Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Обзор литературы 10
1.1 Современное состояние производства мясных полуфабрикатов в России 10
1.2 Характеристика мясных полуфабрикатов 16
1.3 Факторы, обусловливающие качество и безопасность мясных продуктов 20
1.3.1 Гидролитическое расщепление липидов 24
1.3.2 Окислительная порча липидов 25
1.4 Антиоксиданты и их синергисты 26
1.4.1 Использование натуральных антиоксидантов в технологии продуктов питания 32
1.4.2 Натуральные антиоксиданты для стабилизации липидов мясных продуктов 35
1.4.3 Экстракт зеленого чая 39
1.4.4. Экстракт розмарина 45
Глава 2. Объекты и методы исследований 53
2.1. Схема проведения экспериментальных исследований 53
2.2. Объекты исследования 53
2.3. Методы исследований 57
Глава 3. Результаты исследований и их обсуждение 75
3.1 Характеристика химического состава мясных рубленых полуфабрикатов 75
3.2 Исследование изменения качества полуфабрикатов в процессе холодильного хранения 77
3.3 Исследование активности воды в мясных рубленых полуфабрикатах 81
3.4 Изучение окислительной порчи липидов свиного шпика 83
3.5 Выбор и обоснование использования натуральных антиоксидантов для стабилизации липидов мясных рубленых полуфабрикатов 85
3.6. Исследование антиокидантных свойств экстракта розмарина на образцах свиного шпика 88
3.7 Обоснование дозировок экстракта розмарина с использованием метода математического моделирования эксперимента 94
3.8. Определение эффективных дозировок экстракта зеленого чая 98
3.9 Исследование влияния антиоксидантнои активности экстрактов розмарина и зеленого чая на гидролитические и окислительные процессы при хранении охлажденных и замороженных рубленых Мясных полуфабрикатов 101
3:10 Исследование влияния антиоксидантных составляющих растительных экстрактов на органолептические показатели рубленых мясных полуфабрикатов в процессе холодильного хранения 105
3.11 Исследование влияния антиоксидантных экстрактов на жирнокислотный состав липидов рубленых мясных полуфабрикатов в процессе хранения при;; температуре 4±2С 107
3.12 Влияние антиоксидантных экстрактов на минеральный состав мясных полуфабрикатов .110
3.1.3 Оценка биологической безопасности мясных полуфабрикатов с антиоксидантными экстрактами с применением тест-объекта Stylonychiamytilus 111
Глава 4 Совершенствование технологии рубленых мясных полуфабрикатов 113
4.1 Уточнение технологии мясных рубленых замороженных полуфабрикатов 113
4.2 Исследование химического состава и пищевой ценности рубленых мясных полуфабрикатов 123
4.3 Обоснование сроков годности рубленых мясных полуфабрикатов и исследование показателей их безопасности .125
4.4 Разработка технической документации на полуфабрикаты рубленые мясные быстрозамороженные с применением экстрактов розмарина и зеленого чая 127
4.5 Производственные испытания предлагаемой технологии 128
4 .6 Расчет экономической эффективности использования экстрактов розмарина и зеленого чая при производстве полуфабрикатов 132
Выводы 139
Список использованных источников 141
Приложения 166
A. Акт производственных испытаний, проведенных на ООО «Конкордия» .167
Б. Протокол дегустации продукции (дегустационный лист) на ООО «Конкордия» 170
B. ТУ 9214-010-48752993-2011 «Полуфабрикаты рубленые из мяса свинины, говядины быстрозамороженные». Технические условия 171
Г. ТИ к ТУ 9214-010-48752993-2011 «Полуфабрикаты рубленые из мяса свинины, говядины быстрозамороженные» 193
Д. Протокол № 1 дегустационного совещания от 20.11.2009 206
Е. Протоколы № 1, 2, 3 дегустационных совещаний от 25.04.2010 г., 25.05.2010 г., 23.06.2010 г 208
Ж. Протокол лабораторных исследований № 588 Р 211
- Антиоксиданты и их синергисты
- Исследование антиокидантных свойств экстракта розмарина на образцах свиного шпика
- Уточнение технологии мясных рубленых замороженных полуфабрикатов
- Производственные испытания предлагаемой технологии
Введение к работе
Актуальность работы. В соответствии с государственной политикой Российской Федерации в области здорового питания населения на период до 2020 года важнейшей задачей является развитие производства пищевых продуктов, способствующих сохранению и укреплению здоровья различных групп населения.
Неблагоприятные экологическая обстановка и питание провоцируют в организме человека окислительные процессы, вызывающие нарушение функций клеток и рост числа сердечно-сосудистых, онкологических и других хронических заболеваний. Для улучшения здоровья населения необходимо производить продукты, в состав которых включаются натуральные ингредиенты с антиоксидантными свойствами.
Производство мясных полуфабрикатов является наиболее динамичной отраслью мясной промышленности. Объем выпуска мясных полуфабрикатов в России в 2010 г. вырос по отношению к 2000 г. в 7,8 раза и составил 1552,8 тыс. тонн [Кузьмичева, 2011]. При этом большую часть составляют замороженные полуфабрикаты (ЗПФ) из-за удобства их использования и длительного срока хранения.
