Содержание к диссертации
Введение
I. Обзор литературы 7
1.1. Расширение сегмента мясопродуктов с пролонгированным периодом хранения 7
1.2. Факторы, влияющие на продолжительность хранения продуктов.. 8
1.2.1 .Причины порчи биологического сырья 8
1.2.2. Организационно-технологические мероприятия по предотвращению порчи мясных продуктов 17
1.2.3. Роль упаковочных материалов и МГС при производстве мясных продуктов с пролонгированными сроками годности 22
1.2.3.1. Искусственные оболочки 22
1.2.3.2. Полимерные пленочные материалы для упаковывания под вакуумом и в МГС 28
1.2.3.2 Модифицированные газовые смеси 31
1.3. Заключение 35
II. Методика постановки эксперимента и методы исследования 38
П.1. Организация постановки эксперимента 38
П.2. Методы исследования 41
III. Результаты исследований и их обсуждение 43
Изучение влияния типа оболочки и состава МГС на изменение основных показателей качества и безопасности сосисок в процессе хранения 43
III. 1.1. Определения предпочтительного соотношения состава МГС для сосисок 45
III. 1.2. Влияние типа оболочки и состава МГС на микробиологические показатели 47
III. 1.3. Влияние типа оболочки и состава МГС на органолептические показатели 50
III. 1.4. Влияние типа оболочки и состава МГС на потери при хранении 54
ПІЛ .5. Влияние типа оболочки и состава МГС на физико-химические характеристики 56
III. 1.6. Влияние типа оболочки и состава МГС на окислительно- гидролитические изменения липидов 58
III. 1.7. Влияние типа оболочки и состава МГС на спектральные характеристики 62
III. 1.8. Влияние типа оболочки и состава МГС на микроструктурные изменения 64
Ш.2. Исследование влияния продолжительности периода с момента окончания процесса производства сосисок до начала процесса упаковывания в МГС на микробиологические показатели 75
ІІІ.3.1. Обоснование сроков хранения сосисок после вскрытия упаковки с МГС 77
Ш.4. Заключение 80
Выводы 83
Список использованной литературы
- Факторы, влияющие на продолжительность хранения продуктов..
- Роль упаковочных материалов и МГС при производстве мясных продуктов с пролонгированными сроками годности
- Изучение влияния типа оболочки и состава МГС на изменение основных показателей качества и безопасности сосисок в процессе хранения
- Влияние типа оболочки и состава МГС на окислительно- гидролитические изменения липидов
Введение к работе
Предотвращение потерь мясных продуктов от порчи микробного происхождения, защита их от окисления, сохранение качества и товарного вида, а также обеспечение биологической безопасности при пролонгированном хранении является одним из приоритетных направлений развития мясной промышленности на современном этапе. В нашей стране важность данной проблемы закреплена федеральным законом «О качестве и безопасности пищевых продуктов» (№ 29-ФЗ от 02.01.2000г).
С каждым днем, требования к качеству мяса, полуфабрикатов, колбасных и сосисочных изделий и других мясопродуктов становятся все строже. Современный потребитель хочет, чтобы продукт дольше оставался свежим, был удобен при обработке, безопасен и оставался качественным на протяжении всего его срока годности, хранился долго без химических консервантов и, к тому же, имел экологически чистую упаковку. Выдвигаемые требования потребителя к показателям качества и безопасности продуктов питания стали мощной движущей силой в разработке новых методов сохранения качества продукции, а также увеличения сроков годности мясных продуктов, без применения искусственных добавок и консервантов.
Методы, применяемые для решения этих задач, весьма разнообразны: от широкого спектра индивидуальных, физических, химических и биологических способов, а также средств ингибирования развития микробиологических и окислительных процессов, до целенаправленного использования комплекса факторов («Барьерные технологии»), способствующих повышению микробиологической стойкости продукта при максимальном сохранении его биологической ценности, качества и безопасности. При этом, как показывает анализ работ отечественных и зарубежных специалистов (Афанасенко Н.И., Кулик Н.В., Кулишев Б.В., Петрова Е.Н., Ставцева Н.А., Шредер В.Л., A.L. Brody, Balamatsia С.С, Kontominas M.G., Leistner L., К. Miikerrem.,
Paleologos E.K., A.M. Rfan, Savvaidis I.N.), одним из рациональных и перспективных способов сохранения качества пищевых продуктов в процессе хранения является их упаковка в присутствии модифицированных газовых сред (далее МТС).
