Содержание к диссертации
Введение
Глава 1 Современные аспекты создания мясных изделий общего и лечебно-профилактического назначения 6
1.1 Новое в технологии производства комбинированных продуктов 6
1.2 Эффективный способ использования белковых препаратов при производстве мясных изделий 21
1.3 Топинамбур - перспективное нетрадиционное сырье 33
1.4 Заключение по литературному обзору 44
1.5 Цель и задачи исследований 45
Глава 2 Организация экспериментов и методы исследований 46
2.1 Объекты и методы исследований 46
2.2 Методы исследований физико-химических показателей сырья и готовой продукции 50
2.2.1 Функционально-технологические свойства белково-жировых суспензий и фарша вареных колбас 50
2.3 Методы определения биохимических показателей 53
2.3.1 Биологическая ценность суспензий и вареных колбас 53
2.4 Метод решения задач оптимальной рецептуры колбасных изделий 57
2.5 Вероятностно-статистические методы анализа и обработки экспериментальных данных 60
Глава 3 Оптимизация состава многокомпонентных белково-жировых суспензий для вареных колбас из конины 63 І
3.1 Разработка рецептур белково-жировых суспензий с топинамбуром .63
3.2 Оценка аминокислотной сбалансированности белково-жировых суспензий
Глава 4 Влияние белково-жировых суспензий на функционально технологические свойства фаршей вареных колбас из конины и качество готовых изделий 83
Глава 5 Разработка рецептур и технологии вареных колбас из конины с использованием белково-жировых суспензий 90
5.1 Оптимизация рецептур вареных колбас из конины с применением белково-жировых суспензий, содержащих продукты из топинам бура 90
5.2 Влияние белково-жировых суспензий на биологическую ценность вареных колбас из конины 99
Выводы 105
Библиография
- Эффективный способ использования белковых препаратов при производстве мясных изделий
- Методы исследований физико-химических показателей сырья и готовой продукции
- Оценка аминокислотной сбалансированности белково-жировых суспензий
- Влияние белково-жировых суспензий на биологическую ценность вареных колбас из конины
Эффективный способ использования белковых препаратов при производстве мясных изделий
В вопросах комплексной переработки сырья, влияющих на эффективность работы предприятий мясной промышленности, немаловажная роль принадлежит созданию мясопродуктов с привлечением, как нетрадиционных белков, так и вторичных продуктов убоя. В последнее время комбинирование белков растительного и животного происхождения нашло широкое применение в производстве пищевых продуктов, так как позволяет расширить сырьевые ресурсы, а также улучшить качество продуктов питания, повысить их биологическую ценность и усвояемость.
При создании новых видов технологий комбинированных мясопродуктов заслуживает внимания региональное ресурсное сырье как источник биологически активных веществ, регулирующих валеологические свойства продуктов на мясной основе.
При производстве таких продуктов перед производителем стоит задача - получить сочную, монолитную консистенцию и по возможности увеличить выход готового продукта.
Работами отечественных и зарубежных исследователей доказана перспективность комплексного использования белков, как животного так и растительного происхождения, позволяющих рационально использовать функциональные свойства белковых препаратов, т.е. введение их в состав мясопродуктов в виде многокомпонентных композиций эмульсионного, структурообразующего или структурированного типов.
Кроме того, применение белково-жировых эмульсий (БЖЭ) в колбасном производстве позволит сэкономить основное мясное сырье, а так же получить продукт с высокой пищевой ценностью.
Белково-жировые эмульсии, как правило, представляют собой сложные многокомпонентные дисперсные системы, органолептические свойства которых определяются, прежде всего, функциональными свойствами, 2 характером взаимодействия и структурной совместимостью основных компонентов и, прежде всего, белков и жиров.