Процессы, происходящие при хранении рубленых мясных ЗПФ, сопровождаются накоплением продуктов распада белков и липидов и приводят к снижению пищевой ценности и органолептических свойств продукции. Накопление продуктов окисления липидов ограничивает продолжительность хранения мясных продуктов и отрицательно влияет на безопасность замороженных продуктов.
Перспектива совершенствования технологии ЗПФ является своевременной и актуальной. Поиск эффективных биопрепаратов природного происхождения, обладающих биологической и антиоксидантной активностью в отношении окислительных процессов в липидах замороженных мясных продуктов длительного хранения, является важной производственной и социальной задачей [Тутельян, 2003].
Исследованиями по использованию натуральных антиоксидантов в мясной промышленности занимались многие отечественные и зарубежные ученые: А.Б. Лисицын, А.А. Семенова, В.В. Насонова, Ю.Г. Базарнова, Г.И. Касьянов, Н.Н. Латин, В.И. Криштафович, И.А. Жебелева, Е.Е. Плотников, Г.В. Глазова, А.А. Жучков, Н.Н. Толкунова, Н.Г. Машенцева, В.В. Хорольский, Л.Ф. Митасева, А.И. Семенышева, Г.В. Гуринович, Н.Н. Потипаева, Л.В. Алехина, T.L. McCarthy, К.С. Nam, S.Z. Tang, M.S. Brewer и др.
Установление возможности использования природных добавок с антиокисли-
тельным эффектом в технологии производства рубленых мясных ЗПФ для сохранения их качества, повышения биологической эффективности и безопасности, увеличения срока годности определяет актуальность выбранного направления исследования.
Цель диссертационной работы: выявление эффективности воздействия растительных экстрактов, обладающих антиоксидантными свойствами, на липидную фракцию мясных рубленых полуфабрикатов для повышения их качества и стабильности и совершенствования технологии производства.
В соответствии с поставленной целью решались следующие основные задачи:
проанализировать и систематизировать научную, патентную и техническую информацию по использованию растительных экстрактов с антиоксидантными свойствами при производстве пищевой продукции;
обосновать и экспериментально подтвердить выбор экстрактов, обладающих антиоксидантными свойствами в отношении липидов мясного сырья;
изучить влияние экстрактов розмарина и зеленого чая на ход гидролитических и окислительных процессов в липидах мясных рубленых охлажденных и замороженных полуфабрикатов в процессе хранения;
определить степень влияния экстрактов розмарина и зеленого чая на физико-химические и органолептические показатели мясных рубленых полуфабрикатов;
обосновать уровни введения функциональных ингредиентов в фаршевые системы мясных рубленых полуфабрикатов с целью стабилизации их липидов и прерывания гидролитических и цепных окислительных процессов;
провести промышленную апробацию предлагаемых решений с оценкой показателей качества и безопасности готовых продуктов, уточнения сроков их хранения и разработать техническую документацию на продукцию улучшенного качества и пролонгированного срока годности.
Научная новизна. Научно обоснована и экспериментально подтверждена целесообразность использования растительных экстрактов, содержащих активные фе-нольные соединения, компоненты биофлавоноидной природы и эфирные масла, при производстве мясных рубленых замороженных полуфабрикатов. Исследовано влияние растительных экстрактов с антиоксидантными свойствами на физико-химические показатели гидролитических и окислительных процессов в липидах свиного шпика и фаршевой смеси для мясных полуфабрикатов. Экспериментально обоснован выбор экстрактов розмарина и зеленого чая и определены уровни введения их в фаршевую
смесь для мясных полуфабрикатов. Изучено влияние данных антиокислительных препаратов на динамику физико-химических и микробиологических процессов, характерных для рубленых мясных полуфабрикатов. Дана комплексная оценка показателей пищевой ценности и безопасности мясных рубленых полуфабрикатов с природными растительными добавками, обладающими антиокислительным эффектом. С применением инфузорий Stylonichia mytilus подтверждена биологическая безопасность мясных рубленых ЗПФ с антиокислительными препаратами.
Теоретическая и практическая значимость работы. Научные результаты использованы при совершенствовании технологии и определении уровней внесения растительных экстрактов с антиокислительными свойствами при производстве мясных рубленых полуфабрикатов. Разработана и утверждена нормативная (ТУ 9214-001-48752993-2011) и техническая (ТИ к ТУ 9214-001-48752993-2011) документация на улучшенный вид мясных рубленых полуфабрикатов котлетной группы. Технология апробирована в производственных условиях мясоперерабатывающего предприятия ООО «Конкордия», где показана эффективность выбранных экстрактов в отношении стабилизации липидов рубленых мясных замороженных полуфабрикатов. Предлагаемая технология позволяет осуществлять производство мясных рубленых замороженных полуфабрикатов пролонгированного срока годности при сохранении качественных характеристик готовой продукции и повышении степени ее безопасности. Внедрение предлагаемого технологического решения позволит предприятию получать дополнительную прибыль.
Результаты исследований используются в учебном процессе при подготовке лекционных курсов и лабораторных практикумов при подготовке специалистов пищевого профиля на кафедре пищевой биотехнологии ФГБОУ ВПО «КГТУ».