Такой способ сохранения продуктов питания был разработан еще в середине XX века. Для сохранения качества и безопасности продуктов питания, в основном, при перевозке крупных партий мяса, стали применять специальные смеси газов. При помощи этих смесей газов, вокруг продукта создавалась специальная атмосфера, которая препятствовала развитию бактерий и окислению жиров.
Позднее эта технология сохранения качества и безопасности продуктов была успешно перенесена на упаковку для розничной торговли и получила общее название MAP (Modified Atmosphere Packaging). В 90-е годы именно технология MAP стала часто применяемым способом сохранения качества и свежести продуктов питания.
Технология упаковывания мясных продуктов в МТС позволяет увеличить сроки годности продукции, сократить или полностью исключить применение консервантов, минимизировать возврат просроченных мясных продуктов, расширить географию продаж, увеличить ассортимент выпускаемой продукции, упаковывать продукты в привлекательную упаковку и т.д.
Основной составляющей технологии MAP является замещение воздуха в упаковке специальными смесями газов, выбранных для максимальной сохранности показателей качества и безопасности мясных продуктов, в зависимости от следующих факторов:
тип и количество микроорганизмов;
активность воды;
кислотность;
дыхание клеток;
состав продукта;
температура и особенности технологического процесса изготовления.
Исследования в данной области широко проводятся за рубежом, с учетом как специфичности свойств отдельных видов газов, так и с ориентацией на особенности состава конкретных видов готовых мясопродуктов.
В соответствии с мировой тенденцией рост потребительского спроса на мясную продукцию в 2007 г. вырос, что стимулировало наращивание объемов их производства. По данным Росстата; в январе-декабре 2007 г. индекс физического объема продаж колбасных и сосисочных изделий в розничной торговле составил к соответствующему периоду 2006 г. - 114,2%.
Повышение спроса на мясную продукцию вызвано продолжающимся ростом реальных доходов населения, которые в 2007 г. по сравнению с 2006 г. выросли на 10,4%. Потребление продуктов из мяса тесно связано с уровнем благосостояния в стране, т.к. мясные продукты традиционно намного дороже
продуктов из растительного сырья. Объем реализации сосисок и сарделек на потребительском рынке России составляет почти треть от всего объема мясной продукции, и все больше появляется упакованной продукции (до 66%).
В связи с этим, а также принимая во внимание масштабность перехода мясной отрасли на упаковку в МГС, исследования, направленные на выбор видов, концентрации и соотношения газов в МГС для сосисок, выработанных в различных типах оболочек, и обоснование сроков годности и параметров хранения готовой продукции после вскрытия упаковки являются актуальными. В соответствии с вышеизложенным, в настоящей работе поставлена цель: разработать способы упаковки и хранения сосисок в модифицированной газовой среде в зависимости от ее состава и типа упаковочных материалов.
Факторы, влияющие на продолжительность хранения продуктов..
Проблеме питания во всем мире уделяется огромное внимание, поскольку аллергические, сердечно-сосудистые, онкологические и другие заболевания представляют серьезную угрозу человечеству в XXI веке. Доказано, что эти заболевания являются следствием нарушения биохимических реакций в организме человека, вызванных главным образом некачественной пищей [17].
Одной из важнейших задач, которая стоит перед мясной промышленностью, является увеличение сроков хранения готовой продукции.
Удлинение сроков хранения сырья и готовых мясопродуктов приобрело особую актуальность, особенно в последние годы. Достижение этой цели осуществляется несколькими путями [23, 24]: жесткий контроль за санитарно-гигиеническим состоянием поступающего сырья и условиями его обработки на всех этапах технологического процесса [6]; создание производственных условий, близких к асептическим; термические способы консервирования (охлаждение, замораживание, применение пастеризационных и постпастеризационных режимов термообработки)[3, 4, 5] использование веществ — консервантов, солей, антиоксидантов, ингибирующих развитие микрофлоры и других видов порчи продукции [7]; помещение продукции в полимерные упаковочные материалы под вакуумом или в присутствии МГС [9, 25, 26].
