Основные результаты работы доложены и обсуждены на Международной научно-практической конференции «Научные основы процессов, аппаратов и машин пищевых производств» (Краснодар, 2002), на Международной Научно-практической конференции «Биоресурсы- биотехнологии-инновации Юга России» (Пятигорск, 2003), на VII Всероссийском конгрессе «Здоровое питание населения России» (Москва, 2003), на IV и VIII региональных научно-технических конференциях "Вузовская наука - Северо-Кавказскому региону" (Ставрополь, 2000 и 2004).
Публикации. По результатам научных исследований опубликовано 14 работ, получен 1 патент.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, выводов, списка использованной литературы из 152 источников и приложений. Работа содержит 188 страницы основного текста, 65 рисунков и 31 таблицу.
Антиоксидантные свойства водных сред
Как известно, показатель ОВП в тканях организма и в биологических жидких средах отражает суммарное соотношение окисленных и восстановленных химических форм, а также электронакцепторные или электрондонорные свойства биологических сред относительно их собственных эндогенных компо нент и веществ экзогенного происхождения. В тканях млекопитающих ОВП колеблется в диапазоне -200 до +200 мВ [103]. Среды с более высокими величинами ОВП обладают электронакцепторными свойствами относительно внутренних сред организма и при попадании внутрь организма человека и животных вызывают эффект оксидантной нагрузки и провоцируют нарушения пере-кисного гомеостаза. Антиоксидантные (противоокислительные) вещества характеризуются способностью снижать ОВП. Такие сдвиги ОВП обеспечивают термодинамические условия для перехода окисленных соединений в восстановленные формы [97].
Сущность терапевтического действия антиоксидантов заключается в блокировании образования в тканях организма соединений типа перекисей, окисленных жирных кислот, альдегидов и кетонов [51,136]. В результате происходит обогащение суммарного пула восстановленных соединений в организме. По современным представлениям, антиоксидантная система организма человека представляет собой хорошо сбалансированную антирадикальную цепочку противоокислительных агентов, реализующих перенос электронов и протонов от метаболитов - участников энзимного окисления к свободно-радикальным соединениям [100]. Регулирование активности переноса протонов и электронов выполняет ОВП, характеризующий состояние внутренней биологической среды организма.
К веществам, обладающим антиокислительными свойствами, относят цистеин, гистамин, глутатион, тиомочевину, аргинин, глутаминовую кислоту, витамины Е, С, В и другие. Глутатион состоит из остатков таких аминокислот, как глицин, цистеин и глутаминовая кислота [51], он присутствует в тканях растений, микроорганизмов и животных как в окисленной, так и в восстановленной формах. Свойства аргинина [92] могут проявляться как в момент зарождения, так и в развитии цепи свободнорадикального окисления. Эта аминокислота способна активно поглощать супероксидные радикалы. Противорадикаль-ная активность витамина Е проявляется на любых уровнях биологической организации - от субклеточных частиц до организма в целом [51,92]. Наличие в молекуле аскорбиновой кислоты (витамин С) фенольной группы делает ее активным восстановителем и придает способность к обратимым окислительно-восстановительным превращениям [92,94].
Согласно [112] можно считать целесообразным применение антиокси-дантных веществ, в частности витаминов, для производства обогащенных мясных продуктов.
Антиокислительный эффект в отношении мяса, как сырья для производства мясных изделий, сводится к предотвращению окисления липидов мышечной ткани посредством связывания ионов двухвалентных металлов, которые содержатся в пигментах мяса и крови. Наиболее широкое применение в качестве антиоксидантов мясных липидов получили витамины группы Е, аскорбиновая, лимонная, яблочная и янтарная кислоты [1,94], а также пропилгаллат, пи-ро- и триполифосфаты, соевое масло, розмарин, кардамон, кориандр, горчица, красный перец и экстракты, полученные на их основе [47,144].
