Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. Аналитический обзор 15
1.1 Характеристика послеубойных изменений мышечной ткани и активность комплекса протеолитических ферментов мяса
1.2 Современные тенденции производства поликомпонентных мясных продуктов
1.3 Анализ мясной продуктивности туш горно-алтайских маралов 27
1.4 Использование мяса горно-алтайских маралов в производстве мясных изделий
1.5 Пищевая ценность крови сельскохозяйственных животных и ее использование
1.6 Производство протеолитических ферментов и применение их мясной промышленности
1.7 Характеристика соединительной ткани и ее роль в формировании качественных показателей мясных продуктов
1.8 Пищевая ценность овощных компонентов, используемых для создания рецептур поликомпонентных продуктов из мяса маралов
1.9 Заключение по первой главе 59
ГЛАВА 2. Методология проведения исследований 61
2.1 Постановка опытов 61
2.2 Методы исследований 63
ГЛАВА 3. Исследование качественных показателей мяса и продуктов убоя маралов
3.1 Изучение мясной продуктивности и морфологического состава туш маралов
3.2 Изучение физико-химических, функциональных и структурно-механических показателей мяса маралов в процессе послеубойного хранения
3.3 Изменение активности тканевых протеиназ мяса маралов по стади- 84 ям процесса автолиза
3.4 Химический состав мясного сырья 87
3.5 Функционально-технологические и структурно-механические показатели фаршей из мяса маралов и говядины
3.6 Исследование биологической ценности крови маралов и крови крупного рогатого скота
3.7 Заключение по третьей главе 102
ГЛАВА 4. Разработка технологии фермента из сычугов маралов и применение его для гидролиза соединительнотканных белков
4.1 Разработка технологии фермента из сычугов маралов 105
4.1.1 Определение активности фермента 107
4.1.2 Влияние температуры и рН на активность фермента 109
4.1.3 Исследование процессов кислотной и термической инактивации фермента
4.2 Исследование качественных показателей мясного сырья в процессе гидролиза соединительнотканных белков
4.2.1 Исследование качественных показателей мяса и субпродуктов маралов в процессе гидролиза
4.2.2 Исследование процесса гидролиза мяса маралов с применением фермента и массирования
4.2.3 Изменение окраски и гемовых пигментов мяса маралов 126
4.2.4 Влияние технологических методов обработки на микроструктуру мяса маралов
4.3 Заключение по четвертой главе 138
ГЛАВА 5. Проектирование моделей поликомпонентных продуктов из мяса маралов
5.1 Компьютерное моделирование рецептур поликомпонентных продуктов из мяса маралов
5.1.1 Определение влияния дозировки рецептурных компонентов на физико-химические, функционально-технологические и структурно-механические показатели поликомпонентных продуктов из мяса мара лов методом факторного планирования
5.2 Оптимизация рецептур поликомпонентных продуктов из мяса маралов
5.3 Заключение по пятой главе 164
ГЛАВА 6. Разработка технологии поликомпонентных продуктов из мяса маралов
6.1 Разработка технологии производства колбасного хлеба 165
6.2 Разработка технологии полуфабрикатов мясных рубленых 172
6.3 Разработка технологии колбасок гематогеновых 178
6.4 Разработка технологии ливерных колбас 182
6.5 Заключение по шестой главе 187
ГЛАВА 7. Внедрение в производство и оценка качества поликомпонентных продуктов из мяса маралов
7.1 Микробиологическая оценка сырья и готовой продукции 188
7.2 Качественные характеристики готовых опытных и контрольных продуктов
7.3 Экономическая эффективность производства поликомпонентных продуктов из мяса маралов
7.4 Заключение по седьмой главе 196
Заключение 197
Список сокращений и условных обозначений 199
Список использованных источников 200
Приложения 233
- Анализ мясной продуктивности туш горно-алтайских маралов
- Химический состав мясного сырья
- Влияние температуры и рН на активность фермента
- Разработка технологии полуфабрикатов мясных рубленых
Введение к работе
Актуальность проблемы. В стратегии развития страны до 2030 года отмечается, что улучшение структуры питания населения Республики Казахстан определяется рациональным использованием ресурсов сырья для производства пищевых продуктов. Основными источниками питательных веществ, необходимых для поддержания жизнедеятельности организма человека в норме, являются мясо и продукты его переработки. В этой связи, разработка новых видов мясных продуктов предусматривает максимально возможное вовлечение в технологический процесс нетрадиционных убойных животных – алтайских маралов. Восточно-Казахстанская область, особенно ее горная и предгорная части – уникальная природно-климатическая зона, благоприятная для разведения пантовых алтайских маралов. Мясо и продукты убоя считаются побочной продукцией в мараловодстве Восточно-Казахстанской области, поэтому, мясная продуктивность алтайских маралов мало изучена. В связи с ростом производства и потребления мяса маралов, представляет интерес проблема его использования как промышленного сырья на мясоперерабатывающих предприятиях. Вместе с тем, недостаточность глубоких исследований, связанных с характеристиками мясной продуктивности, химического и биохимического состава мяса и продуктов убоя маралов, биологической ценности, технологических свойств являются сдерживающим фактором комплексной переработки указанного сырья, что и определило актуальность проведения диссертационной работы. Глубокое изучение лечебных свойств мяса, крови и сопутствующих продуктов убоя придаст более ценное значение, что, в свою очередь, усилит спрос на эти продукты, а вместе с тем и окажет положительное влияние на экономику всей отрасли мараловодства.
