Содержание к диссертации
Введение
1. Обзор литературы 6
1.1 Пищевая ценность плодов и овощей 6
1.2 Сравнительный анализ различных методов получения порошков из растительного сырья Р
1.3 Роль и значение биологически активных веществ в жизнедеятельности человека 21
1.4 Классификация и ассортимент вареных колбас 23
1.4.1 Характеристика сырья для производства вареных колбас 25
1.4.2 Особенности технологии производства колбасных изделий 32
1.5 Обогащение вареных колбасных изделий новыми видами добавок технологического назначения 40
2 Объекты и методы проведения исследований 46
2.1 Объекты исследования 4*
2.2 Методы исследований 50
Результаты собственных исследований 55
3 Состояние и перспективы спроса населения г. Екатеринбурга на функциональные продукты питания (маркетинговые исследования) 55
4 Исследование химического состава сырья для производства растительных порошков 61
5 Оценка качества порошков, полученных сушкой во вращающемся псевдоожиженном слое 70
5.1 Пищевая ценность порошков из яблок, моркови и свеклы уральского региона 7^
6 Исследование пищевой ценности варёных колбасных изделий с растительными порошками 86
7 Расчет экономической эффективности 116
Выводы 119
Список использованных литературных источников
- Роль и значение биологически активных веществ в жизнедеятельности человека
- Особенности технологии производства колбасных изделий
- Исследование химического состава сырья для производства растительных порошков
- Пищевая ценность порошков из яблок, моркови и свеклы уральского региона
Введение к работе
В настоящее время отмечается дефицит минеральных веществ, витаминов и других биологически активных веществ у различных групп населения. Это связано с образом жизни современного человека, преобладанием в рационе консервированных, подвергнутых кулинарной обработке продуктов питания и другими причинами. Недостаток жизненно важных нутриентов приводит к снижению работоспособности, нарушению обмена веществ, что способствует ослаблению иммунитета и возникновению ряда заболеваний.
Немаловажное значение в рассматриваемом аспекте имеет отрицательное воздействие на организм ксенобиотиков химического и биологического происхождения и изыскание путей коррекции питания и здоровья за счет оптимизации рациона, разработки специализированных продуктов питания, в т.ч. биологически активных добавок к пище (БАД).
Решение этих задач должно проводиться как на федеральном, так и региональном уровнях [125]. Последнее предусматривает всестороннее и рациональное использование местных сырьевых ресурсов.
Вышеизложенное предопределило цель и задачи настоящей работы.
Цель и задачи исследований. Целью настоящей работы явилась разработка и изучение потребительских свойств растительных порошков из яблок, моркови и свеклы уральской селекции, а так же показателей качества вареных колбасных изделий, полученных с их использованием.
В соответствии с целью поставлены следующие задачи: провести маркетинговые исследования, касающиеся вопросов отношения населения к биологически активным добавкам;
изучить пищевую ценность и показатели безопасности яблок, моркови, свеклы районированных на Среднем Урале, используемых в качестве сырья для производства растительных порошков; исследовать потребительские свойства порошков из яблок, моркови и свёклы;
обосновать количества вносимых растительных добавок в рецептурах варёных колбас;
дать оценку влияния растительных порошков на технологические свойства сырья и потребительские свойства вареных колбасных изделий. Определить регламентируемые показатели качества;
рассчитать экономическую эффективность от внедрения растительных добавок в производстве вареных колбас;
разработать и утвердить техническую документацию на новые виды вареных колбасных изделий.
Научная новизна работы.
Получены новые данные о химическом составе и пищевой ценности местных сортов яблок «Уралочка», моркови «Нантская» и свёклы «Бордо». Обоснована целесообразность получения растительных порошков на их основе, как источников биологически активных веществ.
Исследованы пищевая ценность и потребительские свойства растительных порошков из местных сортов яблок, моркови и свеклы уральской селекции.
Обоснована целесообразность их применения в производстве колбасных изделий.
