автореферат диссертации по технологии продовольственных продуктов, 05.18.04, диссертация на тему:Использование каротиноидосодержащего растительного сырья в технологии вареных колбас

ЗСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПРИКЛАДНОЙ БИОТЕХНОЛОГИИ

На правах рукописи УДК 637.52.03:663:664

Подвойская Ирина Андреевна

[СПОЛЬЗОВАНИЕ КАРОТИНОИДОСОДЕРЖАЩЕГО РАСТИТЕЛЬНОГО СЫРЬЯ В ТЕХНОЛОГИИ ВАРЕНЫХ КОЛБАС

Специальность 0S.l8.0i - технология мясных, молочных и рыбных продуктов

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва - 1998 г.

Работа выполнена на кафедре "Технология мяса и мясопродуктов" Московского государственного университета прикладной биотехнологии (МГУПБ)

Научный руководитель:

Научный консультант:

лауреат Государственной премии, заслуженный деятель науки РФ, академик РАСХН, доктор технических наук, профессор Рогов И.А. кандидат технических наук, ст.н.сотр. Митасева Л.Ф.

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Кудряшов Л.С.; кандидат технических наук Кузнецова О.В.

Ведущая организация: АООТ "Черкизовский мясоперерабатывающий завод".

Защита состоится 3 декабря_ 1998 г. в 11 час. на

заседании диссертационного Совета К 063.46.01 Московского государственного университета прикладной биотехнологии по адресу: 109316, г. Москва, ул. Талалихина, 33, коференц-зал.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МГУПБ.

Автореферат разослан_ 1998 г.

Ученый секретарь диссертационного Совета Забашта А. Г.

к.т.н., доцент

Актуальность работы. В настоящее время в сложившихся экономических условиях особо остро ставится проблема повышения пищевой и биологической ценности, стабильности свойств продуктов питания, а также более рационального использования сырьевых ресурсов. При разработке новых рецептур комбинированных мясных продуктов большая роль отводится использованию растительного сырья, содержащего биологически активные вещества, а, именно, овощных культур - природных источников витаминов. Позитивное значение имеет проявление антиокислительных свойств некоторых витаминов и их производных (витамин А, Е, бетта-каротин), присутствие которых в составе продуктов будет способствовать сохраненшо их свойств.

Ряд научных работ отечественных и зарубежных ученых: Журавской Н.К., Большакова A.C., Борескова В.Г., Рогова И.А., Лясковскои Ю.Н., Шишкиной H.H., Кудряшова Л.С., Морозовой Л.И., Высоцкого В.Г., Кузнецовой О.В., Dirink Р., De Winne А., Williams S.N., Frye Т.М., Frankel E.N. и др., посвящен исследованию влияния компонентов растительного происхождения на изменение качественных характеристик мясных продуктов.

Извлечение веществ, обладающих антиокислителышм эффектом, из природных источников связано с нежелательными химическими превращениями. Вопросы, касающиеся влияния исходного растительного сырья, введенного в мясную систему, па повышение пищевой Ценности и стабильности свойств продуктов остаются еще недостаточно исследованы. Изучение свойств растительного сырья, способов его подготовки и использования в технологии комбинированных мясных продуктов представляет интерес для пищевой промышленности.

Цель и задачи исследований. Целью настоящей работы является использование каротиноидосодержащего растительного сырья в технологии вареных колбас.

В соответствии с целью исследований в работе поставлены следующие задачи:

- изучить на модельных системах влияние вводимой моркови на окисление липидов в зависимости от способа ее предварительной обработки;

- исследовать каротшгоидлый спектр комбинированных вареных колбас

- определить содержание нитрозомиохрома, его стабильность, а также уровень остаточного нитрита натрия в образцах вареных колбас в зависимости от соотношения основных компонентов рецептур;

изучить физико-химические, структурно-механические,

органолептические характеристики, жирнокислотный, аминокислотный составы комбинированных вареных колбас в зависимости от количественного и качественного состава сырья;

- разработать и проверить в производственных условиях технологию комбинированных вареных колбас с использованием моркови, подвергнутой

различной предварительной подготовке;

- разработать технические условия и технологическую инструкцию на

новые виды вареных колбас с использованием моркови.

Научная новизна. По совокупности результатов исследовании физико-химических, структурно-механических, биохимических, органолептических показателей установлена целесообразность использования моркови в рецептурах, комбинированных вареных колбас.