Основной принцип получения и использования БЖЭ - это связывание возможно большего количества жира и воды с одной частью белка. Так сотрудниками МТИММПа и ИНЭОС АН СССР были получены и исследованы некоторые свойства эмульсий, стабилизированных водорастворимыми комплексами белок (казеинат натрия) - кислый полисахарид (каррагинан или пектин). В качестве жирового компонента было введено кукурузное масло или костный жир. Белково-жировые эмульсии добавляли 10% к массе в рецептуру колбасы «Столовой» первого сорта. Было доказано, что при использовании эмульсий в производстве вареных колбас экономится значительное количество мяса, увеличивается выход продукции за счет повышения доли прочно связанной влаги, улучшаются органолептические показатели готового продукта /114,115/.
Для более рационального использования жира-сырца специалисты ВНИИМПа рекомендуют применение БЖЭ с совместным применением соевого белка и казеината натрия. Такие эмульсии включают белок, жир, воду в соотношении - 1:5:5 соответственно. При этом соотношении в эмульсиях функциональные свойства казеината натрия раскрываются наиболее полно. Для придания розового цвета эмульсии, целесообразно использовать препарат гемоглобина или кровь пищевую цельную в количестве до 2% к массе сырья. При замене 10% мяса таким же количеством белково-жировой эмульсии было установлено, что содержание жира в опытных образцах на 2-3% выше, чем в контрольных. Органолептическая оценка опытных образцов практически идентична органолептической оценке контрольных образцов. Выработанные с использованием белково-жировой эмульсии образцы колбас не имели жировых отеков и были более стойкими при хранении. Применение БЖЭ при выработке вареных колбасных изделий способствует переработке дополнительно от 1 до 3% жира без ухудшения качества готовой продукции. З
В результате изучения способов введения казеината натрия при изготовлении фарша вареных колбас первого и второго сортов, а также его эмульгирующей способности ВНИИМПом было установлено преимущество введения казеината натрия в фарш в виде эмульсии, по сравнению с сухим препаратом, на стадии обработки жиросодержащего сырья (полужирной, жирной свинины). При этом органолептическая оценка, выход готового продукта и содержание влаги в нем были выше, чем при добавлении казеината натрия в процессе обработки говядины /98/.
Hand L., Terrell R. изучали возможность применения различных растительных белков для изготовления эмульсий и колбасы типа морта-делла. Для приготовления эмульсии брали, %: свиного шпика - 43, горячей воды - 43, соли - 1,4 и 12,0 одного из белков - пшеничной клейковины, изолята соевого белка, соевого белкового концентрата или казеината натрия. Компоненты эмульсии измельчали в куттере, шприцевали в оболочку и подвергали тепловой обработке. Кроме того, эмульсию после охлаждения использовали при приготовлении колбасы вместо свиного шпика. Контролем служили колбасы, приготовленные из смеси свинины и говядины. 4
Установлено, что общие потери массы при тепловой обработке эмульсий, приготовленных с казеинатом натрия, были значительно выше, а потери жира ниже, чем у остальных образцов. Вместе с тем, колбаса, приготовленная с этой эмульсией, имела меньшие потери при тепловой обработке, чем с эмульсией, в состав которой входил изолят соевого белка. Однако контрольная колбаса по вкусовым показателям была лучше, чем образцы с заменой шпика эмульсией, независимо от вида белка, входящего в ее состав /134/.
Так, Schnackel W. и др. в рецептуре фарша для колбас типа Франкфуртской заменяли часть мясного сырья (10-20%) комбинированным белковым препаратом, представляющим собой смесь 76.5% белкового концентрата из пахты, 14,2% свиной крови и 9,3% вареной гомогенизированной свиной шкурки. Ими установлено, что замена 10-15% мясного сырья комбинированным белковым продуктом позволяет повысить пищевую ценность и усвояемость колбас. По основным органолептическим показателям качество колбасы с добавлением 10-15% комбинированного белкового продукта практически не отличалось от контрольных образцов, имея при этом лучшие показатели цвета на разрезе /154/.