Основные положения, выносимые на защиту:
комплекс показателей, подтверждающих влияние природных веществ с антиокси-дантными свойствами на стабилизацию липидов мясных рубленых ЗПФ;
сравнительная характеристика антиокислительной активности природных растительных препаратов, используемых для стабилизации липидов и повышения биологической ценности пищевых продуктов;
рецептурные композиции и параметры технологических процессов изготовления мясных рубленых полуфабрикатов с антиоксидантными добавками;
4) характеристики качества и безопасности мясных рубленых замороженных полуфабрикатов с природными антиоксидантными добавками и сроки их годности.
Личное участие автора состоит в непосредственном участии в 2008-2011 г.г. в разработке методических подходов, выполнении технологических экспериментов и лабораторных исследований, анализе и изложении результатов исследований.
Апробация работы. Основные результаты и материалы представлялись на V съезде Общества биотехнологов России (Москва, 2008), на МНПК: «Биотехнологические системы как один из инструментов реализации государственной программы развития сельского хозяйства и регулирования рынков сельскохозяйственной продукции, сырья и продовольствия на 2008 - 2012 годы» (пос. Персиановский, 2008), НІЖ «Пищевая и морская биотехнология: проблемы и перспективы» (Светлогорск, 2008), VI, VII, VIII и IX МНК «Инновации в науке и образовании» (Калининград, 2008, 2009, 2010 и 2011), «Наука и образование - 2009» (Мурманск, 2009), «Олимпиада 2014» (Краснодар, 2009), IV МНТК «Низкотемпературные и пищевые технологии в XXI веке» (Санкт-Петербург, 2009), XI МК «Пищевые технологии и биотехнологии» (Казань, 2010), IV НПК «Пищевая и морская биотехнология - для здорового питания и решения медико-социальных проблем» (Светлогорск, 2011), материалы и доклады представлялись в соавторстве с руководителем и лично.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 18 научных работ, в том числе 2 работы в научных изданиях, рекомендованных ВАК Минобрнауки России.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 4 глав, выводов, списка литературы, включающего 221 источник, в том числе 30 зарубежных авторов. Работа изложена на 212 страницах, содержит 36 таблиц, 17 рисунков, 7 приложений.
Антиоксиданты и их синергисты
Окисление жировых компонентов. мясных продуктов является одной из важнейших проблем мясоперерабатывающей промышленности. Окислительные процессы снижают пищевую ценность мясных продуктов главным образом за счет изменения химического состава жиров (высвобождения жирных кислот, образования перекисей и: вторичных продуктов окисления) и снижения содержания жирорастворимых витаминов (А, Д, Е, биотин, каротиноиды). Свободные жирные кислоты, карбонильные соединения, спирты и другие вторичные продукты окисления также придают нежелательные привкусы и запахи, отрицательно влияя на качество готового продукта и сокращая срок его годности.
Сегодня перечень антиокислителей и их синергистов, допустимых для использования в мясной промышленности значительно расширен и насчитывает 42 Е-индекс. Однако непосредственное технологическое значение имеют толь- ко следующие 23 пищевые добавки:
E300,f Е301 — аскорбиновая кислота и аскорбат натрия;
Е304, Е305 - аскорбилпальмитат, аскорбилпальмитат;
Е306, Е307, Е308, Е309 - токоферолы;
ЕЗ10, ЕЗ11, ЕЗ12 — пропилгаллат, октилгаллат, додецилгаллат;
ЕЗ15, ЕЗ16 — изоаскорбиновая кислота, изоаскорбат натрия;
Е319,Е320, Е321 — трет-бутилгидрохинон, бутилоксианизол, бутилоксито-луол;
Е322 - лецитины;
Е325, Е326, Е327 - лактаты натрия, калия, кальция;
ЕЗЗО, Е331 - лимонная кислота, цитраты натрия;
Е339, Е340 — фосфаты натрия и калия.
Из них синтетические антиокислители Е319, Е320, Е321 разрешены только для производства топленых жиров и сушеного масла. Галлаты допускаются только в говяжий и бараний жир, лярд и сушеное масло. Остальные антиокислители могут быть использованы при изготовлении всего ассортимента мясопродуктов при наличии, конечно же, технологической целесообразности [146, 147].
Для предотвращения окислительной порчи используют антиоксиданты, которые делятся на две группы - синтетические и природные.
В качестве синтетических антиоксидантов предложено значительное количество синтетических веществ: производные фенолов (Е 310-313, Е 319-321), а также изоаскорбиновая (эриторбиновая) кислота Е 315 и изоаскорбат (эритор-бат) натрия Е 316, галлаты Е 310-312. Наибольшее распространение в мире получили бутил оксианизол (БОА, ВНА) Е 320, бутилокситолуол (БОТ, ВНТ) Е; -321 и трет-бутилгидрохинон (ТБГХ, TBHQ) Е 319. Эти вещества хорошо растворимы в жирах, нерастворимы в воде и эффективно подавляют процессы окисления жировых компонентов в концентрации 20-200 мг на 1 кг продукта. Но эти соединения не имеют никакой биологической, ценности, кроме того доказано их канцерогенное влияние на живой организм. Поэтому все чаще чело- век обращается к природным антиоксидантам, которые способны заменить синтетические по результату действия и без, вреда для здоровья; Помимо этого, природные антиокислители обладают биологической ценностью.