Охарактеризован . каротиноидный состав комбинированных вареных колбас.

Выявлено стабилизирующее действие моркови (содержащей каротиноиды) на состояние липидов и гемовых пигментов комбинированных вареных колбас.

Установлено, что использование каротиноидосодержащего растительного сырья при производстве вареных колбас способствует повышению устойчивости окраски готового продукта.

Исследованы физико-химические, структурно-механические, органолептические характеристики, жириокислотный, аминокислотный составы новых видов вареных колбас при использовании моркови.

Практическая ценность. Полученный в ходе проведенных исследований материал позволяет расширить ассортимент комбинированных колбасных изделий. Результаты выполненных исследований реализованы при разработке рецептур новых видов вареных колбас.

Разработана нормативная документация на вареные колбасы "Старославянская" (рецептура №1, рецептура №2).

Апробация работы. Результаты работы были доложены на международных научно-технических конференциях "Пища. Экология. Человек.."(Москва 1995) г "Прогрессивные экологически безопасные технологии хранения и комплексной переработки сельхозпродукции для создания продуктов питания повышенной пищевой и биологической ценности" (г.Угличг 1996г.), "Научные и практические аспекты совершенствования качества продуктов детского и геродиетического питания" (Москва, 1997г.), "Пища. Экология. Человек."(Москва 1.997).

Публикации- По результатам исследований опубликовано 8 работ.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, экспериментальной части, обсуждения результатов исследований, выводов, списка литературы, содержащего источников, из них

иностранных, и приложений. Работа изложена на страницах

машинописного текста, содержит ¿Ррисупков и А таблиц.

Содержание диссертационной работы

Во введении обоснована актуальность выбранного направления исследований, показана его теоретическая и практическая значимость.

В первой главе рассмотрены состав и основные свойства растительного сырья, применяемого при производстве комбинированных мясопродуктов. Систематизирован материал о способах направленного регулирования состава и свойств мясопродуктов. Изложены сведения об использовании

антиокислителей природного и искусственного происхождения в пищевой промышленности. На основе анализа и обобщения имеющейся информации сформулированы цель и задачи работы.

Во второй главе "Методика постановки экспериментальных исследований. Методы исследований" представлены методика и схема проведения исследований, объекты исследований, определен комплекс изучаемых показателей, изложены методы их определения.

В третьей главе "Исследование антиокислительных свойств моркови на модельных системах" приведен сравнительный анализ результатов: изменения пероксидного, тиобарбитурового чисел, а также жирнокислотного состава лшшдов модельных систем в зависимости от их состава.

В четвертой главе "Комплексное исследование качественных характеристик комбинированных вареных колбас" проведена сравнительная оценка физико-химических, биохимических, структурно-механических, микробиологических и органолептических показателей колбас.

Организация эксперимента н методы исследований

Последовательность проведения этапов исследований

проиллюстрирована схемой, представленной на рис. 1.

Объектами исследований являлись: на первом этапе - композиция свиного жира и парков и (сырой и бланшированной); на втором этапе -модельные фаршевые продукты, комбинированные вареные колбасы.

На первом этапе проведения исследований для определения целесообразного соотношения жира и моркови оценивали влияние моркови (сырой и бланшированной), вводимой в свиной жир в различном количестве в процессе вытопки его на водяной бане ( 1среды=72-73°С). Соотношение жира и моркови (в сыром и бланшированном виде) составляло 4:1 и 2:1 соответственно. В качеств? контроля брали вытопленный на водяной бане свиной жир. Образцы хранили при 1=4°С.

На втором этапе при приготовлении модельных фаршевых продуктов в качестве мясного сырья использовали говядину жалованную 1 сорта и свинину жиловапную жирную. Количество свинины жирной в рецептуре было подобрано исходя из среднего значения содержания жира в традиционных видах, вареных, колбас. Содержание моркови (в сыром и бланшированном виде) составляло 10 и 15%.

Анализ результатов исследований (водосвязывающей способности фарша и органолептической оценки образцов) показал, что использование сырой моркови в количестве 15% приводит к снижению качественных характеристик вареных колбас. Поэтому был выбран вариант с уровнем введения сырой моркови 10%, уровень введения бланшированной моркови составил по-прежнему 15%. В рецептуры включили изолированный соевый белок Супро 500Е в количестве 15% (что является средним значением для вареных колбас 1 сорта, широко выпускаемых промышленностью).

