Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1 Обзор литературы 7
1.1 Механизм цветообразования колбасных изделий и роль химических компонентов рецептуры в стабилизации цвета 7
1.2 Опыт разработки рецептурно-композиционных решений с пониженной долей нитрита натрия 20
1.3 Современные методы анализа цветовых характеристик в оценке качества колбасных изделий 35
ГЛАВА 2 Объекты, материалы и методы исследований 42
2. Характеристика объектов и методов исследований. 42
2.2 Схема экспериментальных исследований 43
2.3 Методы исследований 45
2.4 Статистическая обработка результатов эксперимента 55
ГЛАВА 3. Исследование условий корреесции цвета колбасных изделий с использованием красителей . 57
3.1 Исследование цветовых характеристик и содержания пигментов мясного сырья. 62
3.2 Определение оптимального цвета колбасных изделий на основе комплексной оценки качества 68
3.3 Изучение влияния белковых добавок на цвет колбасных изделий 68
3.4. Разработка методики расчета отклонений в цвете колбас в зависимости от рецептурных композиций 72
3.5 Выбор красителей для окрашивания белковых систем 78
3.6 Получение и свойства натурального красителя на
основе крови убойных животных 81
3.7 Применение красителей для окрашивания белковых гелей 8 5
3.8 Разработка программы расчета оптимальной концентрации красителей для окрашивания белковых систем 92
ГЛАВА 4. Разработка условий снижения нитрита натрия в колбасных изделиях 101
4.1 Влияние массовой доли нитрита натрия на цветообразование в мясных системах 101
4.2 Исследование влияния концентрации нитрита натрия на хранение и свойства колбасных изделий 104
4.3. Исследование влияния органических кислот на стабильность цвета и хранимость колбасных изделий .. 109
4.4 Изучение возможности снижения массовой доли нитрита натрия в ветчинах 119
ГЛАВА 5 Создание продуктов с заданными цветовыми характеристиками . 129
5.1 Разработка продуктов из мяса кроликов с пониженной долей нитрита натрия с применением красителей 129
5.2 Исследование токсической и микробиологической Безопасности продуктов 138
Выводы 141
Список использованных источников
- Опыт разработки рецептурно-композиционных решений с пониженной долей нитрита натрия
- Статистическая обработка результатов эксперимента
- Разработка методики расчета отклонений в цвете колбас в зависимости от рецептурных композиций
- Исследование влияния органических кислот на стабильность цвета и хранимость колбасных изделий
Опыт разработки рецептурно-композиционных решений с пониженной долей нитрита натрия
Мышечные пигменты содержатся преимущественно в мышечной ткани, поэтому окраска колбасы в значительной степени зависит от соотношения в рецептуре колбасы мышечной, жировой и соединительной тканей. При преимущественном содержании в фарше мышечной ткани получить колбасу с интенсивной красной окраской значительно легче, чем при изготовлении колбасы из низкосортного мяса с большим содержанием соединительной и жировой тканей. Несмотря на очевидность, именно недостаточное содержание мышечной ткани часто является причиной снижения качества колбасы из-за неудовлетворительной окраски.
Очень важным моментом в теоретическом понимании процессов цветообразования и в решении многих практических задач является сложная зависимость реакции образования NOMb и всего процесса цветообразования от концентрации нитрита.
Скорость образования NOMb прямо пропорциональна концентрации нитрита до тех пор, пока соотношение нитрита и Mb не достигнет величины близкой к 5:1. Далее нитрит может выступать в качестве ингибитора процесса. Это может быть одной из причин того, что на практике никогда не наблюдается 100 %-ного перехода пигментов в нитрозильные производные [35, 49].
Исчезновение добавленного к мясу нитрита происходит на всех стадиях технологического процесса: около 30-40 % не обнаруживается в свободном виде сразу же после добавления к сырому мясу; от 10 до 80 % теряется при тепловой обработке.
