Содержание к диссертации
Введение
1. Состояние проблемы по производству мясных изделий эмульсионного типа с добавлением нутрицевтиков и пищевых покрытий
1.1 Проблемы рационального питания 8
1.2 Функциональное питание 11
1.3 Современные функциональные пищевые продукты 23
1.4 Принципы разработки комбинированных продуктов питания 26
1.5 Пищевые покрытия 43
Цель и задачи исследования 46
2. Выбор и обоснование объектов и методов исследования, постановка эксперимента
2.1 Объекты исследования 48
2.2 Методы исследования 53
2.3 Постановка эксперимента 65
3 Разработка защитного пищевого пленкообразующего покрытия на основе хитозана
3.1 Исследование компонентного состава и свойств защитных покрытии
3.2 Определение реологических свойств смесей 70
3.3 Влагопоглощение и прочностные свойства плёнок 79
3.4 Бактерицидные свойства плёнок 84
4. Разработка технологии мясного продукта эмульсионного типа с добавлением нутрицевтиков
4.1 Проектирование продукта: компьютерный расчет и оптимизация рецептуры
4.2 Определение оптимального режима куттерования 101
4.3 Обоснование дополнительных технологических операций 113
4.4 Технологическая схема производства мясопродуктов; оценка .. показателей качества и безопасности
Выводы 123
Список литературы
- Современные функциональные пищевые продукты
- Принципы разработки комбинированных продуктов питания
- Влагопоглощение и прочностные свойства плёнок
- Определение оптимального режима куттерования
Введение к работе
Эффективным современным научно признанным способом обогащения пищевого рациона населения незаменимыми макро- и микронутриентами является потребление функциональных продуктов питания. Используемые для их производства технологические приёмы и функциональные ингредиенты позволяют создавать продукты, регулярный приём в пищу которых сводит к минимуму вероятность возникновения различных заболеваний. Общемировой тенденцией разработки новых пищевых продуктов, в том числе мясных, является, прежде всего, повышение их биологической ценности.
Перспективность и значение функциональных продуктов питания раскрыты в работах отечественных и зарубежных учёных; Л.В. Антиповой, А.И. Жарииова, Н.Н. Липатова, Ю.Н. Нелепова, А.П. Нечаева, И.А. Рогова, В.А. Тутельяна, А.В. Устиновой, Б.А. Шендерова, М.В. Roberfroid, F. BelHsle, J.A. Miiner и др.
Наряду с созданием новых пищевых продуктов для здорового питания актуальным является обоснование технологических параметров производства и хранения, обеспечивающих высокое качество и безопасность готовых изделий в течение длительного времени. Одним из научных направлений, позволяющих решить эту задачу, является разработка защитных пищевых покрытий. В нашей стране и за рубежом предложены пищевые покрытия сложного состава с использованием различных пищевых добавок. Как правило, они уменьшают потерю массы продуктов и обладают незначительным мико- и бактериостатическим эффектом.
В последние годы проводятся научные исследования по применению в пищевых отраслях хитозана и его производных. Однако в отечественной и зарубежной научной литературе отсутствует информация об использовании хитозана различной степени деацетилирования и квартенизации при производстве мясных продуктов эмульсионного типа и защитных пищевых пленкообразующих покрытиях на его основе, о влиянии его на
4 функционально-технологические свойства мясных эмульсий, качество и микробиологические показатели готовой продукции.
В связи с изложенным, разработка технологии пищевых продуктов повышенной биологической ценности с защитным пищевым пленкообразующим покрытием является актуальной и имеет важное социальное значение.
Цель исследования - разработать рецептуры и технологию мясных продуктов эмульсионного типа, сбалансированных по основным макро- и микронутриентам, и защитного пищевого плёнкообразующего покрытия.
