Содержание к диссертации
Введение
Глава 1 Обзор литературы 11
1.1 Характеристика послеубойных изменений мышечной ткани и активности комплекса протеолитических ферментов мяса 11
1.2 Использование белково-жировых эмульсий
в производстве мясопродуктов 25
1.3 Применение ферментных препаратов в мясной промышленности 29
1.4 Посол и его роль в формировании качественных показателей сырья и продукта 35
Глава 2 Методика проведения эксперимента и методы исследования 52
2.1 Постановка опытов 52
2.2 Методы исследования 56
Глава 3 Экспериментальная часть 65
3.1 Качественные показатели мяса баранины 65
3.1.1 Состояние и перспективы развития производства мяса в Республике Казахстан 66
3.1.2 Анализ существующих схем разделки конских и бараньих туш и определение выходов отдельных отрубов 82
3.1.3 Исследование физико-химических и биохимических показателей баранины в ходе автолиза 92
3.1.4 Микроструктурные исследования мяса баранины 97
3.1.5 Определение химического состава, биологической ценности и экологической безопасности мяса 119
3.1.6 Качественные показатели и химический состав субпродуктов мелкого рогатого скота 125
Глава 4 Применение биотехнологических методов обработки мяса 130
4.1 Исследование послеубойных изменений мышечной ткани и активность комплекса протеолитических ферментов мяса баранины 130
4.1.1 Влияние электромеханических воздействий на технологические свойства баранины 137
4.1.2 Характеристика растворимости белков и влагосвязывающей способности мяса 139
4.1.3 Изменение активности тканевых протеиназ 147
4.1.4 Структурно-механические показатели мяса 152
4.1.5 Изменение микроструктуры мяса 155
4.1.6 Заключение 158
4.2 Действие протеолитических ферментов на свойства мышечной ткани баранины 158
4.2.1 Продуценты и биосинтез ферментов 158
4.2.2 Изменение структурно-механических характеристик мяса. 165
4.2.3 Изменение физико-химических показателей мяса 167
4.2.4 Исследование состояния белков и
влагосвязывающей способности мяса 169
4.2.5 Анализ содержания свободных аминокислот ферментированного мяса 176
4.2.6 Заключение 178
4.3 Использование бактериальных препаратов для улучшения исходных свойств мясного сырья 179
4.3.1 Динамика изменения количественного и качественного состава бактериальных культур 180
4.3.2 Изменение структурно-механических и физико-химических показателей мяса 182
4.3.3 Накопление ароматообразующих соединений 183
4.3.4 Заключение 189
4.4 Использование белково-жировой эмульсии в производстве
мясопродуктов 190
4.4.1 Получение белково-жировой эмульсии 191
4.4.2 Изменение структурно-механических свойств мяса 196
4.4.3 Цветообразование мясных продуктов 198
5 Разработка технологии варено-копченых изделий из баранины 201
5.1 Исследование химического состава и биологической ценности мясных продуктов 205
5.2 Анализ физико-химических и структурно-механических характеристик изделий из баранины 208
5.3 Изменение структурно-механических свойств в зависимости от использования белково-жировой эмульсии 215
5.4 Цветообразование мясных продуктов 216
5.5 Исследование химического состава и
биологической ценности продуктов 217
5.6 Активность тканевых протеиназ баранины 224
5.7 Микроструктура мясного продукта из баранины 225
5.8 Заключение 227
6 Технологические инструкции производства национальных продуктов 232
6.1 Разработка эффективных технологий и документации на продукты из баранины 232
6.1.1 Технологическая инструкция по производству «Казахстанской жареной» колбасы высшего сорта 235
6.1.2 Технологическая инструкция по производству продукта «Асып Чемолганский» 240
6.1.3 Технологическая инструкция по производству соленых штучных варено-копченых изделий 246
Заключение 253
Выводы 255
Использованная литература
- Характеристика послеубойных изменений мышечной ткани и активности комплекса протеолитических ферментов мяса
- Качественные показатели мяса баранины
- Исследование послеубойных изменений мышечной ткани и активность комплекса протеолитических ферментов мяса баранины
- Исследование химического состава и биологической ценности мясных продуктов
Введение к работе
«Радикально новый этап в экономическом и политическом развитии страны, дальнейшая модернизация и демократизация Казахстана - вот наша повестка дня. Казахстан должен войти в число эффективно развивающихся стран мира, создавая высокие стандарты жизни для своих граждан. И мы сможем это сделать, когда нация и экономика станут конкурентоспособными»,-говорил Н. Назарбаев в своем Послании народу Казахстана в 2005 г. «Казахстан на пути ускоренной экономической, социальной и политической модернизации» [1].
Актуальность работы. Основными задачами, стоящими перед отраслями, занимающимися переработкой пищевого сырья, являются повышение объемов производства, расширение ассортимента и улучшение качества продекции. Необходимым условием решения таких задач является использование в технологии мясопродуктов белковых добавок со стабильно высокими функциональными свойствами, что создает предпосылки к повышению выхода и улучшению потребительских свойств изделий.
