Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. Обзор литературы
1.1 Биологическая роль пищевых липидов 9
1.2 Источники пищевых жиров 14
1.3 Опыт и перспективы применения жировой ткани и топленых жиров в мясной и пищевой промышленности 20
ГЛАВА 2. Экспериментальная часть, объекты и методы исследований
2.1 Характеристика объектов исследования 33
2.2 Схема экспериментальных исследований 33
2.3 Общие методы исследований 36
2.4 Математическое планирование и статистическая обработка результатов эксперимента 43
ГЛАВА 3. Характеристика жировых тканей кролика
3.1 Оценка выхода и качественных показателей жировой ткани кроликов 46
3.2 Оценка химического состава жировой ткани кролика 48
3.3 Оценка биологической ценности жировой ткани 54
3.4 Гистоморфологические характеристики жировой ткани кролика в процессе автолиза 56
ГЛАВА 4. Определение условий вытопки топленого кроличьего жира
4.1 Исследование зависимости выхода кроличьего жира при вытопке от степени его измельчения и температуры 70
4.2 Исследование органолептических и физико-химических показателей топленого кроличьего жира 74
4.3 Исследование химического состава топленого кроличьего жира 75
4.4 Оценка биологической ценности топленого кроличьего жира 77
4.5 Оценка качественных показателей топленого кроличьего жира в процессе хранения 79
ГЛАВА 5 Разработка частных технологий получения и применения белково-жировои эмульсии в составе рецептур вареных колбас
5.1 Приготовление и функционально-технологические свойства полученных белково-жировых эмульсий 82
5.2 Разработка модифицированных рецептур и реализация технологии вареных колбас 85
ГЛАВА 6 Разработка рецептуры и технологии рекомбинированного сгущенного молока с добавлением кроличьего жира
6.1 Исследование возможности использования кроличьего жира в рекомбинированном
сгущенном молоке с сахаром 96
6.2 Изучение качественных показателей рекомбинированного сгущенного молока с сахаром 102
6.3 Исследование хранимоспособности Рекомбинированного сгущенного молока с сахаром 107
Выводы 113
Список используемых источников
- Опыт и перспективы применения жировой ткани и топленых жиров в мясной и пищевой промышленности
- Математическое планирование и статистическая обработка результатов эксперимента
- Оценка выхода и качественных показателей жировой ткани кроликов
- Исследование зависимости выхода кроличьего жира при вытопке от степени его измельчения и температуры
Введение к работе
Из пищевых веществ, необходимых для удовлетворения жизненных потребностей человека, одно из самых ценных - жир. Незаменимость их функций, отсутствие механизмов синтеза ряда жировых компонентов в организме однозначно ставят проблему полноценного жирового питания для обеспечения здоровья и нормальной жизнедеятельности человека [37, 139].
Условия жизни и работы современного человека продолжают предъявлять новые требования к пище: потребность в пищевых продуктах с полноценными жира или в их составе возрастает. По данным ФАО/ВОЗ, норма его потребления для человека составляет 80 - 100 г в сутки, в том числе 75-80 % жира животного происхождения. Однако в настоящее время среднее суточное потребление жира в России на душу населения составляет всего лишь 70 г, из которых 30 % приходится на животные [68, 83]. Таким образом, полноценные животные жиры составляют наиболее дефицитный компонент пищевых рационов, в связи с чем совершенно очевидно стремление обосновать приемлемые и реальные пути непосредственного использования в питании человека животных жиров нетрадиционных сельскохозяйственных животных [88, 89].
На протяжении последних лет изыскания новых источников жиров, разработка технологий получения альтернативных видов жиров и обоснование путей их рационального использования реализовывались в ряде направлений. Опыт показал, что замедление и устранение тенденций постоянно увеличивающегося разрыва между спросом и производством жира с последующей ликвидацией его дефицита наиболее реально осуществить двумя путями - интенсификацией традиционных способов производства жиросодер-жащих продуктов и изысканием новых жиров в пищевых целях как дополнительного источника для увеличения фонда продовольственного жира [40, 76].