Поскольку эффективность у-токоферола как антиокислителя жиров объясняется активностью ОН-групп в ароматическом ядре его молекулы [94], то можно предположить с большой долей вероятности, что щелочная фракция электроактивированной воды может успешно применяться в качестве антиок-сиданта липидов мышечной ткани. А аномально пониженные значения ОВП (до -800 мВ) создают благоприятные предпосылки для получения продукта с противоокислительными свойствами по отношению к организму человека [31].
Наиболее распространен метод определения биоантиоксидантной активности, основанный на оценке степени торможения реакции гидроксилирования анилина до пара-аминофенола с регистрацией продуктов спектрометрическим методом [68].
С нашей точки зрения, наиболее прост в использовании метод определения антиоксидантных свойств, предложенный Прилуцким В.И. [98]. Этот метод основан на том, что многие противоокислительные вещества обладают способностью снижать ОВП водных растворов, в том числе и внутренних сред организма, что усиливает активность экзогенных и эндогенных антиоксидантов за счет снятия термодинамических ограничений.
Для исследуемого раствора вычисляется расчетное минимальное теоретически ожидаемое значение ОВП по формуле:где ОВП міп - математическое ожидание минимального ОВП в растворе при данном рН раствора.
Формула (1.1) справедлива для неактивированных неорганических растворов в равновесном состоянии. Регрессия ОВП (d, мВ) или смещение этого показателя в сторону электрондонорных значений в органических антиокси-дантных средах соответствует разности:где ОВП - действительное значение ОВП в образце раствора, мВ.
Значение регрессии ОВП обозначает, насколько реальная величина ОВП данного образца меньше минимального расчетного ОВП в пределах основного корреляционного коридора для условного неактивированного неорганического раствора при том же значении рН. Если реальное значение ОВП исследуемого образца выше ОВП міп, регрессия ОВП является отрицательной величиной, что соответствует отсутствию в жидкости дополнительных (аддитивных) ан-тиоксидантных свойств [98].
Активированной считается водная среда, в которой в результате внешних воздействий запас внутренней энергии оказывается неравновесным для данных значений температуры и давления [22,100,129]. Следует отметить, что после прекращения процесса активации энергия воздействия сохраняется в веществе именно в форме потенциальной, поскольку изменение внутренней кинетической энергии тела без изменения его температуры невозможно. Активированного состояния среды можно достичь в результате диспергирования, трения, с помощью ударных волн, ультразвукового облучения [16], а также подвергая
Математическое планирование эксперимента и обработка экспериментальных данных
С целью получения при электроактивации воды анолита и католита с максимально возможными отклонениями рН и ОВП от исходных значений питьевой воды была решена оптимизационная задача. Аналогичная задача решалась для получения рациональных параметров тумблирования мяса цыплят бройлеров с использованием рассола по разработанной рецептуре. Данные задачи заключались в нахождении зависимости между входными (условия протекания процесса) и выходными параметрами, а также определении уровней факторов, при которых выходные параметры оптимальны или максимальны.
Для сокращения затрат времени и средств на проведение исследований нами были использованы методы математического планирования для решения поставленных оптимизационных задач с последующей статистической обработкой полученных результатов.
Выбор основных факторов, влияющих на исследуемые процессы, выполняли по требованиям активного полного факторного эксперимента (численной определимостью, управляемостью, некоррелированностью и совместимостью), а также в соответствии с методологией априорного ранжирования [15,42].
Экспериментально-статистический материал, необходимый для анализа получали при постановке активного эксперимента по специально разработанному униформ-ротатабельному плану двухфакторного эксперимента. Реализация такого эксперимента позволяет получать независимые оценки эффектов и на основании этого определять оптимальные условия, адекватные истинным независимо от того, соответствуют ли они экспериментальным точкам или рас положены между ними [42].
Опытные данные обрабатывались стандартными методами регрессионного, дисперсионного и корреляционного анализа [15].