Для оценки состава и свойств исследуемых объектов определяли следующие показатели: массовые доли влаги (I), жира (И), белка (III), золы (IV) - по общепринятым методикам; - пероксидное число (V) - методом окисления йодистоводородной кислоты; тиобарбитуровое число (VI) - по методу B.Tarladgis; изменение жирнокислотного состава (VII) - методом газожидкостной хроматографии; аминокислотный состав (VIII) - методом ионообменной хроматографии; содержание витаминов (IX) - с помощью высокоэффективной жидкостной хроматографии; содержание нитрита натрия (X) - гго стандартной методике ГОСТ 8558.1-78; содержание нитрозопигментов (XI)- спектрофотометрическим способом; устойчивость окраски колбас (ХИ)-сиектрофотометрическим способом; водосвязывающую способность (XIII) - по методу Р.Грау и Р. Хамме в модификации В.Воловинской и Б. Кельман; структурно-механические показатели (XIV) -на универсальной испытательной машине "INSTRON" М1140; микробиологические показатели (XV) - по общепринятым методикам; органолептическую оценку (XVI) - по пятибалльной шкале. Массовую долю углеводов определяли рассчетным методом.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ СООТНОШЕНИЯ ЖИРА И МОРКОВИ

Вытопка жира на водяной бане в лрлс-утствии моркови Контроль ■ свиной жир Свиной жир : сырая морковь Свиной жир : бланшированная морковь Хранение модельных образцов при Ьв4°С в течение 7 суток

ВТОРОЙ ЭТАП

ОПРЕДЕЛЕНИЕ СООТНОШЕНИЯ МЯСНОГО СЫРЬЯ И МОРКОВИ

Контроль Мясное сырье Вариант № 1 Мясное сырье Морковь сырая Вариаит Лй 2 Мясное сырье Морковь бланшированная —♦

РАЗРАБОТКА РЕЦЕПТУР ВАРЕНЫХ КОЛБАС -

Контроль Мясное сырье Вариант. № 1 Мясное сырье Морковь сырая Изолированный соевый белок Супро 500Л Вариант К; 2 Мясное сырье Морковь бланшированная Изолированный соевый белок Супро 500Е

Л

Свиной жир

Морковь сырая

Морковь бланшироьапнъя

ч_

V,VI, VII

Модельные фарщевые продукты

I, XIII,XVI

Вареные колбасы

1-1У, VII - XVI

Рис.1 Схема проведения исследований

Объекты исследований - {

Повторность опытов - 3-5 кратная.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ Для определения целесообразного соотношения жира и моркови была проведена серия экспериментов, которых варьировалось количество растительного компонента. В качестве определяющего был выбран показатель -пероксидное число.

Сопоставление изменений пероксидного числа модельных образцов, содержащих различное количество моркови (сырой и бланшированной), при

хранении в идентичных условиях позволяет заключить, что их подверженность окислению зависит от соотношения компонентов.

а) при использовании сырой моркови

б)'при использовании бланшированной моркови

Рис.2 Изменение пероксидного числа модельных образцов при хранении

1 - контроль

2 - соотношение жир : морковь - 4:1

3 - соотношение жир : морковь - 2:1

В обоих случаях (при введении в жир сырой и бланшированной моркови) в образцах с соотношением жир : морковь - 2:1 соответственно наблюдается наименьшее количество образовавшихся первичных продуктов окисления на 7 сутки хранения.

С целью более глубокой оценки влияния компонентов моркови, подвергнутой различной предварительной подготовке, на окислительные изменения липидов свиного жира при хранении определяли изменение тиобарбитурового числа . (Рис.3) и жирнокислотиого состава липидов в модельных образцах при соотношении жир:морковь - 2:1.

В образец № 1

Рнс.З Изменение тиобарбитурового числа модельных бразцов

образец №1 - с использованием сырой моркови образец №2 - с использованием бланшированной моркови

Исходное содержание первичных продуктов окисления и ненасыщенных жирных кислот указывает на малую степень окисления (рис.2,3).

По мере развития окисления в первую очередь изменениям подвергаются непредельные жирные кислоты поскольку энергия разрыва двойных связей относительно невелика. Результаты проведенных исследований показывают, что в опытных образцах происходит замедление этого процесса, благодаря наличию в системе каротиноидосодержащего растительного сырья. Количество ненасыщенных жирных кислот на седьмые сутки хранения составляло 57,65% для контроля, 59,32% для образца №1 при

использовании сырой моркови, 58,41% для образца №2 при использовании бланшированной моркови от общего содержания жирных кислот.