Синтетические антиоксилители типа БОА, БОТ, ДГ являются ингибиторами фенольного типа, т.е. тормозят процесс окисления посредством взаимодействия с пероксидными радикалами либо вступают в синергетическое взаимодействие с природными антиоксидантами. В отличие от указанных антиокислителей антиоксидантная активность аскорбиновой кислоты- связана с регенерацией исходных форм природных и синтетических АО за счет отрыва атома водорода аскорбиновой кислоты [130].
Антиокислители замедляют процесс окисления путем взаимодействия с кислородом воздуха (не допуская его реакции с продуктом), прерывая, реакцию окисления (дезактивируя активные радикалы) или разрушая уже образовавшиеся перекиси. При этом расходуются сами антиоксиданти. Исходя из этого, антиокислители условно можно разделить на две группы: так называемые фактические и вторичные антиокислители. Фактические антиокислители замедляют процесс окисления путем взаимодействия с кислородом воздуха (не допуская, его реакции с продуктом), прерывая реакцию окисления (дезактивируя активные радикалы) или разрушая уже образовавшиеся8 перекиси. Вторичные антиокислители воздействуют на окислительно-восстановительный потенциал, активность, воды продукта. В зависимости от дозировки вторичные антиокислители могут оказывать как анти-, так и проокислительное действие. Например, аскорбиновая кислота1 в небольших количествах (до 200 мг/кг) замедляет окисление, а увеличение ее содержания до 5000 мг/кг оказывает проокислительное действие. Бесконечное увеличение дозировок фактических антиоксидантов то- ,, же не приводит к увеличению времени защиты продукта. На, практике для большинства антиоксидантов существует предельная концентрация, выше которой срок хранения продукта уже не увеличивается [145] .
Применение антиокислителей важно в мясной промышленности с двух позиций:
- защита гемовых пигментов от окисления и стабилизациящвета;
- защита жировой части продуктов от окисления (осаливания, прогоркания), особенно в продуктах с содержанием жира выше 15% [147].
Для решения первой задачи наиболее подходящими являются водорастворимые формы антиокислителей, для второй - подходят только жирорастворимые [147].
Преимущества природных антиоксидантов по сравнению с синтетическими неоспоримы: их антиоксидантная активность не меньше, они безопасны для здоровья человека, обладают биологической ценностью.
Для пищевых продуктов данных о допустимых предельных концентрациях пероксидов и гидропероксидов мало (табл. 4). Особое практическое значение имеет использование антиоксидантов для предотвращения окислительной порчи жироемких продуктов, поскольку при, получении, переработке И1 хранении онигв наибольшей степени, подвержены окислительной деструкции.
За рубежом активно применяют в больших количествах другие АО как синтетического, так. и природного- происхождения: Антиоксидантная активность соединений зависит от природы(продукта, целого ряда факторов; поэтому необходимы научные исследования для обоснования использования антиоксидантов или их комплексов в отношении конкретных продуктов питания [130].
К природным антиоксидантам, содержащимся в пищевых продуктах, растениях, относятся [191]:
- флавоноидьг(флавоны, флавонолы, флавононы, изофлавоны, флаваноно-лы, флаваны, хальконы, дигидрохальконы, флавон-3,4-диолы, антоцианидины);
- производные бензойной кислоты (галловая, протокатехиновая; ванилиновая, сиреневая кислоты);
- производные коричной кислоты (феруловая, п- и о-кумаровые, кофейная, синановая кислоты);
- производные кумарина;
- фитоэстрогены (лигнаны, эстрогены, лактоны и др.);
- витамины: витамин Е (а, р, у, 5 — токоферолы и а, р, у, 8 - токотриенолы), витамин С;
- каротиноиды (ликопин, а, р - каротины, лютеин и др.). [191].
В качестве природных антиоксидантов используют специи, чай, масла, семена, злаки, оболочка семян дерева какао, фрукты, овощи. Доказана антиоксидантная активность аскорбиновой кислоты, токоферолов, каротиноидов, а также растительных экстрактов, содержащих различные индивидуальные антиок-сиданты - флавоноиды (кверцетин, кемпферол; мирицитин), катехины или фенолы (карнозол, розманол, розамиридифенол) и фенольные кислоты (карнози-новая, розмариновая) [151]. В частности, обнаружено, что эфирные масла из аниса, тмина, мяты перечной, индийского базилика проявляют более сильное антиокислительное действие в подсолнечном масле, чем синтетический анти- .", оксидант бутилокситолуол (БОТ), а масло айована эффективнее БОТ почти в 2 раза (табл.5).
Исследование антиокидантных свойств экстракта розмарина на образцах свиного шпика
Из выбранных экстрактов три образца являются экстрактами розмарина различных производителей (Kalsec, Danisco, ООО «Караван»). Для сравнения эффективности было проведено исследование влияния этих фитодобавок на скорость окисления липидов. В качестве модельной системы использовали свиной шпик (массовая доля жира - 82,6±0,5%, белка - 1,4±0Д%). Эксперимент был поставлен с целью исключения влияния белковых и других компонентов продукции на протекание процессов гидролиза и окисления липидов.