Определены количества и технологическая возможность внесения порошков для получения вареных колбасных изделий, обогащенных Р-активными веществами (катехины), (3-каротином (при введении порошка из моркови), пектиновыми веществами и клетчаткой.
Получен патент на изобретение №2245662 "Способ производства вареной колбасы с растительной добавкой".
Проведены комплексные исследования качества новых видов вареных колбасных изделий по совокупности органолептических, физико-химических показателей и критериев безопасности. Установлены регламентируемые показатели пищевой ценности.
Практическая значимость работы.
Диссертационная работа выполнена по заказу Федерального агентства по науке и инновациям в рамках программы «Перспективные методы применения местного растительного сырья для обеспечения безопасности пищевых продуктов», №54/41.
Разработаны новые виды растительных порошков и вареных колбас с их применением, что позволяет расширить ассортимент колбасных изделий, обеспечивает рациональное использование местного растительного сырья.
Разработана и утверждена техническая документация ТУ 9213-15—02069214-04 "Колбасы варёные с растительными добавками".
Получены диплом и медаль межрегиональной выставки "Урал-Техно. Наука. Бизнес-2005" в номинации "Новые разработки".
Получен диплом 11 степени межрегиональной выставки "Товары и услуги -развитию бизнеса. Промышленность и бизнес - развитию города" в номинации "Наука, перспективные проекты".
Результаты работы используются в учебном процессе при преподавании дисциплины "Товароведение и экспертиза мясных продуктов".
Роль и значение биологически активных веществ в жизнедеятельности человека
К биологически активным веществам (БАВ) относятся соединения, которые могут оказывать сильное воздействие на организм, предупреждая различные инфекционные заболевания, повышая сопротивляемость организма к неблагоприятным воздействиям окружающей среды.
Биологически активные вещества подразделяются на две группы: вещества незаменимые (витамины, микроэлементы и др.), и заменимые соединения. Ко второй группе биологически активные вещества относятся некоторые алкалоиды, амины, гликозиды, циклические кислоты и другие активные соединения, имеющиеся в плодах. Исключение их из рациона само по себе не вызывает заболеваний, но наличие их в пище может предупредить некоторые из них [122].
В отличии от лекарственных препаратов биологически активные вещества плодов часто отличается более благоприятным действием на организм человека, что связано с эволюционной приспособленностью организма к таким природным сочетаниям защитных соединений. При использовании плодов их биологически активные вещества оказывают профилактическое действие, тогда как лекарства с профилактическими целыми здоровым человеком, как известно, не используются. Кроме того из всего комплекса полезных БАВ организм человека имеет возможность выбрать те из них, которые необходимы ему на момент поступления БАВ в организм [29, 30].
Новым направлением развития пищевой индустрии является создание и применение натуральных пищевых добавок с целью улучшения лечебно-профилактических, а также органолептических свойств продукции. Биологически активные добавки.
Биологически активные добавки к пище подразделяются на три основные группы: нутрицевтики, парафармацевтики и пробиотики [153].
Нутрицевтики представляют собой эссенциальные нутриенты - природные ингредиенты, такие как витамины и микроэлементы, отдельные аминокислоты, пищевые волокна. Функциональная роль нутрицевтиков и парафармацевтиков показана на рисунке 1.
Использование нутрицевтиков позволяет: во-первых, достаточно легко и быстро ликвидировать дефицит эссенциальных пищевых веществ; во-вторых, в максимально возможной степени индивидуалировать питание конкретного человека в зависимости с физиологическими особенностями организма, повысить сопротивляемость организма к неблагоприятным факторам окружающей среды.
Иными словами, применение нутрицевтиков является эффективной формой первичной и вторичной профилактики, а также комплексного лечения таких широко распространенных хронических заболеваний, как ожирение, атеросклероз, другие сердечно сосудистые заболевания, злокачественные опухоли, имунодефицитные состояния [122, 153].