Рациональное и экономное использование сырьевых ресурсов является немаловажным фактором развития перерабатывающей промышленности, экономии сырья, в частности мясного, что неразрывно связано с использованием белковых обогатителей, белково-жировых эмульсий, пищевых добавок, интенсификацией существующих технологий. В результате достигается экономия сырья и производится продукт с направленными (целевыми) диетическими и профилактическими свойствами. Данные свойства продуктов определяются в основном интенсивностью и направленностью биохимических и микробиологических процессов, полезными свойствами белковых пищевых добавок и технологическими приемами обработки полуфабрикатов. Анализ работ Рогова И.А., Лисицына А.Б., Титова Е.И., Соколова А.А., Большакова А.С., Борескова В.Г., Борисенко Л.А., Борисенко А.А., Жаринова А.И., Журавской Н.К., Кудряшова Л.С., Липатова Н.Н., Антиповой Л.В., Мадагаева Ф.А., Рскелдиева Б.А., Соловьева В.И., Татулова Ю.В., Тулеуова Е.Т., Чоманова УЛ. и др. свидетельствует о традиционном применении добавок в технологии реструктурированных продуктов, преимущественно колбас, и в меньшей степени - цельномышечных продуктов, удельный вес которых в ассортименте мясопродуктов высок, а следовательно, существуют резервы для повышения объемов производства. В этой связи представляют интерес исследования технологии производства мясных соленых продуктов, несовершенство которой проявляется в том, что готовый продукт имеет жесткую консистенцию, неровную поверхность, слабо выраженные вкус и аромат.
Цель и задачи исследования. Целью настоящей работы является теоретическое и экспериментальное обоснование комплексного использования баранины и сопутствующих белоксодержащих продуктов убоя на основе анализа физико-химических и биохимических свойств исходного сырья.
В соответствии с поставленной целью в работе решались следующие задачи:
-дать характеристику рынка баранины и проанализировать перспективу развития сырьевой базы Республики Казахстан до 2010 г.;
обосновать комплексную разделку баранины на основе изучения морфологического и химического состава отдельных частей туши;
выявить влияние технологических воздействий на динамику основных показателей мышечной ткани баранины, посоленной в парном состоянии;
изучить показатели, характеризующие изменения свойств мышечной ткани баранины на начальных стадиях автолиза и посола в зависимости от породы и упитанности животных;
-установить взаимосвязь и взаимозависимость активности тканевых протеолитических ферментов и ферментных препаратов при посоле баранины с использованием побочных белоксодержащих продуктов убоя;
разработать технологию и обосновать рецептуру фаршевых изделий из субпродуктов, кишечного сырья, крови и малоценного белоксодержащего сырья;
исследовать качественные и количественные показатели готовых продуктов из парной баранины с использованием разных способов посола;
-разработать технологии и нормативную документацию на производство цельномышечных продуктов и колбасных изделий из парной баранины, дать оценку их экономической эффективности.
Научная новизна. Обобщение имеющихся публикаций и анализ результатов комплексных экспериментальных исследований позволили получить дополнительную информацию о послеубойных изменениях в животных тканях с различным характером автолиза. На основании комплексных исследований физико-химических и биохимических показателей мышечной, жировой тканей и субпродуктов определена биологическая и пищевая ценность парной и охлажденной баранины в зависимости от породы и упитанности животных.
Биохимические исследования активности протеолитических ферментов на начальных стадиях автолиза и посола показали, что ферментативная активность тканевых ферментов в баранине более выражена, чем в других видах мяса, что необходимо учитывать при выборе технологических параметров производства цельномышечных соленых и колбасных изделий с использованием парного мяса.
Выявлены закономерности изменения физико-химических, биохимических и структурно-механических свойств и микроструктуры соленой баранины в зависимости от воздействия биологически активных веществ многокомпонентного рассола и механической обработки сырья с целью оптимизации технологических параметров производства цельномышечных соленых и колбасных изделий. Установлено, что биологически активные компоненты рассола и интенсивные методы обработки баранины повышают влагосвязывающую способность мышечных белков, ускоряют посмертное окоченение и созревание мяса, накопление предшественников
вкусоароматических соединений и улучшают структурно-механические характеристики готовых продуктов.
Дана комплексная оценка показателей качества, биологической и пищевой ценности цельномышечных соленых и колбасных изделий, полученных с помощью биотехнологических методов обработки сырья.
Разработана математическая модель процесса посола парной баранины, позволяющая оптимизировать задачу создания продуктов с заданными качественными показателями.