На стойкость продукции в процессе хранения влияет, прежде всего, уровень санитарно-гигиенического состояния производства, он то и предопределяет качество готовых изделий, стабильность их при хранении, и в целом - эффективность работы предприятия.
Скорость, с которой происходит процесс разрушения продукта, зависит от целого ряда причин. Следует выделить три основных фактора, приводящих к порче пищевых продуктов: [28] микробиологическая порча - вся органическая пища содержит разнообразные виды микроорганизмов, процессы их жизнедеятельности сопровождаются химическими и биохимическими изменениями веществ, приводящих к гнилостному разложению составных компонентов пищи; наличие в исходном сырье ферментов, катализирующих биохимические реакции, протекающие в тканях животных даже после убоя. В этом случае равновесие системы, со временем, смещается в сторону распада; развитие процесса окисления - одно из главных превращений жиров при хранении - окислительное прогоркание. Окисление жиров приводит не только к ухудшению качества пищевых продуктов, но и к большим потерям жиров. Все приведенные выше процессы протекают как одновременно, так и независимо друг от друга. Микробиологическая порча
В технологии мяса и мясопродуктов одним из важнейших вопросов является микробиологическая стабильность и санитарно-гигиеническая безопасность сырья и готовой продукции [10, 11].
Важнейшее требование санитарно-гигиенических мероприятий в производстве мяса и мясопродуктов - строжайшее соблюдение режима, обеспечивающего максимально возможный низкий уровень обсемененности мясосырья условно-патогенными и патогенными (болезнетворными) микроорганизмами, создание необходимых условий, исключающих по возможности наличие при этом потенциальных биологических рисков [12].
Вследствие высокого содержания влаги и белков, мясо является благоприятной средой для развития микрофлоры [127]. На практике следует исходить из того, что в мясе животных всегда имеются микроорганизмы. Они находятся на теле животного и частично обсеменяют его ткани уже при жизни, ведь бактерии по кровеносному руслу заносятся в мускулатуру. Такая обсемененность называется первично-бактериальной. Но обычно значительное число бактерий обнаруживают во внутренних органах и тканях животных, перенесших стрессовые нагрузки перед убоем, а также больных [57, 78].
В обычных условиях убоя животных стерильного мяса не бывает: в нём обнаруживаются все группы микроорганизмов, бактерий, плесени, лучистые грибки, дрожжи и фильтрующие вирусы. Мясо может быть источником пищевых токсикоинфекций и интоксикаций. При бактериологическом исследовании мяса вынужденно убитых животных установлено, что в подавляющем большинстве из мясных образцов выделялась кишечная палочка. К примеру, в мясе птицы - от 0,76% случаев, в конине - более 70%, в говядине -более 50%, в баранине - более 60%, в свинине - более 30%. Сальмонеллы были выделены в исследуемых пробах в свинине, говядине и мясе птицы, синегнойная палочка- в пробах говядины, свинины и мясе птицы.
Санитарное состояние мяса и его устойчивости к микробиальной порче зависит от соблюдения санитарно-гигиенических требований выращивания и заготовки скота, условий его транспортировки, переработки и выработки готовой продукции.
Роль упаковочных материалов и МГС при производстве мясных продуктов с пролонгированными сроками годности
Для продления срока годности колбасных изделий, снижается рН готовой продукции, посредством использования различных пищевых добавок, к которым относятся инкапсулированные пищевые кислоты или смеси кислот и т.д.
Снижение уровня окислительно-восстановительного потенциала влияет на скорость протекания химических реакций в мясных продуктах, таких как окисление липидов, а также ингибирует рост микроорганизмов.
В качестве барьера, препятствующего развитию нежелательной микрофлоры, используют консерванты [3, 5, 11, 12].
Перечень использования гидробионтов, консервантов и антиокислителей в обработке мясных продуктов на производстве, несмотря на их многочисленность, остается весьма незначительным. Он включает нитрит натрия, органические кислоты (борная, сорбиновая, молочная, яблочная, лимонная, винная, уксусная), посолочные смеси, фенольные антиоксиданты, сульфиты, а также различные коптильные препараты) [21, 45, 83].