В связывании нитрита большую роль играет его реакция с сульфгид-рильными группами белков, в результате которой образуются нитрозотиолы. Хотя SH-группы и способны связывать нитрит, прямая реакция между ними не имеет большого значения в общих потерях нитрита в продукте. Этим путем фиксируется 5-15 % общего количества нитрита.
Разнообразные превращения нитритов в мясе при посоле в конечном итоге сопровождаются значительным их разрушением, поэтому при изготовлении колбасных изделий свободного нитрита остается 25-45 % по отношению к количеству введённого. Для образования NO-Mb используется около 6-9 % NO (от суммы введенного нитрита); в виде остаточного нитрита в саркоплазме удерживается 21-27 % NO, а 4-8 % оказывается тесно связанным с актиномиозином.
Около 10 % добавляемого нитрита может связываться в жировой ткани. При этом 6-9 % его экстрагируется из выделенной из жира соединительной ткани, и большая часть нитрита определяется как свободный нитрит. Липид ная фракция соленого жира включает около 2-5 % нитрита, по меньшей мере половина этого количества связана ненасыщенными жирными кислотами. Некоторая часть нитрита расходуется на образование газообразного азота и его окислов. В настоящее время считается установленным, что от 1 до 30 % добавленного нитрита может окисляться в нитрат [26, 69].
Несмотря на низкое процентное отношения связанного нитрита с миог-лобином относительно общего внесенного нитрита натрия применение его в избытке (более 5,0-7,5 мг%) может привести к ряду негативных последствий: повлиять на уровень безвредности продукта, так как нитрит натрия - яд, приводящий к образованию канцерогенных N-нитрозоаминов, а также может вызвать образование пигментов с нехарактерной - серой, бурой и даже зеленоватой окраской.
В отсутствие солей аскорбиновой кислоты (или другого сильного восстановителя) остаточный нитрит может активно образовывать N-нитрозоамины. Считается, что возможно формирование N-нитрозоаминов и в организме человека: гистамин, медиатор воспаления и аллергических реакций, и многие лекарственные вещества также являются вторичными аминами, что не исключает возможность реакции нитрозирования [30, 32, 47].
Согласно положению по применению нитритов во многих странах, в частности США и Канаде, нитрит натрия допускается вносить в мясное сырьё а количестве не более 20 мг%, за исключением беконных изделий — 12мг%. Такие концентрации нитрита натрия применяются в основном как бактерио-статический компонент, в первую очередь антиботулинистический. Количество остаточного нитрита натрия в продуктах в этих странах определяется уровнем 20 мг%, за исключением беконных изделий (нитрат не используют), однако отмечено, что 12 мг% нитрита натрия в готовом продукте достаточно для достижения всех поставленных задач. В этих же рекомендациях по выра 13 ботке мясных продуктов допускается использование гораздо более низких концентраций нитрита натрия [16, 37, 76].
Данные других исследований показали, что в процессе хранения мясной продукции независимо от внесения в нее нитритов образуются N-нитрозоамины. Естественно, что их исходный уровень и динамика накопления в процессе хранения выше в тех образцах мясной продукции, в которую добавляли нитриты. В связи с этим, именно этой группе продукции следует уделять первостепенное значение при изучении концентрации N-нитрозоаминов при определении сроков ее хранения. В случае длительного хранения ряда мясных изделий даже при соблюдении установленных температурных режимов (4±2)СС увеличивалось их содержание. При нарушении температурных режимов хранения имеет место резкое возрастание концентрации N-нитрозоаминов, что, по-видимому, может быть связано с активизацией остаточной микрофлоры и усилением процессов нитрозирования. Кроме того, следует придавать большое значение и качеству исходного сырья, так как внесение в продукт недоброкачественных компонентов может уже при самых ранних сроках хранения приводить к избыточному накоплению N-нитрозоаминов или снизить его применение в продукте [34, 37, 43, 94].