Фиксировали изменения кислотного числа (КЧ), характеризующего гидролитический распад липидов; перекисного числа (ПЧ), характеризующего накопление первичных продуктов распада липидов; тиобарбитурового числа (ТБЧ), характеризующего накопление вторичных продуктов распада липидов - малонового диальдегида (МДА).
В охлажденный свиной шпик при измельчении на куттере вносили экстракты розмарина производства Danisco, Kalsec и Караван в количествах 0,2; 0,2 и 0,010% к массе сырья соответственно. Контрольным служил образец без экстрактов. С целью ускорения окислительных процессов температурный режим был принят 4±2С. Окислительные процессы в шпике оценивали в течение 7-ми (рис.11).
Эксперименты не выявили значительных различий в изменениях этих показателей. Правда, в контрольном образце фиксируется рост пероксидного числа на 5 сутки при некотором снижении в этот же срок кислотного числа за счет расходования свободных жирных кислот на образование пероксидов. Всплекс уровня пероксидов на вторые сутки в образце с розмарином фирмы Даниско также сочетается с минимальным значением кислотного числа в этот период.
Результаты подобного эксперимента, но с использованием того же, но предварительно хранившегося в течение 30 суток замороженного шпика, представлены на рис. 12. В замороженном шпике, как следует из данных рисунка 12а, гидролитические изменения в жировой составляющей протекали примерно с равными скоростями во всех образцах.
Но по накоплению перекисных и карбонильных соединений картина резко отличается (рис. 125 и 12в). На пятые сутки содержание перекисей и карбонильных соединений в контрольном образце значительно выше, чем в образцах с антиокислительными экстрактами.
Резким ростом перекисных чисел может быть объяснено-и некоторое-замедление накопления? продуктов гидролиза липидов в контрольном образце. Как правило, накопление продуктов гидролиза жиров, в том числе свободных жирных кислот, не влияет на органолептические показатели продукта. Однако гидролиз является нежелательным, так как свободные жирные кислоты окисляются быстрее, чем нейтральные липиды. В отличие от гидролиза, окисление липидов1 сопровождается понижением биологической ценности продукта из-за снижения содержания полиненасыщенных жирных кислот, жирорастворимых витаминов; ухудшением органолептических показателей.! Окислительные процессы, о которых свидетельствует накопление перокси-дов и гидропероксидов (рис. 126); наиболее интенсивны в контрольном образце (без добавления экстрактов).
На 11-е сутки хранения, перекисное число липидов этого образца1 превышает 41,25 мкмоль активного кислорода, в то время,как в образцах с антиокислителями, эта величина не превышает значения 0,65 мкмоль активного кислорода. В г контрольном образце шпика очень отчетливо, фиксируется запах старого жира, который совершенно отсутствует в экспериментальных образцах.
Все три экстракта розмарина в выбранных дозировках практически одинаково эффективны — во всех трех образцах в течение 11-ти, суток не выявлено интенсивного роста количества перекисей.
Образование вторичных продуктов окисления: альдегидов, кетонов и их производных, которое можно проследить по динамике продуктов, реагирующих с 2-тиобарбитуровой кислотой, вызывает наиболее интенсивный рост тиобарбитуровых чисел в контрольном образце - до 0,200 единиц оптической плотности на 11-е сутки хранения (рис. 12в), в то время как в образцах с экстрактами розмарина значения этого показателя не превышают 0,05-0,1 единиц.
Таким образом, полученные результаты свидетельствуют об активных окислительных процессах в свином шпике и эффективности и целесообразности использования для предотвращения гидролитических и окислительных процессов в рубленых мясных продуктах, предназначенных для длительного холодильного хранения, экстрактов розмарина, обладающих выраженными антиокислительными свойствами.
Экстракты розмарина различных производителей демонстрируют сходную эффективность. По эффективности стабилизации липидов исследованные экстракты могут быть, проранжированьь следующим образом: экстракт розмарина (Kalsec), СОг-экстракт розмарина (Караван) экстракт розмарина (Danisco). Экстракт отечественного производства (ООО «Караван») по- эф- фективности не уступает зарубежным аналогам, а использование при1 его производстве СОг-экстракции позволяет получить препарат, дозировка которого может бытызначительнониже.
В табл. 21 представлены результаты исследования изменения жирнокис-1 лотного состава, липидов свиного шпика в.процессехранения. Наряду с контрольным исследовались липиды образцов шпика с экстрактами розмарина и зеленого чая (дозировки розмарина 0,2%, зеленого чая - 0,1% к массе-шпика).
Результаты исследования показали, что жирнокислотный состав свиного шпика за 3- суток хранения при положительной температуре изменился мало. Но все же понизилось содержание эйкозановой кислоты (20:1) , линоленовой (18:3), вакценовых кислот (18:1, АН), исчезла арахидоновая кислота, хотя и первоначальное содержание ее было небольшое. Следует отметить небольшое возрастание олеиновой кислоты, что может быть следствием насыщения-за период хранения кислот с двумя и тремя двойными связями. В образцах с экстрактами розмарина и зеленого чая определяется эйкозадиеновая кислота (20:2), которая может поступать с экстрактами, за счет этого несколько воз росло количество полиненасыщенных жирных кислот, что является положительным фактором для биологической ценности продукции.