Для реализации этой цели были поставлены и решены следующие задачи:
исследовать функционально-технологические свойства (ФТС) основного и вспомогательного сырья, и их влияние на ФТС фаршевой эмульсии, обосновать целесообразность использования компонентов;
обосновать выбор функциональных ингредиентов и составить рецептуру мясных изделий эмульсионного типа;
- оптимизировать технологические параметры процесса приготовления
фаршевой эмульсии;
обосновать выбор, состав и особенности использования антимикробных и водоудерживающих полисахаридных и полипептидных добавок для приготовления пищевого защитного пленкообразующего покрытия;
разработать защитное пленкообразующее покрытие для мясных изделий и исследовать его на влагопоглощение, прочностные свойства и микробиологические показатели;
- исследовать аминокислотный и жирнокислотный состав, пищевую и
биологическую ценность, органолептические показатели и показатели
безопасности, выход продукта с защитным плёнкообразующим
покрытием;
- исследовать влияние разработанных защитных пленкообразующих
пищевых покрытий на активность воды и продолжительность хранения
5 мясных изделий эмульсионного типа в зависимости от способов
нанесения, холодильной обработки и хранения;
обосновать технологические параметры хранения разработанного мясопродукта с защитным пищевым пленкообразующим покрытием;
разработать техническую документацию на производство нового продукта типа твердых мясных паштетов повышенной биологической ценности.
Научная новизна работы:
- на основании данных о функционально-технологических и структурно-
механических свойствах, макро- и микронутриентном составе мясного сырья
и нутрицентиков разработан многокомпонентный состав мясных продуктов
эмульсионного типа с повышенной биологической ценностью и
антиоксидантными свойствами;
получены экспериментально-статистические модели, характеризующие зависимость изменения функционально-технологических свойств и электрического сопротивления от технологических параметров гомогенизации эмульсии сложного состава на основе мяса;
установлена зависимость деформационно-прочностных характеристик защитных пищевых пленкообразующих покрытий для мясопродуктов от компонентного состава и соотношений хитозана XXX (Сд=0,88), желатина, дикрахмалглицерииа и модифицированной клетчатки (Витацель WF400);
- показано, что защитные пленкообразующие покрытия на основе хитозана
снижают парциальное давление водяных паров над поверхностью готовых
мясных изделий, ингибируют развитие психрофильной микрофлоры и в 2,0-
2,5 раза увеличивают продолжительность холодильного хранения
мясопродуктов;
- получены данные об аминокислотном и жирнокислотном составе
разработанных многокомпонентных мясных изделий эмульсионного типа;
показано, что в готовых продуктах, хранившихся в охлажденном и
замороженном состоянии, отсутствуют лимитирующие аминокислоты;
значения коэффициентов рациональности R изменялись от 0,84 до 0,87, показатели сопоставимой избыточности а от 4,62 до 6,97 в зависимости от состава мясопродуктов; значения коэффициентов жирнокислотного соответствия составили 0,93-^0,95.
Практическая значимость работы. Разработаны рецептуры и технология мясных изделий эмульсионного типа, сбалансированных по аминокислотному и жирнокислотному составу, витаминам и минеральным веществам, обладающих функциональными свойствами в соответствии с современными представлениями науки о пище.
Из многокомпонентной эмульсии иа основе мяса изготовлены опытные образцы типа твердых паштетов, названные «Университетский» (рецептура № 1) и «Невский» (рецептура №2).
Разработан компонентный состав и соотношения хитозан: желатин; хитозан: дикрахмалглицерии; хитозан : клетчатка; получено пищевое пленкообразующее покрытие для мяса и мясопродуктов. Предложен способ нанесения защитных покрытий на продукты.
Получено положительное решение по заявке на изобретение №2005138826: Защитное пленкообразующее покрытие для мяса и мясопродуктов (варианты).
Разработана техническая документация - ТУ и ТИ 9213-001-02068491-2006 Паштеты «Университетский» и «Невский», утверждена ФГУ «Центр испытаний и сертификации - С.-Петербург», экспертное заключение №555 от 08.09.2006.