Качество питания занимает одно из центральных мест в системе социально-гигиенического мониторинга. Избыточное по калорийности и разба-лансированное по амино- и жирнокислотному составу питание приводит к развитию ожирения, атеросклероза, диабета со всеми сопутствующими этому патологиями, осложнениями и проявлениями. Дефицит в питании полноценного жира, витаминов, макро- и микроэлементов, пищевых волокон формирует факторы риска и требует адекватных форм профилактики и защиты, которые успешно моїут быть реализованы путем создания соответствующих продуктов питания [146, 148, 145].
Весьма перспективны различные белково-жировые системы. Сочетание животных, растительных и молочных жиров позволяет взаимно дополнять их недостающими биологически активными веществами и быть основой для обеспечения специализированного и лечебно-профилактического питания.
В основе всех фундаментальных и прикладных исследований по созданию комбинированных продуктов, выполняемых в нашей стране, лежит идея наиболее полной, практически безотходной переработки пищевого сырья, которым располагает агропромышленный комплекс, в полноценные продукты питания, удовлетворяющие запросы населения с учетом возрастных, профессиональных и региональных особенностей [119,136, 137].
В связи с этим, перед наукой о питании и агропромышленным комплексом стоят принципиально новые задачи, требующие качественно новых подходов и решений: существенного пересмотра ассортимента, рецептур и технологий производства продуктов массового потребления, кардинального пересмотра устоявшихся представлений о критериях их качества и пищевой ценности [117, 118,17].
Почти во всех странах, где достаточно развита мясная индустрия, большое внимание привлекают новые источники жиро-сырья на основе привлечения новых его источников в связи с производством искусственных, имитирующих натуральные, мясных низкокалорийных продуктов, сбалансирован-
ных по составу, свободных от холестерина и других вредных компонентов [70, 75, 115].
По экономическим соображениям и функциональности перспективой для решения проблемы дефицита животного пищевого жира уверенно выступает кролиководство [31, 64].
Следует, однако, отметить, что, несмотря на определенные успехи кролиководства в России, отечественное производство кроличьего жира практически отсутствует, требуются дополнительные исследования по оценке качественных, физико-химических и морфологических показателей, а также пищевой и биологической ценности данного вида источника пищевого жира [7, 8, 32].
В связи с этим цель работы состоит в увеличении ресурсов пищевых жиров и расширении ассортимента продуктов с их применением. В рамках поставленной цели решались следующие основные задачи:
оценить свойства и обосновать перспективу использования жировой ткани кролика как сырья для производства продуктов питания;
охарактеризовать пищевую и биологическую ценность жировой ткани кроликов;
обосновать условия и режимы вытопки кроличьего жира;
провести комплексное исследование физико-химических и биохимических свойств топленого жира;
обосновать и разработать технологию применения кроличьего жира при производстве белково-жировых эмульсий для вареных колбас;
обосновать и разработать технологию применения кроличьего жира при производстве сгущенного молока;
разработать проекты технической документации на новые виды продуктов;
дать технико-экономическую оценку результатов исследования.
Диссертационная работа выполнена в рамках госбюджетной НИР кафедры технологии мяса и мясных продуктов ВГТА «Теория и практика производства биологически полноценных, комбинированных, аналоговых и функциональных продуктов питания на основе рационального использования сельскохозяйственных ресурсов с привлечением методов биотехнологии» (2006-2010 № 012.006.037.63), НТП Агентства по образованию РФ «Научные исследования высшей школы по приоритетным направлениям науки и техники», подпрограмма «Технологии живых систем» по теме «Разработка пищевых белковых препаратов, композитивов, добавок и обеспечение качества мясных продуктов на основе комплексного использования ресурсов и применения методов биотехнологии».
Экспериментальные исследования и опытные работы проводились на базе НИЛ кафедры технологии мяса и мясных продуктов ВГТА и в сотрудничестве с учеными и специалистами кафедры молока и молочных продуктов ВГТА, в лабораториях Всероссийского научно-исследовательского ветеринарного института патологии, фармакологии и терапии.
