Введение к работе
Актуальность проблемы. Одной из важнейших задач, стоящих перед мясной промышленностью, является улучшение и стабилизация качества выпускаемой продукции в условиях нестабильного состава и свойств поступающего на переработку сырья. Наиболее распространенным путем решения этой задачи сегодня стало применение пищевых добавок (ПД), позволяющих направленно изменять функционально-технологические характеристики пищевой системы и получать определенный технологический эффект.
Быстрое развитие рынка ПД и широкое применение их различных торговых форм показало, что проблема качества с усложнением рецептурных составов продуктов питания сегодня приобретает особую значимость.
В условиях постоянного роста цен на ПД изготовители чрезвычайно заинтересованы в осуществлении объективного выбора торговых форм и доз внесения ПД с целью минимизации затрат на производство мясопродуктов и стабилизации их качества, а, следовательно, и в повышении технологической обоснованности применения ПД. Учитывая многообразие предложений на рынке ПД и отсутствие достаточной базы стандартизированных требований к ним, перед технологами встает серьезная проблема рационального использования ПД. В этих условиях единственным путем решения этой проблемы, применительно ко всему ассортименту вырабатываемой продукции, является комплексная оценка технологического качества ПД и соответствия его уровня специфике технологических задач.
В связи с этим, исследования и результаты настоящей диссертации, направленные на комплексное решение проблемы качества мясопродуктов, повышение экономической эффективности производства, исключение технологических ошибок и брака продукции за счет обоснованного использования ПД, являются актуальными и способствуют решению проблемы обеспечения населения высококачественными продуктами питания.
Цели и задачи исследования. Целью настоящей диссертации являлось совершенствование методологии комплексной оценки качества ПД, научное обоснование и практическая реализация принципов их адекватного применения в мясной промышленности.
Поставленная цель достигалась решением следующих задач:
- на основе анализа современного состояния применения ПД в мясной промышленности научно обосновать необходимость аналитических и экспериментальных исследований по комплексной оценке качества ПД и их адекватному применению;
- теоретически обосновать и разработать методологию комплексной оценки качества ПД, направленную на установление технологически обоснованных доз внесения ПД, необходимых для достижения требуемого технологического эффекта;
- развить и формализовать основные положения теории количественной оценки качества применительно к решению технологических задач, связанных с применением ПД;
- исследовать особенности проявления функционально-технологических свойств ПД в модельных системах и образцах продукции на примере красителей, антиокислителей, структурообразователей и композиционных составов ПД;
- разработать частные технологии адекватного применения ПД в мясной промышленности;
- формализовать полученные результаты аналитических и экспериментальных исследований в методическую и техническую документацию;
- внедрить разработанную документацию на предприятиях отрасли.
Научная концепция. В основу выполнения диссертационной работы положена концепция технологически адекватного применения ПД, базирующаяся на изучении и использовании сведений о проявлении (усилении или подавлении) функционально-технологических свойств ПД в сложных многокомпонентных системах, их классификации, системного анализа и количественной оценки с применением комплексных критериев качества.
Научная новизна результатов работы. Разработана концепция, сформулированы научные принципы и подходы использования ПД в производстве мясопродуктов, базирующиеся на комплексной оценке их качества и определении технологически обоснованных доз внесения.
Впервые формализованы и структурированы понятия технологического качества ПД и их технологически адекватного применения. Дана классификация ПД по закономерностям влияния доз их внесения на технологический эффект и предложены соответствующие математические зависимости. Формализованы цели оценки качества ПД и сформулирована в общем виде технологическая задача количественной оценки качества ПД.
На основе анализа и обобщения методологических и теоретических положений теории квалиметрии формализована процедура построения комплексных критериев качества ПД, включающая правила выбора функционально-технологических показателей, определения границ их изменения и эталонных значений, принципы их нормирования и описывающие их математические функции, правила выбора модельных систем, образцов продукции и математических моделей свертывания. Классифицированы цели применения ПД и их технологические функции.
На основе созданной автором научной концепции и выполненных экспериментальных исследований разработаны новые методологические подходы к комплексной оценке качества пищевых красителей, антиокислителей, структурообразователей, смесей ПД.
Теоретически и экспериментально обоснованы критерии оценки устойчивости цвета, соответствия эталону цвета и формулы их определения по экспериментально полученным значениям цветовых показателей системы CIELab. Усовершенствована инструментальная методика оценки структурно-механических характеристик гелей и обосновано введение нового показателя – удельной работы начала разрушения, характеризующего пластичность гелей структурообразователей.
В целях контроля возможного проявления токсичных свойств пищевых красителей предложен метод автоматизированного биотестирования на культуре инфузорий Tetrahymena pyriformis. Получены новые данные об уровне токсичности ферментированного риса. Методом in vivo на опытных животных и методом ДНК-комет получены новые данные, подтверждающие безопасность дигидрокверцетина (ДГК).