Уточнение технологии мясных рубленых замороженных полуфабрикатов
Мясные полуфабрикаты должны обладать свойствами домашней пищи, но при этом превосходить ее по быстроте приготовления и удобству использования. Поэтому основное усилие руководства и работников пищевого производства должно направляться на обеспечение высокого качества продукции, способного удовлетворять самым взыскательным требованиям покупателей.
Готовая продукция по физико-химическим, органолептическим и показателям безопасности должна соответствовать ГОСТ Р 52675-2006 «Полуфабрикаты мясные и мясосодержащие. Общие технические условия» и Сан-ПиН 2.3.2.1078-01 «Гигиенические требования безопасности и пищевой ценности пищевых продуктов. Санитарно-эпидемиологические правила и нормативы».
Рубленые полуфабрикаты относятся к эмульгированным, мясопродуктам, изготавливаемым из грубоизмельченного сырья, с частично сохраненной морфологической (клеточной) структурой мяса, малой степенью диспергирования жира и небольшим содержанием жира и воды в системе [70]. Структура такого продукта может отличаться некоторой рыхлостью и наличием воздушных пустот, интенсифицирующих окислительную порчу внутри продукта под действием кислорода воздуха. Таким образом, необходимо уделять внимание технологическим приемам, способствующим формированию более плотной консистенции продукта. В условиях современного производства наибольшее влияние на качество рубленых мясных полуфабрикатов оказывается на операциях составления фарша, формования и замораживания изделий.
На каждом этапе разработки технологии продукта следует учитывать характерные функционально-технологические свойства каждого ингредиента рецептуры и роль каждого из них в формировании стабильной мясной эмульсии и качественных характеристик готового продукта [70].
В: качестве сырья-используют охлажденные или размороженные говядину и свинину (преимущественно обрезь), свиной шпик, говяжий жир; кожу куриную, мясо птицы. Также при изготовлении рубленых полуфабрикатов на-предприятиях используется блочное замороженное бескостное мясо; которое без размораживания сразу направляется; на измельчение; Это позволяет сократить время подготовки сырья. Но в этом случае дополнительного контроля требует температура получаемой- фаршевой массы, т.к. при низких температурах ингибируются- процессы экстракции белков их растворение, проявление гелеобразующих и эмульсионных свойств.
BJ качестве вспомогательных материалов применяют влагоудерживаю-щие агенты (соевые белки изолированные, концентрированные и? текстури-рованные; фосфаты), вкусо-ароматические компоненты, (соль, пряности, ароматизаторы, усилители вкуса и аромата и т.д.), лук свежий? или- замороженный. Соевые белковые изоляты. или другие белоксодержащие компоненты, целесообразно вносить, так-как используемое для рубленых полуфабрикатов . сырье с высоким содержанием жира и соединительной ткани (шпик, мясная обрезь). является дефицитным по содержанию мышечных солерастворимых белков, необходимых для создания устойчивой эмульсии фарша:
Характерной внешней особенностью эмульсий изчгрубоизмельченного сырья (рубленые полуфабрикаты) должно быть наличие видимых на разрезе структурных элементов мяса, обеспечивающих формирование требуемых ор-ганолептических показателей продукции.
В связи с этим наиболее важными технологическими,операциями,в технологическом процессе изготовления рубленых полуфабрикатов являются измельчение сырья и приготовление фаршевой массы. При измельчении мяса на волчках оно-подвергается резанию, смятию и разрыву, мышечные волокна теряют целостность.
В ходе экспериментов установлено, что при направлении на измельчение чрезмерно замороженного сырья, оно превращается в гранулы либо порошок, что дает неудовлетворительные результаты при приготовлении фаршевой массы, так как остающаяся в твердом кристаллическом состоянии вода (лед) ограничивает растворение белков и формирование пространственного каркаса. Поэтому перед направлением на измельчение замороженное блочное мясо необходимо выдерживать некоторое время для отепления ( до температуры минус 5-10С).
При уточнении технологии мясных рубленых полуфабрикатов мясное сырье (свинина, говядина, шпик); взятое в соответствии с рецептурой, измельчали на волчке с диаметрами отверстий решетки от 5 до 20 мм. Оптимальным был признан размер1 мясных частиц от 8-12 мм. Мясные гранулы такого размера позволяют создать необходимую плотную консистенцию, кусаемость продукта. Таким образом, при приготовлении фарша для мясных полуфабрикатов котлетной группы целесообразной является степень измельчения мясного сырья 8-12 мм, т.е. грубое измельчение [175].
Приготовление фарша осуществляется в лопастных фаршемешалках с вакуумом или без. вакуума. При перемешивании в мешалке происходит «разволокнение» мышечных пучков, и при использовании грубоизмельченного мяса сохраняются мышечные волокна, видимые на разрезе готового продукта, что создает благоприятное впечатление у потребителя при разжевывании.