Статистическая обработка результатов эксперимента
В посолочной системе без использования нитрита применяли пигмент соленых мясных продуктов, который получали путем реакции между крас ными кровяными тельцами (например, из крови крупного рогатого скота) и » нитрозирующим средством прямым путем или косвенным через промежу точный продукт геми на. По спектрально-фотометрическим показателям этот пигмент идентичен красителю, экстрагированному из соленых мясных продуктов. Если пигмент ввести в мясо, то у продукта после варки будет такой же цвет, что и у соленых изделий. Совпадаемость зависит от количества введенного пигмента и концентрации миоглобина в мясе.
В дальнейшем проводились исследования аромата и устойчивости к W окислению соленых мясных продуктов традиционного посола и альтерна тивного без нитрита. Нитрит обеспечивает типичный аромат и вкус соленых мясных продуктов. Его роль в формировании этих свойств - сложная, а химические реакции, происходящие в мясе, еще не достаточно изучены. Однако имеется в виду кумулятивное действие различных химических реакций. Не вызывает сомнения, что действие нитрита основывается на его антиокис W лительных свойствах и стабилизирующем влиянии на микросомные липиды и гемовые пигменты. Липиды варёных мясных продуктов способствуют образованию типичного запаха, в то время как процесс окисления липидов отрицательно влияет на их вкус и аромат. Наиболее подвержены самоокислению фосфолипиды, в результате которого образуются такие продукты распада, как мало нал ьдегид, пента- и гексанал, способствующие развитию вкуса разогретого продукта у непосоленного мяса. Исследовали влияние нитрита на ароматообразование соленого мяса изучено немецкими учеными Гросс и Циглер. Они изучали летучие соединения, изолированные с помощью газовой хроматографии из несолёного и посоленного окорока. По показателям качества летучие соединения, изолированные из солёного окорока, были схожи с летучими соединениями, полученными из непосолённого окорока. Авторы сделали вывод, что летучие соединения обладали характерным запахом окорока после того, как их пропускали через раствор 2,4-динитрозил фенил гидразина, независимо от того, были они изолированы из солёного или несолёного продукта, то есть, по их мнению, введение нитрита не приводит к образованию ароматообразующих соединений, Авторы считают, что запах солёных мясных продуктов является основным запахом мяса, который образован из его компонентов, за исключением триацилглицер идов и что запах различных видов варёного мяса зависит от спектра карбонильных соединений [88].
Американский ученый В. Рамаратнам подтверждает данную точку зрения, но не может объяснить тот факт, что интенсивность аромата солёного продукта из баранины пропорциональна концентрации нитрита, как он это наблюдал, и что присутствует очевидный характерный запах баранины после внесения в мясо ягнят посолочной смеси [90].
Для получения антиокислительного действия нитрита было исследовано большое количество антиокислителей, желирующих веществ, и также возможностей их комбинированного использования [91]. Добавление соединений с антиокислительным действием в мясо и продукты из него обеспечивает сохранение качества мяса, так как предупреждается окисление липидов и потеря красящих и питательных веществ. Ингибирующее действие антиокислителей объясняют присоединением водорода или электрона к свободному радикалу липидов или образованием комплекса из антиокислителя и липида. Концентрация карбонильных соединений, которые образуются в этой системе в результате окисления липидов, снижается при комбинированном применении полифосфата, аскорбата и незначительного количества антиокисли 24 теля. Максимальная эффективность может быть достигнута при использовании бутилгидроксианизола и четвертичного бутил гидрохинона в количестве 30 мг/кг. Из исследованных разрешенных к применению добавок самыми эффективными были: тринатрийгидрогенфосфат, тетранатриидифосфат, натрийтриполифосфат и этилендиаминтетрауксусная кислота. При использовании смеси аскорбата натрия (550 мг/кг) и триполифосфата натрия (3000 мг/кг) с введением фенольного антиокислителя (30 мг/кг) или без него достигался такой же эффект, как и при введении нитрита натрия (150 мг/кг) в присутствии аскорбата натрия (550 мг/кг). Добавление нитрита натрия с аскорбатом натрия и триполифосфата натрия не оказало достаточного влияния на окисление липидов.
При исследовании антимикрбиальной активности нитрита натрия установлено, что степень защиты варёных мясных продуктов от микробиальной порчи зависит от многих факторов: концентрации свободного нитрита, температуры хранения, уровня бактериальной контаминации и величины рН.
