Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. Аналитический обзор литературы 6
1.1 Использование соевых белковых препаратов и молочно-белковых концентратов в производстве комбинированных мясопродуктов 6
1.2 Сравнительная характеристика функционально-технологических свойств молочных препаратов и их влияние на формирование качественных характеристик мясных продуктов 20
1.3 Использование белково-жировой эмульсии в технологии фаршевых мясопродуктов 26
1.4 Особенности цветообразования в мясопродуктах, содержащих молочные белковые препараты 33
Заключение 39
ГЛАВА 2. Организация экспериментальных исследований 42
2.1 Цель и задачи исследований 42
2.2 Характеристика объектов исследования. Условия проведения экспериментов 43
2.3 Методы исследований 48
ГЛАВА 3. Исследование состава, биологической ценности и функционально-технологических свойств молочно-растительных белково- углеводных препаратов «белкон алев i» и «белкон алев и» и их оценка влияния на качественные показатели модельных фаршевых систем 52
3.1 Изучение химического состава, ФТС мол очно-растительных белково-углеводных препаратов «Белкон Алев» 52
3.2 Исследования влияния технологических факторов на эмульгирующую способность препаратов «Белкон Алев» 57
3.3 Изучение качественных характеристик модельных фаршевых систем типа рубленых полуфабрикатов и вареных колбас, содержащих гидратированные молочно-растительные белково- углеводные препараты «Белкон Алев I» и «Белкон Алев II» 64
3.4 Исследование качественных характеристик модельных фаршевых систем типа рубленых полуфабрикатов и вареных колбас, содержащих белково-жировую эмульсию на основе препарата «Белкон Алев II» 74
ГЛАВА 4. Разработка рецептур и технологий новых видов мясопродуктов с использованием молочно-растительных белково-углеводных препаратов «белкон алев» 81
4.1 Разработка рецептуры и технологии вареной колбасы с использованием белкового препарата «Белкон Алев I» 81
4.2 Разработка рецептуры и технологии сосисок 1 сорта с использованием белково-жировой эмульсии на основе препарата «Белкон Алев II» 89
4.3 Изучение биологической ценности вареных колбасных изделий 94
Выводы 98
Список использованной литературы
- Использование соевых белковых препаратов и молочно-белковых концентратов в производстве комбинированных мясопродуктов
- Использование белково-жировой эмульсии в технологии фаршевых мясопродуктов
- Изучение химического состава, ФТС мол очно-растительных белково-углеводных препаратов «Белкон Алев»
- Разработка рецептуры и технологии вареной колбасы с использованием белкового препарата «Белкон Алев
Введение к работе
Основные направления социального и экономического развития
Российской Федерации предусматривают последовательное увеличение
объемов производства высококачественных продуктов питания в
соответствии с «Концепцией Государственной политики в области здорового
питания», предусматривающей «создание экономической и материальной базы, обеспечивающей необходимые объемы производства продовольственного сырья и пищевых продуктов, их высокое качество и безопасность, постоянный контроль за производством и потреблением экологически безопасных продуктов питания» [63,77,145].
В настоящее время уровень потребления мяса и мясных продуктов на душу населения в нашей стране почти в два раза ниже физиологически необходимой нормы, наблюдается дефицит белка в рационе питания большей части россиян. Основными задачами современной мясной промышленности являются комплексное использование животноводческого сырья и его глубокая переработка в целях увеличения объема производства продуктов питания с высокой биологической ценностью [69].
Среди белковых препаратов животного и растительного
происхождения, применяемых в колбасном производстве, наибольшее
* распространение получили молочные и соевые белки, которые имеют
высокую пищевую ценность и обладающие ценными функционально-технологическими свойствами.