Парафармацевтрики, как правило, являются минорными компонентами пищи - это органические кислоты, кофеин и многие другие, так называемые натуриродукты. К этой категории могут быть отнесены и БАД, способствующие уменьшению суммарной энергетической ценности рациона или регулирующие аппетит и нашедшие широкое применение в профилактике и лечении ожирения [153, 166].
Ряд других микроорганизмов с пробиотическими свойствами не встречаются постоянно в кишечнике человека и называются транзисторными. Это молочнокислые палочки и кокки [85]. Для человека наиболее доступными путём получения пробиотиков является потребление натуральных, в частности кисломолочных продуктов, полученных биотехнологическим способом с использованием различных микроорганизмов в качестве заквасочных или стартерных культур [27, 122].
Особенности технологии производства колбасных изделий
Производство группы вареных колбасных изделий основывается на различных химических, биотехнологических, микробиологических, технологических и тепловых методах воздействия на сырье.
Колбасные изделия вырабатываются в соответствии с требованиями нормативной документации, устанавливающей требования к качеству продукции, обеспечивающие ее безопасность для жизни и здоровья населения и охрану окружающей среды.
Технологический процесс осуществляют в соответствии с технологическими инструкциями, с соблюдением правил ветеринарного осмотра убойных животных ветеринарно-санитарной экспертизы мяса и мясных продуктов и санитарных правил для предприятий мясной промышленности, утвержденных в установленном порядке [22, 82]. Измельчение и посол сырья. Жилованное мясо перед посолом нарезают на куски массой до 1 кг (в процессе жиловки) или измельчают на волчке с диаметром отверстий решетки 2-6 мм (мелкое измельчение) или с диаметром отверстий решетки 16-25 мм (шрот).
Для отдельных видов колбас с целью создания определенного рисунка на разрезе мясо измельчают на волчке с диаметром отверстий решетки 2-3 мм (шрот) или 8-12 мм. Измельченное мясо взвешивают, а затем перемешивают с сухой поваренной солью в мешалках различных конструкций, в том числе вакуумных, или в посолочных агрегатах непрерывного действия. Длительность перемешивания с солью для мелкоизмельченного мяса - 4-5 минут, для мяса в кусках или шроте -3-4 минут [124, 141].
Для ускорения процесса посола рекомендуется мелкоизмельченное мясо солить концентрированным раствором поваренной соли плотностью 1,205 г/см, температурой 4 С с содержанием хлористого натрия 26 % [82,124].
При посоле мяса добавляют нитрит натрия в количестве 7,5 г на 100 кг мясного сырья в виде раствора концентрацией не выше 2,5% или вводят его при приготовлении фарша колбасных изделий. На шпик, жир-сырец, мозги, белковые препараты, белково-жировые эмульсии и другие компоненты нитрит натрия не добавляют.
Посоленное мясо выдерживают в различных емкостях, допущенных органами Госсанэпиднадзора РФ для контакта с пищевыми продуктами, при температуре в помещении от 0 до 4 С.
Жилованное говяжье, свиное, баранье или другое мясо, выдержанное в посоле в кусках или в виде шрота, измельчают на волчках с диаметром отверстий решетки 2-6 мм, кроме мясного сырья, используемого в виде структурного компонента для отдельных видов колбас. В этом случае мясо измельчают на волчках с диаметром отверстий решетки 8-12 мм [93, 142].
Шпик измельчают на шпигорезках различных конструкций, предварительно охладив его до температуры от 0 до 4 С. Допускается измельчение шпика на куттере, при этом он должен быть подморожен до температуры от минус 2 до минус 4 С.
Размеры кусочков шпика, языков, жира-сырца и других структурных компонентов в зависимости от ассортимента колбасных изделий регламентируются нормативной документацией.
Жир-сырец говяжий, свиной или бараний охлаждают до температуры 0-4 С, измельчают на волчке с диаметром отверстий решетки 2-3 мм непосредственно перед составлением фарша [124].
Приготовление фарша. При приготовлении фарша сырье, пряности, лед, воду и другие материалы взвешивают в соответствии с рецептурой с учетом добавленных при посоле сухой соли или рассола.