Опыт и перспективы применения жировой ткани и топленых жиров в мясной и пищевой промышленности
При интенсивном выращивании откорм кроликов длится до 55-60 дневного возраста. Убойный выход мяса составляет 50- 55 %, а выход жировой ткани от 10 до 15 % [86].
Кроликов разводят и выращивают на кролиководческих фермах. Разведение и содержание кроликов не отличается сложностью. Кролики неприхотливы к корму. Для их кормления применяют зеленые, сочные (корнеклубнеплоды, капуста, силос), грубые (сено, солома), концентрированные (зерна злаковых и бобовых), животные (молоко натуральное и обезжиренное, рыбий жир, мясо - костная мука) и минеральные (соль, костная мука) корма. Содержат кроликов в клетках простой конструкции и сравнительно невысокой стоимости [86].
По существующей классификации кроликов подразделяют на мясо-шкурковые (серый великан, серебристый, белый великан, вуалево-серебристый, черно-бурый, бабочка, шиншилла, венский голубой, белка), шкурковые (советский мардер, русский горностаевый, реке) и пуховые (ангорский, белый пуховый).
Средняя живая масса кролика в зависимости от породы составляет, кг: горностаевый русский - 3,8; советский мардер - 3,8; белый пуховый - 4,0; шиншилла - 4,2; венский голубой - 4,3; бабочка - 4,3; короткошерстная порода - 4,4; белка - 4,4; серебристый - 4,5; вуалево-серебристый - 4,7; черно-бурый - 4,7; серый великан - 5,0; и белый великан - 5,1 [64].
Кроличий жир имеет белый цвет и плотную консистенцию. У откормленных кроликов в тушке его содержится 400-500 г. При температуре 41-42С он начинает плавиться, а при 39 С застывает, содержание воды 0,07-0,11%, кислотность 1,2-3.4, рефракция 50, йодное число Гюбме 63,3, число омыления 194-198. Жир подразделяется на мышечный, подкожный и внутренний, качество его сравнительно одинаковое. Кроличий жир улучает вкусовые качества мяса [97].
Внутримышечный жир отличается от внутреннего и подкожного более низким содержанием линолевой и линоленовой жирных кислот, но в нём больше дефицитной арахидоновой кислоты.
Кроличий жир по сравнению с другими животными жирами биологически более ценен. Отношение ненасыщенных жирных кислот к насыщенным в нём самое высокое. Состав жирных кислот в животном жире представлен в таблице 1.2. Он обладает наибольшим содержанием полиненасыщенных жирных кислот [4].
К сожалению, следует констатировать, что разведение кроликов и использование ценнейшего кроличьего мяса и жира на протяжении многих лет было практически свернуто у нас в стране. С ростом дефицита полноценного липидного компонента в рационах питания, острой необходимостью пищевых жиров животного происхождения возрождение кролиководческих ферм и хозяйств выглядит чрезвычайно актуальным.
Опыт и перспективы применения жировой ткани и топленых жиров в мясной и пищевой промышленности
Липиды являются важными компонентами пищи, во многом определяют ее пищевую ценность и вкусовые достоинства. Исключительно велика роль липидов в разнообразных процессах пищевой технологии. Порча зерна и продуктов его переработки при хранении в первую очередь связана с изменением липидного состава входящего комплекса. Это характерно и для продукции животного и рыбного происхождения. Липиды выделенные из растений и животных - важнейшее сырье для получения пищевых и технических продуктов - растительного масла, животных жиров, в том числе сливочного масла, маргарина, глицерина, жирных кислот и др. Весьма развито в настоящее время выделение и самостоятельное применение бифильных липидных фракций, обладающих свойствами поверхностно-активных веществ. На этом основано производство ряда коммерческих препаратов отечественного и зарубежного производства [141].
Пищевые животные жиры также применяют при выработке различных видов продукции. Значительное количество, особенно свиного жира, используют для кулинарной обработки продуктов в домашних условиях, в системе общественного питания, производстве детского питания на молочной основе. Пищевые жиры все шире используют в производстве некоторых видов колбас и консервов [6].