Видовое разнообразие микроорганизмов, контаминирующих гидробионты, усложняет выбор консерванта. Сырье колонизируют бактерии родов Pseudomonas, Bacillus, Micrococcus, Proteus, Clostridium, актиномицеты, дрожжеподобные и плесневые грибы, каждый из которых отличается биологической устойчивостью к консервирующим средствам [37, 38].
Безопасность готовой продукции напрямую зависит от исходного сырья. Некоторые предприятия, в целях предотвращения обсеменения сырья, предлагают перед охлаждением опаливать каждую тушу, поступившую из убойного цеха, или обрабатывать горячим воздухом. Корочка подсыхания поверхностного слоя туши станет частичным барьером от порчи микробного происхождения. Также эффективно тормозит рост микроорганизмов комбинированные препараты, которые наносятся на поверхность туши [71].
Другой группой барьеров, которые в настоящее время представляют интерес, является упаковывание мясных продуктов под вакуумом и в модифицированной газовой среде [9, 54, 64, 67, 70].
Практическое использование принципов «барьерной» технологии, таких как: охлаждение, быстрое замораживание, тепловое (пастеризация, стерилизация) и микроволновое воздействия, ультрафиолетовое и у-облучение, изменение активности воды, рН, окислительно-восстановительного потенциала, введение консервантов, использование МТС и современных упаковочных материалов, на фоне жесткого соблюдения санитарно-гигиенических норм работы позволит обезопасить продукт и увеличить его срок годности [42, 47, 56, 68, 73].
Таким образом, учитывая перечисленные способы сохранения качества и безопасности мясных продуктов, можно сделать вывод, что предприятия, выпускающие изделия с длительными сроками годности, а также в привлекательной и удобной упаковке, приобретают независимость от ее сбыта, у них появляется возможность поставлять продукцию в более отдаленные регионы, что способствует росту ассортимента, увеличению объема и географии продаж, а также развитию самого предприятия.
Прогрессивным направлением в развитии мясной отрасли является увеличение выпуска мяса не только в разделанном, но и в упакованном виде. Мясная отрасль, как производитель одного из самых дорогостоящих видов продовольствия, более чем другие, нуждается в создании способов максимально долго сохранять продукцию качественной и безопасной, обеспечивающих сохранение свойств продукции, для этого требуется освоение и внедрение новых технологий по упаковке мясных продуктов [32, 72, 73, 74].
Первые упоминания о продуктах напоминающих современные колбасные изделия относятся к временам Древнего Египта. Древние славяне, применяли способ хранения мяса диких животных, засолив и набив куски мяса в кишки, предварительно выдержав их над костром. Здесь мы уже видим основные этапы технологического процесса. Более профессиональное развитие колбасное производство приобрело уже в Германии, в XIV веке. И до сих пор немцы считаются "законодателями моды" в мясном мире. А уже в начале XVIII века Петр I пригласил в Россию первых мастеров - колбасников [143]. И все это время колбасное производство обходилось натуральной оболочкой. Но к 60-м г.г. появилась острая нехватка этого материала [144], и потребовались разработки и производство новых видов различных оболочек заменяющих традиционные кишечные оболочки. Одними из первых появились белковые и вискозные оболочки, позже полимерные и другие, состоящие из нескольких видов разных материалов [36, 66].
Искусственные оболочки подразделяют на проницаемые (небарьерные) и непроницаемые (барьерные). Из проницаемых оболочек наиболее распространены белковые и вискозные оболочки, из непроницаемых — полимерные оболочки (рис. 4).
Каждый тип оболочек имеет свои свойства и особенности, которые необходимо учитывать при производстве.
Изучение влияния типа оболочки и состава МГС на изменение основных показателей качества и безопасности сосисок в процессе хранения
Оболочки, используемые для производства сосисок, подвергаемых копчению и сушке, должны обладать устойчивостью к микроорганизмам, действию высоких температур, иметь высокую газо- и влагопроницаемость. Кроме того, они должны удовлетворять требования по прочности на разрыв (до 2900 КПа) и эластичности (удлинение при максимальной нагрузке по длине до 20%). В соответствии с этими требованиями, были осуществлены предварительные исследования по изучению физико-механических свойств сосисочных оболочек (табл. 5).