С целью снижения рН в мясной промышленности широко используют следующие пищевые кислоты: лимонную, винную, фумаровую, янтарную и их соли, с покрытием, которое представляет собой соединение, инертное к действию кислот и других химических веществ, применяемых при посоле [60, 61]. Для ускорения посола и стабилизации цвета колбас можно применять диалуровую кислоту, которая значительно увеличивает скорость реакций цветообразования при посоле уже в концентрации 0,0011-0,0028 % (от массы мяса) и понижает чувствительность продукта к световому воздействию.
Соли молочной кислоты - рН-нейтральные лактаты натрия и калия -относятся к микробиологическим и внутриклеточным барьерам. Они не имеют запаха и ярко выраженного вкуса и представляют собой натуральные ингредиенты.
Разработка методики расчета отклонений в цвете колбас в зависимости от рецептурных композиций
Систематизируя полученные данные об органолептической оценке цвета, можно разделить колбасные изделия на три группы. Высокую органо-лептическую оценку получили колбасные изделия, имеющие средний балл в диапазоне 8,2-8,8 («Русская высшего сорта», «Диабетическая», «Докторская», «Молочная», «Отдельная первого сорта»), среднюю оценку получили колбасные изделия со средним баллом в пределах 7,4-7,6 («Любительская», «Столовая первого сорта», «Чайная второго сорта»), низкую - «Молодежная второго сорта», «Онежская первого сорта» (6,3-7,2 балла),
Координаты цветности колбасных изделий в колориметрических системах GTE L a b , XYZ, приведены на рис. 3,4, 3.5. В соответствии с органолептической оценкой вся область, которую образуют совокупность цветовых координат, была разделена на три участка. Точки с координатами цветности X, Y и а , Ь исследуемых колбасных изделий были нанесены на координатную плоскость. Все найденные точки группируются внутри области, ограниченной координатами;
Из табл. 3.4 видно, что колбасы, получившие высокую органолептиче-скую оценку, имеют более высокие показатели а , характеризующие степень покраснения колбас и относительно средние показатели светлоты L . Колбасы, со средней органолептической оценкой имеют высокие показатели светлоты L и низкие значения а , что говорит о низком содержании пигментов сырье. Колбасы, с низкой органолептической оценкой цвета имеют низкий показатель светлоты L и высокий показатель желтизны Ь при низком показателе а , в результате колбасы имеют темную окраску с сероватыми оттенками, что говорит о большом количестве пигментов в исходном сырье, но не все пигменты прореагировали с NO. Такой цвет можно объяснить большим количеством метмиоглобина в сырье, который имеет коричневое окрашивание, придающие темные оттенки. Исходя из рецептур колбасных изделий, была выявлена связь насыщенности окраски S от содержания в рецептуре пигментов мышечной ткани, вызывающих данное окрашивание.
Приемлемая для потребителя окраска колбасных изделий находится в достаточно узком диапазоне значений на координатных плоскостях (X, Y) и (а , Ь ). Если производитель колбасных изделий получает продукт с цветовыми координатами, находящимися вне указанной области, то для улучшения качества требуется внесение красителя для улучшения цвета колбас.
При высоком уровне пигментов в сырье необходимо использовать вещества, улучшающие окислительно-востановительный потенциал в реакции цветообразования.
Таким образом, если цвет полученного продукта не обладает высокой органолептической оценкой, имеется возможность улучшить цвет, варьируя состав и дозировку красителя,
Изучение влияния белковых добавок на цвет колбасных изделий Представляет интерес изучение трансформации нитрита в комбинированных фаршевых системах, представляющие собой сочетание мясных белков с растительными белковыми препаратами, а также изучение влияния доли мышечной ткани в продукте на цвет вареных колбас.
