Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА I. Обзор литературы 8
1.1. Использование парного сырья при производстве мясопродуктов 8
1.2. Использование электрического тока для обработки мяса . 14
1.3. Современная технология производства соленых продуктов и пути повышения их качества , .21
1.4. Заключение по обзору литературы. Цель и задачи исследования .31
ГЛАВА 2 Постановка эксперимента и методы исследований, .34
2.1. Методика постановки эксперимента и объекты исследования. Схемы проведения исследований 34
2.2. Выбор оптимальных параметров посола .39
2.3. Методы исследований 43
2.3.1. Исследование характера распределения жирового компонента 43
2.3.2. Определение физико-химических показателей, .44
2.3.3. Определение структурно-механичвеки^г показателей ЛЧ--Л*' 47
2.3.4. Определение качественных и количественных показателей 49
2.3.5. Определение микроструктуры и мраморностя 52
2.3.6. Определение экономической эффективности, .54
2.3.7. Методы математической обработки результатов эксперимента 54
ГЛАВА 3. Исслещование влияния способа обработки на характер распределения жирового кошонента в парной мышечной туши 56
3.1. Изменение площади распределения жирового компонента в процессе ввдержки 57
3.2. Изменение площади распределения жирового компонента в процессе механической обработки .58
3.3. Изменение площади распределения жирового компонента в процессе электромассирования 60
ГЛАВА 4. Исследование процесса посола парной говядины с использованием электромассированин и последувдей механической обработки при повышенной положительной температуре 63
4.1. Выбор параметров посола 63
4.2. Изменение физико-химических показателей 66
4.3. Изменение структурно-механических и микроструктурных показателей 73
ГЛАВА 5. Исследование влияния жирового компонента на изменение показателей соленой говядины 85
5.1. Изменение технологических характеристик соленой говядины 86
5.2. Изменение относительного содержания основных веществ. 88
5.3. Микроструктурные изменения 90
5.4. Изменения органолептических показателей соленой говядины 93
ГЛАВА 6. Сравнительные исследования соленых продуктов из говядины, выработанных по различным схемам 97
6.1. Изменение качественных показателей 98
6.2. Изменение количественных показателей 112
6.3. Разработка усовершенствованной технологии копчено-вареных рулетов из парной говдцины 115
Выводы
Список литературы
- Использование парного сырья при производстве мясопродуктов
- Методика постановки эксперимента и объекты исследования. Схемы проведения исследований
- Изменение площади распределения жирового компонента в процессе ввдержки
- Изменение структурно-механических и микроструктурных показателей
Введение к работе
Составной частью Продовольственной программы является повышение качества и эффективности производства иясных продуктов.
Доя осуществления поставленных задач необходимо проведение работ по совершенствованию действующих технологий, освоению новых способов обработки, увеличению выработки мясных изделий, пользующихся повышенным спросом населения.
Важное место в ассортименте мясных продуктов занимают соленые продукты, обладающие высокой пищевой ценностью. В основном это продукты из свинины.
Производство продуктов из говядины, являющейся одним из основных источников животного белка для народов Северного Кавказа, Закавказья и других регионов страны, не подучило до сих пор должного развития и остается пока еще одним из трудоемких, длительных и малоэффективных процессов.
Традиционная технология производства соленых продуктов из говядины мало отличается от технологии их производства из свинины, что редко позволяет получить продукт с высокими качественными показателями.
Исследованию путей интенсификации посола и повышения качественных показателей соленых продуктов из нетрадиционных видов сырья посвящены работы советских и зарубежных ученых: дцшюва В.Х., інварова М.А., Асланова Ю.И., Большакова А.С, Бушковой Л.В., Драгиной В.В., Мадагаева Ф.А., Шубиной І.Ю., Эстебесова м.А., DippeS X, Sitleti Т., PauS В., Sctmidt и др.