При обработке были получены математические модели исследуемых процессов в виде функций отклика, устанавливающие основные закономерности взаимосвязи переменных факторов с выходными параметрами процессов. Оптимизацию модели проводили с помощью программы обработки униформ-ротатабельных планов экспериментов Бокса-Хантера-Уилсона. В результате обработки математические модели представлялись в виде уравнения полинома второго порядка [ 15,42]:где Во — свободный член уравнения; i,j- индекс факторов; В(- коэффициенты при линейном члене; By — коэффициенты при двухфакторных взаимодействиях; Вц - коэффициенты квадратичных эффектов, определяющие нелинейность выходных параметров от рассматриваемых факторов. Адекватность полученной модели проверяли по критерию Фишера при помощи специально разработанной программы Exp Version 1.0 (СевКавГТУ).
Уравнения регрессии полученные в таком виде показывают влияние каждого отдельного фактора, скорости их изменения и межфакторных взаимодействий. Это позволяет наиболее точно описывать близкую к экстремуму область поверхности отклика и, таким образом, определять оптимальные выходные параметры исследуемого процесса [42].
Графо-аналитический метод оптимизации управляемых параметров, включающий расчет коэффициентов уравнения (2.3), получение математической модели, построение и сравнительный анализ поверхностей отклика и изолиний их сечений позволяет достаточно точно определить оптимальные области изменения управляемых переменных факторов [15,42].
В настоящей работе для реализации фафо-аналитического метода оптимизации параметров использовались ПЭВМ Pentium III, IV с пакетом прикладных программ Office Pro (Excel, Word и др), а также профамма Statistica 5.0.
В процессе электроактивации питьевой воды синтезируемые фракции (анолит и католит) под действием электрического тока целенаправленно изменяют свою реакционную способность и физико-химические свойства, от которых во многом зависит эффективность достижения поставленных задач в различных технологических процессах с участием электроактивированных вод. При этом активированные фракции переходят в метастабильное состояние, характеризующееся избытком потенциальной энергии, что обусловлено увеличением межатомных расстояний, понижением энергии связей и их ослаблением, перераспределением потенциальной энергии между молекулами, атомами и ионами [18].
Основными параметрами, отражающими степень отклонения анолита (KB) или католита (ЩВ) от равновесного состояния, являются показатель активной кислотности рН и окислительно-восстановительный потенциал (ОВП). Чем больше отклонение значений этих параметров от нейтральных значений, свойственных питьевой и дистиллированной водам, тем большей реакционной способностью обладает данная фракция, а следовательно более интенсивно будет протекать технологический процесс с ее участием. В связи с этим, в большинстве инновационных технологий с использованием процесса электроактивации применяются KB или ЩВ с максимально возможными отклонениями рН (2,0 или 12,0 соответственно) и ОВП (около 1000 мВ или -800 мВ соответственно).
Степень отклонения физико-химических свойств жидкости от состояния равновесия зависит от множества факторов: силы и плотности тока, потенциала электрода, времени обработки, скорости движения жидкости, интенсивности перемешивания жидкости и др., а также от конструкции электроактиватора и
Воздействие электрического тока на воду вызывает повышение температуры синтезируемых фракций. Это является нежелательным эффектом, тормозящим процесс электроактивации, и требующим охлаждения полученных фракций перед последующим применением. В этой связи параллельно с основными замерами проводился контроль температуры обрабатываемых фракций.
К процессу электроактивации часто применяют термин «униполярная электрохимическая обработка». Его использование связано с тем, что в процессах электрообработки водных растворов рассматривается не вся электрохимическая система, включающая анод, катод, перегородку, водный раствор, а только основной электрод, в зоне которого происходят электрохимические реакции получения активированной фракции с заданными значениями рН и ОВП. При этом в зоне вспомогательного электрода поддерживают минимально возможный расход воды и получаемую фракцию в дальнейшем не используют. В нашем случае для проведения дальнейших исследований необходимы и ано-лит и католит, поэтому процесс электроактивации воды в лабораторной установке стремились оптимизировать таким образом, чтобы получать KB и ЩВ одновременно и с максимально возможными отклонениями рН и ОВП. В качестве основного электрода выбран анод, вспомогательного - катод. Соотношение объемов анслит: католит составило приблизительно 2:1.