Апробация работы: материалы диссертации были представлены на научно-технической конференции молодежи, посвященной 300-летию Санкт-Петербурга «Петербургские традиции хлебопечения, пивоварения, холодильного хранения и консервирования», г. Санкт-Петербург, 2003 г; на IV международной научной конференции студентов и молодых ученых «Живые системы и биологическая безопасность населения», г. Москва, 2005 г; на 30-32 научно-технических конференциях по итогам НИР профессорско-
7 преподавательского состава, докторантов, аспирантов и сотрудников
СПбГУНиПТ, г. Санкт-Петербург, 2004-2006 г; на международной
конференции «Научное обеспечение и тенденции развития производства
пищевых добавок в России», г. Санкт-Петербург, 2005 г; на конкурсе грантов
Правительства Санкт-Петербурга, Санкт-Петербург, 2006 г; на IV
Всероссийской научно-технической конференции-выставке
«Высокоэффективные пищевые технологии, методы и средства
для их реализации», г. Москва, 2006 г.
Положения, выносимые на защиту:
Теоретические основы формирования многокомпонентных пищевых систем на основе мяса и технологии мясных продуктов эмульсионного типа, сбалансированных по основным макро- и ми крону три ентам, обладающих функциональными свойствами.
Защитные пищевые плёнкообразующие покрытия на основе полисахаридных и полипептидных компонентов; их вл аго поглощение и деформационно-прочностные свойства.
Математические модели, характеризующие зависимость функционально-технологических свойств и электрического сопротивления от параметров гомогенизации многокомпонентной пищевой системы.
Показатели качества и безопасности мясных изделий эмульсионного типа с защитными пищевыми пленкообразующими покрытиями на основе хитозана в процессе хранения.
По результатам диссертации опубликовано 7 работ.
Современные функциональные пищевые продукты
Начиная с 1999 года ситуация в мясоперерабатывающей отрасли стабилизировалась, прослеживается тенденция к сохранению роста и развития. В настоящее время, помимо общего увеличения потребления мясопродуктов, происходит изменение структуры потребления в пользу более дорогих и качественных продуктов. Динамика такова: доля потребителей деликатесов в 1999 году составляла 22 % от общего количества российских семей-потребителей мясопродуктов, в 2002 году этот показатель вырос до 40 %. В итоге, для участников рынка, направление производства и продажи мясных деликатесов и копченостей остается перспективным и оценивается как динамично развивающееся, далее, несмотря на то, что эта группа мясопродуктов по-прежнему относится к товарам периодического потребления. В условиях одновременно ужесточившейся конкурентной борьбы задача производителя -оказать влияние на предпочтения потребителя, что возможно, во-первых, благодаря стабильно высокому качеству, во-вторых, благодаря новым вкусам, оригинальному внешнему виду, упаковке [31].
Разработка и совершенствование состава, технологий нового поколения продуктов должны базироваться на современном уровне знаний возрастных и патологических особенностей метаболических процессов в организме для различных групп населения. На их основе совместно с Институтом питания РАМН разрабатывают медико-биологические требования, характеризующие макро- и микронутриеитный состав разрабатываемого продукта, включающие пищевую ценность, показатели его безопасности, качественные характеристики используемого мясного сырья и компонентов и др.
ВНИИ мясной промышленности им. В.М. Горбатова Россельхозакадемии имеет значительный опыт в разработке и внедрении технологий по производству специализированных видов разнообразной мясной продукции для детей различных возрастных групп, лечебного, профилактического, в т.ч. функционального питания. Институтом совместно с НИИ питания РАМН разработана методология создания комплексов производства детских мясных продуктов, включающая откорм молодых животных, высокоэффективную переработку животноводческого сырья, изготовление продуктов для детей с использованием ресурсосберегающих технологий и системы обеспечения санитарно-гигиенических требований, управления качеством на основе принципов ХАССП, гарантирующих выпуск продукции высокого качества.
Продукты, выработанные с использованием одновременно мясного, молочного и растительного сырья, наиболее благоприятно и эффективно воздействуют иа растущий организм, имеют важные преимущества - высокую биологическую ценность, взаимное обогащение амино- и жирнокислотного, витаминного и минерального составов, повышенную усвояемость [98J .
Значительный удельный вес среди продуктов для детей раннего возраста занимают консервы. Технология их отличается высокими требованиями к качеству исходного сырья, более «мягкими» режимами тепловой обработки, устранением прямого его контакта (на разных стадиях обработки) с кислородом воздуха, а также возможностью сбалансирования химического состава готового продукта путем введения в рецептуру натуральных биологически активных добавок [45].