В настоящее время известен ряд способов обработки сырья с целью повышения его качественных показателей: массирование (тумблирование); вибрация; действие вакуума, давления, ультра - 6 звука; обработка электрическим током.
Под действием различных факторов происходят физико-химические и структурно-механические изменения сырья, способствующие его размягчению, ускорению процессов распределения посолочных веществ.
В последнее время в мировой литературе и патентной документации появилось значительное количество сообщений об экспериментальных исследованиях по использованию электростимуляции. В нашей стране работами, проведенными Большаковым А.С, Мадагае-вым Ф.А. в др. установлена целесообразность применения переменного электрического тока при производстве соленых продуктов из говядины. В этом случае процесс распределения посолочных ингредиентов ускоряется за счет электромассирования /9/.
Также существенное влияние на интенсификацию посола при производстве соленых продуктов оказывает повышение температуры инъецируемого рассола, процесса (Большаков А.С, Соколов А.А., Сенников С.А., Балкански И., Банов П., Oder man ИЖ, PhmptonHK и др.).
С целью получения более сочного продукта, повышения его биологической ценности и выхода применяются различного рода добавки, вводимые в продукт, чаще всего, в составе шприцовочного рассола. Широкое применение получило введение белковых продуктов на основе сои, крови, молока; жировых продуктов на основе относительно низкоплавких свиного и костного жиров.
По данным ряда исследователей наиболее оптимальным в биологическом отношении являются комбинации животных и растительных жиров, позволяющие повысить пищевую ценность и биологическую полезность потребляемых продуктов.
Однако данных о совместном действии электромассирования и последующей обработки соленого полуфабриката при повышенной по - 7 ложи тельной температуре в доступной литературе не обнаружено. Кроме того, не изучено влияние электромассирования на характер распределения в соленом продукте органических веществ, в том числе на основе жиров. На наш взгляд, изучение совместного действия элвктромассирования, последущей активной обработки парной говядины при высоких положительных температурах и введение жирового компонента на основе животного и растительного жиров с целью разработки технологии производства высококачественных конкурентоспособных соленых продуктов представляет научный и практический интерес.
Это и явилось задачей данной работы.
Автор защищает
- данные о влиянии электромассирования на характер распределения в мышечной ткани говядины жирового компонента;
- данные о влиянии электромассирования и повышенной положительной температуры на изменение физико-химических и структурно-механических показателей соленого полуфабриката;
- данные о влиянии жирового компонента на изменение качественных и количественных показателей соленой говядины;
- данные о влиянии жировых компонентов, электромассирования, повышенной положительной температуры на изменение характеристик соленой говядины;
- модификацию метода определения влагоудерживащей и жиро-связыващей способности мясопродуктов в одной навеске, разработанную Любченко В.И. и др.;
- технологию копчено-вареных рулетов из парной говядины, инъецированной жировым компонентом, с использованием процессов электромассирования и механической обработки при повышенной положительной температуре.
Использование парного сырья при производстве мясопродуктов
Использование парного сырья по мнению Большакова А.С, Про-селковой Т,И. и др. обеспечивает существенный экономический зф фект за счет экономии холода (вследствие сокращения длительности технологического цикла), уменьшения площади охлаждаемых помещений, снижения трудоемкости, потерь мяса при охлаждении, повышения выхода готовой продукции.
Сразу после убоя мышцы животного расслаблены, волокна набухшие, форма волокон прямолинейная или слегка волнистая /29/.
Это состояние мышечной ткани характеризуется высоким значением растворимости солерастворимой фракции белков и высоким содержанием адениндннуклеотидов. Мышечные белки находятся в диссоциированном состоянии: актин и миозин, в основном, не связаны в комплекс; наблюдается высокая гидрофильность белков; отсутствуют их конфорюационные и деструктивные изменения /77/.
В грряче-парном мясе, характеризующимся высоким значением рН, белки находятся в состоянии, близком к состоянию нативного белка /75/. Содержание АТФ в мышцах парных туш примерно равно ему в живой мышце. Мясо в этом состоянии характеризуется сравнительно большим содержанием ароматических веществ и свободных жирных кислот, является наиболее нежным /103/.