Для выявления диапазона различий в цвете модельных фаршей с заменой мясного сырья гидратированным соевым белковым изолятом (ГСБИ), исследовали зависимость спектров отражения колбасных изделий, полученных при различной доли замены основного сырья ГСБИ. Модельные фарши готовили из говядины высшего сора 50 % (ВС) и свинины полужирной 50 % (ПЖ). Замену проводили пропорционально содержанию свинины и говядины. Нитрит натрия вносили на стадии куттерования в концентрации 7,5 мг%.
Для определения количества пигментов в колбасах необходимо определить количество мышечной ткани в сырье. Для этого по «Технологической инструкции по обвалке и жиловке мяса» определили, что в свинине полужирной содержится мышечной ткани 50-70 % от общей массы, а в говядине высшего сорта - 97 %. Выход колбас составил 109 %. Замену основного сырья производили от 10 % до 50 % ГСБИ. У полученных образцов колбас измеряли спектры отражения и рассчитывали по ним координаты цветности, которые приведены на рис. 3.6, а цветовые характеристики в табл. 3.5. Гра фическое отображение координат цветности в системах CIE L a b!! и XYZ на рис. 3.7 и 3.8 соответственно. «0,9 я а
Как видно из рис. 3.6 различия между спектрами отражения контрольного образца и образца с заменой 50% мясного сырья белковым изоля-том достаточно велики и составляет AR=0,07-bO, 1. Максимальные различия в цветности составляют 1откл = 0,00828 и АЕ = 9,93 как показали предыдущие исследования, это максимально допустимое отклонение в цвете. Анализируя данные рис. 3.7 можно сделать вывод, что зависимость изменения цветности носит линейный характер. С увеличение внесения неокрашенного ГСБИ увеличивается светлота продукта, уменьшается величина а , т.е образцы теряют розовую окраску и приобретают более желтое окрашивание, т.к. увеличивается величина Ь . Это можно объяснить «разбавлением» цвета при внесении ГСБИ , имеющего слабое светло-желтое окрашивание. Об уменьшении содержания гемовых пигментов в фарше свидетельствует снижение насыщенности колбас S на 4,9 единиц. Наглядно на рис. 3.9 изображены полные цветовые различия образцов колбас с различным содержанием ГСБИ в сравнении с контрольным образцом
Исследование влияния органических кислот на стабильность цвета и хранимость колбасных изделий
Одним из важных факторов, определяющих качество готового продукта, является его сохранность. Опытными образцами являлись образцы колбасы «Кроличьей отдельной», приготовленной по модифицированной рецептуре (понижение массовой доли нитрита натрия до 3 мг%, внесение препаратов пищевых кислот и их солей). Контролем являлась колбаса, приготовленная по традиционной технологии (6 мг% нитрита натрия).
О порче продуктов судили по реакции 2-тиобарбитуровой кислоты с продуктами окислительной порчи жиров. Полученные данные выражали мг/кг эквивалентное количеству малонового альдегида. Данные таблиц подтверждают то, что опытные колбасы по цветовым характеристикам опытных колбас практически не отличаются от контроля. Отличия заметны в случае образцов с янтарной кислотой и сукцинатом аммония.
Представляло интерес оценить микробиологические процессы в исследуемых лабораториях колбас. Об устойчивости опытных колбасных изделий к действию микроорганизмов судили по общему микробному числу. Графическая интерпретация изменения тиобарбитурового числа, и общего микробного числа (КОЕ/г) в процессе хранения приведены нарис. 4.7, 4.8.
Из анализа проведенных исследований следует, что опытные колбасы, содержащие «Янтарин К» и «Янтарин С» лучше других противостоят микро-биальной порче и окислению жиров. И именно эти добавки можно рекомендовать для практического исследования в технологии колбас с пониженной долей нитрита натрия при концентрации 0,05 % к массе сырья.
Изучение возможности снижения массовой доли нитрита натрия в ветчинах Влияние снижения массовой доли нитрита натрия на цветовые характеристики изделий из мяса кролика было изучено на примере ветчины «Кроличья специальная». Ветчина вырабатывается согласно разработанной технической документации, представленной в приложении 2.
В качестве объектов исследования были использованы 5 образцов ветчин с массовой долей нитрита натрия 2, 4, 6, 8, 10 %, Спектральные характеристики приведены на рис.4.10.