Известен ряд ФПП консервного типа для питания детей различных возрастных групп: «Малыш», «Малютка», «Мясное пюре детское», «Язычок», «Пюре из свинины», «Чебурашка», «Вини-пух», «Конек-Горубнок», «Бутуз», «Крошка», «Крепыш», «Птенчик», паштет «Богатырь», «Суп-пюре куриный».
Мясорастительные консервы для детей раннего возраста: говядина, свинина, мясо цыплят с различными растительными добавками, «Дюймовочка», «Рыжик», «Василек», «Чипполино», «Курочка ряба». Гомогенизированные мясные консервы «Детский», «Детский ЭКО», «Школьный», «Школьный ЭКО» [81-87].
Также известны колбасные изделия для детского питания «Малютка», «Крепыш», «Колбаски детские куриные», «Детские», «Детские витаминизированные», «Малышок», «Сказка», «Сказ ка-ви та», «Детская-вита», «Геркулес», «Богатырские», «Аипетитки», «Аппетитки ЭКО» [88-91]. А также ряд мясных, рубленых, мясо-растительных, замороженных полуфабрикатов для специализированного детского питания «Тимка», «Тимка I», «Тимка II» [92, 93, 94].
Специалистами ВНИИ мясной промышленности разработана технология полукопченых колбас («Гулливер», «Лицейская», «Сказка», «Школьная», «Классная») для школьного питания. В их рецептуры входит говядина колбасная, свинина жирная, растительный или молочный белок в гидратированном виде (от 12 до 25%). Технологическая схема производства предусматривает полное или частичное исключение процесса копчения, т.к. при этом образуются карбонильные соединения, фурфурол, беизаперен и другие токсичные вещества, обладающие канцерогенными свойствами. Для придания полукопченым колбасам свойственных данной группе продуктов характеристик (цвета, запаха, консистенции) предусмотрено использование коптильного препарата «Жидкий дым» в количестве 50 мл на 100 кг сырья. В этом случае полностью исключается процесс копчения. Если коптильный препарат не используется, то длительность копчения снижается до 4 ч при 1=45-50 С и скорости движения воздуха 1-2 м/с. В зависимости от имеющегося на предприятии оборудования длительность копчения может быть еще сокращена. Разработанные специализированные колбасные изделия для дошкольного и школьного питания не содержат фосфатов, консервантов, искусственных красителей и могут использоваться для ежедневного употребления - как индивидуального, так и в составе завтраков и обедов в детских учреждениях, в т.ч. школах [96].
Принципы разработки комбинированных продуктов питания
В основе проектирования лежит принцип пищевой комбинаторики, т.е. процесс создания рецептур новых видов пищевых продуктов путем обоснованного количественного подбора основного сырья, ингредиентов, пищевых и биологически активных добавок (БАД), совокупность которых обеспечивает формирование требуемых органолептических и физико-химических свойств продукта, а также заданный уровень пищевой, биологической и энергетической ценности [18].
Таким образом, под проектированием пищевых продуктов понимают процесс создания рациональных рецептур и/или структурных свойств, обеспечивающих задаваемый уровень адекватности [39, 40].
Конструирование пищевых продуктов представляет собой процесс создания продукта как единого целого из отдельных элементов, индивидуально не обеспечивающих задаваемые свойства. Следует отметить, что термин «комбинированные продукты питания», отражает не столько особенности рецептурного состава пищевых продуктов, которые в большинстве случаев многокомпонентны и могут представлять собой комбинацию различных видов сырья, ингредиентов, пищевых добавок и т.д., сколько специфику используемого для оптимизации рецептурного состава метода комбинаторного перебора количественных долей отдельных ингредиентов в рецептуре с отысканием структуры с требуемым уровнем адекватности.
Этап математического проектирования, основанный на формализации качественных и количественных представлений о составе, пищевой и биологической ценности отдельных ингредиентов рецептуры и их сочетаний, реализуется путем имитационного моделирования с использованием математических методов расчета суммарного содержания требуемого компонента в продукте.