Данные об отсутствии существенной разницы в аромате и вкусе готовых изделий, выработанных из парного и охлажденного мяса, подтверждаются исследованиями, проведенными Большаковым А.С, Шубиной Л.Ю., Эстебесовнм М.А. и др.
Важное значение при оценке качества имеют структурно-механические показатели готового продукта. Уже через 24 ч после убоя предельное напряжение среза мышечной ткани составляет 200$ по сравнению с его значением сразу после убоя и только через 8 суток выдержки величина предельного напряжения среза снижается до 50$ от первоначального значения. По данным Шалушковой Л.П. и др. /103/ в первые часы после убоя развариваемость коллагена - соединительнотканного белка, от состояния которого зависят в значи тельной степени структурно-механические свойства готового продукта, составляет 20-30$ от его исходного содержания, в то время как по истечении 2 суток хранения мяса она уменьшается до 14-18$
Известно, что мясо с более высоким значением рН обладает лучшими технологическими свойствами, что благоприятно сказывается на количественных и качественных показателях готового продукта (выход, структурно-механические и органолептические показатели), В этой связи необходимо отметить способность парного мяса (рН 5,9) поглощать 86$ воды, в то время как охлажденное мясо (рН 5,4) способно поглотить только 33$ /103/,
Парное сырье обладает хорошо выраженными бактериостатичес-кими свойствами по отношению ко многим видам бактерий. В результате этого развитие микроорганизмов в нем замедлено. Бактерио-статическая фаза в зависимости от температуры удерживается в таком сырье от 3 до 40 ч /103/.
По данным Большакова А.С., Шалушковой Л.П., Иванова К.А., свойства парного мяса сохраняются в туше в течение 2-3 ч /29, 103/.
Hofmann К., HammR. и др. отмечают, что начало наступления состояния посмертного окоченения наблюдается при снижении рН до уровня 6,0-5,9, однако, как отмечают авторы, более точным показателем, характеризующим состояние мяса, является концентрация АТФ /141, 147/.
Одним из основных факторов, влияющих на скорость и глубину проходящих в парной мышечной ткани процессов,является температура.
Работами, проведенными целым рядом исследователей СССР, США, Англии, ФРГ и др., установлено, что выдержка парного мяса, особенно в первые часы после убоя и разделки при низких положительных температурах (ниже ЮС), приводит к увеличению прочностных характеристик сырья, отрицательно сказывается на его качественных показателях.
Так, Locker R.t Dairies 6. и др. считают, что при температуре ниже ЮС выходит из строя механизм мышечной ткани, называемый "кальциевым насосом". В живых мышцах сокращение мышечных волокон вызывается выделением ионов кальция на граничных поверхностях элементов актина и миозина, что является причиной их сокращения, а расслабление мышечного сокращения происходит путем обратного засасывания ионов кальция. В мышечных тканях после убоя "кальциевый насос" еще действует, препятствуя беспорядочному распределению ионов кальция. Однако, если мышечную ткань,еще не подвергнутую посмертному окоченению и содержащую вследствие этого значительное количество АТФ, быстро охладить до температуры +ЮС или ниже, "кальциевый насос" перестанет функционировать. Ионы кальция распределяются в мышечной ткани, что приводит к быстрому распаду АТФ, что как и при посмертном окоченении способствует сокращению мышечной ткани в результате образования актоми-озинового комплекса /150/.
Методика постановки эксперимента и объекты исследования. Схемы проведения исследований
Экспериментальные исследования проводили в течение 1980-1984 г.г. в лаборатории, созданной на Московском мясокомбинате производственного объединения "Мосмясопром". Отдельные этапы исследований выполняли в лабораторях: кафедры технологии мяса и мясопродуктов МШМШ, Московского филиала Всесоюзного научно-исследовательского института жиров, Грозненского мясокомбината Чечено-Ингушской АССР. Производственные испытания разработанной технологии проводили на Грозненском головном мясокомбинате Чечено-Ингушской АССР.