Необходимым условием для улучшения качества мясных продуктов и придания им функциональных свойств является применение эффективных, относительно недорогих, благополучных в гигиеническом отношении ферментных препаратов, позволяющих изменять свойства исходного сырья. В этой связи представляет интерес создание нового фермента из сырья, полученного в процессе убоя - сычугов маралов.
Ученые И.А. Рогов, А.Б. Лисицын, А.С. Большаков, А.В. Горбатов, А.И. Жа-ринов, Н.Н. Липатов, И.М. Чернуха, Л.С. Кудряшов, Г.В. Гуринович, Ф.А. Мада-гаев, Е.Т. Тулеуов, У.Ч. Чоманов, Б.А. Рскелдиев, Я.М. Узаков установили аспекты физико-химических, биохимических и медико-биологических основ малоотходной переработки белоксодержащего сырья, определили приоритеты развития биотехнологии пищевых продуктов, разработали научные основы технологий мясных продуктов нового поколения, обогащенных сырьем с высоким биологическим и технологическим потенциалом. Фундаментальность их работ позволила подойти к созданию технологии новых поликомпонентных продуктов из мяса маралов.
Целью работы является теоретическое и экспериментальное обоснование комплексного использования мяса и продуктов убоя маралов на основе анализа
физико-химических и биохимических свойств исходного сырья в производстве поликомпонентных продуктов.
Для реализации поставленной цели были определены следующие задачи исследования:
изучить мясную продуктивность и морфологический состав туш маралов Восточно-Казахстанской области;
изучить физико-химические, функционально-технологические и структурно-механические показатели мяса маралов в процессе послеубойного хранения;
исследовать активность тканевых протеиназ мяса маралов по стадиям процесса автолиза;
изучить химический состав и биологическую ценность продуктов убоя маралов Восточно-Казахстанской области;
разработать технологию фермента из сычугов маралов;
исследовать качественные показатели мясного сырья в процессе гидролиза соединительнотканных белков;
спроектировать методом компьютерного моделирования рецептуры поликомпонентных продуктов из мяса маралов (колбасного хлеба, полуфабрикатов мясных рубленых, гематогеновых колбасок, ливерной колбасы);
разработать технологии поликомпонентных продуктов из мяса маралов;
внедрить в производство и оценить качество поликомпонентных продуктов из мяса маралов;
разработать нормативно-техническую документацию на новые продукты.
Научная концепция работы. В настоящее время в мясоперерабатывающей промышленности широко применяются различные методы обработки мяса с целью улучшения качества и интенсификации в процессе созревания. Применение биохимических и физических воздействий при посоле мяса дает существенный технологический эффект и обеспечивает выпуск готового продукта, отличающегося повышенной нежностью, достаточной сочностью и более высоким выходом при значительном сокращении длительности технологического цикла.
В связи с этим, при разработке программы исследований выбраны методологические подходы, учитывающие конечную цель, в качестве которой были приняты интенсификация процесса созревания мяса маралов, улучшение качества исходного сырья.
Таким образом, научная концепция работы заключается в теоретическом и экспериментальном обосновании комплексной переработки мяса и продуктов убоя маралов с использованием массирования и ферментирования в процессе созревания; получении новых поликомпонентных продуктов, обогащенных функциональными веществами – коллагеном и эластином – в виде белковых наполнителей.
Научная новизна. Разработаны теоретические и практические аспекты комплексной переработки мяса и продуктов убоя маралов с использованием биотехнологических методов обработки сырья.