Процесс проектирования рецептур, адекватных по выбранным показателям медико-биологических требований, предъявляемых к определённым группам пищевых продуктов, обеспечен созданной многолетними усилиями многих отечественных и зарубежных исследователей информационной базой, содержащей экспериментально полученные сведения о макро- и микронутриентном составе различных видов сырья растительного, животного, микробиологического происхождения, БАД, пищевых добавок, готовых пищевых продуктов и т.д. [17, 48, 65].
Процесс проектирования рецептур комбинированных продуктов включает в себя следующие этапы: подготовку исходных данных на проектирование; формализацию требований к составу и свойствам исходных ингредиентов и качеству готового продукта, процедуру проектирования; конструирование продукта с заданными структурными свойствами. Этап I. Подготовка исходных данных на проектирование выбор цели и стратегии для данного продукта ознакомление с имеющимися отечественными и зарубежными аналогами и прототипами подготовка базы данных об общем химическом составе предполагаемых компонентов рецептуры, их аминокислотном, жирнокислотном, макро-, микроэлементном, витаминном составе и т.д.
База данных аминокислотного состава содержит информацию о количественном содержании незаменимых аминокислот, и, в первую очередь, изолейцииа, лейцина, лизина, метионина, цистеипа, фенилаланина, треонина, триптофана, валина, гистидина— в массовой доле общего белка.
База данных липидного состава характеризует наличие и содержание насыщенных (сумма), мононенасыщенных (сумма), линолевой, линоленовой и арахидоновои жирных кислот в составе жиров возможных рецептурных ингредиентов.
База данных углеводного состава включает в себя данные по массовой доле в компонентах рецептуры общих углеводов, моносахаридов, дисахаридов, гидролизуемых и негидролизуемых полисахаридов.
Базы данных по минеральному и витаминному составу, уровню переваримости, энергетической ценности, и т.п. формируются с учетом специфики конструируемого продукта. определение назначения, типа изделия, выявление продукта-аналога, оценка технических возможностей, выбор базовой технологии введение граничных условий по составу рецептуры и готового продукта (по отдельным видам используемого сырья и ингредиентов, содержанию белка, жира, углеводов, фосфатов т.д.) выбор ингредиентов (по признакам: химический состав, функциональные свойства, стоимость), способных при варьировании их содержания в рецептуре наиболее существенно влиять на баланс жир/белок, структур но-механические свойства получаемой системы, органолептические показатели готового продукта, его цену. подготовка конкретизированных, по отдельным нутриентам медико-биологических требований к количественно-качественному составу (эталону) проектируемого продукта.
Этап ТІ. Формализация требований к составу и свойствам исходных ингредиентов и качеству готового продукта. Процедура проектирования.
Данный этап включает в себя выбор основных уравнений материального баланса и математических моделей, позволяющих формализовать количественные и качественные представления о рациональности использования нутриентов, и, в первую очередь, незаменимых аминокислот, ненасыщенных жирных кислот и т.д. Алгоритм решения задачи предусматривает как процедуры расчета и оценки сбалансированности общего химического состава получаемой рецептуры, так и процедуры оптимизации белковой, жировой и углеводной составляющих комбинированного продукта [19].
Влагопоглощение и прочностные свойства плёнок
Одним из главных свойств защитных плёнкообразующих покрытий -является способность удерживать воду, тем самым, предотвращая потерю массы продукта при хранении. Исследование влагопоглощения плёнок показали, что при ф = 98% влагопоглощение плёнок постепенно увеличивается в течении первых 6-7 сут, достигая за это время значений, приближенных к максимально возможным. Исследование влагопоглощения плёнок показало, что для смесей ХАН : желатин (рис. 3. 17) и ХАН : крахмал (рис. З.І8) разных соотношений средние значения влагопоглощения при влажности плёнок 29+1% и 23+2%, соответственно, достигаются уже на вторые сутки. Обращает на себя внимание факт, что разрыв между влажностью плёнок различных соотношений ХАН : клетчатка оказался больше, чем у остальных образцов.