Исследованы возможности использования многокомпонентных белковых смесей в качестве добавок в продукты из говяжьего мяса. При изготовлении комбинированных мясопродуктов типа болонской колбасы в их фарши вносили инактивированные сухие пивные дрожжи, казеинат натрия, концентрат сои, кровяную муку и композиции указанных препараторов. Фарши расфасовывали в банки и стерилизовали. После тепловой обработки проводили органолептическую оценку, определяли количество желе, жира, консистенцию, цвет, вкус. Установлено, что по сравнению с добавлением отдельных белковых препаратов добавление их композиций способствовало улучшению органолептических и технологических свойств готовых продуктов /124,155/.
Методы исследований физико-химических показателей сырья и готовой продукции
В работах В.Н.Голубева, Б.М.Кахана, И.С. Гулого приводится сравнительная характеристика зольного состава топинамбура с другими корнеплодами, из которой видно, что в минеральном составе клубней топинамбура содержание кремния и железа в 3 - 4 раза больше, а содержание калия и натрия более сбалансировано, чем в картофеле и моркови. Содержание кремния делает топинамбур особенно полезным для лиц пожилого возраста.
Состав витаминов по немногочисленным данным характеризуется наличием витаминов группы В, аскорбиновой кислоты, PP. Исследователи отмечают, что в зеленой массе значительно больше витаминов по сравнению с клубнями, а содержание витамина В7 (биотина) в клубне практически в 5 раз больше, чем в картофеле /23, 32,47/.
В комплексе с витамином С высокое содержание поликислот (8%): лимонной, яблочной, малоновой, янтарной, фумаровой имеет ярко выраженный антиоксидантный эффект.
Полифенольные вещества (ПФВ) важны с точки зрения пищевой и биологической ценности. Исследователями установлено, что ПФВ (флавонолы, катехины, леикоантоцианы, антоцианы, кумарины, оксикоричные кислоты и др.) обладают? - витаминной активностью /16, 39,66,68,76,79,106,142,143/.
Литературные источники указывают на целебное действие ПФВ: так некоторые фенолы обладают противоопухолевым действием, а катехины, леикоантоцианы и антоцианы уменьшают отрицательные последствия лучевых поражений. ПФВ ослабляют деятельность щитовидной железы при ее гиперфункции, подавляют развитие вирусов. Положительные результаты были получены при лечении больных с пневмонией, ревматизмом, гипертонией, а также при лечении повреждений мягких тканей, переломов костей, где в качестве лечебных средств использованы биофлавоноиды. ПФВ являются синергистами аскорбиновой кислоты, способствуют накоплению и эффективному использованию ее организмом /8,39,67,76/.
ПФВ оказывают существенное влияние на качество, как самого сырья, так и продуктов его переработки, являются незаменимыми веществами для нормальной жизнедеятельности человеческого организма. Исследованию ПФВ и их изменению при технологической переработке различных видов сырья посвящен целый ряд работ как российских, так и зарубежных исследователей.
По данным Мамоновой Г.В. общее содержание ПФВ в клубнях топинамбура составляет 125 мг/кг, отмечается наличие в клубнях топинамбура пирокатехинов, оксикоричных кислот и конденсированных танинов /68/.
По данным И. Жерома общее содержание полифенольных веществ в соке - гидролизате топинамбура составляет 15,2 мг/ЮОг /67/.
Многие отечественные и зарубежные ученые проводят исследования в области комплексного использования топинамбура с целью разработки новых технологий и получения продуктов профилактического назначения, лечебных препаратов на основе инулина топинамбура. Продукты могут быть использованы гомеопатическими аптеками, столовыми больниц, фитобарами /36,46,67,71/.
В кондитерской и хлебопекарной промышленности, при разработке новых видов сдобных диетических изделий и хлеба используют пюре из топинамбура в качестве заменителя сахара. При производстве мармелада -пасту из топинамбура. На новые виды продуктов разработана и утверждена нормативная документация /43,71,95/.