Животные жиры соискали популярность при выработке кулинарных жиров - смесей, состоящих из жиров различных видов (говяжьего, бараньего, свиного и костного) и растительного (подсолнечного, хлопкового и др.) происхождения так, чтобы температура плавления находилась на уровне 38-40 С. Кулинарные жиры, выработанные с использованием животных жиров, называют также комбинированными. В них доля животных жиров достигает 30-40 %, а степень усвояемости - около 96 % [144,143].
Математическое планирование и статистическая обработка результатов эксперимента
Определение общего количества бактерий - ГОСТ 9225-84 [39, 54]. Определение дрожжей и плесеневых грибов - ГОСТ 10444 [39, 52]. Статистическую обработку результатов эксперимента в соответствии с рекомендациями [134].
Все полученные экспериментальные исследования были проведены не менее чем в трёх повторностях, аналитические определения для каждой пробы - в двух-трёх повторностях. В таблицах и на рисунках приведены данные типичных опытов, каждое значение является средним как минимум из трёх определений.
Графические зависимости на рисунках представлены после обработки экспериментальных данных по методу наименьших квадратов.
В литературном обзоре отмечалась необходимость наращивания объемов переработки кроликов как эффективного средства сокращения липидного дефицита в питании и расширения ассортимента высококачественных биологически полноценных продуктов, включая функциональные. Для обеспечения рациональности способов переработки жировой ткани и производства качественных мясопродуктов требуется, с одной стороны, дать углубленную характеристику пищевых свойств этого вида жиросодержащего сырья, а с другой - изыскать подходы, принципы, методы диагностики состояния химических веществ и тканевых структур, как основы эффективного производства высококачественных продуктов питания. Учитывая уникальность некоторых химических компонентов жира кроликов, их биологическую ценность, представляет интерес развить возможности этого вида сырья в производстве диетических и функциональных продуктов питания, а также в качестве заменителя высокоценных жиров, например, молочного жира.
Экспериментально установлено, что кролики, выращиваемые в условиях крестьянских и фермерских хозяйств, в зависимости от породы имеют живую массу (кг): Белый великан - 3,3; Серебристый - 3,4; Шиншилла - 3,4. Для оценки экономических и технологических аспектов рационального использования сырья полученного при переработке кроликов был установлен массовый выход жировых тканей (табл. 3.1), что необходимо для рационального планирования производственного ассортимента. Полученные результаты показали, что внутренняя жировая ткань по выходу превышает подкожную жировую ткань брюшных валиков в 2 раза, а подкожную жировую ткань с холки в 3 раза. В перспективе переработки жировой ткани
кролика на топленый жир, следует учесть, что по нормам убоя кроликов подкожная жировая ткань брюшных валиков и подкожная жировая ткань с холки остается на туше для определения категории кроличьего мяса. Исходя их выходных характеристик, можно сделать вывод о целесообразности использования жировой ткани данного вида животного для производства пищевых топленых жиров.
В зависимости от вида животных жир-сырец имеет различный внешний вид и другие органолептические показатели. Качество жировой ткани оценивают также и по физико-химическим показателям. В таблице 3.2 представлена сравнительная органолептическая характеристика и некоторые физико-химические показатели жировой ткани кролика с различных анатомических участков.
Из данных таблицы видно, что кроличья жировая ткань имеет характерно выраженный белый цвет и твердую консистенцию. Можно сказать, что по органолептическим показателям жировые ткани кролика с различных анатомических участков практически одинаковы.
По нормам убоя подкожная жировая ткань с холки и брюшные валики должны оставаться на тушке животного, что придает ему товарный вид. Внутренняя жировая ткань в настоящее время практически не используется, таким образом, следует углубленно изучить химический состав данной жировой ткани. Выход внутренней жировой ткани достаточно высок. При массовом забое кроликов будет скапливаться большое количество жирового сырья, не используемого в пищевом производстве.
Исходя из этого, можно сделать вывод о целесообразности изучения и использования жировой ткани данного вида животного для получения биологически полноценных жиропродуктов.