Определены прочностные характеристики пленки на основе хитозана: модуль упругости Е = 6,24 ГПа, предел упругости с„ = 122 МПа, разрывная прочность ар= 124 МПа, разрывная деформация єр = 22%. Из результатов испытаний (табл. 3.1) видно, что Е, оп и ар смесей ХАН : желатин больше, чем смесей хитозана с другими полимерами. Но в любом случае увеличение доли хитозана в смеси приводит к улучшению прочностных характеристик плёнок за исключением смеси ХАН : крахмал. Стоит отметить, что у плёнки, полученной из хитозана, прочность и эластичность несколько ниже, чем у плёнок, полученных из смесей ХАН: желатин.
ХАН: желатин и ХАН: крахмал наблюдается так называемый «зуб пластичности», что означает самопроизвольное растяжение образца. С увеличением пластической деформации разрывная прочность падает за счёт взаимодействия на молекулярном уровне.
Из рис. 3.22 видно, что при растяжении смеси хитозана с клетчаткой с увеличением пластической деформации разрывная прочность возрастает. Это простая механическая смесь без взаимодействия на молекулярном уровне. 3.4. Бактерицидные свойства плёнок
Как видно из рис. 3.23.-3.28 размеры колоний в образцах с пленками значительно меньше, чем для чистых культур. То есть, все плёнки оказывают подавляющее действие на развитие микроорганизмов даже для неразведённой культуры Pseudomonas fluorescence pt. Наилучшие результаты показывает плёнка ХАН: клетчатка (1:1), но в любом случае площадь развития микроорганизмов каждой лунки с плёнкой меньше, нежели чем контрольные лунки с чистой культурой.
Таким образом, на основании проведенных исследований компонентного состава и свойств защитных покрытий наиболее эффективны составы представленные в табл.3.2.
Эти составы отличаются высоким влагопогл ощени ем, максимальными значениями разрывной прочности и деформации, а также продемонстрировали высокие показатели в ходе микробиологического исследования. Это обусловило выбор следующих защитных пищевых пленкообразующих покрытий: на основе хитозана с добавлением желатина в соотношении 1:1; на основе хитозана с добавлением модифицированного крахмала в соотношении 3:1; на основе хитозана с добавлением клетчатки в соотношении 3:1.
Получено положительное решение по заявке на изобретение этих вариантов защитного пищевого пленкообразующего покрытия.
Критериями оптимизации продукта были выбраны сбалансированность аминокислотного и жирнокислотного составов, то есть необходимо было получить продукт с близкими к эталонным значениям показателями аминокислотного скора и соотношением жирных . кислот близкому к оптимальному; 10% - полиненасыщенных (ПНЖК), 60% - мононенасыщенных (МЖК), 30% - насыщенных жирных кислот (НЖК). Критерий оптимизации по элементам химического состава (белок, жир, влага) моделируемого продукта рассчитывался по формуле Ґ \2 /I і in =i V ./= ) где Xj - массовая доля j-го компонента рецептуры; bij - удельное содержание і-го элемента химического состава (белка, жира, воды) BJ-м рецептурном компоненте проектируемого продукта; Z-, - эталонное содержание і-го элемента пищевой ценности.
Критерий минимального отклонения от заданной структуры показателей биологической ценности для моноструктуры незаменимых амино- и жирных кислот рассчитывали по формуле ПА) = I =1 ( " \ О ./=1 Е А -» min, (4.2) ./=1 где ак1 - удельное содержание k-го моноструктурного ингредиента в і-ом элементе химического состава; Л - эталонный скор элемента.
Определение оптимального режима куттерования
Широко известны понятия функционально-технологических свойств мяса и мясопродуктов. Такие свойства, как влагоудерживающая, жироудерживающая и эмульгирующая способность (ВУС, ЖУС и ЭС), характеризуют поведение белков и системы в целом при образовании эмульсий [113, 114, 121]. Эти свойства зависят от концентрации белка, растворимости и гидрофобности, степени денатурации, а также величины рН и ионной силы раствора, содержания соли. Таким образом, эти свойства являются комплексными, позволяющими качественно оценить эмульсию без измерения целого ряда прямых значений.