Полученные данные свидетельствуют о том, что оболочки являются проницаемыми, однако, следует отметить тот факт, что проницаемость оболочки СПП почти в 2 раза ниже, чем у оболочек ИБ и ВИС. Такой низкий уровень проницаемости материала, скорее всего, позволит сократить потери и максимально сохранить органолептические показатели. Стоит учесть, что невысокая проницаемость может и пагубно сказаться на исследуемой продукции, так как при сушке и копчении сосисок, выработанных в оболочке СПП, сложно добиться требуемой корочки подсыхания и переноса консервирующих химических соединений из коптильного дыма, что сократит уровень барьера для микробиологической порчи. При проведении исследований было определено, что напряжение при разрыве превышает допустимый минимум в несколько раз, то же самое можно сказать об относительном удлинении исследуемых материалов. Полученные данные свидетельствуют о том, что оболочки соответствуют установленным ранее требованиям.
В соответствии с изученными информативными источниками, сроки годности сосисок, упакованных в МГС, составляют от 15 до 20 суток. Представлялось целесообразным провести исследования, направленные на изучение влияние оболочек на сроки годности неупакованных сосисок.
Полученные данные (табл. 6) показали, что сроки годности для сосисок, выработанных в оболочках ИБ и ВИС, составляют не более 72 часов, тогда как оболочка СПП способствует максимальному сохранению показателей качества и безопасности сосисок и увеличивает сроки годности с 3 до 5 суток. В связи с тем, что сроки годности неупакованных сосисок не велики в качестве контроля для дальнейших исследований было предложено использовать продукцию, упакованную под вакуумом, сроки годности которой сопоставимы со сроками годности сосисок в МГС.
В соответствии с поставленными задачами на следующем этапе работы были проведены исследования, направленные на выбор оптимального соотношения С02 и N2 в составе МГС (C02/N2 = 20%/80% (МГС-1), C02/N2 = 30%/70% (МГС-2), C02/N2 = 10%/90% (МГС-3)), обеспечивающего максимальное ингибирование развития процесса микробиологической порчи. При постановке эксперимента использовали сосиски в искусственной белковой оболочке; упаковку продукции осуществляли не позднее чем через 2 часа после завершения технологического процесса изготовления; состав МГС различался соотношением газов.
Результаты исследований, приведенные в табл. 7, свидетельствовали о том, что на начальных стадиях хранения (до 15 суток) состав МГС не оказывает существенного влияния на органолептические и микробиологические характеристики сосисок. Обращает на себя внимание факт различий в периодах сохранения показателей качества и безопасности сосисками в зависимости от вида упаковки: в контрольной упаковке следы порчи начинали проявляться на 20-е сутки, у изделий, упакованных в МГС, - на 25-е сутки, причем лучшими показателями качества и безопасности на протяжении всего цикла хранения обладала продукция, упакованная в МГС-1.
Необходимо отметить также, что в процессе хранения происходило изменение состава МГС внутри упаковки, сопровождающееся монотонным снижением концентрации углекислого газа и увеличением концентрации азота. Это связано с растворением углекислого газа в продукте и увеличением содержания кислорода, который поступал в упаковку через стенки полимерного пакета, но его концентрация была в пределах допустимых значений и не превышала 0,5% на протяжении всего срока хранения.
Таким образом, анализ экспериментальных данных позволил сделать заключение о целесообразности использования для дальнейших экспериментов МГС-1, в сравнении с МГС-4 и упаковкой ВАК.
С целью получения информации о влиянии типа оболочки и вида МГС на устойчивость сосисок к порче при хранении, были выполнены расширенные микробиологические исследования, в ходе которых определяли количество мезофильных аэробных и факультативных анаэробных микроорганизмов (далее КМАФАнМ), наличие молочнокислых бактерий (далее МКБ), дрожжей и сульфит редуцирующих клостридий (СРК). Полученные данные приведены в табл. 8.
При их проведении не было обнаружено наличия молочно-кислых бактерий, дрожжей и сульфит редуцирующих клостридий, а значения КМАФАнМ на протяжении всего периода хранения находятся в пределах нормированных показателей.