Научно обоснована и экспериментально подтверждена целесообразность производства фермента из сычугов марала. Исследованиями установлено, что в результате массирования с ФСМ ускоряется процесс автолиза, улучшаются физико-химические, функционально-технологические и структурно-механические показатели мяса маралов. Массирование мяса маралов с ФСМ способствует ускоренному выходу тканевых ферментов из мест их локализации.
Установлено, что биотехнологическая обработка субпродукта II категории (путового сустава) маралов с ФСМ способствует получению коллагеновой массы с высокой пищевой ценностью, что подтверждается повышенным содержанием в гидролизате аминного азота.
Доказана принципиальная возможность использования коллагеновой массы в качестве белкового наполнителя в исследуемых фаршевых системах поликомпонентных продуктов. Выявлено, что состав белкового наполнителя способствует получению прочной структуры и повышению функционально-технологических показателей готовых продуктов.
Диссертационная работа содержит элементы научной новизны в рамках пунктов 1, 2, 3, 4, 6, 7, 8 паспорта специальности 05.18.04 – Технология мясных, молочных и рыбных продуктов и холодильных производств.
Практическая значимость. На основе анализа и обобщения результатов экспериментальных исследований разработаны и предложены:
- технологические параметры ФСМ;
- режимы интенсивной обработки мяса маралов, позволяющие сократить
длительность процесса автолиза и улучшить физико-химические, функцио
нально-технологические и структурно-механические показатели;
- оптимальный рецептурный состав и технология получения белковых
наполнителей, позволяющих регулировать физико-химические, функциональ
но-технологические и структурно-механические показатели поликомпонентных
продуктов из мяса маралов;
- технологии поликомпонентных продуктов из мяса маралов и норматив
но-техническая документация.
Результаты аналитических и экспериментальных исследований включены в монографию, научные доклады и статьи. Разработанные новые методики исследований используются для проведения лабораторных занятий студентов и магистрантов, а также при выполнении дипломных работ, магистерских диссертаций.
На защиту выносятся следующие положения:
результаты исследования и анализ свойств мяса маралов после убоя и охлаждения;
разработка технологии фермента из сычугов маралов;
результаты исследований влияния нового фермента на протеолиз соединительнотканных белков в процессе гидролиза мясного сырья;
- теоретическое и экспериментальное обоснование целесообразности ис
пользования фермента из сычугов маралов при производстве белковых напол
нителей из коллагенсодержащего сырья;
- результаты исследования влияния белковых наполнителей на свойства фаршей из мяса маралов.
Апробация результатов работы. Основные результаты работы доложены и обсуждены в материалах международных и республиканских конференций (1999-2011гг.). «Достижения и перспективы развития коневодства в Казахстане» (Семипалатинск, 1999); «Вклад молодых ученых и специалистов пищевой промышленности в решение проблемы здорового питания в XXI веке» (Москва, 1999); «Экологические, технологические и экономические аспекты производства продуктов питания» (Семипалатинск, 2000); «Социальные и экономические аспекты развития региона: проблемы и перспективы» (Павлодар, 2002), республиканской научно-теоретической конференции молодых ученых и студентов, посвященной 50-летию целины (Астана, 2004), «V Сатпаевские чтения» (Павлодар, 2005), республиканской научной конференции молодых ученых, студентов и школьников «VI Сатпаевские чтения» (Павлодар, 2006), «Актуальные проблемы современной биологии и биотехнологии» (Семей, 2007), «Реализация государственной программы развития сельского хозяйства и регулирование рынков сельскохозяйственной продукции, сырья и продовольствия: инновации, проблемы, перспективы» (Омск, 2009), «Совершенствование и внедрение современных технологий получения и переработки продукции животноводства» (Троицк, 2011), международной научно-практической конференции преподавателей, молодых ученых, аспирантов и студентов, посвященной 50-летию образования Аграрного факультета РУДН (Москва, 2011).
Публикации. По результатам научных исследований опубликовано 63 работы, в том числе 12 статей в рецензируемых изданиях, рекомендованных ВАК Министерства образования и науки РФ, получено три инновационных патента. Результаты экспериментальных исследований, обобщенные в данной работе, выполнены автором под его руководством или в соавторстве.
Личное участие автора на всех стадиях работы состояло в формировании научного направления, постановке цели и задач исследований, разработке методов проведения теоретических исследований, выполнении самостоятельных экспериментов и опытов, статистической обработке результатов, формулировании выводов и заключения, проведении апробации результатов исследований в производственных условиях.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, литературного обзора, экспериментальной части, содержащей семь глав с выводами, заключения и общих выводов, библиографического списка.
