Содержание к диссертации
Введение
1. Обзор литературы 9
1.1 Микробиологическая обсемененность мяса и способы ее снижения 9
1.2 Способ получения, свойства и сфера применения раствора активного гипохлорита натрия 18
1.3 Опыт и перспективы использования антиоксидантов в пищевой промышленности , 28
1.4 Характеристика антиоксидантных свойств дигидрокверцетина 35
2. Материалы и методы исследования 42
2.1 Организация проведения эксперимента , 42
2.2 Материалы и методы исследований 42
3 Результаты исследований 50
3.1 Исследование тушек цыплят-бройлеров до обработки раствором активного гипохлорита натрия 50
3.2 Влияние раствора активного гипохлорита натрия на поверхностную микрофлору цыплят-бройлеров 55
3.3 Исследование и выбор оптимального способа обработки раствором активного гипохлорита натрия 59
3.4 Антиоксидантное действие пищевой добавки «Лавитол» в модельных мясных системах 64
3.5 Разработка технологии куриного фарша с пролонгированными сроками хранения 70
3.6 Исследование качественных показателей фарша с пролонгированными сроками хранения 83
4. Экономическая эффективность. „ 90
Выводы 95
Список литературы
- Способ получения, свойства и сфера применения раствора активного гипохлорита натрия
- Опыт и перспективы использования антиоксидантов в пищевой промышленности
- Влияние раствора активного гипохлорита натрия на поверхностную микрофлору цыплят-бройлеров
- Антиоксидантное действие пищевой добавки «Лавитол» в модельных мясных системах
Введение к работе
Актуальность темы. Птицеводческой отрасли отводится значительная роль в. обеспечении населения высококачественными продуктами животного происхождения. За последние годы отечественный рынок продукции птицеводства значительно расширился и стал более конкурентоспособным. Повысились требования к ассортименту, качеству и срокам хранения этой продукции (Алехина Л.В., 2000; Гоноцкий В.А., 2004; Антипова Л.В., 2005). Однако, традиционные методы увеличения сроков хранения птицеводческой продукции исчерпали себя. Средства инактивирующие поверхностную микрофлору птицы, в большинстве случаев, при увеличении дозировки оказывают негативное влияние на органолептические, физико - химические и биохимические показатели. Связи с чем дальнейшее хранение такого продукта представляется нецелесообразным.
Современные технологии производства полуфабрикатов из мяса птицы предусматривают пролонгирование сроков их хранения при гарантии безопасности и стабильности качественных показателей.
Увеличить длительность хранения традиционных продуктов птицеводства в несколько раз позволяют антиоксидаиты (Лясковская Ю.Н., 1996; Митасева Л.Ф., 2002; Базарнова Ю.Г., 2004; Тутельян В.А., 2004). В настоящее время многие ученые и специалисты отрасли отдают предпочтение натуральным добавкам, способным оказать выраженное позитивное воздействие на организм человека. Активно формируется новое научно-практическое направление - разработка рецептур пищевых ингредиентов, обладающих лечебно-профилактическими свойствами (Токаев Э.С., 2003; Гуринович Г.В., 2005). Однако, обладая высокой антиоксидантной активностью и увеличивая сроки хранения мясной продукции, они не способны снизить количество поверхностной микрофлоры тушек птицы.
Наиболее перспективным способом, позволяющим значительно увеличить сроки хранения продуктов переработки мяса птицы, является сочетание дезинфицирующих средств и антиоксидантов, способных нейтрализовать процесс окисления в процессе хранения продукции.
В связи с этим представляется необходимой разработка научно обоснованных промышленных технологий переработки мяса птицы, которые бы обеспечивали максимальное увеличение сроков хранения.
Исследования влияния природных антиоксидантов на качество мясных продуктов в совокупности с дезинфицирующими средствами представляются актуальными и являются основой для решения вопросов о пролонгировании сроков хранения птицеводческой продукции.
Цель и задачи исследований. Целью настоящей работы является изучение и разработка технологии полуфабрикатов из мяса птицы с пролонгированными сроками хранения и оценка качества готовой продукции. В соответствии с поставленной целью экспериментальные исследования были направлены на решение следующих задач:
1. Изучить микробиологические показатели поверхности тушек цыплят бройлеров.