За последние тридцать лет отечественными учеными Дьяченко П. Ф., Журавской Н. А., Храмцовым А. Г., Молочниковым В. В, Нестеренко П. Г. др. разработаны технологии получения молочно-белковых концентратов (МБК) на основе обезжиренного молока и молочной, в том числе подсырной сыворотки. В мясной промышленности внедрены технологии комбинированных мясных продуктов с МБК, предложенные специалистами МГУПБ (Рогов И. А., Журавская Н. К., Липатов Н. Н., Митасева Л. Ф., Титов Е. И. и др.), ВНИИМПа (Салаватулина Р. М., Любченко В. И. и др.), ИНЭОС
5 АН РФ (Толстогузов В. Б., Дианова В. Т. и др.). Многочисленными авторами (Гронастайская Н. А., Салаватулина Р. М., Мицык В. Е., Hermansson А.-М., Могг С. V., Smith G. С. и др.) изучены и охарактеризованы функционально-технологические свойства (ФТС) МБК [39,111,47,84,117,31,32,55].
Специалистами кафедры прикладной биотехнологии СевКавГТУ (Храмцов А. Г., Евдокимов И. А., Рябцева С. А., Лодыгин Д. Н., и др.) разработаны технологии получения и производства разных видов МБУК на основе молочной сыворотки и обезжиренного молока. Они содержат повышенное количество серосодержащих аминокислот, что позволяет осуществлять с их помощью корректировку аминокислотного состава, а также лактозу, обладающую оксиредукционным потенциалом, что положительно влияет на формирование окраски колбас и способствует, по данным ряда авторов, снижению в них содержания остаточного нитрита. Улучшенные ФТС таких препаратов, низкая себестоимость, наличие редуцирующих веществ позволили разработать сотрудникам кафедры ТМиК СевКавГТУ Постникову СИ., Барыбиной Л. И. конкретные рекомендации по их применению в технологии функциональных мясопродуктов комбинированного состава в качестве альтернативы соевым препаратам.
Учитывая выше изложенное, представляет научный и практический интерес исследовать целесообразность создания комбинированных мясных продуктов с использованием отечественных многокомпонентных полифункциональных белковых препаратов нового поколения, полученных из вторичного молочного сырья и соевого молока с введением функциональных добавок.
Использование соевых белковых препаратов и молочно-белковых концентратов в производстве комбинированных мясопродуктов
Обеспечение населения высококачественными пищевыми продуктами - одно из основных положений Концепции государственной политики в области здорового питания населения России. Поэтому производство мясных продуктов как основного источника животного белка, обеспечивающего жизнедеятельность организма человека, в необходимых объемах, высокого качества, разнообразного ассортимента - главная задача мясоперерабатывающей отрасли [94].
В мясной промышленности многих стран при производстве комбинированных мясопродуктов широко используется вторичное белоксодержащее сырье растительного и животного происхождения, пищевые и функциональные добавки для улучшения технологических свойств готового продукта [9,6,14,34,38,40,66,75,77,98,118,167,170,190,207, 214,215].
Отечественными и зарубежными учеными (Толстогузов В.Б., Рогов И.А., Бражников A.M., Журавская Н.К., Липатов Н.Н., Салаватулина P.M., Жаринов А.И., Титов Е.И., Борисенко Л.А., Устинова А.В., Касьянов Г.И., Лисицын А.Б., Wilcke, H.L., Hopkins, D.T., Waggie D.H. и др.) доказана актуальность комплексного использования белков животного и растительного происхождения, установлена роль функционально-технологических свойств различных белоксодержащих систем при разработке рецептур пищевых продуктов, предложены методы математико-аналитического проектирования и конструирования мясопродуктов с заданным химическим составом, сформулированы принципы регулирования основных физико-химических и биохимических процессов, ответственных за формирование качественных характеристик готовой продукции.
Из растительных белков, применяемых в мясоперерабатывающей промышленности, приоритет отдается соевым белковым препаратам, которые по пищевой ценности практически не уступают белкам животного происхождения [69].
Р Во многих странах (США, Канаде, Японии, Китае, Корее, Дании и др.) продукты переработки соевых бобов широко известны и как основа лечебно профилактического питания. В результате медико-биологических исследований различных соевых продуктов, изготавливаемых по наиболее перспективным технологиям, как за рубежом, так и в России, выявлен ряд специфических свойств, имеющих лечебно-профилактическую направленность [100], что объясняют присутствием в сое изофлавонов, олигосахаридов (рафиноза и стахиоза), обладающих противораковым эффектом, аминокислот (глицин и аргинин), лецитина, сапонина антихолестеринемическим эффектом, пищевых волоки противодиабетическими свойствами [52].