Для проведения экспериментальных исследований использовали говяжьи туши молодняка 2 категории упитанности в возрасте от 12 до 24 месяцев. Средняя масса одной полутуши 80 кг. Исследуемые образцы отбирали через 0,75 0,8 ч после электрооглушения, при этом температура в толще мышечной ткани составляла 38+1С. Отбор туш в убойном отделении проводили по величине рН. Величину рН определяли с помощью переносного рН-метра ТМ-6, предоставленного лабораторией ВНИИМПа, возглавляемой к.в.н. Ю.В.Татуловым.
На всех этапах исследований одна полутуша от каждой туши служила для отбора контрольных образцов, другая - опытных. Применяли пятикратную повторность.
Объектом лабораторных исследований служила длиннейшая мышца спины, выделенная из контрольной и опытной полутуши непосредственно после клеймения и взвешивания. Выбор в качестве объекта для лабораторных исследований длиннейшей мышцы обусловлен ее относительной однородностью.
Объектом исследований в производственных условиях была избрана заднетазовая часть говяжьей полутуши - тазобедренный отруб, который отделяли от поясничной части между 5 и 6 поясничными позвонками до линии отделения пашины и от подбедерка по коленному суставу. Выбор заднєтазовой части говяжьей полутуши для проведения исследований в производственных условиях обусловлен тем, что этот отруб является основным сырьем для изготовления соленых продуктов из говядины.
Исследуемые образцы инъецировали рассолом, содержащим 15$ хлористого натрия, 0,05$ нитрита натрия, 0,5$ сахара в количестве 15$ к массе сырья. Температура рассола с помощью регулирующего устройства поддерживалась на уровне температуры мышечной ткани парной говядины и составляла 38С.
Опытные образцы после введения рассола инъецировали жировым компонентом в количестве 5, 10, 15$ к массе исходного сырья. Температура жирового компонента также поддерживалась на уровне температуры парной мышечной ткани в момент инъекции.
В качестве жирового компонента использовали смесь говяжьего жира и дезодорированного подсолнечного масла в соотношении 3:2. Смесь подвергали предварительной переэтерификацаи с использованием высокоэффективных катализаторов на основе щелочных металлов с целью снижения температуры плавления смеси, содержащей значительное количество тугоплавких жирных кислот. Температура плавления смеси 37,5С, твердость по Каминскому 130 г»см"1.
Подвод электрического тока для проведения электромассирования в лабораторных условиях осуществляли с помощью двух стальных электродов диаметром 0,5x10 м и длиной 5x10 м, вводимых в верхнюю и нижнюю части исследуемого объекта. Переменный электр ческий ток промышленной частоты напряжением 220 В подавали импульсами через автоматический прерыватель на исследуемый объект, импульсы длительностью 0,5 с подавали с интервалом в 0,5 с.
Механическую обработку осуществляли во вращающейся емкости барабанного типа со стальной рубашкой для циркуляции тепло-хла-доносителя (Сенников С.А.). Внутренняя поверхность барабана снабжена неподвижными лопастями, обеспечивающими массирование сырья. Температуру в установке поддерживали соответственно на уровне 4, 10, 20, 30, 40, 50С с помощью регулирующего устройства. Режим работы барабана - циклический: 1ч- массирование; 0,5 ч - выде -Т ржка; угловая частота вращения барабана 4,2 рад «с А.
В промышленных условиях производственные испытания проводили в помещении рядом с убойным отделением с температурой 22- 25С, где был смонтирован подвесной путь для подвешивания, инъецирования и электромассирования тазобедренного отруба говяжьей полутуши. При выборе высоты подвесного пути исходили из необходимости наименьших физических затрат на выполнение операций подвешивания отрубов, их инъецирования и электромассирования.