При изготовлении сложно компонентных соков, готовых завтраков, кваса, пива, вина, безалкогольных напитков и молочных продуктов успешно применяют продукты на основе топинамбура/23,32,43,67,71,95/.
Технологии производства вареников, блинчиков, пельменей с использованием пюре, порошка и концентрата из топинамбура предлагают Калакура М.М. и Дорохович А.Н. /16,36,47 /. При разработке мясопродуктов в качестве овощных добавок, применяя топинамбур в дополнение к сельдерею, луку-порею, пастернаку можно получить продукцию высокой пищевой ценности /32/.
Увеличить и расширить ассортимент продуктов профилактического назначения позволят консервированные продукты на основе топинамбура. З
Топинамбур как сырье для консервной промышленности обеспечит возможность дополнительной загрузки плодоовощных консервных предприятий и расширит производственный сезон осенью и весной /32,47,68/.
Высоко фруктозные сиропы из топинамбура, по данным Самсоновой А.Н, и Стояновой Л.А., могут полностью заменить сахар при производстве плодово-ягодных соков и напитков, фруктовых консервов, при этом продукция отличается хорошим вкусом и имеет эстетически приятный вид /16,23,43/.
Бредихина В.А., при производстве консервов использует пюре из топинамбура, купажированное фруктовыми пюре, в качестве заменителя сахара. На предложенную продукцию разработана и утверждена нормативная докумендация /16 /.
Исходя из вышесказанного, можно сделать вывод, что топинамбур содержит весь богатый уникальный набор физиологически активных соединений, который оказывает многогранное профилактическое действие на человека. Благодаря кремнийорганическим соединениям, он играет огромную роль в образовании защитных кремнийсодержащих коллоидов, предохраняющих стенки мочевых путей от воздействия нерастворимых солей (уратов, оксалатов и т. д.) и не допускающих образование песка и камней в органах (почках, желчном пузыре, суставах), являясь профилактическим и лечебным пищевым продуктом при артритах, артрозах, подагре, моче- и желчекаменной болезни.
Таким образом, приведенные данные позволяют сделать вывод, что топинамбур является перспективной культурой диетического и лечебного назначения, обладающей уникальным биохимическим составом и способной активно влиять на обменные процессы в организме. Учитывая указанные свойства, а также высокую урожайность данной культуры, ее следует использовать в питании, особенно в северных регионах и в экологически неблагоприятных территориях.
Оценка аминокислотной сбалансированности белково-жировых суспензий
Мясные системы, к которым относится колбасный фарш многокомпонентны, изменчивы по составу и свойствам, что может приводить к значительным колебаниям качества готового продукта. Функционально-технологические свойства мясных систем обусловлены их качественным составом и количественным содержанием основных пищевых веществ.
В связи с этим, разработка новых видов мясопродуктов из конины с заданными качественными показателями требует знания органолептических и структурно-механических характеристик, функционально-технологических свойств компонентов, входящих в состав рецептуры, и выявление их технологической совместимости. Изучение ФТС фаршевых эмульсий, таких как влагосвязывающая, водоудерживающая, жироудерживающая, эмульгирующая, гелеобразующая способности позволит осуществить выбор вводимых добавок, регулировать свойства как отдельных видов используемого сырья так и в целом, прогнозировать характер изменения свойств мясных систем на различных этапах технологической обработки, расширить ассортимент при производстве мясопродуктов, повысить качество готового продукта.
Известно, что вареные колбасы из конины отличаются более темным цветом, повышенной жесткостью, чем продукты из говядины, свинины и баранины, часто встречающимися отеками после тепловой обработки, что сказывается на выходе готового продукта. Для получения высококачественных вареных колбас из конины необходимо знать функциональные свойства фаршевых эмульсий и их роль в создании устойчивой структуры готовых продуктов. Фарш вареных колбасных изделий представляет собой сложную полидисперсную систему, состоящую из белков, жира и воды. Свойства фарша существенно зависят от соотношения между прочно- и слабосвязанной влагой. Знание закономерности изменения ФТС фарша необходимо для увеличения выхода и повышения качества колбасных изделий.