В настоящее время 75% всего производства сои в РФ сосредоточено на Дальнем Востоке и около 20%» - на Северном Кавказе и Волгоградской области, причем показатель по Северному Кавказу в последние годы имеет тенденцию к росту. В Краснодарском крае под эгидой российской f ассоциации «Ассоя» сосредоточено 18 соеперерабатывающих предприятий общей мощностью более 300 тыс. тонн семян в год [78].
Известно, что при применении разных технологических способов переработки соевого зерна получаются соевые продукты, содержащие около 50% белков (обезжиренная соевая мука и крупа, текстурированные соевые протеины), около 70% белков (соевые концентраты и текстурированные концентраты), и до 90% белков (изолированные соевые протеины - изоляты).
Соевые продукты содержат большое количество белка и биологически активные вещества - фосфолипиды, среди которых преобладает лецитин, фосфор, магний, железо, водорастворимые витамины группы В, жирорастворимый витамин Е, а биоусвояемость микроэлементов выше, чем у других продуктов питания [36,112].
В настоящее время практически во всех странах с развитой мясоперерабатывающей промышленностью в технологии мясных изделий широко применяются различные продукты переработки соевых бобов. К ассортименту таких мясных изделий относятся все виды колбас, консервы с длительным и ограниченным сроками хранения, полуфабрикаты, готовые блюда, копчености, а также другие виды продуктов характерные для промышленной подготовки пищи, в которой используется мясо (мясной хлеб пицца подливки из мяса блюда из мяса для детей и т.д.) [122].
Из бобов сои вырабатывают не только белковые препараты, но и другие продукты, например, соевое молоко (ТУ 9197-001-51722491-99), которое получают из вымоченной, измельченной и проваренной сои. Соевое молоко представляет собой фильтрат - тонкую дисперсию белка и липидов в белковом растворе [139]. Соевое молоко содержит все незаменимые аминокислоты, обогащено минеральными веществами и является источником витаминов В и D, железа, кальция и магния. При добавлении метионина, сахара, витаминов и минеральных солей соевое молоко по биологической ценности становится эквивалентным коровьему молоку.
Соевое молоко производят как в виде аналога или комбинированного напитка (в смеси с коровьим и другими видами молока), так и в сухом виде [139]. Соевое молоко очень хорошо усваивается организмом и обладает высокими диетическими свойствами. Сухое соевое молоко ценный источник минеральных веществ, особенно солей кальция и железа, и витаминов, среди которых - Вь Вг, В6. Сухое соевое молоко используется в питании грудных детей и взрослых при аллергии на молочные продукты животного происхождения и не усвояемости лактозы коровьего молока. Смеси соевого экстракта и коровьего молока используют при производстве сыров, йогуртов, соевых напитков, мороженого, хлебобулочных и мясных изделий, соусов [3].
Использование белково-жировой эмульсии в технологии фаршевых мясопродуктов
Согласно принятой в мировой практике классификации, эмульсиями называют дисперсную систему, состоящую из двух (или нескольких) жидких фаз. Условие образования дисперсной системы - практически полная или частичная нерастворимость вещества дисперсной фазы в среде. Поэтому вещества, образующие различные фазы, должны сильно различаться по своей полярности. Практический интерес и наибольшее распространение получил эмульсии, в которых одна из фаз - вода. В этих случаях вторую фазу представляет неполярная или малополярная жидкость, называемая в общем случае маслом. Эти фазы образуют два основных типа эмульсий - дисперсии масла в воде и дисперсии воды в масле [23,62,147].
Сырой фарш вареных колбасных изделий по физической структуре и своим свойствам приближается к дисперсным системам коагуляционного типа. В нем дисперсные частицы связаны друг с другом непрочными коагуляционными связями, обусловленными избыткам поверхностной энергии и действующими через дисперсионную среду, в единую пространственную сетку (каркас) [169,200]. Добавленная при приготовлении фарша вода, связываясь белком, образует водно-белковую основу, содержащую экстрагированные из мяса водо- и солерастворимые белки, а также растворы солей, фосфатов, Сахаров и т.д. Эта сложная водно-белковая матрица служит непрерывной дисперсионной средой, в которой диспергированы тонкоизмельченные частицы жировой, мышечной и соединительной тканей. Таким образом, физическая структура и характеристика основной массы фарша настолько похожи на структуру и характеристику натуральной эмульсий, что термин «эмульсия» стал употребляться в промышленной технологии мяса [120,191,195,209,228,234].