В качестве исходной среды для электрохимического воздействия использовалась питьевая вода со значением рН=8,33±0,28 ед, ОВП=264±23 мВ и температурой 16±1 С.56 В результате реализации матрицы планирования эксперимента и статистической обработки экспериментальных данных получены математические модели процессов изменения рН и ОВП анолита и католита при электрохимическом воздействии (таблица 3.2), а также поверхности отклика и изолинии их сечений, построенные на основе этих моделей (рисунки 3.1 - 3.4).
Исследование физико-химических свойств электроактивированной воды
В ходе анализа литературных данных и серии предварительных экспериментов по синтезу электроактивированной воды было отмечено, что между рН и ОВП получаемых вод нет строгого соотношения. То есть одному значению рН может соответствовать несколько значений ОВП. В каждом отдельном случае активирования питьевой воды получается определенное сочетание рН и ОВП, зависящее от параметров и условий электровоздействия, а также от значений рН и ОВП исходной воды, подверженных колебаниям в пределах, регламентированных СанПиН 2.1.4.559-96 [116].
На данном этапе исследований нами была предпринята попытка определения границ распределения значений рН и ОВП электроактивированных вод. Для этого все имеющиеся сочетания рН и ОВП, накопленные при проведении экспериментов, обозначались точками в системе прямоугольных координат (рисунок 3.20), граница полученной области была очерчена сплошной линией.
Анализ рисунка 3.20 показывает, что ОВП питьевой воды, подвергшейся электрохимической активации, может варьироваться в широких пределах. Кислый анолит (KB) при значении параметра рН=3 может иметь ОВП от 0 до 1200 мВ. Анолиту нейтральному с рН=7 присущи значения ОВП от -300 до 900 мВ, а ОВП католита (ЩВ) при рН =11,0 колеблется в пределах от -900 до 200 мВ. Разница между максимальными и минимальными значениями окислительно-восстановительного потенциала для фиксированного значения рН анолита нейтрального, KB и ЩВ составляет приблизительно 1200, 1200 и 1100 мВ соответственно.
Из приведенных данных можно выделить области, характеризующие наиболее вероятные сочетания рН и ОВП электроактивированных вод, синтезированных в различных активаторах при различных параметрах обработки. Так, для анолита наиболее характерны значения рН в диапазоне 2-ь4 и ОВП от 700 до 1200 мВ, для католита рН=9,5-И 1,5 и ОВП от -900 до -50 мВ, для нейтрального анолита 5,2-7-7,3 и 300-ь800 мВ соответственно.о экспериментальные значения, полученные автором данные литературных источников [3,9,54,55,86,124,141]
Рисунок 3.20 - Область распределения значений рН и ОВП питьевой электроактивированной воды
Таким образом, подтверждена гипотеза о широких пределах регулирования электронодонорных или электроноакцепторных свойств среды посредством электрохимической активации воды [100]. Традиционный химический метод получения растворов с заданными значениями исследуемых параметров, в отличие от электроактивации, не позволяет изменять ОВП раствора при фиксированном значении рН в таком широком диапазоне [18,19,22,100,125].
Известно, что активированное состояние водных сред после электрообработки характеризуется метастабильным состоянием, выраженным в постепенной релаксации окислительно-восстановительного потенциала и рН до стабильных значений [22,100]. Поэтому исследование свойств электроактивированных вод целесообразно начинать с изучения явления релаксации.
С этой целью нами была проведена униполярная обработка питьевой воды в лабораторной установке и в модуле ПЭМ-3. В обоих случаях получены две фракции: анолит и католит, со значениями рН и ОВП, представленными в таблице 3.3. Растворы хранились в закрытых полиэтиленовых емкостях в течение 7 дней. Температура хранения 18±3 С.