Химический состав фаршей вареной колбасы из конины в зависимости от вида и количества вводимой суспензии с пюре или мукой топинамбура представлен в таблице 9.
Из нее видно, что основное влияние на химический состав фарша оказывает вид суспензии и ее количественное содержание в рецептуре. При увеличении дозы суспензии от 10 до 30%, как с пюре топинамбура, так и с его мукой влажность продукта остается практически на одном уровне, изменение содержания белка и жира способствует увеличению соотношения коэффициента «жир-белок» до 1,3. В сложных реальных мясных системах поведение белка как основного стабилизирующего компонента рецептуры всегда рассматривается во взаимодействии с другими составляющими (жир, вода, минеральные вещества и др.)
С точки зрения рационального использования сырья, повышения выхода и обеспечения качества продукта оптимальным является значение показателя «жир : белок» от 1 до 3. Характер изменений соотношения «влага-белок» зависит не только от количественного содержания влаги, белка и жира в фарше, но и от функциональных свойств белкового компонента. Для оптимального развития ФТС фаршевых эмульсий коэффициенты «влага: белок» и «влага:жир» должны стремиться к пяти.
Такими соотношениями характеризуются комбинированные фарши включающие суспензии с пюре топинамбура 15%, а с его мукой - 20%.
Влияние белково-жировых суспензий на жироудерживающую способность фарша вареных колбас из конины Это обусловлено тем, что жир в суспензиях находится в эмульгированном состоянии, а также высокими жироудерживающими свойствами пищевых волокон топинамбура, которые в процессе тепловой обработки набухают, способствуя удержанию жира в пористой структуре волокон.
Увеличение ВСС и ВУС всех опытных фаршей происходит за счет увеличения в них массовой доли высокомолекулярных белков и полисахаридов, способных к набуханию, сопровождающемуся связыванием и удержанием влаги. Установлено, что положительное влияние на увеличение ВСС и ВУС оказывают белки сои и пектиновые вещества топинамбура. По-видимому, это связано с тем, что в БЖС с применением эмульгаторов и стабилизаторов вода прочно связывается оболочками жировых частиц, благодаря чему возрастает доля ВСС фарша и увеличивается его вязкость. Также ВУС и ВСС в значительной степени зависят от количества жировой ткани в рецептуре и соотношения «жир-белок» в фарше. Наибольший прирост ВСС и ВУС, как видно из рис.7, наблюдается при замене мясного сырья многокомпонентными суспензиями с пюре и мукой топинамбура в количестве от 15 до 20%.
Повышение устойчивости фарша находится в прямой зависимости от его ВУС и увеличивается при введении суспензии с пюре и мукой топинамбура по сравнению с контролем. Это связано с тем, что при тепловой обработке мука топинамбура набухает и способна удерживать жировые капли, а также
Влияние белково-жировых суспензий на биологическую ценность вареных колбас из конины
При создании продукта сбалансированного по основным факторам питания требуется не только содержание основных пищевых веществ в определенном соотношении, но и формирование определенного уровня функционально-технологических характеристик, влияющих на качество колбасных изделий. В связи с этим были разработаны комплексные модели рецептур вареных колбас из конины. Например, такая модель для изделий с использованием суспензии содержащей муку топинамбура имеет следующий вид: (1-белки; 2-жирьі; 3-влага; 4-зола; 5-изолейцин; 6-фенилаланин + тирозин; 7-соотношение белок.влага; 8-соотношение белок.жир; 9 -соотношение Ca:Mg; 10 - витамин Д, 11 - водосвязывающая способность)
Анализ качественных показателей комбинированных вареных колбас показал, что изделия сбалансированы по содержанию белка и жира, отличаются нежной консистенцией, повышенной сочностью, монолитной структурой с приятным вкусом и ароматом. Использование БЖС с топинамбуром при производстве вареных колбас из конины нейтрализует специфический привкус конины и облагораживает цвет. Уровень органолептической оценки вареных колбас с БЖС содержащими пюре топинамбура составил 8,0 баллов, а муки- 7,9 баллов. Выход опытных образцов колбасных изделий по сравнению с контролем увеличивается на 12-14%.