Практическая ценность и реализация работы. На основе анализа и обощения результатов теоретических и экспериментальных исследований разработаны и предложены:
специализированная разделка баранины с учетом качественных особенностей отдельных частей туши, способствующая рациональному и традиционному их использованию;
оптимальный состав шприцовочного и заливочного многокомпонентного рассола для посола цельномышечного сырья;
состав многокомпонентного рассола и режимы интенсивной обработки сырья, позволяющие сократить длительность технологического процесса и повысить биологическую и пищевую ценность готовых продуктов;
-технология соленых цельномышечных и фаршевых национальных изделий из субпродуктов, кишечного и малоценного мясного сырья (утверждена нормативно-техническая документация);
математическая модель процесса посола мясного сырья с учетом режимных параметров обработки;
8 частных технологий и нормативная документация.
Научные положения и практические решения включены в лекционные курсы, учебные пособия и методические указания для студентов специальностей 050727 -«Технология продовольственных продуктов» и 4205 -«Технология мясных и молочных продуктов».
Концептуальная направленность работы заключается в изучении особенностей и специфики парной баранины с целью ее комплексной переработки на основе использования многокомпонентного рассола и интенсивных методов обработки сырья.
На защиту выносятся следующие основные положения;
- результаты исследования и анализ свойств баранины ранних сроков
автолиза;
-состав и способ получения белково-жировой эмульсии на основе растительного масла для повышения пищевой и биологической ценности готовых продуктов;
- научное обоснование функционально-технологических свойств баранины
ранних сроков автолиза и целесообразность использования
многокомпонентного рассола с последующей механической обработкой в
производстве мясных продуктов.
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы доложены на Всесоюзной научно-технической конференции «Пути развития
производства и переработки животноводческого сырья в системе АПК» (Москва, 1988), на научно-практической и методической конференции, посвященной 30-летию АТИ (Алматы, 1996), на научно-практической конференции «Эффективные технологии и технические средства переработки сельскохозяйственной продукции» (Алматы, 1997), на Республиканской научно-практической конференции «Состояние, проблемы и перспективы развития пищевых технологий в условиях реформирования экономики Казахстана» (Алматы, 1998), на 3-ей Международной научно-практической конференции «Пищевая промышленность на рубеже веков: состояние, проблемы и перспективы» (Алматы, 2001), на Международной научно-практической конференции «Инженерная наука на рубеже XXI века» (Алматы, 2001), на 4-й Международной научно-практической конференции «Проблемы и тенденции развития пищевой и легкой промышленности» (Алматы, 2004), на Международном научно-техническом симпозиуме «Образование через науку» (Бишкек, 2004), на 6-й Международной научно-практической конференции «Пути повышения конкурентоспособности и безопасности продукции пищевой и легкой промышленности» (Алматы, 2005).
Публикации. По результатам выполненных исследований опубликованы
58 статьей и тезисов докладов, в том числе 1 монография, 4 отдельные издания,
получены 2 положительных решения на изобретения, получен
предварительный патент №8204 РК и поданы 4 заявки на предполагаемые изобратения.
Объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, литературного обзора, экспериментальной части, содержащей 6 глав, выводов, списка использованной литературы и приложений. Основной материал изложен на 305 страницах компьютерного набора, включает 85 таблиц и 58 рисунков. Список использованной литературы включает 316 источников, в том числе 176 иностранных.
Характеристика послеубойных изменений мышечной ткани и активности комплекса протеолитических ферментов мяса
Являясь наиболее лабильными компонентами мышечной ткани, углеводы после убоя животного интенсивно распадаются. Вследствие прекращения поступления кислорода в клетки с момента убоя животного окислительный ферментативный распад гликогена происходит путем анаэробного гликогенолиза, что приводит к накоплению в мышцах большого количества молочной кислоты [2, 3]. Вместе с окислением начинается и гидролитический распад гликогена до глюкозы. Однако в начальный период автолиза интенсивность гликолиза невелика вследствие того, что данный процесс катализируется гликозидазами, содержащимися в лизосомах, а эти ферменты высвобождаются на более поздних стадиях автолиза [4, 5].
Как показали многочисленные исследования [2, 3, 6], гликолитические процессы, приводящие к накоплению молочной кислоты и снижению рН мяса, в основном завершают через 24 ч. хранения при температуре 4 С. Изменение величины рН прямо зависит от количества образовавшейся молочной кислоты и является надежным показателем процесса гликогенолиза [7, 8].
Показано [2, 3, 7, 9], что наиболее интенсивный распад гликогена и соответственно накопление в мышечной ткани молочной кислоты происходят в течение 24 ч. автолиза. После этого образование молочной кислоты практически приостанавливается. Дальнейший, более медленный распад гликогена происходит за счет амилолиза, в результате которого образуются глюкоза и редуцирующие полисахариды при участии амилазы и глюкозидазы мышечной ткани. Известно [10, 11], что процесс обмена в бараньей мышечной ткани аналогичун обмену в мышцах крупного рогатого скота, однако его скорость в мышцах баранины значительно выше. По данным [12] через 45-60 мин. после убоя величина рН свиного мяса снижается до 6,4-6,3 , а после 7 ч. достигает конечного значения. В говядине конечное значение рН зафиксировано через 30-36 ч. с момента убоя.