Исследования показали (рисунок 3.21 а), что рН анолита со временем незначительно увеличивается. За 7 дней хранения изменение рН для KB, полученной в лабораторной установке составило 0,06 ед, а для KB, синтезированной в элементе ПЭМ-3 - 0,08 единиц. Принимая во внимание, что погрешность измерения прибора рН-150 составляет 0,05 единиц, можно считать, что в течение данного промежутка времени рН анолитов практически не изменяется.
Однако, анализ характера зависимостей, представленных на рисунке 3.21 (а), позволяет сделать вывод о том, что рН анолита, полученного в лабораторной установке, релаксирует в большей степени, чем рН анолита после обработки воды в элементе ПЭМ-3. Для последнего характерно снижение интенсивности изменения рН после 120-150 ч хранения.
Таким образом, можно предположить, что время релаксации рН анолита, синтезированного в лабораторной установке, составляет более 7 дней, в то время, как KB, выработанная в модуле, сохраняет аномальные отклонения рН значительно дольше [чЗ,5,15,69,100]. Полагаем, что это связано с более совершенной конструкцией элемента ПЭМ, позволяющей обеспечить условия контакта каждого микрообъема протекающей жидкости с поверхностью электрода, и тем самым увеличить эффективность электроактивации.
Релаксация рН щелочной фракции активированной воды (рисунок 3.21 б) протекает более интенсивно. За 7 дней хранения данный показатель для ЩВ, полученной в установке, уменьшается на 0,55 единиц, а при обработке воды в элементе ПЭМ - на 2,78 единиц. В случае использования лабораторной установки наибольшее изменение рН приходится на первые 7-8 часов хранения и составляет 60±2% от снижения за 7 дней. Во втором случае интенсивное снижение происходит в течение 80-90 часов и составляет 88±2%.
Таким образом, рН католита, полученного униполярной активацией воды в элементе ПЭМ-3, релаксирует в большей степени, чем рН католита, синтезированного в лабораторной установке.
Однако было бы неправильно судить о степени аномального состояния воды только по изменениям параметра активной кислотности. Наиболее полное представление о наличии окислительных свойств анолита и антиоксидантных возможностях католита дает информация об ОВП активированных вод.
Анализ данных, приведенных в таблице 3.4, показывает, что значения ОВП активированных вод не стабильны при хранении и изменяются в широком интервале. Причем, для анолита, полученного на лабораторной установке, основное снижение ОВП приходится на первые 25+5 ч (рисунок 3.22) и далее
Влияние процесса тумблирования на качественные характеристики готовых изделий при производстве продуктов из мяса птицы
Готовый соленый продукт после варки исследовали по комплексу показателей: органолептической оценке, выходу, физико-химическим, структурно-механическим свойствам и показателям безопасности.
Поверхности отклика и изолинии их сечений, характеризующие измене ниє выхода готового продукта, представлены на рисунке 4.7.
Наибольшие значения выхода готового продукта (более 100%) наблюдается на двух участках: либо при значении скорости вращения барабана и=0,2 -0,35 м/с и времени тумблирования от 90 до 130 минут, либо при значениях скорости о-0,6-Ю,7 м/с и времени обработки 100-440 минут. Следует отметить, что независимо от скорости вращения барабана, увеличение времени тумблирования в диапазоне от 60 до 100-420 минут ведет к увеличению выхода готового продукта, а дальнейшее увеличение времени обработки от 120 до 180 минут приводит к его обратному снижению. Это взаимосвязано с полученными нами ранее результатами исследования ОВ, ВСС и ВУС соленого полуфабриката, характер изменения которых в зависимости от времени тумблирования аналогичен характеру изменения выхода готового продукта. На наш взгляд, это объясняется тем, что мясо куриной грудки имеет довольно нежную структуру. Длительное тумблирование может привести к ее чрезмерному разрушению и переходу части белков и влаги из мышечных волокон в экссудат, а следовательно и к уменьшению выхода. На органолептическую оценку готового продукта большое влияние оказывают такие характеристики продукта, как содержание общей влаги и ВУС, а также глубина проникновения игольчатого идентора и усилие резания. на содержание общей влаги (ОВ, %) в продукте изменение времени тумблиро-вания (рисунок 4.8) влияет в меньшей степени, чем изменение скорости, увеличение которой на всем интервале варьирования времени приводит к снижению содержания общей влаги в готовом продукте. Наибольшее содержание общей влаги готового продукта (более 73%) наблюдается в диапазоне изменения скорости 0,2-Ю,3 м/с и времени обработки от 90 до 140 минут.