2. Исследовать степень влияния различных концентраций раствора активного гипохлорита натрия и способов обработки препаратом на поверхностную микрофлору тушек цыплят-бройлеров.
3. Изучить антиоксидантные свойства пищевой добавки «Лавитол» в модельных мясных системах.
4. Разработать математические модели куриного фарша с пролонгированными сроками хранения с различными температурными режимами хранения.
5. Разработать научно обоснованную технологию производства и рецептуру куриного фарша с пролонгированными сроками хранения с применением раствора активного гипохлорита натрия и пищевой добавкой «Лавитол».
Научная новизна работы. Теоретически и экспериментально обоснована возможность использования раствора активного гипохлорита натрия (PATH) как средства снижения микробной обсемененности поверхностной микрофлоры тушек цыплят-бройлеров. Выбраны концентрация, временная экспозиция и метод обработки РАГН.
Установлено, что использование раствора PATH предлагаемой концентрации методом аэрозольного распыления значительно снижает количество поверхностной микрофлоры на тушках птицы.
Научно обоснована и разработана технология куриного фарша при сочетании аэрозольной обработки тушек птицы PATH и использовании пищевой добавкой «Лавитол».
Разработаны математические модели, позволившие определить наиболее значимые факторы и оптимальные параметры приготовления куриного фарша с пролонгированными сроками хранения.
Практическая значимость работы. На основе выполненных теоретических и экспериментальных исследований предложена рецептура и технологическая схема производства куриного фарша с использованием пищевой добавки «Лавитол». Разработана нормативная документация «Фарш куриный с пролонгированными сроками хранения».
Рецептура и технология производства куриного фарша апробирована в производственных условиях ООО «Амурский бройлер». Срок хранения продукции увеличивается в среднем на 25-50% при сохранении стандартного качества готового продукта.
Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационных исследований доложены и обсуждены на научно-практических конференциях ФГОУ ВПО ДальГАУ (г. Благовещенск) в 2005-2006 г.г., международной НПК «Аграрная наука - сельскому хозяйству» (г.Барнаул, 2006), международной НПК «Актуальные проблемы животноводства на современном этапе» (г. Улан-Удэ, 2006), VI Сибирской ветеринарной конференции «Актуальные проблемы ветеринарной медицины» (г. Новосибирск, 2006), межрегиональной НПК «Молодые ученые в решении актуальных проблем современной науки» (г. Чебоксары, 2006), региональной НПК «Молодежь XXI века: шаг в будущее» (г. Благовещенск, 2006).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 11 печатных работ, в том числе 2 статьи в центральной печати.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, объектов и методов исследования, результатов собственных исследований, выводов, списка литературы и приложений.
Работа изложена на 139 страницах компьютерного текста, содержит 9 рисунков, 32 таблицы, 5 приложений и 239 наименований библиографических источников, из них 35 на иностранном языке.
Основные положения, выносимые на защиту.
• Влияние различных концентраций раствора активного гипохлорита натрия и способов обработки препаратом на поверхностную микрофлору тушек цыплят-бройлеров
• Математические модели и результаты исследований органолептических, физико - химических и микробиологических показателей куриного фарша с пролонгированными сроками хранения.
• Разработанная технология и рецептура куриного фарша с пролонгированными сроками хранения.
Способ получения, свойства и сфера применения раствора активного гипохлорита натрия
Анализ использования различных биологических детоксицируюших систем (гемосорбция, гемодиализ, форсированный диурез и др.) указал на перспективность применения системы электрохимического окисления как наиболее эффективного, физиологичного и технически несложного метода детоксикации организма (Захаров П.В., 2000)
Одним из таких перспективных методов является использование растворов гипохлорита натрия (NaOCl), полученного путем электролиза изотонического раствора хлорида натрия (NaCl) в электрохимической установке. Именно поэтому аппарат для электрохимического получения гипохлорита натрия был назван ЭДО (электрохимический детоксикатор организма).
Натрия гипохлорит - переносчик кислорода и за счет этого сильный окислитель. Был выяснен и основной механизм его действия (Parsons R., 1959; Bryan J.F., 1974; Шилова Н.А., Бицунов Н.С., 1996). В присутствии органических веществ натрия гипохлорит окисляет по реакции: RH + NaOCl = NaCl + ROH т.е. осуществляет реакцию их гидроксилирования.
