Введение к работе
Актуальность темы. В настоящее время одной из наиболее важных мировых проблем является непрерывно возрастающий дефицит пищевого белка животного происхождения, основным источником которого являются, в первую очередь, мясо и мясопродукты. Мировое производство животного пищевого белка в 4 раза меньше его потребности. Ежегодный дефицит пищевого белка в нашей стране составляет 1,6 млн т.
Таким образом, актуальной становится проблема рационального использования произведенного и закупленного мясного сырья, а именно побочных продуктов, таких как мясокостные остатки ручной и механической обвалки, коллагенсодержащее сырье: спилок крупного рогатого скота и свиная шкурка. В настоящее время это сырьё по низким ценам продается за границу, а затем вновь покупается по высоким ценам в виде белковых добавок. Проблему нехватки белков животного происхождения пытаются решить путем замены белков животного происхождения на растительные, чаще всего соевые белки, плохо усваиваемые организмом человека.
Белковая составляющая организма человека состоит приблизительно из 50% мышечной ткани и 50% соединительной ткани. Главная задача соединительной ткани — общая гармонизация жизнедеятельности всех элементов человеческого организма. Известно, что животный белок в организме человека расходуется в основном на пластические нужды. При этом аминокислоты, входящие в состав мышечной ткани участвуют в синтезе мышечной ткани, а аминокислоты коллагена в синтезе соединительной ткани. Однако, нативный коллаген плохо усваивается организмом человека. При умеренном тепловом воздействии происходит «сваривание» коллагена в результате нарушения части водородных и ионных связей. Изменение их взаиморасположения в структуре коллагена сопровождается ее разрыхлением, повышением гидратации системы и увеличением доступности пептидных связей действию протеаз. Гидролизованный коллаген лучше усваивается организмом человека. Важным является и то обстоятельство, что созданные на основе гидролизованного коллагена структурообразователи обладают набором всех требуемых для производства мясопродуктов свойств – они полезны для человека, а также обладают хорошими функционально-технологическими свойствами.
Цель и задачи исследования. Настоящая работа посвящена разработке технологий гидролиза побочных малоценных продуктов мясо и птицепереработки – свиной шкуры и мясокостного остатка, позволяющих получать качественный пищевой белковый продукт с заданными функционально-технологическими свойствами. Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
– на основе анализа энергий связи в структуре коллагена, разработать технологию гидролиза свиной шкуры, с получением гидролизованного продукта с заданными механическими и функционально-технологическими свойствами;
– разработать технологию сушки гидролизатов свиной шкуры;
– исследовать зависимость технологических свойств гидролизатов коллагена от режимных параметров процесса сушки;
– разработать технологию гидратации сухих гидролизатов свиной шкуры;
– разработать технологию внесения гидролизатов в сухом и гидратированом виде в рецептуры изделий из мяса, например, паштетов и начинок для пельменей;
–изучить кинетику процессов охлаждения и замораживания многослойных структур с начинками и паштетов, в рецептуру которых вносятся желирующие компоненты, дать расчетные соотношения.
Научная новизна работы. Изучен механизм гидролиза коллагена. Разработаны технологии гидролиза свиной шкуры и усовершенствована технология гидролиза мясокостного остатка цыплят-бройлеров (МКО), позволяющая гидролизовать мышечную ткань.
Описаны зависимости механических и функционально-технологических свойств гидролизатов свиной шкуры от параметров процесса гидролиза.
Изучены технологических свойств гидролизатов коллагена от режимных параметров процесса сушки.
Изучен процесс гидратации сухих гидролизатов свиной шкуры и выбраны оптимальные режимы процесса.
Разработаны рекомендации по применению белковых гидролизатов при производстве изделий из мяса, например, паштетов и начинок для полуфабрикатов.
Изучена кинетика процессов охлаждения и замораживания многослойных структур с начинками и паштетов, в рецептуру которых вносятся желирующие компоненты, даны расчетные соотношения.
Практическая значимость. Результаты исследований внедрены на ОАО «Парнас М» (акты внедрения 2007 и 2008 гг.) и ЗАО «Викториал» (акт внедрения 2011г.). Результатом производственных испытаний гидролизатов являлось получение готовых изделий с улучшенными механическими свойствами и органолептическими показателями.
Разработана и утверждена нормативная документация (ТУ 9218-059-05326203 и технологическая инструкция) по производству эмульсии белковой из свиной шкурке и внедрена на ОАО «Парнас–М».
Основные положения диссертации, выносимые на защиту:
– механизм гидролиза коллагена;
– технологии гидролиза свиной шкуры, позволяющие получать белковый продукт заданными свойствами;
– технология сушки гидролизатов свиной шкуры
– технология гидратации сухих гидролизатов свиной шкуры;
– рекомендации по использованию белковых гидролизатов при производстве паштетов и начинок для пельменей;
– кинетика процессов охлаждения и замораживания многослойных структур с начинками и паштетов, в рецептуру которых вносятся желирующие компоненты. Даны расчетные соотношения.
Апробация работы. Материалы диссертационной работы докладывались автором на конференции профессорско-преподавательского состава, аспирантов и докторантов СПбГУН и ПТ в 2006 – 2012 г и 62-ой студенческой научно-технической конференции СПбГУНиПТ в 2009 г; МНПК «Актуальные проблемы качества и безопасности продовольственного сырья и пищевой продукции» (Краснодар, ГУКНИИХ и П с/х прод. РАСХН, 2005 г.); Всероссийская конференция «Пищевые добавки и современные технлогии переработки сельскохозяйственного сырья» (Санкт-Петербург, ГНУ ВНИИПАКК, 2011 г.); VIII-ая международная научно-практическая конференция «Агропромышленный комплекс: состояние, проблемы, перспективы» (г. Пенза, ФГБОУ ВПО «Пензенская ГСХА», 2012г.).
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 14 работ, в том числе одна в журнале «Вестник МАХ» в 2006 г., три в журнале «Мясная индустрия», одна в журнале «Хранение и переработка сельскохозяйственного сырья», рекомендованные ВАК РФ.
Объем и структура работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, выводов, списка литературы (119 наименований). Содержание работы изложено на 132 страницах машинописного текста, содержит 63 рисунка, 6 таблиц, 5 приложений.