Введение рассола и жирового компонента осуществляли путем шприцевания (Р = 1,0 МПа), диаметр перфорированной иглы 0,25 10 м, длина 20 10 м. Для поддержания температуры рассола и жирового компонента на уровне температуры инъецируемой мышечной ткани осуществляли искусственный обогрев емкости для рассола и жирового компонента.
Изменение площади распределения жирового компонента в процессе ввдержки
Температура плавления используемого нами для проведения исследований жирового компонента 37,5С, что соответствует температуре парной мышечной ткани в момент инъекции. Нами исследовалось изменение площади распределения жирового компонента в процессе выдержки в течение 6; 8; 12; 24; 48 ч в температурном интервале от 4 до 50С (табл. 2).
Установлено, что выдержка в течение 6-8 часов образцов, предварительно инъецированных жировым компонентом, соответственно при температуре +4, 10, 20, 30, не приводила к его распределению.
Через 12-24 часа выдержки наблвдается некоторое увеличение площади распределения введенного жира, которое к 48 часам достигает при 4, 10, 20, 30, 40, 50С уровня соответственно 1,05; -1,05; 1,07; 1,08; 1,08 по отношению к первоначальному.
Максимальное увеличение площади жирового компонента наблюдается при использовании температур выше 30С, что объясняется, по-видимому, состоянием введенного жира при температурах 40, 50С, превышающих температуру плавления смеси, а также структурными изменениями, происходящими в мышечной ткани в процессе выдержки.
Таким образом, даже через 48 ч выдержки при использовании максимальной температуры (50С) существенного увеличения площади жирового компонента не наблюдается.
На данном этапе исследовали влияние механической обработки на изменение площади жирового компонента (табл. 3).
Использование механической обработки позволяет добиться более значительного увеличения зоны распределения жирового компонента. Уже через 2 часа обработки площадь увеличивается на 5-27% соответственно при повышении температзгры обработки от 4 до 50С. Через 10 ч механического массирования увеличение площади составляет 11-50% при тех же температурах, что в 3-6 раз больше, чем при пассивной выдержке.
При повышении температуры обработки от 4 до 50С скорость увеличения площади жирового компонента возрастает в 1,4 раза. В интервале температур 4 30С максимальное увеличение площади инъецированного жирового компонента составило 18% по отношению к первоначальному значению, при повышении температзгры обработки от 40 до 50С площадь увеличилась на 43-50%.
Необходимо отметить, что в интервале температур от 4 до 500 в начальный период массирования наблюдается максимальное увеличе нив относительной площади введенного жира. Через 6 ч массирования площадь жирового компонента увеличилась на 75$ при температуре 4С и на 86$ при температуре 50С от своего конечного (через 10 ч механической обработки) значения. В ходе последущей обработки (более 6 ч) имеет место менее интенсивный рост площади жирового компонента. Как видно из приведенных данных именно в первые 2 часа массирования площадь увеличивается наполовину от конечного значения. Более интенсивный характер увеличения площади отмечается при использовании температур 40 и 50С. Так, при температуре 40С уже через 2 часа обработки площадь жирового компонента увеличилась на 22$, в то время как при температуре 30С даже через 10 ч механической обработки увеличение составило 18$ к первоначальной площади введенного жира.
Таким образом, перераспределение инъецированного жирового компонента происходит в основном в первые 6 ч механической обработки. Причем наиболее интенсивно в первые 2 ч массирования. Увеличение площади вводимого жира в процессе последущей (более 6 ч) обработки составляет 25$ и 10, при температуре соответствен но 4 и 50С.
Существенное влияние на степень распределения вводимого в парную мышечную ткань жира оказывает температура обработки. Оптимальным является использование температур в интервале 40-50С.
Изменение структурно-механических и микроструктурных показателей
Одним из наиболее существенных показателей, характеризующих состояние мышечной ткани, является модуль упругости.