По данным [13] в результате гликолиза в мышечной ткани накапливается 0,7-0,8 % молочной и около 0,1 % ортофосфорной кислот. Повышается концентрация водородных ионов и рН мяса сдвигается в кислую область. Установлено, что на скорость ферментативного распада гликогена значительное влияние оказывает температура хранения мяса. При повышенных температурах (17-20С) гликолиз в тканях протекает более интенсивно по сравнению с низкими плюсовыми температурами, но не полно вследствие ускоренного развития микрофлоры, продукты жизнедеятельности которой инактивируют гликолитические ферменты. Так, при температуре 1-3С гликоген расщепляется до молочной кислоты на 95-98 %, при 14-16С - на 80-85 %, при 25-27С - на 43-50 %. Таким образом, при повышенных температурах хранения в мышечной ткани гликоген лишь частично расщепляется до молочной кислоты. Его значительная часть распадается до стадий глюкозы и глюкозофосфата. Следовало бы ожидать, что с понижением температуры процессы распада в тканях замедляются, однако, это происходит не всегда, особенно в течение первых 4 ч. хранения мяса.
Fisher Chr. [14] и Honikel К.О. [15 ] сообщают, что при хранении говядины в течение 24 ч. после убоя при температуре от 0 до 30С скорость гликолиза падает с повышением температуры. При температуре хранения 0-5С концентрация ионов водорода повышается значительно быстрее, чем в образцах мяса, хранящихся при более высоких температурах. По мнению авторов, это объясняется тем, что вследствие нарушения так называемого "кальциевого насоса" ионы кальция, освобождающиеся из митохондрий и саркоплазматической сетки, обратно не трансформируются. Это способствует повышению активности ферментативных систем мышечной ткани.
Гликолитические изменения в мышечной ткани конины в процессе автолиза оказывают специфическое влияние на характер других биохимических и физико-химических процессов. Исследования [16] показали, что при температуре 2-4С в мышечной ткани наблюдается быстрый распад гликогена с накоплением молочной кислоты, редуцирующих Сахаров и неорганических фосфатов. В конине, как и других видах мяса, максимальный уровень молочной кислоты достигается через 24-48 ч. после убоя животных, то есть в период полного развития посмертного окоченения, и сопровождается сдвигом рН до 5,4-5,7. Это приводит к уменьшению водосвязывающей способности мяса. Если после убоя количество прочно связанной влаги составляет 85 %, то через 2 сут. оно снижается до 50 %, через 6 сут. вновь повышается до 62 %. При этом максимум прочностных свойств конины совпадает по времени с минимумом водосвязывающей способности и растворимости актомиозина. Следует отметить, что процесс распада АТФ в конине протекает медленнее, чем в говядине.
На скорость гликолиза оказывает влияние рН мышечной ткани. Так, оптимум действия гликолитических ферментов соответствует рН=6,8-7,2. Сдвиг рН в кислую сторону до 5,0 единиц заметно снижает их активность [17].
Наиболее характерные изменения белков мышечной ткани в послеубойный период тесно связаны с изменением других составляющих компонентов и проявляются в окоченении тканей вследствие сокращения мышц. Посмертная контрактация наступает не сразу после убоя животного, а по мере распада АТФ и гликогена. Пока АТФ присутствует в мышечной ткани миозин и актин находятся в диссоцированном состоянии. Показано [18, 19], что при снижении уровня АТФ на 75-80 % происходит необратимое взаимодействие актина и миозина и сокращение мышечных волокон, что обусловливает максимальную жесткость и понижение водосвязывающей способности.
Исследование гликолиза в различных мышцах животных [20] свидетельствует о том, что распад гликогена зависит от участия в реакции фосфофруктокиназы, активность которой определяется концентрацией АТФ в ткани. При распаде АТФ активность этого фермента возрастает. Накопление ионов водорода по данным [21] зависит не только от образования молочной кислоты. При распаде гликогена образовавшиеся ионы водорода временно переходят на промежуточные продукты распада АТФ, а при полном ее разрушении снова освобождаются. Предположено, что снижение рН мяса обусловлено не столько гликолизом, сколько распадом АТФ. С увеличением скорости распада АТФ, как показали исследования [22], возрастают скорость гликолиза и образование молочной кислоты. Обнаруженное явление позволяет сделать вывод о том, что распад гликогена является следствием реакции ферментативного расщепления АТФ. По данным [23], высвобождение в процессе расщепления АТФ ионов водорода обусловливает падение уровня рН мяса менее чем на 10 %. Установлено [24], что высокие концентрации ионов кальция вызывают ускоренный распад АТФ, при этом полностью инактивируется ферментативный гидролиз гликогена, и стабилизируется концентрация ионов водорода.