Полученные данные по определению изменений лииидов модельных образцов при хранении показывают, что введение в систему моркови на стадии термической обработки оказывает стабилизирующее действие на окислительные изменения липидов. Более выраженный эффект наблюдается при использовании моркови в сыром виде.

КОМПЛЕКСНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ КАЧЕСТВЕННЫХ ХАРАКТЕРИСТИК КОМБИНИРОВАННЫХ ВАРЕНЫХ КОЛБАС

Исходя из результатов исследований, проведенных на модельных фаршевых продуктах (органолептическая оценка образцов и водосвяэывающая способность фаршевых систем), выбраны варианты с уровнем введения сырой моркови 10% (образец №1) и с уровнем введения бланшированной моркови 15% (образец №2); с целью повышения функционально-технологических свойств композиции мясного сырья и моркови в рецептуры опытных вариантов введено 15% гидратированного изолированного соевого белка. Несмотря на то, что результаты первого этапа проведенных исследований показывают менее выраженный антиокислительный эффект бланшированной моркови, однако ее использование способствует улучшению некоторых органолептических характеристик, таких как, внешний вид, вкус, консистенция. В связи с этим продолжили рассмотрение обоих вариантов.

Содержание основных каротнноидов в опытных образцах вареных колбас

Среди пищевых веществ, требуемых для нормального обеспечения жизненно важных функций организма, особая роль принадлежит витаминам. Обогащение вареных колбас каротиноидами является одним из эффективных

решений проблемы повышения пищевой и биологической ценности продуктов массового потребления.

Суточная потребность человека в витамине А составляет в среднем 1,0 мг и может быть удовлетворена также за счет его провитаминов -каротиноидов.

Результаты определения содержания основных каротиноидов опытных образцов колбас (№1, №2) с использованием моркови представлены в табл,1.

Таблица 1

Содержание основных каротиноидов в опытных образцах вареных колбас, мг/100 г

| Витамины Образец №1 Образец №2

а-каротин 0,17+0,01 0,15+0,01

транс-р-каротин 0,73 0,52

цис-р-карогим 0,06 0,06

Сумма изомеров р-каротина 0,79+0,02 0,58±0,02

Сумма каротиноидов 0,96±0,03 0,73+0,03

Сумма изомеров р-каротина в образце №1 превышает аналогичный показатель для образца №2 на 28,77%.

Из таблицы 4 видно, что комбинированные вареные колбасы имеют высокий уровень содержания каротиноидов. Результаты исследований дают основание отнести опытные комбинированные вареные колбасы к группе витаминизированных продуктов питания.

Показатели окраски и содержат« остаточного нитрита натрия в образцах вареных колбас

Одним из основных вопросов при создании новых видов вареных колбас с высоким уровнем замены мясного сырья растительными компонентами является превращение нитрита натрия, участвующего в

реакциях цветообразования. В ходе эксперимента проведены исследования по определению содержания нитрозомиохрома, его стабильности, а также уровня остаточного нитрита натрия в вареных колбасах, содержащих разное количество растительных компонентов (Табл.2).

Таблица 2

Показатели окраски и содержание нитрита натрия в вареных колбасах

Показатели Контроль Образец №1 Образец №2,

¡Относительное содержание нитрозопигментов (НП),% 72,32+0,97 70,14+0,85 68,33+0,99 1

[ Устойчивость окраски, % 73,87+0,77 75,32+0,82 74,36±0,84

\ Визуальная оценка окраски, балл 4,7+0,07 4,7+0,04 4,7+0,07

Содержание нитрита натрия, мг/100 г 1,6+0,95 2,7+0,77 2,2±0,97 |

Анализ экспериментальных данных свидетельствует о том, что введение в фарши гидратировакного изолированного соевого белка Супро 500Е в количестве 20% в сочетании с морковью, подвергнутой различной предварительной подготовке, приводит к понижению относительного содержания нитрозопигментов, увеличению остаточного содержания нитрита в вареных колбасах. Более высокое содержание остаточного нитрита в опытных образцах (особенно в образце №1 с использованием сырой моркови), по-видимому, связано с особенностями состава системы, а также присутствия в используемой моркови нитратов. При введении нитрита натрия в количестве 7,5 г на 100 кг куттеруемого сырья при выработке опытных образцов вареных колбас его содержание в готовом продукте не превышает допустимых значений, установленных органами Госсанэпиднадзора России.