Введение суспензий в мясопродукты из конины способствует частичной замене сахарозы, входящей в состав рецептуры контрольного образца, на фруктозу, а также обогащению витаминами: А, Е, Д (табл.15) и минеральными веществами: Р, Fe, Са, Zn, Si (табл.16). Таблица 14 Оптимальньїе рецептуры и характеристика качества вареных колбас из конины
Для нормального питания важно не только абсолютное содержание минеральных веществ в пище, но и их соотношения, например, кальция и фосфора (1:1.5) или кальция и магния (1:0.5). При использовании БЖС сложного состав в вареных колбасах из конины наблюдается положительное действие их на соотношения некоторых элементов в продуктах (табл.17).
Согласно положениям адекватного питания мясные продукты, помимо белков, жиров и других питательных элементов, должны содержать определенное количество так называемых физиологически полезных балластных веществ. Теория подтверждает, что определенное содержание балластных веществ не снижает, а, наоборот, повышает пищевую ценность продуктов питания. Однако закономерен вопрос о физиологической научно обоснованной норме содержания этих веществ в основных пищевых продуктах, в том числе и мясных.
Пищевые волокна, синонимами которых являются неусвояемые углеводы, клетчатка, балластные вещества, представляют собой большую группу нутриентов, к которым относятся растительные продукты: зерновые, фрукты и овощи. Одним из таких источников является топинамбур, рациональное использование которого позволит увеличить объемы выпуска комбинированных продуктов, улучшить их качество, совершенствовать ассортимент.
Для более полного представления о степени полезности мясопродуктов был изучен аминокислотный состав вареных колбас из конины, содержащих от 15 до20% БЖС с пюре или мукой топинамбура (таблица 18). Необходимо отметить, что изделия, вырабатываемые по традиционной технологии, лимитированы по содержанию треонина, а опытные образцы колбас сбалансированны по сумме незаменимых аминокислот. Таблица 18
Для определения биологической полноценности белка вареных колбас из конины с БЖС нами был использован аминокислотный скор, рекомендованный ФАО/ВОЗ и рассчитаны показатели биологической ценности мясопродуктов, которые представлены в таблицах 19, 20. Показатели биологической ценности у вареных колбас из конины с добавлением БЖС показывают, что практически все ее коэффициенты у изделий достаточно высокие по сравнению с контрольным образцом.
Коэффициент утилитарности аминокислот белка, характеризующий степень их сбалансированности на 13-15 % выше по сравнению с изделиями, вырабатываемыми по традиционной технологии. В идеале этот коэффициент должен составлять 1.
Таким образом, использование БЖС с топинамбуром при производстве вареных колбас из конины способствует получению продукта, сбалансированного по основным незаменимым факторам питания, с улучшенными качественными характеристиками и с повышенной пищевой ценностью. На основании полученных результатов исследований была разработана и апробирована в промышленных условиях технология вареных колбас из конины, которая легла в основу нормативного документа (ТУ 921360-026-02069473).
Разработанная технологическая схема (рис.9) наряду с общеизвестными процессами дополнительно включает в себя операции по приготовлению БЖС. Остальные технологические операции и их последовательность осуществляются по традиционной технологии производства вареных колбас.
Экономическая эффективность от использования БЖС с пюре топинамбура в вареных колбасах из конины составляет (на 1 тонну готовой продукции) 570 рублей, а с мукой - 552 рубля.