Качественные показатели мяса баранины
В соответствии с прогнозами на ближайший период производство и потребление мяса в Европе и мировом масштабе будет ежегодно увеличиваться на 1,0-1,5 % [311]. Однако это не относится в равной степени ко всем видам мяса. Производство и потребление свинины и мяса птицы будет развиваться более быстрыми темпами по сравнению с говядиной. Статистические данные по Республике Казахстан показывают рост поголовья скота с 1999 г., особенно мелкого рогатого скота, свиней, лошадей и верблюдов. Больших успехов в увеличении производства мяса, молока и других видов продуктов достигли страны с интенсивно развитым животноводством - США, Канада, ряд стран Европы. Эффективность мясного комплекса в этих странах проявляется в полном удовлетворении потребностей национальных рынков в мясе и мясопродуктах, при высоком уровне потребления, достигающем более 100 кг в год в расчете на душу населения. До конца прошлого века Казахстан находился в глубоком кризисе. При общем спаде производства в наиболее уязвимом положении оказалось сельское хозяйство, особенно животноводство. Сокращение ресурсов сырья, его закупок для промышленной переработки вследствие уменьшения поголовья скота, его весовых кондиций и продуктивности, а также снижения платежеспособности населения привели в последние десятилетия XX в. к резкому снижению объемов выработки мяса и мясных продуктов.
Совокупная мощность мясоперерабатывающих предприятий Республики Казахстан в конце 80-х годов превышала 2250 т в смену. При этом мощности большинства из них составляли 50-100 т в смену, а двух самых крупных -свыше 200 т: Семипалатинский - 389, Алматинский - 386. Предприятиями республики в 1987 г. выработано: мяса 845,4 тыс. т, колбасных изделий 139,2 тыс. т, полуфабрикатов 68,2 тыс. т, мясных консервов 288,1 млн условных банок. Отличительной чертой функционирования мясоперерабатывающих предприятий того периода являлась директивность и плановость поставок скота по утвержденному графику. Этим обеспечивалась сравнительно высокая и равномерная загруженность мясоперерабатывающих предприятий независимо от их расположения и сезонных факторов. Кроме того, данное обстоятельство, гарантировало безубыточную работу большинства предприятий отрасли. В указанные годы наибольшую эффективность и прибыль показывали оптимальные по мощности предприятия (около 100 т в смену)., Рентабельность производства Карагандинского и Костанайского мясокомбинатов достигала более 70 %.
Переход экономики страны к рыночным отношениям сопровождался изменением структуры управления, расширением прав предприятий, развитием у новых собственников обостренного чувства самостоятельности, разрывом сложившихся связей между предприятиями. Время показало как положительные, так и отрицательные стороны реформ. Итоги деятельности приватизированных предприятий в новых условиях со всей очевидностью доказывают, что движущим фактором успеха реформ является не просто наличие собственника как такового, а эффективность его предпринимательской деятельности.
Перед экономикой страны в настоящее время остро стоит задача повышения эффективности отечественного производства, наращивания его объемов с учетом конкурентоспособности выпускаемой продукции, полного удовлетворения нужд промышленности в сырье, а населения - в продуктах питания. После приобретения страной независимости в агропромышленном комплексе произошли радикальные изменения. Негосударственная форма собственности стала основной в производстве продуктов питания, и ее доля возросла с 35 % в 1990 г. до 99 % в 2000 г. К началу 2003 г. в республике функционировало около 90 тыс. сельскохозяйственных структур, в том числе 80 тыс. крестьянских хозяйств и около 8 тыс. производственных кооперативов против 324 и 1129 хозяйствующих субъектов на конец 1990 г. [313]. Положение дел в последние годы осложняется ростом инфляции, снижением уровня управляемости происходящих процессов, сужением рынка сельскохозяйственной продукции и средств производства, значительным сокращением государственных инвестиций, повышением процентных ставок за предоставление кредитов, снижением покупательской способности населения. Почти повсеместно наблюдаются деградация отраслей АПК, снижение уровня механизации производственных процессов, химизации и мелиорации земель сельскохозяйственного назначения. Сокращаются посевные площади и поголовье скота, снижаются урожайность сельскохозяйственных культур и продуктивность животных. В процессе реформирования не учтена специфика отраслей АПК, в результате чего предпочтение отдано рыночной модели, а система государственного регулирования сведена к минимуму. Главной целью проводимых преобразований в аграрной сфере является формирование эффективной экономики, восприимчивой к колебаниям мирового рынка. Однако, как показывает практика последних лет, реформы не привели к улучшению ни производственных, ни экономических показателей. Поспешные разрозненные действия в этой сфере недостаточно продуманы, слабо аргументированы и научно не обоснованы. Переоценка роли рыночных механизмов и недопустимое принижение роли государства в развитии АПК привели к снижению объемов валовой продукции на 55 %. За 1990-2003 гг. Казахстан лишился значительного количества скота: крупного рогатого (КРС) - 5,6 млн, овец и коз (МРС) - 25,6 млн, птицы - 40,3 млн голов. В результате производство мяса снизилось (в убойном весе) на 944 тыс. т.