Для изучения устойчивости окраски колбасных изделий в процессе хранения были сняты спектры отражения в опытах и контрольного образцов на 1-й, 3-й, 5-й и 7-й день хранения, которые хранились при температуре +4 С. При анализе спектрограммы установлено, что коэффициенты отражения колбас с содержанием нитрита от 4 мг % и более имеют близкие значения во всем интервале длин волн, что доказывает предел его концентрации.
Для количественной оценки цветовых характеристик ветчин с различным содержанием нитрита после обработки спектральных кривых были получены координаты цветности X и Y и показатели цветности в системе С1Е L a b . Полученные данные представлены в таблице 4.П.
Из приведенных данных видно, что по; спектрам отражения наиболее приближены, к контрольному образцу колбасы с массовой долей нитрита натрия 4 мг%, б мг% и 8 мг%. По показателям красноты а и желтизны Ь колбаса с содержанием 4 мг%, 6 мг% и 8 мг% нитрита натрия незначительно отличается от контрольного образца.
Так как по цветовым характеристикам колбас трудно определенно выбрать необходимую концентрацию нитрита натрия, то проводили анализ на; основе остаточного содержания нитрита натрия и содержания;нитрозопиг-ментов.
Как известно, доля нитрозопигментов количественно характеризует глубину превращений пигментов, а уровень остаточного нитрита указывает на! степень перехода пигмента- в нитрозопигмент... Поэтому была проведена оценка параметров реакции цветообразования на основе измерения содержания нитрозопигментов и остаточного содержания нитрита натрия (табл. 4Л2);
В связи с пониженным содержанием мышечного пигмента - миоглоби-на, снижение массовой доли нитрита натрия в ветчинах из мяса кролика с 10 мг% до 4 мг% не вызывает существенных изменений цвета в готовом продукте. Уменьшение доли вносимого нитрита позволяет в 6 раз понизить концентрацию остаточного нитрита натрия по сравнению с контролем.
Дальнейшей задачей является изучение возможности улучшения цвета ветчин при использовании органических кислот и их солей в качестве антиокислителей и бактериостатических веществ при производстве колбасных изделий из мяса кролика, а так же анализ процессов происходящих в процессе посола. Концентрацию вносимых добавок вносили согласно таблице 4.13
Одним из важных факторов, определяющих качество готового продукта, является его сохранность. Опытными образцами являлись образцы ветчины «Кроличья специальная», приготовленной по модифицированной рецептуре (понижение массовой доли нитрита натрия до 4 мг%, внесение препаратов пищевых кислот и их солей).
О порче продуктов судили по реакции продуктов окислительной порчи жиров с 2-тиобарбитуровой кислотой. Образцы отбирали на 1-й, 3-й, 5-й и 7 день хранения. Из полученных видно, что «Янтарин G» лучше препятствуют окислительной порче жиров, чем другие препараты. Кроме того, по тиобарбитуровому числу образцы с этими препаратами превосходят контрольный образец. По-видимому, это связано с более резким понижением рН этими соединениями.
Ветчина представляет собой мясопродукт, предназначенный преимущественно для краткосрочного хранения. Об устойчивости опытных колбасных изделий к действию микроорганизмов судили по общему микробному числу в опытных колбасах, которые были изготовлены с применением препаратов органических кислот. Контролем служила колбаса, приготовленная по традиционной технологии с добавлением 10 мг% нитрита натрия. Отбор образцов проводили от образцов через 1, 3, 5 и 7 дней хранения.
Графическое отображение изменения тиобарбитурового числа и общего микробного числа (КОЕ/г) в процессе хранения приведены на рис. 4,12 и рис. 4.13.
Из анализа проведенных исследований следует, что опытные образцы, содержащие «Янтарин С» лучше других противостоят микробиальной порче. Это значит, что именно эти добавки положительно влияют на сохранность готовых продуктов.
Похожие диссертации на Разработка способов коррекции цвета колбасных изделий из сырья с пониженным содержанием пигментов