Данные об изменении модуля упругости контрольных - без электромассирования (рис. 14) и опытных - с электромассированием (рис. 15) образцов соленой говядины представлены в приложении 12.
Как показали исследования, в процессе обработки контрольных (без электромассирования) образцов, отмечается повышение прочностных характеристик соленого полуфабриката. В интервале температур +4 20С через 10 ч механической обработки значение модуля упругости превышает уровень 2,5»10 4 Па. Однако при использовании более высокой температуры рост модуля упругости в процессе механической обработки менее интенсивен.
Следует отметить, что значение модуля упругости опытных образцов через 2-4 ч обработки выше, чем в контрольных.
Однако увеличение модуля упругости в опытных образцах происходит существенно медленнее; через 4-6 ч механической обработ ки увеличение модуля упругости незначительно и в процессе дальнейшей (более 6 ч) обработки наблюдается снижение этого показателя, что особенно ярко выражено в температурном интервале 2О 40С. Изменения глубины внедрения индентора аналогичны изменению модуля упругости.
Как известно, термическая обработка продукта, приводящая к денатурации и агрегации белков, влечет за собой изменение структурно-механических показателей продуктов.
В качестве критерия, определяющего механическую прочность продукта после термической обработки, принимали максимальное напряжение, возникающее в образце при срезе в камере постоянного объема /27/.
Данные об изменении напряжения среза контрольных - без электромассирования (рис. 16) и опытных - с электромассированием (рс. 17) образцов соленой говядины в процессе механической обработки в зависимости от температуры представлены в приложении 13.
Анализ изменения напряжения среза контрольных (без электромассирования) и опытных (с электромассированием) образцов свидетельствует о том, что характер их аналогичен изменению модуля упругости. Механическая прочность контрольных образцов в процессе механической обработки возрастает от 3,75 (0 ч обработки) до 4,62; 4,34; 4,33; 4,23; 4,08; 4,04 при использовании температуры соответственно +4, 10, 20, 30, 40, 50С, через 10 ч механической обработки напряжение среза опытных образцов в первые 2-6 ч обработки повышается аналогично контрольным. Однако при использовании температур +4, ЮС рост напряжения среза опытных образцов более интенсивен. Так, через 4 ч механической обработки величина напряжения среза контрольных и опытных образцов достигла уровня 4,26 х ПГ5 Па и 4,40 х Ю"5 Па (при 4С) и 4,12 х Ю 5 Па и 4,30 х ІСГ5 Па. Использование более высоких температур позволяет добиться снижения механической прочности соленой говядины в процессе обработки образцов уже через 2-6 ч при температуре 20-40С.
Активная обработка соленого полуфабриката, особенно при повышенных положительных температурах оказывает существенное влияние на изменение структуры мышечной ткани.
Механическая обработка контрольных (без злектромассирова-ния) образцов приводит к деструктивным изменениям, особенно в случае использования повышенных положительных температур. Микроструктура опытных (с алектромассированием) образцов изменяется более существенно. Так, уже через 4 ч механической обработки на продольных гистологических срезах (рис. 18 а, б) отмечаются следующие явления: набухание мышечных волокон, расположение волокон, в основном по срезу, прямолинейное или волнистое, отдельные группы волокон имеют зигзагообразную складчатость и о -образные изгибы. Обнаруживаются узлы сокращений овальной формы. Отмечается деформация и множественные повреждения сарколеммы по ходу волокон.
Поперечная и продольная исчерченность просматриваются по разному: в отдельных волокнах поперечная исчерченность крупная (рис. 19), в других слабо заметная, а продольная исчерченность едва различима.
Между мышечными волокнами имеются вытянутые по ходу волокон пространства. Множество щелевидных пространств и поперечных микротрещин, в которых просматривается мелкозернистая белковая масса. В прослойках рыхлой соединительной ткани и местах нарушения целостности мышечных волокон видны скопления молочно-кислых организмов.