Ухудшение кормовой базы, снижение уровня зооветеринарного обслуживания, запущенность племенной работы, неправильная денежно-кредитная политика со стороны государства привели к резкому уменьшению поголовья скота и снижению его продуктивности. Только в 1999 г. во всех категориях хозяйств пало КРС 71 тыс., МРС- 350 тыс., свиней - 92 тыс., лошадей - 24 тыс. голов. Средняя годовая яйценоскость кур снизилась на 26 штук (229 и 203). средний вес одной головы КРС, реализованной на мясо - на 68 кг (342 и 280), свиней - на 13 кг (103 и 90). Сократился выход приплода на 100 маток КРС - на 2 (с 81 до 79), поросят - на 184 (1028 и 844). Кормовая база всегда являлась слабым звеном в развитии животноводства, за годы реформ ситуация еще более усугубилась. Так, если в 1990 г. КРС не был обеспечен кормами на 13 %, то в 1999 г. - на 45 %. Кормовая проблема, и, особенно, сбалансированность рациона кормления животных по переваримости протеина, дефицит которого значителен (около 40 %), по-прежнему тормозит развитие животноводческой отрасли. Спад производства в сельском хозяйстве, повлекший уменьшение объема производства животноводческой продукции, явился одной из причин резкого сокращения выпуска основных видов продуктов питания. Спад производства мяса и мясных продуктов за 1991-1999 гг. составил 89 %.
Рынок говядины в ЕС в 2003 г. отличался сбалансированностью в результате снижения производства и оживления спроса на это мясо. Выпуск говядины уменьшился на 2 % - до 7,3 млн т, а потребление увеличилось на 1 % - до 7,4 млн т. Сокращение производства говядины отмечено во Франции -крупнейшем продуценте в ЕС - на 4 %, до 1,6 млн т. Значительное снижение производства говядины прогнозируется в Великобритании вследствие ограничения забоя скота, который в 2002 г. увеличился на 5 %. Выпуск говядины в Германии в 2003 г. по сравнению с 2002 г. уменьшился на 4 % (до 1,25 млн т). Главная особенность рынка мяса птицы в ЕС заключается в приостановлении роста его производства в 2002 г. после непрерывного увеличения с 1997 г. Наиболее заметна эта тенденция во Франции. Выпуск мяса птицы здесь в 2002 г. сократился примерно на 100 тыс. т по сравнению с уровнем 2001 г. Производство мяса бройлеров в ЕС в 2001 г. составило 6,39 млн т, в 2002 г. - 6,42 млн т. Наибольший рост отмечен в Испании и Германии, снижение - во Франции и Великобритании. В 2002 г. впервые после 1999 г. в ЕС снизилось производство мяса индеек - на 2 %, до 1,86 млн т (таблица 2).
Исследование послеубойных изменений мышечной ткани и активность комплекса протеолитических ферментов мяса баранины
Наиболее лабильные компоненты мышечной ткани - углеводы после убоя животного интенсивно распадаются. Вследствие прекращения поступления кислорода в клетки с момента убоя животного окислительный ферментативный распад гликогена происходит путем анаэробного гликогенолиза, что приводит к накоплению в мышцах большого количества молочной кислоты. Вместе с окислением начинается гидролитический распад гликогена до глюкозы. В начальный период автолиза интенсивность гликолиза невелика вследствие того, что данный процесс катализируется гликозидазами, содержащимися в лизосомах, а эти ферменты высвобождаются на более поздних стадиях автолиза.
Гликолитические процессы, приводящие к накоплению молочной кислоты и снижению рН мяса, в основном заканчивается через 24 ч хранения при температуре 4 С. Изменение величины рН прямо зависит от количества образовавшейся молочной кислоты и является надежным показателем процесса гликогенолиза.
Показано, что наиболее интенсивный распад гликогена и, соответственно, накопление в мышечной ткани молочной кислоты происходят в течение 24 ч автолиза. После этого образование молочной кислоты практически приостанавливается. Дальнейший, более медленный распад гликогена происходит за счет амилолиза, в результате которого образуются глюкоза и редуцирующие полисахариды при участие амилазы и глюкозидазы мышечной ткани. Процесс обмена в бараньей мышечной ткани протекает аналогично таковому в мышцах КРС, однако скорость в мышцах баранины значительно выще. Через 45-60 мин. после убоя величина рН свиного мяса снижается до 6,4-6,3 , а после 7 ч достигает конечного значения. В говядине конечное значение рН зафиксировано через 30-36 ч с момента убоя.