Устойчивость эмульсий определяется наличием на поверхности раздела фаз адсорбционных оболочек, образованных либо двойным электрическим слоем третьего вещества, либо коллоидно-дисперсионным слоем эмульгатора с гелеобразующей структурой. В технологии мяса в качестве эмульгатора жира используют как естественные компоненты сырья (миофибриллярные белки, лецитин, кефалин, холестерин), белковые препараты, содержащие водорастворимые белки (растительные белковые препараты, белки молока, яичные продукты, белки крови), так и химические аддитивы (поливалентные фосфаты, поверхностно-активные вещества).
При приготовлении фаршевых эмульсий необходимо учитывать функциональные свойства используемых белковых препаратов. Так, например, соевый изолят обладает высокой ВСС и гелеобразующей способностью. Казеинат натрия имеет высокую растворимость и ЭС. Он быстро растворяется в фарше и выполняет в нем, прежде всего роль эмульгатора жира [4,18,40,119,138].
Эффективность получения и стабильность свойств эмульсий зависит от вида жира и эмульгатора, соотношения дисперсионной среды и дисперсной фазы, степени диспергирования частиц, температуры, рН среды и других факторов.
В эмульсиях белки частично денатурированы. Они ориентированы на межфазной поверхности и адсорбируются в две фазы: водную и масляную. При приготовлении эмульсий в условиях, обеспечивающих реализацию максимальных эмульгирующих свойств белка, агрегация макромолекул на межфазной поверхности не будет предшествовать поверхностной, а затем и тепловой денатурации. Это обеспечит оптимальные условия гелеобразования при последующей термообработке [18].
Известно, что при изготовлении фарша на куттере степень эмульгирования жира, вводимого в фарш в составе жировой ткани или в топленом виде, недостаточна. Образующаяся эмульсия жира неустойчива и быстро расслаивается. Поэтому увеличение количества жира уменьшает ВСС. Этого можно избежать, если вместо жировой ткани или топленого жира ввести заранее подготовленную эмульсию.
В водно-жировых эмульсиях, выработанных с применением эмульгатора и стабилизатора, вода прочно связывается сольватными оболочками жировых глобул. Благодаря этому возрастает доля химически связанной влаги в фарше и увеличивается вязкость последнего. При этом влагосодержание готовой продукции, а значит и ее выход больше. Замена жировой ткани или топленого жира жировыми эмульсиями позволяет получить фарш с заданными структурно-механическими свойствами, не прибегая к выдержке мяса в посоле или существенно сократив ее продолжительность [119].
Замена жировой ткани или топленого жира жировыми эмульсиями позволяет получить фарш и продукт с высокими структурно-механическими показателями. Применение жировых эмульсий является гарантированным средством предупреждения потерь влаги при тепловой обработке [119, 8,130,138,144].
Многими исследованиями отечественных и зарубежных ученых установлено, что продукты высокого качества можно вырабатывать с применением эмульсий различного состава, содержащих цельную кровь или ее плазму, казеинат натрия или белки сои, сывороточно-белковые концентраты, жир и воду [40,57,67,119,131,136,144,173].
Изучение химического состава, ФТС мол очно-растительных белково-углеводных препаратов «Белкон Алев»
С целью разработки рекомендаций по использованию молочно-растительных белково-углеводных препаратов «Белкон Алев» при производстве мясопродуктов был изучен их химический состав, биологическая ценность и функционально-технологические свойства.
По мнению отечественных и зарубежных ученых [39,85,119,140,181,184,202] на ФТС МРБУП оказывает влияние способ получения, химический состав, наличие солей, величина рН и др.
Результаты исследования химического состава и основных функционально-технологических свойств препаратов «Белкон Алев» приведены в таблице 3.1.