В вакуумной среде получается фарш более плотной, связанной консистенции. Некоторые современные модели фаршемешалок снабжены системой охлаждения фарша путем впрыска жидкого азота или углекислоты, что обеспечивает поддержание более низкой температуры фарша при использовании охлажденного или размороженного мяса и является положительным моментом в формировании качества продукции. При перемешивании и даже частичном массировании в фаршемешалке миофибриллярные и саркоплазматические белки мяса выходят на поверхность частиц фарша. Образующаяся система представляет собой матрицу «белок-вода», которая окружает жировые частицы, фрагменты разрушенных мышечных волокон, соединительной ткани и т.д. Такая эмульсия характеризуется частично сохраненной клеточной структурой мяса, малой степенью диспергирования жира и ограниченным содержанием жира и воды в системе, что требуется для производства рубленых полуфабрикатов [70].
При уточнении технологических параметров общее время перемешивания варьировали от 2 до 5 минут. Оптимальное время перемешивания — 3,0-4,0 минуты, что позволяет получить фарш связанной консистенции и не «перебить» структуру продукта с сохранением мышечных пучков и волокон.
Экстракция белков наиболее эффективно происходит при температуре мяса около криоскопической точки (около минус 2С) [140]. Это делает целесообразным использование замороженного, подмороженного мяса, либо добавления положенной по рецептуре воды в виде снега или льда. Температура -фарша перед началом его формования не должна превышать минус 1±1С.
Последующая стабилизация структуры мясной смеси осуществляется в» .формовочных аппаратах различных модификаций, где под воздействием давления рабочих органов, 0,5-1,0 МПа происходит сдавливание, уплотнение и формирование изделий нужной формы и консистенции. В зависимости от типа машины формование полуфабрикатов осуществляется с помощью формовочной плиты и выталкивателя или формовочного барабана. Регулирование давления при заполнении формы позволяет получать продукт более плотной или более рыхлой консистенции и точную массу формованного полуфабриката. При приготовлении фарша и формовании изделий, из фарше-вой смеси необходимо удалить воздух, так как он отрицательно влияет на качество готового продукта в процессе холодильного хранения, вызывая ускорение окислительных процессов в липидах.
Формование опытных образцов проводилось на котлетном автомате Formax F-26 (США) при давлении от 60 до 150 psi и толщине изделий от 16 до 20 мм. Качество формования оценивали по внешнему виду изделий, виду на разрезе, рыхлости и однородности структуры готовых изделий. При минимальном давлении продукт рыхлый, при обжаривании значительно меняет первоначальную форму. Высокое давление уплотняет продукт, готовые котлеты характеризуются сухостью консистенции. Продукт, сформованный при давлении 100-120 psi и высоте котлет 20 мм получил наибольшее количество положительных отзывов.
Образованная при формовании начальная структура продукта, закрепляется затем и формируется вследствие применения специальных технологических приемов - замораживания или тепловой обработки. Эффективное замораживание формованных полуфабрикатов производится; в. скороморозильных аппаратах при температуре минус 38-46С, когда: процесс до достижения температуры в толще продукта не выше минус 18С происходит в течение 3-5 минут с образованием мелких, равномерно распределенных по объему кристаллов льда.: При таком замораживании сохраняется не только структура: формованного продукта, но и его качественные и вкусовые характеристики. Замораживание обеспечивает возможность длительного низкотемпературного хранения благодаря предотвращению развития в продукте микробиологических: процессов и резкого снижения скорости ферментативных и физико-химических реакций. Таким образом, использование шоковой-заморозки дает основание для увеличения: сроков годности замороженных полуфабрикатов при условии сохранения температурных режимов не выше минус 18G.
При проведении экспериментов замораживание сформованных полуфабрикатов проводили в туннельном скороморозильном аппарате: Frigoscan-dia. Температура воздуха на входе и выходе составляла 38-40С, температура: испарителя- 42-44С. Регулирование скорости конвейера при прохождении продукта позволяет получать котлеты с температурой минус 18... минус 23С в центре продукта за 3-5 минут.
Производственные испытания предлагаемой технологии
Производственные испытания усовершенствованной! технологии производства рубленых мясных быстрозамороженных полуфабрикатов проводили на предприятии ООО «Конкордия» (АПХ Мираторг), Калининградская область, пос: Невское. Данное производство ориентировано на выпуск мясных замороженных полуфабрикатов из мяса свинины, говядины и птицы (курица, индейка).. Проектная-мощность, предприятия — 53 тыс. тонн в год готовой продукции. При производстве рубленых замороженных полуфабрикатов (котлеты, фрикадельки) на предприятии используется замороженное блочное сырье производства Бразилия; Аргентина, США. Таким образом, выпускаемые полуфабрикаты являются продуктами повторной заморозки. При приемке сырья входной контроль ограничивается микробиологическими и токсикологическими показателями безопасности по СанПиН 2.3.2.1078-01, определение показателей окислительной порчи не является обязательным и не проводится.
Цель данных испытаний состояла в установлении возможности производства мясных рубленых формованных замороженных полуфабрикатов с использованием натуральных антиоксидантов - экстрактов розмарина и зеленого чая для стабилизации липидов и увеличения срока годности продукции по усовершенствованной технологии, предлагаемой ФГОБУ ВПО «КГТУ», выработке опытно-промышленной партии котлет на базе действующего) оборудования в условиях предприятия ООО «Конкордия».