В результате гликолиза в мышечной ткани накапливаются 0,7-0,8 % молочной и около 0,1 % ортофосфорной кислот. Повышается концентрация водородных ионов, рН мяса сдвигается в кислую сторону. Установлено, что на скорость ферментативного распада гликогена значительное влияние оказывает температура хранения мяса. При повышенных температурах (17-20 С) гликолиз в тканях протекает более интенсивно по сравнению с низкими плюсовыми температурами, однако не полно вследствие ускоренного развития микрофлоры, продукты жизнедеятельности которой инактивируют гликолитические ферменты. Так, при температуре 1-3 С гликоген расщепляется до молочной кислоты на 95-98 %, при 14-16 С-на 80-85, при 25-27 С - на 43-50 %. Таким образом, при повышенных температурах хранения в мышечной ткани гликоген лишь частично расщепляется до молочной кислоты, значительная часть распадается до глюкозы и глюкозофосфата. Следовало бы ожидать, что с понижением температуры процессы распада в тканях будут замедляться, однако это не всегда происходит, особенно в течение первых 4 ч хранения.
Fisher Chr. и Honikel К.О. отметили снижение скорости гликолиза при хранении говядины в течение 24 ч после убоя при температуре 0 - 30 С. При температуре хранения 0-5 С концентрация ионов водорода повышается быстрее, чем при более высоких температурах. Это объяснено тем, что вследствие нарушения так называемого "кальциевого насоса" ионы кальция, освобождающиеся из митохондрий и саркоплазматической сетки, обратно уже не трансформируются, что способствует более высокой активности ферментативных систем мышечной ткани.
Гликолитические изменения в мышечной ткани конины в процессе автолиза влияют на характер других биохимических и физико-химических процессов. Исследования показали, что при температуре 2-4 С в мышечной ткани наблюдается быстрый распад гликогена с накоплением молочной кислоты, редуцирующих Сахаров и неорганических фосфатов. В конине, как и других видах мяса, уровень молочной кислоты максимален через 24-48 ч после убоя животных, то есть в период полного развития посмертного окоченения, и сопровождается сдвигом рН до 5,4-5,7. Это приводит к снижению ВСС мяса. Если после убоя количество прочно связанной влаги составляет 85 %, то через 2 сут. оно снижается до 50 %, через 6 сут. - вновь повышаетсясилось до 62 %. При этом максимум прочностных свойств конины совпадает по времени с минимумом ВСС и растворимости актомиозина. Процесс распада АТФ в конине протекает медленнее, чем в говядине.
На скорость гликолиза оказывает влияние рН мышечной ткани. Так, оптимум действия гликолитических ферментов находится в пределах значений рН=6,8-7,2. Сдвиг рН в кислую сторону до 5,0 единиц заметно снижает их активность.
Наиболее характерные изменения белков мышечной ткани в послеубойный период проявляются в окоченении тканей вследствие сокращения мышц. Посмертная контрактация наступает не сразу после убоя животного, а по мере распада АТФ и гликогена. Пока в мышечной ткани присутствует АТФ миозин и актин находятся в диссоцированном состоянии. Как только уровень АТФ снижается на 75-80 % актин и миозин взаимодействуют, сокращаются мышечные волокна, что обусловливает максимальную жесткость и понижение ВСС.
Исследование гликолиза в различных мышцах животных свидетельствует о том, что распад гликогена зависит от участия в реакции фосфофруктокиназы, активность которой определяется концентрацией АТФ в ткани. При распаде АТФ активность этого фермента возрастает. Накопление ионов водорода зависит не только от образования молочной кислоты. Так при распаде гликогена образовавшиеся ионы водорода временно переходят на промежуточные продукты распада АТФ, а при полном ее разрушении снова освобождаются. Предположено, что снижение рН мяса обусловлено не столько гликолизом, сколько распадом АТФ. С увеличением скорости распада АТФ возрастают скорость гликолиза и образование молочной кислоты. Сделано заключение о том, что распад гликогена является следствием реакции ферментативного расщепления АТФ. Высвобождение в процессе расщепления АТФ ионов водорода обусловливает падение уровня рН мяса менее чем на 10 %. Высокие концентрации ионов кальция вызывают ускоренный распад АТФ, но при этом полностью инактивируется ферментативный гидролиз гликогена, таким образом стабилизируется концентрация ионов водорода.
Резкое снижение рН в течение короткого времени может быть причиной высокой температуры мяса, вызывающей денатурацию саркоплазматических белков, в том числе, фермента креатинфосфокиназы. Это приводит к повышению содержания в мышцах АТФ и неорганического фосфора и ускоренному посмертному гликолизу.
Исследования мышечной ткани КРС с высоким и низким конечным значением рН показали, что дефосфорилирование фосфатов высокой энергии и образование молочной кислоты вследствие гликолиза происходят в большей степени до и во время убоя, а не после. В мясе с низким конечным значением рН эти процессы завершаются через 16 ч. В тканях с высоким уровнем рН дефосфолирование АТФ и гликолиз продолжаются в течение 32 ч после убоя. Результаты позволили предположить, что посмертное окоченение начинается в мясе с низким конечным рН быстрее, чем с высоким.