Оценка химического состава (таблица 3.1) препаратов «Белкон Алев I» и «Белкон Алев II» показала, что исследуемые образцы практически не отличались по содержанию влаги (6,7 и 5,7% соответственно), жира (4 и 5%) и минеральных веществ (4,5 и 4,7%). Содержание кальция в исследуемых препаратах составило 0,57 и 0,69%, соответственно, а фосфора - 0,40 и 0,35%.
Анализ полученных данных позволяет выявить заметную разницу при определении белковой фракции. Содержание белка в препарате «Белкон Алев I» достигает примерно 49%, а в препарате «Белкон Алев II» на 12% меньше. Следовательно, для обеспечения адекватной замены мяса по белку при изготовлении мясопродуктов необходимо предварительно гидратировать МРБУП «Белкон Алев І» в соотношении 1:2, при этом содержание белка составит 16,3%, что соответствует содержанию белка в мясе.
Указанные препараты характеризуются высоким содержанием углеводной фракции 35-47,6%, в том числе лактозы (30,3 и 41,3%), і соответственно), что накладывает определенные ограничения по их введению в состав фаршевых систем мясопродуктов из-за возможных изменений органолептических показателей. С учетом содержания основных компонентов в состав МРБУП, по нашим расчетам, на долю молочного сахара может приходиться до 70% от общего содержания углеводов. Лактоза, обладая высоким оксиредукционным потенциалом, может оказывать существенное влияние на механизм трансформации нитрита натрия и формирование окраски комбинированных мясопродуктов.
Анализ экспериментальных данных по химическому составу свидетельствуют о том, что сухие белковые препараты являются полноценным ресурсосберегающим сырьем при производстве колбасных изделий. При стоимости препарата «Белкон Алев I» 65 рублей за 1 кг и гидратации 1:2 стоимость 1 кг геля составит около 21,7 рублей, что позволит значительно снизить себестоимость готовой продукции.
Следует отметить, что препараты имеют высокое значение рН (6,94, р 6,97), что должно положительно сказаться на функциональных характеристиках мясного сырья.
Показатель растворимости (обратная величина показателя индекса растворимости) белка используют как первичный показатель качества белковых препаратов. Она обуславливает реологические свойства белоксодержащих пищевых систем, устойчивость эмульсий, стабилизированных белками.
Анализ экспериментальных данных по исследованию индекса растворимости показывает, что МРБУП обладают низкой растворимостью, уровень которой по данным ряда авторов [105] можно повышать в присутствии фосфатов.
Важнейшими функционально-технологическими свойствами белковых препаратов, используемых при производстве мясопродуктов, являются их водоудерживающая и водопоглощающая способности. Водопоглощаемость проявляется в результате спонтанного «взятия» воды белковой матрицей и определяет первую ступень в процессе сольватации. Установлено, что исследуемые препараты, за счет присутствия белков молока, характеризующиеся гидрофильными свойствами [135] обладают высокими значениями водопоглощающей способности (115,3 и 103,7% соответственно) и набухаемости (153,8 и 145,3%, соответственно), по сравнению, например, с сухим обезжиренным молоком, в котором значение этих показателей составляет, соответственно 106,2% и 115,3%.
Препараты «Белкон Алев I» и «Белкон Алев II» имеют высокий уровень ЖПС, достигающий 121,6 и 127,5%, соответственно, что может способствовать улучшению стабильности фаршевых систем, препятствует появлению жировых отеков и уменьшению потери при тепловой обработке. Кроме того, повышение ЖПС препаратов дает основание предполагать их высокую ЭС за счет присутствия в препарате лецитина сои.
Разработка рецептуры и технологии вареной колбасы с использованием белкового препарата «Белкон Алев
При разработке новых видов мясопродуктов одним из критериев оценки их рецептур является нормализация химического состава продукта с позиции оптимального соотношения белка и жира. Решению этой задачи способствует направленное использование белковых препаратов для повышения функциональных свойств фарша. При этом недостаток мышечного белка в фарше компенсируется увеличением ВСС, ВУС и ЖУС, а также повышением устойчивости колбас при хранении, увеличением объема выработки продукции при одновременном снижении расхода мясного сырья, повышением пищевой ценности и снижением себестоимости продукта [50,101,155,194,89,109,110,128].