В работах М.Ю. Стрибман показано, что основными окисляющими компонентами гипохлоритных растворов являются гипохлоритная кислота (НСЮ) и гипохлорит - анион (ОСГ). Ряд авторов отмечают, что при рН 8 окислительные процессы обусловлены ионами и молекулами гииохлоритной кислоты, составляющей 6% от заданной концентрации (Козлов В.А., 1993; Бояринов Г.А., 1994; Назаров И.П., 1995).
В организме натрия гипохлорит освобождает активный кислород, окисляя содержащиеся там токсичные и балластные вещества, такие как билирубин, мочевину, аммиак, холестерин и др., за счет чего он обладает детоксицирующим действием.
Детоксицирующее действие натрия гипохлорита проявляется и в нейтрализации экзо - и эндотоксинов патогенных микроорганизмов. Это связано с тем, что натрия гипохлорит представляет собой соединение с небольшой молекулярной массой и малыми структурными размерами, поэтому он свободно проникает через мембраны клеток и окисляет токсины, содержащиеся не только в крови, но и в клетках тканей. Являясь эндогенным веществом, гипохлорит натрия стимулирует защитные механизмы организма.
Исследования Э.А. Петросяна и А.Ф. Даренкова (1989, 1991) показали выраженное антимикробное действие действие натрия гипохлорита в отношении грамотрицательных и грамположительных микроорганизмов.
Механизмы антимикробного действия натрия гипохлорита окончательно не выяснены, хотя многие исследователи полагают, что окисление сульфгидрильных групп в ферментах с помощью хлора является основной причиной гибели клеток. Наличие же следов активного хлора является причиной протекания в микробной клетке процессов хлорирования амино- и иминогрупп протоплазмы микробной клетки, что вызывает нарушение деятельности ферментов, катализирующих окислительно - восстановительные процессы в бактериальной клетке.
Э.А. Петросян, изучив влияние натрия гипохлорита на грамположительную и грамотрицательную флору, установил два механизма антибактериального эффекта, один из которых связан с увеличением К+ -ионной проницаемости (утечка клеточного калия) за счет нарушения целостности липидных мембран вследствие перекисного окисления липидов, а другой - с нарушением липидно - белкового взаимодействия.
Растворы натрия гипохлорита по своему антимикробному действию превосходят другие изученные формы препаратов, обладающие окислительными свойствами. Натрия гипохлорит имеет широкий спектр антимикробного действия и одинаково эффективен как в отношении грамположительных, так и антибиотикорезистентных штаммов (Верзнев В.А., Отмахова Е.Б., 1995; ВерхневВ.А., 1996; BianchiP., 1981,1985).
О.М. Панасенко и соавт. доказано, что натрия гипохлорит способен окислять липиды в составе липопротеидов по свободнорадикальному механизму, липотропное действие его, в свою очередь, обуславливает снижение резистентности микрофлоры к антибиотикам, причем в степени, пропорциональной мощности липидыой структуры. При этом установлено, что золотистый стафилококк более устойчив к натрия гипохлориту, чем кишечная палочка.
Опыт и перспективы использования антиоксидантов в пищевой промышленности
Повышение сроков хранения продуктов питания при обязательном сохранении их качества является одной из основных задач, которую решают специалисты и ученые, работающие в области пищевой биотехнологии (Митасева Л.Ф., Дегтярев П.С., Селищева А.Н., 2002). Несмотря на возникающие трудности при определении сроков хранения пищевых продуктов, в последние годы наблюдается значительный прогресс в разработке научных подходов к этой проблеме (Базарнова Ю.Г., Бурова Т.Е., Ишевский А.Л.,СоскинВ.И.,2004).
Качество пищевого продукта во многом зависит от изменений, происходящих с его основными составляющими: белками, углеводами, липидами. Так, на начальной стадии окисления липидов образуются перекиси и гидроперекиси (первичные продукты распада липидов), которые оказывают токсичное действие на организм человека, хотя при этом они ощутимо не влияют на функционально-технологические и органолептические свойства пищевого продукта. При дальнейшем окислении образуются альдегиды и кетоны (вторичные продукты распада липидов), которые придают продукту специфический привкус прогорклости (Лясковская Ю.Н., Крылова Н.Н. и др., 1967; Журавская Н.К., Гутник Б.Е., Журавская Н.А., 1999; Павловский П.Е., Пальмин В.В., 1975; Орешкин Е.Ф., Тимченко СВ., 1992; Митасева Л.Ф., Дегтярев ПС, Селищева А.Н, 2002). Одним из наиболее распространенных последствий окисления липидов является снижение пищевой ценности продукта вследствие деструкции высоконепредельных жирных кислот и жирорастворимых витаминов (Хомутов Б.И., Ловачев Л.Н., 1972).