Динамика изменения ВУС готового продукта (рисунок 4.9) аналогична динамике изменения ОВ. Варьирование времени обработки приводит к незначительному изменению ВУС готового продукта, а увеличение скорости вращения барабана на всем интервале изменения времени уменьшает значение исследуемого показателя.
Наибольшее значение влагоудерживающей способности продукта после варки (более 60%) наблюдается в диапазоне изменения скорости 0,2 0,3 м/с и Совокупный анализ графиков изменений качественных характеристик соленого полуфабриката и готового продукта показывает на наличие участков, в пределах которых указанные характеристики принимают наибольшее значение. Сопоставление данных участков позволило определить, что при изготовлении соленых изделий из грудки цыпленка бройлера с применением белоксо-держащего активированного рассола оптимальным режимом является диапазон изменения скорости вращения барабана от 0,2 до 0,3 м/с при продолжительности тумблирования от 100 до 120 минут. Изделия, выработанные с учетом указанных режимов, обладают высокими органолептическими характеристиками, согласующимися в том числе с показателями усилия резания вдоль и поперек волокон (рисунок 4.10) и глубиной проникновения игольчатого иден-тора (рисунок 4.11).
Кроме того, исследования показали, что рН и ОВП готового продукта практически не зависят от длительности тумблирования и скорости вращения барабана. Показатель рН всех экспериментальных образцов готового продуктанаходится в диапазоне 6,32-ь6,61 ед, а значение ОВП равно 108-:-219 мВ. Оптимальным уровнем рН мяса в готовом продукте является 6,6 ед [35], то есть значения рН опытных образцов близки к указанному значению. К тому же, регрессия ОВП (d, мВ), определенная по методике Прилуцкого В.И. (раздел 2.2), для исследуемых образцов готового продукта составляет 114-7-173 мВ, что свидетельствует о наличие антиоксидантных свойств у готового продукта, а следовательно о положительном влиянии на организм человека при употреблении продукта в пищу.
Дегустационная оценка (приложение Л) готового продукта (таблица 4.2) показала, что наилучшие органолептические показатели имеет грудка цыпленка бройлера №7. Данный образец получил наивысший балл - 7,8. Это сочетается с хорошими показателями таких структурно-механических свойств, как усилие резания и глубина проникновения индентора, характеризующими нежную консистенцию мяса, а также с высокими значениями содержания общей влаги и ВУС. Кроме того, в этой точке был получен максимальный выход готового продукта, который составил 105%. В связи с этим, данный образец был выбран в качестве объекта дальнейших исследований. Для проведения сравнительного анализа была произведена выработка контрольного образца с использованием рассола на питьевой воде. Рецептура используемого рассола приведена в таблице 3.16. Параметры тумблирования контрольного образца выбраны аналогичными опытному №7.
Полученные данные (таблица 4.3), свидетельствуют о том, что при одинаковых режимах тумблирования и термообработки по всем показателям опытный образец имеет более высокие значения, чем контрольный. Кроме того, опытный образец имеет более высокий выход готового продукта (105,2 %). Большая разница по органолептической оценке (2,2 балла) между показателями контрольного и опытного образцов при сравнительно небольшом различии других параметров объясняется применением в опытном образце белково-углеводного продукта Лактобела, который позволяет формировать приятные цветовые и вкусовые, а также ароматические характеристики готового