Разработка рецептур колбасных изделий с препаратами «Белкон Алев» базировалась на современных принципах здорового питания, основанных на подборе определенных видов сырья и таких их соотношений, которые бы обеспечивали требуемые качественные характеристики продукта.
На основании изучения качественных показателей модельных фаршевых систем с учетом органолептических показателей установлен оптимальный уровень введения гидратированного в соотношении 1:2 препарата «Белкон Алев I».
Рецептуры контрольного и опытного образцов вареной колбасы «Университетская» 1 сорта представлены в таблице 4.1.
Принимая во внимание функционально-технологические характеристики МРБУП «Белкон Алев I» и свойства модельных фаршевых систем, при приготовлении фарша вначале вводилась предварительно посоленная говядина 1 сорта (прошедшая стадию созревания), соль на несоленое сырье, фосфаты, каррагинан, нитрит натрия и дробно вода (лед) в количестве 2/3 от общего количества добавляемой влаги. При введении воды (льда) контролировали температуру фарша, которая должна быть не более 5С. Продолжительность куттерования говядины составляла примерно 5 мин. Затем в куттер вносили куриные яйца, гидратированный (1:2) препарат «Белкон Алев I», свинину полужирную, оставшуюся влагу и куттеровали еще 3-4 минуты. За 1-2 мин до окончания процесса куттерования вносили крахмал, свиной шпик, специи и куттеровали до требуемой степени измельчения шпика (кусочки размером 3-5 мм).
В результате сравнительной оценки исследуемых образцов таблица 4.2 было установлено, что величина рН контрольного и опытного образцов находилась примерно на одинаковом уровне.
Вследствие предварительной гидратации вносимого в опытный образец белкового препарата в соотношении 1:2, отмечается снижение содержание влаги в опытном образце на 0,7%, по сравнению с контролем. При использовании препарата «Белкон Алев I» существенно повышается водосвязывающая способность фарша опытного образца до 100,0% к общей влаге. В контрольном образце величина данного показателя равна 97,9%. Более высокие значения ВСС обусловлены повышенными функциональными свойствами белкового препарата.
Введение препарата «Белкон Алев І» в опытном образце вареной колбасы приводило к незначительному снижению прочностных характеристик, о чем свидетельствуют результаты изменений ПНС, что объясняется снижением доли миофибриллярных белков.
При внесении белкового препарата «Белкон Алев I» пластичность повышается, и значение этого показателя составляет 5,7 см2.
После тепловой обработки отмечается незначительное увеличение водородного показателя, как в контрольном образце, так и в опытном примерно на 0,05 единиц.
Исследование содержания влаги показывает, что полученные значения данного показателя соответствуют ГОСТ Р 52196-03 для данных видов колбасных изделий. Содержание влаги в опытном образце составляет 62,7%, в контроле - 62,2%.
Показатель ВУС колбасных изделий в опытном образце готового продукта выше, чем в контроле, соотношение 94,8% и 90,6%). Что, на наш взгляд, объясняется достаточно высокими гелеобразующими свойства белкового препарата «Белкон Алев I». Данный показатель влияет на выход готового продукта, в опытном образце он составляет 129,8%, а в контрольном -123,8%.
С целью выявлений различий в цветовых характеристиках контрольного и опытного образцов готовых вареных колбас были получены их спектры отражения в видимой области света (рисунок 4.1) (Приложение Д). Анализ кривых свидетельствует о незначительном различии в цвете контрольного и опытного образца. Спектры отражения находятся примерно на одинаковом уровне, а цветовые модули их равны G= 176,9 и G=174,5, соответственно. Но вместе с тем, в опытном образце количество нитрозопигментов несколько выше по сравнению с контролем, а количество остаточного нитрита натрия на 0,7 мг% ниже, что, по-видимому, вызвано влиянием лактозы, обладающей высоким оксиредукционным потенциалом. Снижение остаточного нитрита натрия в продукте способствует повышению уровня безопасности готового продукта.