Фарш вареных колбас готовят на куттере, мешалке-измельчителе, мешалке или других машинах для приготовления фарша, в том числе вакуумных. Фарш готовят в две стадии.
В зависимости от рецептуры на I стадии приготавливают суспензию белковых препаратов (или загружают заранее приготовленный гель), а затем обрабатывают нежирное сырье: говядину жилованную высшего, 1-го, 2-го сортов, односортную, колбасную или мясную обрезь говяжью, или нежирную свинину, или баранину односортную, добавляя всю соль, предусмотренную рецептурой (если сырье несоленое), фосфаты, часть воды (льда), раствор нитрита натрия, если не был добавлен при посоле, меланж. После 5-7 минут обработки на П-ой стадии вводят полужирную свинину, обрезь свиную, остаток воды (льда), жирную свинину или жирную говядину и обрабатывают в течение 3-5 минут, добавляя цельную пищевую кровь или препарат гемоглобина, сливочное масло, маргарин, пряности, сухое молоко, а за 2-3 минуты до конца обработки добавляют крахмал или пшеничную муку, аскорбинат натрия или аскорбиновую кислоту, а также колбасные изделия с производственными дефектами [82, 124]. Для колбасы с сорбитом, сорбит или ксилит добавляют в виде 20%-ного раствора в куттер вначале обработки фарша вместе с говядиной. Общее количество воды при этом уменьшают с учетом количества воды, добавленной при приготовлении раствора сорбита.
Общая продолжительность обработки фарша вареных колбас на машинах периодического действия составляет 8-12 минут в зависимости от конструкции измельчителя. Чем выше скорость резания, тем меньше продолжительность обработки.
Температура готового фарша должна быть 12-18 С. При этом на 1-ой стадии обработки оптимальная температура фарша 3-5 С (для лучшей экстракции солерастворимых белков), что достигается добавлением льда.
Готовый фарш транспортируют к шприцам.
Наполнение оболочек фаршем. Наполнение колбасной оболочки фаршем производится под давлением в специальных машинах-шприцах. Фаршем вареных колбас оболочки наполняют менее плотно, по сравнению со шприцеванием копченых и сырокопченых колбас. Фарш вареных колбас на пневматических шприцах рекомендуется шприцевать при давлении 0,4-0,5 МПа, на гидравлических - при 0,8-1,0 МПа. Для обнаружения металлических примесей, которые могут попасть в фарш, на патрубке шприца устанавливают сигнализаторы [93,141].
В настоящее время концы оболочек нашприцованных батонов колбасы преимущественно закрепляют «клипсами» на специальном оборудовании, укладывают на специальные рамы или напольные рамные тележки. В то же время, колбасные батоны после шприцевания перевязывают шпагатом для закрепления концов оболочки, а в случае использования немаркированной оболочки- так же для товарной отметки по специально утвержденным схемам
Исследование химического состава сырья для производства растительных порошков
Пищевая ценность яблок, моркови и свеклы уральского региона.
Пищевая, в том числе витаминная и химическая ценность исследуемых продуктов в значительной мере определяется химическим составом сырья, применяемого для производства порошков. В экспериментальной части диссертационной работы нами изучен химический состав сырья и растительных порошков, изменения химического состава в процессе производства.
В экспериментальной части диссертационной работы нами изучен химический состав яблок, моркови и свеклы исследуемых сортов, растительных порошков из них с применением новой технологии сушки. Изучено содержание органических кислот, аминокислотного состава, витаминов и минеральных элементов. С учетом полученных результатов о химическом составе растительных порошков были составлены рецептуры варенных колбасных изделий лечебно-профилактического назначения с использованием нетрадиционного сырья.
В таблице 4.1 указан химический состав яблок сорта «Уралочка», моркови сорта «Нантская» и свеклы сорта «Бордо».
Из данных таблицы 4.1 видно, что содержание сухих веществ в яблоках, моркови и свеклы находится в пределах от 16,0 % в яблоках сорта «Уралочка» до 19,4 % в свекле сорта «Бордо».