Основной стадией производства эмульгированных мясопродуктов является образование и получение устойчивой эмульсии. В том случае, если известна рецептура продукта, а также технологическая схема его производства, есть возможность при использовании понятия о функционально-технологических свойствах дать сравнительный анализ пригодности того или иного исходного сырья и дать обоснование выбора режима куттерования [118].
Целью процесса куттерования является получение стабильной эмульсии путём перемешивания и измельчения компонентов. В куттерах различных конструкций и при различных составляющих рецептуры процесс куттерования происходит аналогичным образом. Однако оптимальное время куттерования, когда эмульсия достигает максимума своих функционально-технологических свойств, различно. Куттерование - важнейший процесс при производстве эмульгированных мясопродуктов. Такие параметры процесса, как скорость вращения ножей, порядок внесения компонентов и их исходные характеристики, температура, продолжительность измельчения определяют стабильность эмульсии, а значит и качество готового продукта.
При куттерованин наблюдаются два макроскопических эффекта: в начале увеличение выделения растворимых белков (меоплазмы, миофибрилл) из клеточных структур до максимального значения, затем - некоторое уменьшение растворимости. По-видимому, в первой стадии процесс выделения мышечных белков превалирует над денатурацией, а во второй превалирует процесс селективного нагрева. Следствием этих процессов является возникновение или расщепление связей между белковыми частицами либо между белками и водой и жиром. Во второй стадии измельчения растворимость уменьшается из-за нагрева белков с последующей их агрегацией и коагуляцией, которые развиваются тем больше, чем продолжительнее измельчение [32]. Процесс куттерования происходит при высокой скорости вращения режущих элементов и, соответственно, трении, чем и объясняется возможное выделение значительного количества теплоты.
Точка экстремума, или перехода от первой стадии процесса ко второй, отмечается максимально возможными для этого процесса реологическими характеристиками и выходом. Продолжительность куттерования до экстремальной точки называется оптимальной.
Численная характеристика оптимальной продолжительности куттерования зависит от используемого оборудования, его состояния, состава и состояния сырья. В данном исследовании оборудование и его состояние (количество и острота ножей), состав и состояние сырья являлись постоянными характеристиками. Состав сырья определялся разработанными рецептурами, мясное сырье вносилось в виде шрота при температуре близкой к криоскопической -І--2 "С, так как при данной температуре трение в начале процесса минимально.
Конструктивной особенностью использовавшегося измельчительного прибора - Retsch Grindomix GM200 (Германия) является такое расположение и количество ножей, при котором процесс измельчения носит средний характер между аналогичным процессом в куттере и гомогенизаторе. По интенсивности процесса при нормальной загрузке чаши измельчение схоже с процессом в гомогенизаторе, а по направлению резания ножей и перемешивания в чаше фарша - с процессом в куттере. Благодаря таким характеристикам однородность фаршевой системы достигалась уже через 10-15 с после начала процесса. В связи с этим, как показали предварительные опыты, раздельное внесение нежирного и жирного сырья при нормальной загрузке прибора (не более половины от возможной производительности) не целесообразно. Поэтому загрузку всех компонентов осуществляли одновременно в начале процесса измельчения.
Для определения степени влияния параметров куттерования на свойства фарша вначале был проведён эксперимент исключительно на мясном сырье. Объектом исследования была выбрана фаршевая эмульсия со следующим составом: по 49% охлажденной свинины и охлаждённой говядины, 2% воды, 1 г соли/100 г фарша. Мясное сырьё вносилось при температуре, близкой к криоскопической -1 - -2 С. Всю воду вносили в начале процесса.
При внесении водной фракции в виде охлажденной воды продолжительность куттерования лимитировалась температурой фарша в конце процесса измельчения. Пределом роста температуры была принята t = 15 С, что несколько выше рекомендуемой предельной температуры в конце процесса (10(1С). Однако в этом случае можно более отчетливо определить динамику процесса.
Предел температуры достигался при скорости вращения ножей N = 2000 об/мин через 60 с, при N2 = 3000 об/мин через 45 с и при N3 = 4000 об/мин через 30 с. Эти режимы кутгерования были исследованы под номерами 1-3, соответственно. В полученных эмульсиях изучались ВУС и эффективная вязкость п.