Гидролитические и окислительные изменения, происходящие в продуктах при хранении, приводят не только к снижению их качества, но и проявляют токсическое действие (Лясковская Ю.Н., Крылова Н.Н., 1996; Абрамова Ж.И. ,1985).
В связи с этим представляется необходимой разработка научно обоснованных промышленных технологий переработки мяса птицы, которые были ли бы альтернативой традиционным методам переработки мяса птицы. При этом технологические приемы не должны вызывать органолептических изменений продукта и повышать интенсивность окислительной и микробиальной его порчи (Антипова Л.В., Бердников В.Л., Калачев Р.А., Астанина В.Ю., 2005; Гущин В.).
Для подавления окислительных процессов в продукте используют природные или синтетические препараты - антиоксиданты, которые позволяют в несколько раз увеличить длительность хранения традиционных мясных продуктов (Эммануэль Н.М., Лясковская Ю.Н., 1961; Ушкалова В.Н., 1988; Токарев Э.С., Новакоков Р.А., Дегтярев П.С., 2003; Гуринович Г.В., Лисин К.В., Потипаева Н.Н., 2005; Мандро Н.М., Денисович Ю.Ю., 2006).
В качестве антиоксидантов продуктов питания (АЛЛ) наибольшее практическое применение в настоящее время получили производные фенола и неорганические соединения серы. Из синтетических АЛЛ следует в первую очередь упомянуть о различных сложных эфирах галловой кислоты (галлатах), среди которых широкое применение получили этил-, пропил- и додецилгаллаты (Е 321). При введении 0,07% этилгаллата в молочный порошок его стойкость повышается в 2,5 раза. Эффективным АЛЛ является бутилоксианизол (Базарнова Ю.Г., Веретнов Б.Я., 2004). Антиокислительное действие оказывают фенолы и хиноны, аскорбиновая, фосфорная, лимонные кислоты, гваяковая смола, фосфатиды, госсипол, сезамол, витамин К, фермент каталаза (Дудкин И.С., Щелкунов Л.Ф., 1998).
Как правило, химические синтезированные антиоксиданты проявляют большую активность по сравнению с антиоксидантами, полученными путем экстракции из природного сырья (Абрамова Ж.И., 1985; Эммануэль Н.М., Лясковская Ю.Н., 1996). Но, несмотря на некоторое преимущество, предпочтение все же отдается ингибиторам природного происхождения, которые, помимо способности тормозить свободнорадикалы-юе окисление липидов, чаще всего обладают ярко выраженной биологической активностью.
Вследствие сложности свободнорадикальных процессов эффективность действия того или иного антиоксиданта трудно прогнозировать (Барабай В.А., 1976). Исследования по стабилизации синтетическими окислителями сливочного масла при его хранении подтверждают химическую эффективность их действия (Вышемирский Ф.А., Гордеева Е.Ю., Смирнова О.И. и др., 1999), но практического применения они в настоящее время не нашли. В случае хранения масла при температуре 5С аитиоксиданты Е 320 и Е 319 (смеси 3-трет-бутил-4-оксианизол (I) и 2-трет-бутил-4-оксианизола (II); товарное название ВНА) оказываются неэффективными. Одновременно следует отметить, что многие жиросодержащие продукты питания относятся к группе ежедневного употребляемых или входят в продукты диетического назначения. Введение в них антиокислительных и консервирующих добавок синтетического происхождения не допускается (Вышемирский Ф.А., 1988).
Использование синтетических антиоксидантов в настоящее время ограничено из-за их токсичности, высокой стоимости, необходимости строгого контроля, поэтому большое внимание уделяется поиску натуральных добавок, содержащих природные аитиоксиданты (Гуляев В.Н., Роенко Т.Ф., Фомичева Т.Л., 1983,1986).