Работа содержит 318 страниц, включает 39 рисунков, 67 таблиц и 12 приложений. Библиография представлена 345 источниками.
Перечень сокращений, приведенных в автореферате: ВСС – влагосвя-зывающая способность; ПНС – предельное напряжение сдвига; БН – белковый наполнитель; ФСМ – фермент из сычугов маралов.
Анализ мясной продуктивности туш горно-алтайских маралов
Сотрудниками Всероссийского научно-исследовательского института пантового оленеводства Сибирского отделения Россельхозакадемии изучена мясная продуктивность и морфологический состав туш горно-алтайских маралов [105]. В связи с отсутствием государственного стандарта по разделке туш маралов, их разруб осуществляли как по ГОСТу 7595-55 "Мясо говядина. Разделка для розничной торговли", так и по общепринятой схеме охотников-промысловиков.
Установлено, что живой вес самцов одомашненной популяции в возрасте 1,5 года в зависимости от упитанности составил 106,6 - 154,3 кг, самок - 98,0 -129,3 кг. Живой вес рогачей в возрасте 4-7 лет был 148,2 - 193,4 кг, маток в аналогичном возрасте - 139,8 - 160,0 кг. Наибольший живой вес имели животные в возрасте 8 лет и старше. Средний вес этой возрастной категории рогачей был равен 194,1 - 248,2 кг, маток - 144,9 - 185,7 кг, хотя отдельные экземпляры маралов имели живой вес свыше 300,0 кг.
При разрубе туш одомашненных маралов согласно ГОСТу 7595-55 удельный вес отрубов у маралов - рогачей был следующим: I сорт (спинная, задняя, грудная) - 60,22 %; II сорт (лопаточная, плечевая, пашина) - 35,36 %, III сорт (зарез, передние и задние голяшки) - 4,42 %; у взрослых маток соответственно 61,55 %; 34,59 %; 3,86 %; у молодых самцов - 63,12 %; 31,76 %; 5,12 %; у молодых маток - 62,81 %; 31,87 %; 5,32 % [105].
Таким образом, независимо от пола и возраста в туше маралов первосортного мяса содержится от 60,22 до 63,12 %, второсортного - 31,76 -35,36 % и мяса третьего сорта - 3,86 - 5,32 %. Удельный вес отрубов диких маралов по ГОСТу 7595-55 составил: первый сорт у взрослых рогачей - 62,81 %, маток - 63,75 %, молодняка - 64,13 % и 63,42 %; второй сорт - 32,31 %, 32,02 %; 30,53 %; 30,81 %; третий сорт соответственно 4,68 %; 4,23 %; 5,34 %; 5,77 %.
Наибольший процент первосортного мяса содержался в тушах молодых самцов, второго сорта - у взрослых животных и третьего - у молодняка. В тушах диких маралов по сравнению с парковыми содержится по всем половозрастным группам больше первосортного мяса.
Значимые различия между самцами и самками выявлены в шейных отрубах (они имели больший удельный процент в тушах самцов), спинно-реберных (в данном случае преимущество было у самок) и тазобедренных отрубах (преимущество у самок), что связано с конституционными и экстерьерными особенностями разных полов [105].
В работе [104] исследована возможность использования мяса маралов в производстве сырокопченых изделий. Проведен ряд исследований по изучению химического состава и микроструктурного анализа мяса горно-алтайских маралов. Результаты проведенных исследований свидетельствуют о том, что по химическому составу мясо горно-алтайских маралов несколько отличается от мяса сельскохозяйственных животных, что обусловлено специфическими условиями содержания и питания, особенностями метаболизма животных.
Установлена возможность использования стартовых культур микроорганизмов «Bitec SM 96 arom» и «Бактоферм C-P-77S» в технологии сырокопченых изделий из мяса маралов. Проведенная комплексная оценка качеств сырокопченых изделий из мяса маралов свидетельствует о высоких потребительских свойствах новых мясопродуктов.
Исследования ученых Кемеровского технологического института пищевой промышленности показали, что мясо марала имеет высокие значения водо-связывающей (ВСС) и водоудерживающей способности (ВУС).
В процессе исследований учеными рекомендовано направлять мякоть тазобедренного отруба на выработку сырокопченых колбасных изделий и кусковых бескостных полуфабрикатов после предварительного размягчения.
Мякоть грудо-реберного отруба, голяшки и пашина в виду повышенной жесткости и низкой перевариваемости следует использовать в производстве рубленых полуфабрикатов и колбасных изделий [104].