Оценка выхода и качественных показателей жировой ткани кроликов
Преобладание олеиновой кислоты весьма полезно, так как она усиливает активность линолевой кислоты, являющейся в организме незаменимой. Содержание полиненасыщенных жирных кислот необходимых в жизнедеятельности животных организмов, очень велико. Отсутствие в рационе витамина F вызывает общее ослабление функций жизненно важных тканей, нарушается структура клеточных оболочек, поражается межклеточное вещество.
Преобладающее количество ненасыщенных жирных кислот может говорить об относительно низкой температуре плавления.
Анализируя данные табл. 3.7, можно сделать вывод о целесообразности введения жировой ткани кролика в рационе питания. Содержание фосфолипидов в жировой ткани кролика имеет важное физиологическое значение. Попадая в организм человека с пищей, они способствуют лучшему всасыванию жира в верхних отделах кишечника, предохраняют печень от жировой инфильтрации, а также, что очень важно, способствуют накоплению в организме белков.
Для нормальной жизнедеятельности человека необходимы витамины. Известно, что организм не может удовлетворить свои потребности в витаминах за счет собственного биосинтеза, следовательно, содержание витаминов в пищевом сырье является одним из важнейших критериев его биологической ценности.
Содержание в жировой ткани кроликов таких витаминов, как ретинол (витамин А), токоферол (витамин Е) и /?- каротин подтверждают тот факт, что по пищевой ценности она превосходит жировые ткани других видов животных (табл. 3.8).
Из приведенных данных видно, что по содержанию данных витаминов жировая ткань кролика превосходит остальные жировые ткани.
Анализируя химический состав жировой ткани кроликов, нетрудно заметить, что она по своим свойствам способна более полно, по сравнению с жировыми тканями других видов убойных животных, удовлетворять потребности человеческого организма в питательных, особенно эссенциальных веществах.
Полученная информация о химическом составе жировой ткани кроликов позволяет обосновать целесообразность использования ее для получения топленого жира с высокой биологической ценностью.
Оценка биологической ценности не возможна без характеристики липидной фракции жирового сырья (причем важным показателем является содержание незаменимых жирных кислот (витамина F) - линолевой, линоленовой и арахидоновой), витаминного состава, а также соотношения эссенциальных кислот со-6 и со-3.
Биологическая роль триглицеридов заключается в том, что они являются источником энергии и кроме того содержат не синтезируемые в организме человека высоконепредельные жирные кислоты и жирорастворимые витамины, физиологическая роль которых весьма велика.
В соответствии с формулой сбалансированного питания, учитывающей энергетические и биологические аспекты, суточное потребление взрослым человеком должно составлять 80 - 100 г (в том числе 20 - 25 г растительных) жиров при содержании незаменимых полиненасыщенных жирных кислот 2 -6 г, 35 г олеиновой кислоты и 20 г насыщенных жирных кислот.
Соотношение линолевой и линоленовой кислот в рационе должно составлять: для здорового человека 10:1, лечебного питания от 3 : 1 до 5 : 1.
Согласно наиболее распространенному мнению исследователей, пищевые жиры и масла, сбалансированные по составу жирных кислот и предназначенные для питания здорового растущего организма, должны содержать ОКОЛО 50 % ОЛеИНОВОЙ КИСЛОТЫ Ci8:l, 20 % ГШЖК С)8:2 И С]8:3 И 30% насыщенных жирных кислот.
На соотношение и эффективность биосинтеза в тканях эйкозаноидов влияет пропорция ю-6 и со-3 ПНЖК в рационе питания.
Кроме того, соотношение между количеством полиненасыщенных и насыщенных жирных кислот должно составлять не менее 0,3.
Определение уровня биологической ценности липидов можно произвести расчетным путем, сопоставляя потребное количество каждого из незаменимых компонентов в формуле сбалансированного питания с его содержанием в продукте.
Анализ липидов по жирнокислотному составу жировой ткани (табл. 3.6) показал, что липидная фракция представлена в основном ненасыщенными жирными кислотами, причем четверть составляют полиненасыщенные, это говорит о высокой биологической активности жировой ткани.