Влияние раствора активного гипохлорита натрия на поверхностную микрофлору цыплят-бройлеров
Организация современных технологических процессов в птицеперерабатывающей промышленности не может исключить загрязнение тушек птицы патогенными микроорганизмами, в том числе и сальмонеллами (Сухарева Л.А., 1999). При обработке тушек на конвейере обсемененность их сальмонеллами достигает максимума после потрошения. Последующее душирование на 55-65% уменьшает микробную обсемененность тушек, однако не гарантирует доброкачественную в санитарном отношении продукцию. После душирования 16,7% тушек обычно заражается сальмонеллами в начале работы конвейера и 33% - через 1,5-3 ч его работы (Козак С.С, 1999).
При погружении тушек птицы в ванну с ледяной водой часть микроорганизмов с них смывается, и в воде постепенно возрастает содержание микрофлоры, что увеличивает риск перекрестного заражения тушек. После прохождения ванны охлаждения 19,4% тушек птицы в значительной степени обсеменены патогенной микрофлорой, в том числе и сальмонеллами (Козак С.С.,2005).
На данном этапе работы цель наших исследований - установить степень влияния раствора активного гипохлорита натрия на микрофлору тушек цыплят-бройлеров (таб.3.2.1 - 3.2.4). Нами предложен метод обеззараживания тушек птицы на стадии технологического процесса предшествующей охлаждению их в ванне с ледяной водой, так как обеззараживание тушек на более ранних стадиях не дает ожидаемого эффекта.
Для проверки эффективности предлагаемого препарата тушки цыплят-бройлеров контаминировали сальмонеллами, погружая их в микробную взвесь штамма (Sallmonelium gallinarum lxlO3 микробных клеток на 1 см2) и Proteus vulgaris (lxlO3 микробных клеток на 1 см2).
Затем тушки извлекали и помещали на 20 мин для подсыхания на стерильные эмалированные подносы при комнатной температуре. Контаминированные тушки помещали в раствор активного гипохлорита натрия на 3, 5 и 7 минут, а затем укладывали на стерильные эмалированные подносы. Целые тушки промывали в полимерном пакете водопроводной водой, встряхивая в течение 1 минуты. Контролем служили смывы с необработанных контаминированных тушек.
Анализ результатов микробиологических исследований при обработке тушек цыплят - бройлеров раствором активного гипохлорита натрия концентрацией 100 мг/л показал, что наилучший результат в отношении КМАФАнМ достигнут при обработке в течение 7 минут. Бактерии группы кишечной палочки не обнаружены. При искусственной контаминации тушек цыплят-бройлеров количество сальмонелл и протея при концентрации раствора активного гипохлорита натрия 100 мг/л осталось на прежнем уровне. Полученные данные дают возможность заключить о необходимости использования препарата более высокой концентрации.
При увеличении концентрации до 250 мг/л наблюдали снижение КМАФАнМ, в сравнении с контролем на 1,0 - 2,0 порядка, в сравнении с концентрацией 100 мг/л на 1 порядок (Р 0,02). После обработки раствором активного гипохлорита натрия концентрацией 250 мг/л в течение 3 минут на поверхности тушек присутствовали протей и сальмонеллы. При увеличении времени обработки до 5 минут в отношении протея и сальмонелл наблюдался непостоянный эффект. Бактерии группы кишечной палочки не обнаружены.
Количество мезофильных аэробных и факультативно анаэробных микроорганизмов при концентрации раствора активного гипохлорита натрия 500 мг/л достоверно снижается. При обработке тушек в течение 5 и 7 минут бактерии группы кишечной палочки, протей и сальмонеллы не выделены, а микробная обсемененность снизилась на 87-88% (таб. 3.2.3).
Антиоксидантное действие пищевой добавки «Лавитол» в модельных мясных системах
Как указывалось выше, большое производственное значение имеет увеличение сроков хранения продукции птицеводства, характерной особенностью которой является сохранение качественных показателей.
Мясо птицы является благоприятной средой для развития патогенных микроорганизмов, что может приводить к значительным колебаниям в качестве готовой продукции. Биологическое состояние птицы в момент убоя и качество мяса птицы в процессе переработки во многом предопределяют технологию приготовления полуфабрикатов из него.