Влияние типа оболочки и состава МГС на окислительно- гидролитические изменения липидов
Известно, что в процессе хранения колбасных изделий, содержащих жир, происходят окислительные процессы как в результате контакта с кислородом воздуха, так и при взаимодействии с адсорбированным ранее кислородом. Растворимость в жире кислорода воздуха является причиной его окислительной порчи.
Результаты исследования степени окисления липидов при хранении сосисок приведены в табл. 11. Анализ приведенных данных показывает, что ни в одном образце через 25 сут хранения значения КЧ и ПЧ не превысили нормативного уровня (КЧкр = 4,0 мг КОН, ПЧкр = 10,0 ммоль активного о2).
Для сравнения и выбора наилучших типа оболочки и состава МГС было рассчитаны характеристики роста КЧ (табл. 12) и ПЧ (табл. 13), в частности средний прирост показателя за сутки, или скорость роста (Укч и Упч) и отношение значения показателя в конце периода хранения к начальному его значению (Окч, 0Пч )
В тоже время, тип оболочки и состав МТС различно влияли на рост КЧ и ПЧ. Так, если КЧ наиболее быстро возрастало в сосисках, произведенных в ИБ в сочетании с МТС-1 или с МГС-4 (VKH = от 0,064 до 0,073 мг КОН), то ПЧ наиболее быстро возрастало в сосисках, выработанных в оболочке ВИС в сочетании с МГС-4 или ВАК (УПч = от 0,075 до 0,095 ммоль активного Ог).
Так как степень изменения мясопродуктов в процессе хранения во многом зависит от окислительно-восстановительных свойств дисперсной системы, в ходе эксперимента определяли значения окислительно-восстановительного потенциала (Eh) - одного из показателей, используемых в «барьерных» технологиях. Как следует из представленных данных (рис. 8), во всех исследованных партиях отмечалось снижение величины Eh по мере увеличения продолжительности хранения готовой продукции, что, по всей видимости, обусловлено изменениями в соотношении окисленных и восстановленных форм и соединений системы. Несмотря на то, что к 20-м суткам хранения, величины Eh у изделий в МГС-1 и в упаковке ВАК были практически равными и составляли 10-15 mV, в то время как в среде МГС-4 значения Eh превышали 18-25 mV, наиболее интенсивное уменьшение значений Eh были характерны для сосисок, упакованных в МГС-4 (А=20-45 mV), а наименьшие изменения окислительно-восстановительного потенциала зарегистрирован в партиях с МГС-1 (Д=17-20 mV), изменения показателя Eh для продукции в упаковке ВАК составили 23-32 mV. Отмечено также, что вне зависимости от типа упаковки для продукции в оболочке ИБ свойственны более низкие значения
Для получения более точного представления об изменениях показателей интенсивности цвета сосисок в процессе хранения использовали, разработанный во ВНИИМПе, объективный метод по определению устойчивости окраски мясопродуктов, основанный на измерении цветовых характеристик свежего среза. Под устойчивостью в соответствии с этим методом понимают способность готового продукта сохранять первоначальные цветовые характеристики под воздействием на него определенных факторов, таких как кислород воздуха, свет и др. (табл. 14).
Результаты цветовых исследований показали, что опытные и контрольные образцы по базовым интегральным показателям цвета (L, а и Ь) принципиальных отличий не имели табл. 14. Причем в процессе хранения отмечалось некоторое снижение их значений (на 0,8-1,5%) по отношению к исходным данным, что привело к незначительному, визуально-определяемому потемнению, по мере удлинения продолжительности хранения. Однако, данный эффект в основном начинал проявляться после 20-25 суток хранения. В целом же средний показатель устойчивости цвета даже при максимальных сроках хранения составлял 98,5-99,2%.
Анализ результатов исследований цветовых показателей сосисок во всез типах оболочек, независимо от вида упаковки свидетельствовал о том, что в процессе хранения показатели светлоты, красноты и желтизны в сосисках снизились очень незначительно. Сосиски стали темнее на 20 сутки хранения на 1-1,5%, такие изменения связаны с незначительными окислительными процессами, происходящими в сосисках в процессе хранения.
Похожие диссертации на Разработка способов упаковки и хранения сосисок в модифицированной газовой среде