Наибольшее количество Сахаров 12,0 % отмечается у свеклы сорта «Бордо», наименьшее 9,5 % - у яблок. Среди Сахаров яблок и моркови преобладающими являются редуцирующие сахара. В среднем они составляют 95 % от общего количества Сахаров. Содержание сахарозы в яблоках сорта «Уралочка» низкое 0,3%, что может служить, по мнению многих авторов [131, 166], показателем плохой лежкости яблок. У свеклы оно выше, до 7,8 %.
Содержание органических кислот у яблок сорта «Уралочка» 0,7 %. В моркови сорта «Нантская» и свеклы сорта «Бордо» органические кислоты не обнаружены, что связано с низким содержанием их в исследуемых сортах овощей. Значение сахарокислотного коэффициента у яблок сорта «Уралочка» 13,5.
Содержание клетчатки колеблется от 1,7 у яблок и 1,9 у моркови до 2,3 у свеклы уральской селекции, что соответствует 9-12 % от суточной потребности.
Наибольшее количество пектиновых веществ содержится в свекле 5,6%, причем большая часть их приходится на водонерастворимый пектин. Наименьшее количество пектиновых веществ содержится в моркови 1,2 %. Содержание водорастворимого пектина колеблется от 0,2 % у моркови и свеклы до 0,5 % у яблок «Уралочка». В среднем у яблок «Уралочка» водорастворимый пектин составляет %, моркови «Нантская» - 15 %, а свеклы «Бордо» - до 5 % от общего количества пектиновых веществ.
Данные таблицы 4.2 подтверждают сведения, встречающиеся в литературе, что уральские яблоки, свекла и морковь могут быть ценным источником определенных витаминов [19, 20, 120].
Сравнительная оценка витаминной ценности яблок, моркови и свеклы показала, что больше всего аскорбиновой кислоты содержится в яблоках «Уралочка» - до 20,6 мг/ЮОг, а меньше всего в моркови «Нантская» - до 4,2 мг%.
Аналогичная картина наблюдается и для Р-активных соединений. Больше всего их содержится в яблоках «Уралочка» - до 400 мг/ЮОг, в моркови «Нантская» -250 мг/ЮОг и в свекле «Бордо» - 320 мг/ЮОг, что в 4-5 раз превышает суточную потребность. Содержание витаминов Вь Вг, РР совпадает с литературными данными [137]. Наибольшее количество витаминов Вь РР содержится в моркови сорта «Нантская» - 0,18 и 2,50 МГ/ЮОГ, а в яблоках сорта «Уралочка» - 0,15 и 1,56 мг/ЮОг, и в свекле сорта «Бордо» - 0,11 и 1,83 мг/ЮОг соответственно. Хотя, содержание витамина В2 выше у свеклы и яблок - 0,18 и 0,17 против 0,14 мг/ЮОг у моркови.
Минеральный состав яблок, моркови и свеклы уральской селекции указан в таблице 4.3.
Данные таблицы 4.3 показывают, что в яблоках, свекле и моркови уральской селекции содержится небольшое количество минеральных веществ. Наблюдается содержание железа от 6,62 мг/кг у моркови «Нантская» до 8,99 мг/кг у свеклы «Бордо». Содержание марганца колеблется от 0,46 мг/кг у яблок до 12,47 мг/кг у свеклы. Наиболее высокое содержание магния в свекле «Бордо» - до 11,82 мг/кг, для сравнения, в яблоках «Уралочка» - до 9,49 мг/кг.
Пищевая ценность порошков из яблок, моркови и свеклы уральского региона
В таблице 5.5 указан химический состав порошков из яблок сорта «Уралочка», моркови сорта «Нантская» и свеклы сорта «Бордо».