Создание мясных продуктов с добавлением антиоксидантов позволяет увеличить продолжительность хранения и обеспечить экономическую эффективность производства при высоком качестве продукции.
В результате обработки априорной информации выделены факторы, оказывающие наибольшее влияние на сроки хранения фаршевых систем. Такими факторами являются концентрация раствора активного гипохлорита натрия (К), продолжительность обработки (Т) тушек птицы препаратом и количество (С) пищевой добавки «Лавитол» при производстве фарша. На основании поисковых опытов были выделены наиболее значимые факторы и уровни их варьирования, которые представлены в таблице 3.5.1.
В таблице 3.5.2 представлена матрица планирования 3-х факторного эксперимента и получение результата по срокам хранения для следующих температурных режимов: - Уі - срок хранения фарша при температуре (-18С), сут - У2 - срок хранения фарша при температуре (-12С), сут. - Уз - срок хранения фарша при температуре (-8С), сут. - уд - срок хранения фарша при температуре (от 0 до -4СС), сут.
На основании полученных результатов был проведен регрессионный анализ зависимости у; = (хьх2,хз) (приложение 1) и построены математические модели сроков хранения куриного фарша в зависимости от концентрации раствора активного гипохлорита натрия, продолжительности обработки раствором и количества добавляемой в фарш пищевой добавки «Лавитол».
Сравнительная оценка различных температурных параметров при хранении фарша показала разный уровень продолжительности хранения, зависящий от ряда факторов.
Такая оценка обеспечила единообразие суждений и позволила получить математические модели, позволяющие в зависимости от определенных значений факторов - концентрации раствора активного гипохлорита натрия, продолжительности обработки препаратом и количества добавляемого в фарш антиоксиданта расчетным путем определить сроки хранения куриного фарша.
Проведенные исследования позволяют заключить, что оптимальными значениями факторов являются: - концентрация раствора активного гипохлорита натрия 500 - 570 мг/л; - продолжительность обработки препаратом 2 - 2,2 минуты; - количество антиоксиданта 0,025 - 0,027% к массе сырья. Полученные результаты экспериментальных исследований позволили усовершенствовать технологию производства и продлить сроки хранения куриного фарша с помощью раствора активного гипохлорита натрия и добавки растительного происхождения «Лавитол».
В ходе исследования была установлена возможность использования пищевой добавки «Лавитол» с целью увеличения сроков хранения куриного фарша. Также изучена возможность применения раствора активного гипохлорита натрия для снижения поверхностной микрофлоры тушек цыплят-бройлеров.
При разработке технологии и рецептур куриного фарша с добавлением пищевой добавки «Лавитол» за основу была принята общая схема производства куриного фарша, параметры которой уточняли в ходе исследований.
Подготовку сырья и ингредиентов для фаршей «Домашний +» и «Обыкновенный +» осуществляли в соответствии с нормативно - технической документацией. Подготовка тушек цыплят-бройлеров. Переработка тушек цыплят-бройлеров осуществляется по стандартной технологической схеме и состоит из следующих операций: навешивание на конвейер; оглушение; убой; обескровливание; тепловая обработка; снятие оперения; операции по полному потрошению.
Ветеринарно-санитарную оценку охлажденных тушек проводят в соответствии с действующими Правилами ветеринарного осмотра животных и ветеринарно-санитарной экспертизы мяса и мясных продуктов, а также нормативно-технической документации на мясо птицы.
В процессе технологической обработки температура куриного мяса механической обвалки не должна быть выше 4-5сС. Жир-сырец куриный или свиной, или обрезки шпика свиного промывают холодной водой, подмораживают до температуры минус 2-4С и измельчают на волчке с диаметром отверстий решетки 2-3 мм. Подготовка яичных продуктов. Замороженный меланж предварительно размораживают в воде при температуре не выше 45С, не освобождая от упаковки. Размороженный меланж должен быть направлен на выработку фарша не позднее чем через 30 минут после окончания процесса размораживания. Куриные яйца после инспекции разбивают в емкости, разрешенные Госсанэпидслужбой РФ для контакта с пищевыми продуктами. Яичный порошок предварительно замачивают 30 мин с водой и перемешивают до мазеобразного состояния в соотношении: 274 г яичного порошка и 726 г воды.