Сотрудниками «Всероссийского научно-исследовательского института пантового оленеводства» усовершенствован способ консервирования и переработки мяса маралов с последующим его использованием в технологии получения биологически активных веществ [107].
Исследованиями [107] по сокращению времени длительности посмертного гликолиза выявлено, что давление значительно ускоряет созревания мяса маралов.
Время длительности посмертного гликолиза разрубленного мяса при давлении 5 105 Па составляет 5 ч (рН 5,8), а мяса в полутушах -7 ч; при 6 105 Па - 4 ч, а для мяса в полутушах 6 - ч; при 7 105 Па - 3 ч, для мяса в полутушах -5 ч.
Согласно исследованиям [107] процесс посмертного гликолиза следует проводить в варочном аппарате (автоклаве) в разрубленном состоянии при ударном давлении 5-7 105Па в течение 3-5 ч в зависимости от рабочего давления: при 7 105Па - 3 ч, при 6 105Па -4 ч, при 5 105Па -5 ч. После чего давление резко сбрасывают, что приводит к дополнительному размягчению тканей. Тепловая обработка состояла из 2 этапов.
На первом этапе после сброса давления, предназначенного для ускорен о
ного созревания мяса, производили нагрев мяса до 90 С перед воздействием давления в (5-7) 105 Па с последующим поддержанием температуры варки в пределах 130-150 С (2-й этап).
Установлено, что продолжительность времени температурной обработки мяса под действием давления зависит от температуры массы мяса в начальный момент подачи давления, следовательно, подогрев мяса перед подачей давления значительно сокращает время варки мяса, а поддержание температуры греющей среды в дальнейшем процессе варки на уровне 130-150 С исключает процесс кипения.
Переработка мяса маралов данным способом обеспечивает оптимальное извлечение костного белка (90-96%).
Применение предлагаемого способа позволяет использовать весь продуктивный потенциал туши, сократить процесс переработки мяса от убоя к реализации до 8 ч, что при специфической технологии ведения пантового оленеводства обеспечивает исключение потерь ценного мясного сырья и получение высококачественного мясного продукта, который можно использовать в любом колбасном производстве, а также в нативном виде [107].
Химический состав мясного сырья
С целью обоснования использования мяса маралов и субпродуктов маралов в производстве поликомпонентных продуктов, проведены эксперименты по исследованию химического, аминокислотного и жирнокислотного составов (Приложение К), функционально-технологических и структурно-механических показателей данного вида сырья. В экспериментах использовали односортное мясо маралов [57].
На химический состав мяса оказывают влияние предубойное состояние животного, степень обескровливания, время, прошедшее после убоя, условия хранения и другие факторы, под воздействием которых происходят постоянные изменения в содержании и качественном составе компонентов тканей. Кормовой рацион, условия содержания, живая масса скота, способ предубойного содержания также в той или иной мере влияют на химический состав мяса. Химический состав мяса маралов представлен в таблице 3.10. Для исследования химического состава мяса маралов использовали длиннейшую мышцу спины, вырезанную после автолитических изменений.
Исследования показали, что содержание воды в мясе одомашенных и диких маралов практически одинаковое.
По содержанию белка мясо диких маралов незначительно превосходит (на 1,9%) мясо одомашненных маралов, т.к. мясо диких маралов содержит больше соединительнотканных образований. Жира больше в мясе одомашненных маралов - на 1,75%, чем в мясе диких маралов. Золы также больше в мясе одомашненных маралов - на 0,3%, чем в мясе диких маралов.
Одним из важных показателей качества мяса маралов является его аминокислотный состав.
Результаты исследований показали, что в нем содержатся все незаменимые аминокислоты, необходимые для организма человека. С этой точки зрения мясо маралов является высокоценным и диетическим сырьем (таблица 3.11).
Проведенные ранее исследования аминокислотного состава мяса диких маралов [105] характеризуют его как высокобелковый продукт.
Наши исследования показали, что суммарное значение исследованных аминокислот в мясе маралов в среднем составляет 17434 мг/г, в мясе диких маралов суммарное значение всех незаменимых аминокислот составляет 19331 мг/г. Количество незаменимых аминокислот составляет в мясе маралов 8004 мг/г, в мясе диких маралов - 7694 мг/г. Анализ данных, приведенных в таблице 3.12, свидетельствует, что мясо маралов отличается оптимальным соотношением жирных кислот.