Основным компонентом растительных порошков являются углеводы, на долю которых приходится 46-61 % от массы сухого вещества. Порошки из яблок и свеклы могут быть ценным источником пектиновых веществ. Наибольшее их количество содержится в порошках из свеклы сорта «Бордо» 12,3 %, в том числе водорастворимый пектин составляет 2%. Порошок из яблок содержит 9,7 % пектиновых веществ, в том числе водорастворимый пектин составляет 2,7 % пектиновых веществ. В порошке из моркови содержится наименьшее количество пектиновых веществ, около 5,2 %, водорастворимый пектин составляет 1,2 %.
Содержание органических кислот в яблочном порошке составляет 4,22 %. Органические кислоты представлены в основном яблочной кислотой (70-90 % от общего количества органических кислот). Сахарокислотный коэффициент равен 13,3.
Содержание клетчатки колеблется от 3,6 у яблок и 3,9 у моркови до 4,7 у свеклы уральской селекции, что составляет от 18-23 % от суточной потребности.
В порошках из свеклы «Бордо» и моркови «Нантская» органические кислоты не обнаружены из-за низкого их содержания. Содержание нитратов и нитритов в растительных порошках предоставлено в таблице 5.6.
Из таблицы 5.6 видно, что в порошках содержатся незначительные концентрации нитратов. Так в порошке из яблок содержание нитратов на уровне 21,3 мг/кг, в порошке из моркови - 25,6 мг/кг, а в порошке из свеклы 29,0 %. Содержание нитритов не обнаружено. Из этого можно сделать вывод, что данная технология получения растительных порошков не ведет к увеличению количества нитратов и нитритов. А их содержание в растительных порошках не превышает предельно допустимой концентрации [27].
К числу незаменимых факторов питания относятся витамины и минеральные элементы, которые в организме человека не синтезируются, а поступают с пищей [25]. Нами проводились исследования по определению содержания витаминов и минеральных элементов в порошках из яблок, моркови и свеклы. Витаминная и минеральная ценность порошков интересовала нас, прежде всего, с точки зрения влияния их на пищевую ценность новых изделий, приготовленных с включениями в рецептуру растительных порошков. В таблице 5.7 представлены данные о витаминной ценности растительных порошков.
Данные таблицы 5.7 показывают, что растительные порошки из яблок сорта «Уралочка», моркови сорта «Нантская» и свеклы сорта «Бордо» не могут являться богатым источником аскорбиновой кислоты, так как доля растительного порошка, вносимого в рецептуру изделия, не превышает 3-4 %. Максимальное количество аскорбиновой кислоты содержится в порошке из яблок 50,8 мг/ЮОг, наименьшее количество - 10,2 мг/ЮОг в порошке из моркови. В порошке из свеклы содержится 28,6 мг/ЮОг аскорбиновой кислоты. Что составляет от 73-15 % от суточной потребности. Содержание р-каротина в растительных порошках находится в пределах от 8,6 мг/ЮОг до 55,6 мг/ЮОг. Наибольшее количество р-каротина содержит порошок из моркови 55,6 мг/ЮОг, а наименьшее количество 8,6 мг/ЮОг в порошке из яблок. Яблочный порошок может быть хорошим источником Р-активных веществ. Содержание Р-активных веществ в порошке из яблок сорта «Уралочка» составляет 1950 мг/ЮОг. В порошке из моркови и свеклы их меньше 1250 мг/ЮОг и 1760 мг/ЮОг соответственно. Наибольшее количество витаминов Вь РР содержится в порошке из моркови сорта «Нантская» - 1,2 и 6,5 мг/100г,а в порошке из яблок сорта «Уралочка» - 1,1 и 4,2 мг/100г, и в порошке из свеклы сорта «Бордо» - 0,9 и 4,9 мг/100г соответственно. Хотя, содержание витамина В2 выше у свекольного и яблочного порошков - 1,1 и 1,0 против 0,9 мг/ЮОг у морковного порошка. Эти данные позволяют говорить о достаточном наличии витаминов группы В и РР в плодах и овощах уральской селекции. В таблице 5.8 представлен минеральный состав порошков из яблок, моркови и свеклы.