Рассматривая жирные кислоты с точки зрения их биологической ценности, то весьма важно выделить со-6 и со-З ПНЖК, со-6 (линолевая+арахидоновая) равна 10,33, а со-З (линоленовая) равна 0,73. По данным расчета получено отношение со-6/со-З равное 14,15.
Отношение полиненасыщенных жирных кислот к насыщенным составляет 0,33, что в 1,1 раз больше минимально установленного.
Соотношение линолевой и линоленовой кислот составляет 13 : 1, что существенно превышает норму в положительную сторону.
Исследование зависимости выхода кроличьего жира при вытопке от степени его измельчения и температуры
Животные пищевые жиры получают в результате переработки жировой ткани (жира-сырца) убойных животных, которая представляет собой разновидность соединительной ткани и включает клетки, в которых находятся жировые капли и белковые волокна в межклеточном пространстве.
Исходя из морфологии жировой ткани, получение жира следует предусмотреть механическое разрушение жировых тканей и извлечение из них жировых капель при термовоздействии на клетки.
Для обеспечения высокого качества вырабатываемого продукта необходимо максимально сократить тепловое воздействие на сырье и осуществлять обработку при умеренных температурах, что позволит исключить гидролиз белковых веществ и триглицеридов, окисление жира, предотвратить ухудшение запаха и вкуса конечного продукта.
Температуру плавления жировой ткани кролика определяли по методу [7].
Исследуемый образец жира нагревали на водяной бане в пробирке до полного расплавления. Чистую, сухую, открытую с двух концов капиллярную трубочку с внутренним диаметром 1 - 1,2 мм погружали одним концом в расплавленный жир так, чтобы высота его в капилляре была равна 10 мм. Капилляр с жиром выдерживали на льду 10 мин.
После этого капилляр прикрепляли к термометру (цена деления шкалы 1 С) тонким резиновым кольцом так, чтобы столбик жира находился на одном уровне с ртутным шариком термометра. Затем термометр с капилляром опускали в стакан с дистиллированной водой на 3 - 4 см. Начальная температура воды в стакане составляла 19 С. При непрерывном перемешивании магнитной мешалкой воду в стакане нафевали приблизительно на 1 С в минуту.
За температурой плавления принимали ту, при которой жир в капилляре начинал подниматься. Этим мы определили интервал температуры плавления жировой ткани кролика, необходимый нам для температурных режимов вытопки.
Он составил 41,00 - 42,00 С. Для начальной точки возьмем температуру вытопки 45 С.
Для вытопки подготовили 3 образца жировой ткани с различной степенью измельчения: порезанный ломтиками 35-40 мм, измельченный на волчке, с диаметром решетки 3 мм и измельченный в гомогенизаторе на 1000 об/мин.
Вытопку вели при температурах 45 С, 50 С, 55 С, 60 С, 65 С, 70 С, 75 С, 80 С при постоянном помешивании, в течение 1 часа. После вытопки жир пропускали через фильтр в тару, охлаждали до температуры 18 - 20 С и определяли массовый выход и органолептические показатели (цвет, запах, вкус, консистенцию).
Операции по подготовке жира-сырца к вытопке производили по традиционной технологии, которая включает следующие операции: сортировка и оборка, промывка водой температурой 10 - 12 С, охлаждение жировой ткани в воде при 3 - 4 С в течение 3 ч, сушка на решетках для удаления свободной влаги.
Результаты органолептического анализа (табл. 4.1) показывают появление привкуса и запах подгорания и появление оттенков желтого цвета при температуре 75 С, такое изменение характерно за счет распада белков с образованием веществ обладающих неприятным запахом и предающим жиру более темную окраску.
С повышением температуры (рис. 4.1) наблюдается увеличение выхода топленого жира из жира-сырца. Максимальный выход составил 68 % как для жировой ткани с измельчением 3 мм, так и для гомогенизированной жировой ткани. Однако, гомогенизированная жировая ткань достигает максимума при температуре 60 С, а со степенью измельчения 3 мм при температуре 70 С