На основании полученных данных, установлено, что мясо маралов не уступает по количеству жирных кислот говядине. Количество насыщенных и полиненасыщенных жирных кислот незначительно преобладает в мясе маралов -4,71 и 0,42 против 4,3 и 0,36 г на 100 г продукта в говядине. Изучен минеральный состав мяса и маралов, представленный в таблице 3.13.Установлено, что по составу минеральных веществ мясо маралов не уступает говядине, а по некоторым макро- и микроэлементам превосходят говядину (кальций, фтор, хром).
В процессе первичной переработки маралов наряду с мясом получают пищевые субпродукты: кровь, голову, язык, печень, почки, мозги, легкие, селезенку, сердце, желудок. В мараловодстве субпродукты, полученные в процессе убоя маралов, считаются побочной продукцией. Поскольку в работе используем субпродукты маралов, нами изучен их аминокислотный, жирнокислотный и минеральный состав (таблицы 3.14-3.16).
Изучение минерального состава субпродуктов маралов показало об их высокой ценности. Так, в 100 г печени и легких маралов железа содержится 1860 мкг и 1848 мкг соответственно. В говяжьих субпродуктах - печени и легких - железа содержится 1990 мкг и 1000 мкг соответственно. Изученный аминокислотный, жирнокислотный и минеральный состав отдельных субпродуктов маралов свидетельствует о необходимости их переработки для производства мясопродуктов.
В изучаемом сырье проведены анализы на экологическую чистоту (содержание токсических веществ, таблица 3.17).
Количество токсических веществ в мясе и продуктах убоя маралов не превышает предельно-допустимой концентрации.
В соответствии с полученными данными можно констатировать, что мясо маралов и субпродукты маралов являются экологически безопасным пищевым сырьем.
В работе изучены функционально-технологические и структурно-механические показатели фаршей из охлажденного мяса задней части маралов и говядины весеннего забоя, полученных при измельчении на волчке с диаметром отверстий выходной решетки 2-3 мм (таблица 3.18).
Влияние температуры и рН на активность фермента
Для установления оптимальных условий действия выделенного фермента определены значения рН и температуры.
Гидролиз вели при температуре 30С в течение 30 минут. Ферментативную активность определяли стандартным методом [7]. Как видно из рисунка 4.1, фермент проявляет максимальную активность при значении рН 2,2. Температурный оптимум действия фермента определяли в интервале температур 30-50С при оптимальном значении рН 2,2. На рисунке 4.2 показано влияние температуры на активность фермента.
Максимальный гидролиз наблюдался при температуре 40С. При температурах выше 40С фермент теряет протеолитическую активность. В литературных данных указано, что оптимальной для действия большинства ферментов теплокровных животных является температура 40С; в этих условиях скорость реакции оказывается максимальной вследствие увеличения кинетической энергии реагирующих молекул. Оптимальными условиями действия известного фермента пепсина из сычугов крупного рогатого скота являются рН 2,0-2,2 ед и t = 40C[16].
Это указывает на то, что ФСМ при температурном оптимуме 40С и рН 2,2 ед не подвержен автопротеолизу, а, следовательно, его нативная конформа-ция обладает высокой стабильностью.
Смешивание с поваренной солью и упаковка Рисунок 4.3 - Технологическая схема производства ФСМ
На основании проведенных исследований разработана технологическая схема производства ФСМ, которая сводится к следующим процессам: подготовка сырья - дефростация, если оно заморожено, измельчение, получение фермента (рисунок 4.3) (Приложение Д).
Известно, что зависимость скорости ферментативной реакции от концентрации фермента имеет линейный характер [120]. В связи с этим, проведены исследования кинетики кислотной и термической инактивации фермента и рассчитаны кинетические параметры этого процесса. Исследование термо- и рН-стабильности фермента проводилось по остаточной активности препарата после выдержки его раствора в течение некоторого времени при определенных условиях (таблица 4.4).
При изучении термо- и рН-стабильности раствор препарата выдерживали в фосфатном буфере в диапазоне рН от 1,8 до 2,2 и температур от 30 до 45С. Периодически отбирали аликвотные доли раствора и определяли остаточную протеолитическую активность. Полученные данные показали, что фермент сохраняет активность в небольшом диапазоне рН. При значении рН 2,2 через 180 мин фермент сохраняет около 90% активности (таблица 4.4). При значениях рН 2,5 активность фермента снизилась до 70-75%, это указывает на то, что фермент в указанном интервале не подвержен автолизу, а, следовательно, его на-тивная конформация обладает высокой стабильностью. При значениях рН ниже 1,8 и выше 2,5 каталитическая активность фермента быстро снижается. В таблице 4.5 представлены показатели ФСМ.