При испытаниях на действующем оборудовании была произведена выработка опытно- промышленной партии замороженных полуфабрикатов —] котлеты «Балтийские»-(с добавлением экстракта розмарина 0,1%), котлеты «Особые» (с добавлением экстракта зеленого чая, 0,05%) и котлеты «Класси-, ческие» (контроль) (Приложение А).
Подготовка сырья, вспомогательных материалов для фарша (приготовление белково-жировой эмульсии, гидратирование соевого белка), приготовление фарша, формование, замораживание, упаковывание и маркирование, хранение проводились в соответствии с проектом технической документацией ТУ 9214-001-48752993- «Полуфабрикаты рубленые из мяса свинины, говядины замороженные» (разработчик ФГБОУ ВПО «КГТУ»).
Основные технологические параметры при испытаниях поддерживались на следующем уровне: замороженное сырье отеплялось до температуры минус 6-8С, размер гранул измельченного сырья - 12 мм, время перемешивания фарша - 3 минуты, температура готового фарша - минус 1С, формование продукта массой 75 граммов, замораживание котлет до температуры минус 18С в течение 4,0 минут.
Изготовление полуфабрикатов проводилось в соответствии с рецептурой (табл.31).
Экстракты розмарина и зеленого чая вносились в количествах 0;1% и 0,05% к: массе фарша соответственно при изготовлении белково-жировой эмульсии. Контрольным являлся- образец, изготовленный без антиокислителя; В качестве экстрактов использованы экстракты производства компании. Даниско (Дания): GUARDIAN Rosemary Extract 09 и GUARDIAN Green Tea Extract:20S;
Всего было израсходовано 1 00 " КГ сырья и материалов; и; изготовлено следующее количество готовой продукции:.
Котлеты «Балтийские» (с добавлением экстракта розмарина) - 31,5; кг;:
Котлетьи«Особые» (с добавлением экстракта зеленого чая) - 34,0; кг;:
Котлеты «Классические» (контроль)-32,0 кг.
Невозвратные: потери составили 2,5% от количества затраченных-материалов .
Готовая замороженная продукция была; заложена на хранение при температуре; минус: 18-23 для; исследования; на определение: сроков годности замороженных; полуфабрикатов, изготовленных без; и с: использованием, натуральных антиоксидантов экстрактов розмарина и зеленого чая и истечении 207 суток с учетом коэффициента резерва для нескорого портящихся продуктов 1,15) образцы представлены на дегустационный; совет предприятия (Приложение Б):
Для оценки органолептических показателей: рубленых полуфабрикатов применялась пятибалльная шкала; рекомендованная; FOOT 9959 91 «Продукты мясные. Общие условия проведения органолептической оценки». За основу оцениваемых показателей приняты; органолептические показатели согласно ЕОСТ Р 52675-2006 «Полуфабрикаты мясные и мясосодержащие. Общие технические: условия». Особое внимание обращалось. на; признаки, окислительной порчи, которые могли появиться в процессе холодильногоіхранения.
На основании дегустационного листа №; б/н_ от « 12 » « мая- » 2010 г. признано, что представленная продукция Котлеты «Балтийские» (с добавлением экстракта розмарина); и Котлеты «Особые» (с добавлением экстракта зеленого чая) по органолептическим показателям соответствует требованиям нормативной документации ГОСТ Р 52675-2006 «Полуфабрикаты мясные и мясосодержащие. Общие технические условия», проекту ТУ 9214 001-48752993- «Полуфабрикаты рубленые из мяса свинины, говядины замороженные». Вкус и запах — соответствующие данному виду продукта, без порочащих признаков окисления, Качество контрольного образца — Котлеты «Классические» признано неудовлетворительным по наличию признаков окисления: привкус прогорклости «старого» жира, рыхлость консистенции.
По результатам производственных испытаний сделаны следующие выводы:
1. Установлена возможность выпуска1 в промышленных условиях рубленых формованных замороженных мясных полуфабрикатов с применением натуральных антиоксидантов, а именно экстрактов розмарина и зеленого чая, по технологии, предложенной ФГОУ ВИО «КГТУ».
2. Качество полуфабрикатов, приготовленных с применением экстрактов розмарина и зеленого чая, со сроком годности 6 месяцев, соответствует требованиям действующих стандартов ГОСТ Р 52675-2006 «Полуфабрикаты мясные и мясосодержащие. Общие технические условия» и проекту , ТУ 9214-001-48752993- «Полуфабрикаты рубленые из мяса свинины, говядины замороженные».
3. Апробированная технология производства мясных рубленых формованных замороженных полуфабрикатов с применением натуральных антиоксидантов позволит предприятиям выпускать продукцию с пролонгированным сроком годности и повысить продолжительность периода реализации готовой продукции.
4. Технологию производства рубленых мясных замороженных полуфабрикатов с применением экстрактов розмарина и зеленого чая, рационально рекомендовать к внедрению.
На основании полученных научных результатов и по результатам производственной проверки предлагаемой технологии проект технической документации был утвержден: ТУ 9214-001-48752993-2011 «Полуфабрикаты рубленые из мяса свинины, говядины замороженные» и ТИ к данному ТУ 9214-001-48752993-2011.
Похожие диссертации на Совершенствование технологии рубленых мясных полуфабрикатов с использованием природных веществ с антиоксидантными свойствами