На основе разработанных уравнений прогноза динамики показателей окислительной порчи дана сравнительная оценка технологического качества пищевых антиокислителей и научно обоснована эффективность применения нового антиокислителя ДГК.
Установлены и систематизированы закономерности влияния на прочность и пластичность гелей каппа-каррагинана различных концентраций рецептурных компонентов колбасных изделий – хлоридов, фосфатов, крахмалов, растительных и животных белков, сухого молока. Предложен алгоритм совершенствования рецептур колбасных изделий с целью минимизации количеств структурообразующих пищевых добавок и ингредиентов без ухудшения структурно-механических характеристик готовой продукции.
Разработан критерий комплексной оценки физико-химических, органолептических, структурно-механических и экономических показателей цельнокусковых продуктов из мяса для обоснования количественного содержания структурообразователей в составе рассолов.
Для определения массы сухого носителя, необходимой для нанесения экстрактов пряностей, предложен метод и формула определения технологически адекватного количества сухого носителя, учитывающая показатели его сыпучести и слеживаемости.
Разработан метод ультразвукового эмульгирования экстрактов пряно-ароматических растений, исключающий использование сухих носителей для их внесения и распределения. Установлены режимы ультразвуковой обработки двухкомпонентной системы «вода-экстракт» и получены математические зависимости стабильности и дисперсности частиц эмульсий от параметров ультразвукового воздействия.
На основе систематизации требований к комплексным ПД бактериостатического действия предложена квалиметрическая модель оценки их технологического качества, с использованием которой разработан новый состав высокоэффективной композиции ПД, увеличивающей сроки годности мясопродуктов.
Практическая значимость разработок. На основе проведенных исследований предложен доступный и эффективный подход к комплексной оценке технологического качества ПД и разработан комплект методических рекомендаций по проведению оценки функционально-технологических свойств пищевых красителей, антиокислителей и структурообразователей для осуществления их входного контроля, сравнительной оценки, выбора и определения доз внесения.
С использованием методологии комплексной оценки и адекватного применения ПД автором разработаны и внедрены в производство:
- 57 технических условий на мясопродукты, вырабатываемые с использованием пищевых красителей, структурообразователей, комплексных ПД, и 22 технологические инструкции по применению импортных и отечественных ПД;
- разработаны 54 рецептуры новых наименований комплексных ПД и технология их изготовления и применения;
- разработано 5 комплектов технической документации (ТУ, ТИ по производству и ТИ по применению), в том числе на пряные смеси для вареных колбасных изделий, комплексные пищевые добавки «Баксолан», функциональные смеси для приготовления рассолов, пряно-ароматические эмульсии, посолочные смеси.
Созданные рецептуры и технологии комплексных ПД апробированы и внедрены на отечественных специализированных компаниях и предприятиях – ЗАО «Союзснаб», Группа компаний «ПТИ», ОАО «Аромадон», ОАО «Сибагро», ОАО «Русская бакалейная компания», ЗАО «Время и К», ОАО «Астор»,
ООО «Омега», ООО «Монарх» и др. Практическая значимость этих разработок отмечены медалью российской выставки «Золотая осень-2008».
Общий экономический эффект от внедрения результатов работы составил около 2 млн. руб. в год.
Апробация работы. Разработанный методологический подход был апробирован в лаборатории технологии колбас и полуфабрикатов ГНУ ВНИИМП им. В.М. Горбатова Россельхозакадемии, на кафедре биохимии МГУ прикладной биотехнологии, ЭККЗ ВНИИМП, ЗАО «Йошкар-Олинский мясокомбинат»,
ЗАО «Микояновский мясокомбинат», ОАО «Таганский мясоперерабатывающий завод».
Основные результаты настоящей диссертации доложены, обсуждены и одобрены на международных и европейских конгрессах научных работников мясной промышленности (Кульмбах, 1991; Калгари, 1993; Белград, 1999; Краков, 2001; Белград, 2007; Пекин, 2007), международных и всероссийских научных и научно-технических конференциях (Москва, 1990; Кемерово, 1991; Москва, 2000; Москва, 2001; Москва, 2002; Москва, 2006; Москва, 2007); международной Интернет-конференции (Орел, 2008); научно-практических конференциях (Москва, 1999; Углич, 2001; Углич, 2006; Москва, 2007; Углич, 2007; Углич, 2008)
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 103 научных статьи, в том числе в трудах международных конгрессов и конференций - 23, в материалах отечественных конференций – 10, в журналах, рекомендованных ВАК – 51. Получены 4 патента и поданы 2 заявки на изобретения.
Объем и структура работы. Диссертация в виде научного доклада состоит из вводного раздела, в котором изложена общая характеристика работы, 4 глав, выводов и списка опубликованных работ. Основное содержание диссертации изложено на …. страницах машинописного текста, включающих 25 рисунков и
15 таблиц.