Установлено, что ФСМ обладает высокой специфичностью при гидролизе пептидов. Его специфичность абсолютна в отношении оптической конфигурации аминокислотных остатков по обе стороны от гидролизуемой связи. Пептиды с ароматической аминокислотой на любой из сторон атакуемой связи являются хорошими субстратами, особенно если другая аминокислота также ароматическая или дикарбоновая [120]. Если короткие пептиды имеют свободную концевую аминогруппу, то эффективность гидролиза снижается, поэтому N-ацилированные пептиды - наилучшие субстраты по сравнению с неацилиро-ванными.
Серосодержащая аминокислота вблизи атакуемой пептидной связи, в образовании которой участвует ароматическая аминокислота, повышает гидроли-зуемость пептида. Связывание участка полипептидной цепи с активным центром происходит за счет сил гидрофобного взаимодействия. При образовании комплекса пепсин-белок значительная часть зон связывания активного центра фермента насыщается боковыми группами аминокислот субстрата [120]. Кон-формация активного центра и участка боковой цепи может изменяться, в результате создаются наилучшие условия для гидролиза пептидной связи. При этом несоответствие между субстратом и активным центром в одной зоне связывания перекрывается связыванием боковых радикалов аминокислот в другой. Все это приводит к более широкой специфичности белка [16]. При гидролизе коротких субстратов (пептидов) каталитический центр фермента в нативном состоянии находится почти в неактивной конфигурации. Высокая каталитическая активность при гидролизе белков и длинных пептидов генерируется вторичными взаимодействиями фермента с субстратом, вызывающими конформа-ционные изменения в каталитическом аппарате фермента. и субпродуктов маралов в процессе гидролиза
Для получения белковых наполнителей предложено использовать субпродукты II категории маралов (путовый сустав). Промытые и отваренные субпродукты подвергали гидролизу. Подготовленный гомогенат сырья охлаждали и вносили ФСМ. В результате максимально образуются водорастворимые белковые фракции, перевариваемость гидролизата в 2,5-2,7 раза выше, чем исходного сырья.
Для изучения физико-химических свойств полученного фермента проведен сравнительный анализ аналогичных промышленных препаратов, обладающих свойствами полученного препарата (таблица 4.6).
Контролем служила среда, где вместо фермента была добавлена дистили-рованная вода в аликвотном количестве. Согласно полученным результатам, фермент из сычугов маралов наиболее эффективен при получении белкового гидролизата.
Дальнейшим этапом работы было определение дозировки фермента. Дозировка фермента в большей степени отражается на экономической стороне процесса, так как фермент пока ещё имеет достаточно высокую стоимость.
Фермент вносили в гомогенат (по ПА) в количестве 2,0, 2,5, 3,0, 4,0, 5,0 ед (в расчётах использовались следующие данные: 0,25 г порошка приняты за 1 ед; 1 г порошка растворяли в 100 мл воды на 10 кг мясного сырья). После трёх часов гидролиза определяли аминный азот.
Как видно из таблицы 4.7, накопление аминного азота в процессе гидролиза коллагенсодержащего сырья происходит неравномерно. При гидролизе ферментом в количестве 2,0 ед содержание аминного азота во всех видах сырья практически одинаковое. При увеличении количества фермента до 4,0 ед содержание аминного азота в субпродуктах II категории маралов составляет 10,8 мг; при увеличении дозировки фермента до 5,0 ед происходит уменьшение аминного азота, что, видимо, связано с распадом белковых фракций в коллаген-содержащем сырье.
Исходя из полученных в ходе эксперимента данных, можно сделать вывод о целесообразности внесения 4,0 ед (по ПА) фермента в расчёте на 10 кг мясного сырья. Время гидролиза, необходимое для течения реакции, отражается на продолжительности всего технологического процесса (таблица 4.8).
Именно с целью определения минимального времени гидролиза с максимальным эффектом накопления аминного азота был поставлен следующий эксперимент: гомогенат в количестве 1000 г, с выбранным гидромодулем, помещали в термостат при 40С и добавляли раствор фермента в оптимальном количестве. Пробы отбирали каждый час с момента внесения препарата. Кратность экспериментов составила 3-5 раз. Анализируя результаты исследований, следует отметить, что первые пять часов идёт накопление аминного азота, следовательно, гидролиз ещё не окончен и целесообразно его продолжение. После 6-7 часов гидролиза изменение аминного азота незначительно, т. е. процесс гидролиза, видимо, находится на стадии завершения. Таким образом, оптимальная продолжительность процесса гидролиза укладывается в 6 часов.