Низкие значения рН мяса сразу после убоя обусловлены интенсивным обменом веществ в организме животного, приводящим к быстрому распаду гликогена в тканях.
В то же время в результате больших нагрузок в мышечной ткани животных к моменту убоя может резко снизиться запас гликогена. В этом случае образования молочной кислоты не происходит, рН мяса остается на достаточно высоком уровне.
Наблюдаются значительные изменения скорости гликолиза при различных способах оглушения, в то же время не обнаружено их влияние на конечный уровень рН в мясе. Оглушение в голову вызывает наименьшее начальное падение рН, способ «голова - спина» и «голова - передняя нога» -наибольшее. Убой без предварительного оглушения способствует значительному понижению рН в большинстве мышц. Длительность процесса оглушения не оказывает влияния на скорость падения рН.
Исследовано влияние оглушения КРС током повышенной и промышленной частот. В результате воздействия токов повышенной частоты интенсифицируются процессы посмертного окоченения и созревания мяса, что обусловлено увеличением проницаемости мембранных структур, в том числе лизосомальных оболочек.
Исследование химического состава и биологической ценности мясных продуктов
Применение современных биотехнологических методов, способствующих интенсификации технологических процессов и улучшению нежности, сочности, вкуса и аромата, открывает возможности расширения ассортимента и увеличения производства соленых изделий. Существенным результатом применения научных достижений в промышленности является сокращение продолжительности технологического процесса.
Исследования влияния ЭС на качественные показатели баранины и конины показали, что обработка электрическим током приводит к ускорению процесса посмертного окоченения и более раннему его разрешению. ЭС позволяет использовать мясо в парном состоянии или в охлажденном на более ранних стадиях автолиза.
При производстве соленых изделий из баранины мясо шприцевали МКР рассолом и подвергали воздействию электрического тока, после этого обрабатывали в массажере марки МГ-200-2 в течение 6 ч. В качестве объекта исследования использованы задний окорок, передний окорок и корейка из бараньей туши 1 и 2 категорий упитанности, из которых изготавливали варено-копченые изделия.
В таблице 73 показано влияние ЭМ и МО на массу сырья и выход готового продукта.
Контрольные образцы, изготовленные без применения ЭМ и МО, имеют выход продукта на 4,5-5,0 % меньше, чем опытные.
Органолептические показатели опытных образцов на 0,5-0,8 баллов больше, чем контрольных, что подтверждает положительную роль электромеханических воздействий (таблица 74).
Химический состав национальных продуктов из баранины "Жамбасты сыбага" (задний окорок), "Жауырынды сыбага" (передний окорок) и "Субели сыбага"(корейка), разработанных в условиях МО и ЭМ с добавлением БЖЭ, показан в таблице 75.
Результаты свидетельствуют о том, что химический состав опытных образцов соленых изделий из баранины богаче, что объясняется введением в рассол БЖЭ. Так, содержание минеральных веществ Са и Fe в опытных образцах на 35-40% выше, чем в контрольных.
В настоящее время вопреки рекомендациям медицинской науки, отмечено повышение потребления животных жиров, что ведет к частичному вытеснению растительных масел, богатых полиненасыщенными жирными кислотами.
Определены жирнокислотный состав варено-копченых изделий из баранины опытных образцов, посоленных с БЖЭ. Так, общее количество ненасыщенных кислот в изделий "Жамбасты сыбага" составляет 54,6% (больше на 16%, чем в контрольных партиях), в изделиях "Жауырынды сыбага" и "Субели сыбага" содержание данных кислот составляет соответственно 58, и 40,2; 57,5 и 40,72 %. В контрольных образцах линолевая и линоленовая кислоты не обнаружены, а содержание арахидоновой кислоты составляет 1%. В опытных партиях их содержание достигает 4,7, 2,7 и 1,9 %, что должно благоприятно сказываться на профилактике ожирения, атеросклероза, ишемической болезни сердца, заболеваний печени, желчнокаменной болезни (таблица 76).
В целях комплексной оценки качества готовых продуктов проведен органолептический анализ разработанных соленых изделий из баранины. Показано, что готовые продукты имеют высокие вкусовые достоинства и оценены дегустаторами АО "Алматы-ет", ТОО Мясоперерабатывающий завод «Ардагер». ТОО агрофирма «Кайнар», КазНИИПП и АТУ как продукты очень хорошего качества.
На основании данных химического состава опытных и контрольных партий варено-копченых изделий из баранины установлены их энергетическая ценность, сбалансированность белков и жиров, рассчитана формула пищевой ценности в энергетическом и весовом выражениях.
Похожие диссертации на Научно-практические аспекты комплексной переработки баранины