Разработка технологии полуфабрикатов мясных рубленых
Для разработки технологии шницелей использовали основное сырье - мясо маралов котлетное, мясо птицы и дополнительное - БН-2, лук репчатый, соль поваренная пищевая, перец черный и сухари панировочные.
Сырьем для разработки опытных вариантов рецептур котлет служили: мясо маралов котлетное, субпродукты (сердце, легкие), БН-2, хлеб пшеничный, лук репчатый, соль поваренная пищевая, перец черный и сухари панировочные (Приложение И).
Разработанные рецептуры шницелей и котлет представлены в таблицах 6.4, 6.5. Контролем служили шницели «Богатырские» и котлеты «Домашние».
Отличительной особенностью рецептуры и технологии полуфабрикатов рубленых из мяса маралов от шницелей «Богатырских» и котлет «Домашних» является то, что в контрольных продуктах используется свинина, не являющаяся национальным сырьем в Казахстане и обладающая низкой влагосвязываю-щей способностью.
Использование БН-2 в технологии разработанныхполуфабрикатов мясных рубленых позволяет улучшить физико-химические, функционально-технологические и структурно-механические показатели, описанные в главе 5, а также органолептические свойства продуктов: внешний вид, консистенцию, сочность, вкус и пищевую ценность (Приложение И).
В шницелях и котлетах изучен химический состав, представленный в таблице 6.6.
Полученные результаты исследований свидетельствуют о высокой пищевой и биологической ценности шницелей и котлет.
Так, незаменимых аминокислот в шницелях и котлетах больше, чем в контроле на 273,83 и 1363,99 мг; витаминов - на 4,57 и 17,82 мг; макроэлементов - на 87,56 и 77,77 мг.
На рисунке 6.2 представлена технологическая схема производства полуфабрикатов мясных рубленых - шницелей и котлет [63].
Мясо маралов котлетное в охлажденном состоянии массировали способом, приведенным в подразделе 4.2.2. Массированное мясное сырье и подготовленное мясо птицы механической обвалки и субпродукты (сердце, легкие) измельчали на волчке с диаметром отверстий решетки 2-3 мм.
Лук репчатый, очищенный от покровных листьев также измельчали на волчке. В мясной фарш вводили БН-2, лук репчатый, соль пищевую, специи. Перемешивание производили в течение 5-6 минут. Далее формовали шницели и котлеты массой 100 г, панировали и подвергали тепловой обработке - обжариванию.
Для разработки технологии колбасок гематогеновых использованы: кровь пищевая цельная стабилизированная, мясо маралов, БН-2. Рецептура колбасок гематогеновых представлена в таблице 6.8. Контролем служили колбаски гема-тогеновые диетические.
Для изготовления колбасок гематогеновых использовали кровь пищевую цельную стабилизированную, мясо маралов жилованное односортное с задней и лопаточной части в охлажденном состоянии с температурой в толще мышц 1 179
4С, БН-2, воды, специи и пряности, аскорбиновую кислоту.
Фарш для колбасок гематогеновых закладывали в вакуумный куттер в следующей последовательности: массированное мясо маралов, белковый наполнитель, кровь пищевую цельную стабилизированную, лук репчатый, воду, пряности и специи, аскорбиновую кислоту и обрабатывали в течение 3-4 мин. Фарш шприцевали в черевы бараньи и свиные диаметром 14-27 мм и варили в термокамере в течение при t = 75-80С.
В качестве контрольного образца использованы колбаски гематогеновые для лечебно-профилактического питания, выработанные согласно ГОСТу 23670-79. В состав контрольного образца входит следующее сырье: кровь пищевая цельная стабилизированная, говядина жилованная 1 сорта, свинина жи-лованная жирная, концентрат сывороточный белковый, вода для растворения концентрата, мука пшеничная, специи, кислота аскорбиновая.
Дегустационной комиссией при исследовании органолептических показателей установлен оптимальный вариант рецептуры - № 3 (Приложение И). Оптимальная дозировка компонентов рецептуры хорошо согласуется с результатами физико-химических, функционально-технологических и структурно-механических показателей модельных фаршей, приведенных в главе 5. На рисунке 6.3 представлена технология производства колбасок гемато-геновых [58, 67].
Похожие диссертации на Научно-практические аспекты комплексной переработки и оценка качества мяса и продуктов убоя маралов