Следует отметить, что повышение концентрации нитрита в фаршах опытных образцов колбас, за счет введения моркови увеличивает вероятность взаимодействия его с мышечными белками, поэтому наблюдается относительно высокий уровень нитрозопигментов в образцах К°1 и №2, несмотря на большую замену мясного сырья растительными добавками.

Полученный экспериментальный материал также свидетельствует о том, что использование моркови позитивно влияет на устойчивость окраски. Бетта-каротин, содержащийся в моркови, по-видимому, способствует замедлению окислительных превращений нитрозопигментов.

При визуальной оценке контрольного и опытных образцов в последнем случае выявлено отклонение в цвете - присутствие оранжевой гаммы цветов, что является результатом введения моркови в систему. Однако, это не сказывается негативно на органолептической оценке цвета новых видов продуктов.

Изменение липидной фракции комбинированных вареных колбас в процессе

хранения

Результаты исследований изменения соотношения жнрных кислот вареных колбас представлены в табл.3, 4, 5.

Анализируя полученные результаты серии проведенных экспериментов на модельных системах и образцах комбинированных вареных колбас, можно говорить о том, что введение в мясную систему моркови (в количестве 10% в сыром виде, 15% в бланшированном) способствует замедлению развития окислительных процессов липидной фракции колбас при хранении, тем самым обеспечивая стабилизацию органолептических характеристик продукта при хранении без применения искусственных или полученных путем химического выделения из природного сырья антиокислителей.

Таблица 3

Изменение жирнокислотного состава липидов контрольного образца

Наименование кислот Содержание жирных кислот, %

к общему содержанию

Продолжительность хранения, сутки

1 3 7

I Каприновая 10:0 0,06 0,11 0,08

Лауриновая 12:0 0,05 0,06 0,07

Миристинолая 14:0 1,47 2,07 2,09

Тетрадеценовая 14:1 0,52 0,61 0,09

Пентадекановая 15:0 - -

Пальмитиновая 16:0 21,95 27,74 28,44

Пальмитолеиновая 16:1 8,06 4,5(5 3,48 1

Маргариновая 17:1 слецы 0,17 следы 1

| Изо-гелтадекановая ¡7:0 - -

1 Стеариновая 18:0 11,34 12,28 12,74 I

1 Олеиновая 18:1 48,14 43,86 45,14 1

1 Линолевая 18:2 6,99 7,07 6,61 1

I Линоленовая 18:3 1,11 1,18 1,04 1

1 Нонадециловая 19:0 - -

Арахиновая 20:0 - -

1 Арахидоновая 20:4 0,31 0,29 0,22

Всего насыщенных кислот, % 34,87 42,43 43,42

Всего ненасыщенных кислот, % | 65,13 57,57 56,58

Таблица 4

Изменение жирнокислотного состава липндоп образца № 1 при хранении

I Наименование кислот Содержание жирных кислот, % к

общему содержанию |

Продолжительность хранения, сутки

1 3 7

Канриновая 10:0 0,04 0,13 0,09

Лауриновая 12:0 0,06 0,05 0,05

Миристнновая 14:0 1,44 2,90 2,12

! Тетрадеценовая и-л 0,56 0,73 0,64

Пентадекановая -15:0 - - -

! Пальмитиновая 16:0 19,61 23,36 24,95

Пальмитоленновая 16:1 8,24 5,70 7,56

| Маргариновая 17:1 следы 0,39 следы 1

Изо-гентадекановая 17:0 - - -

[ Стеариновая 18:0 12,90 10,76 10,51

! Олеиновая 18:1 47,66 47,15 45,50

1 Линолелая 18:2 7,95 7,44 7,12

1 Линоленовая 18:3 1,29 1,55 1 1,24

| Нонадециловая 19:0 - -

| Арахиновая 20:0 - -

Арахидоповая 20:4 0,25 0,23 0,22

Всего насыщенных кислот,% 34,05 37,20 37,72

Всего ненасыщенных кислот,% 65,95 62,80 62,28

Таблица 5

Изменение жирнокислотного состава лилидов образца №2 при хранении

I Наименование кислот Содержание жирных кислот, % к

общему содержанию

Продолжительность хранения, сутки

1 3 7

| Каприновая 10:0 0,07 0,64 0,09

Лауриновая 12:0 0,03 0,06 0,06

| Миристиновая 14:0 1,52 3,07 2,79

1 Теградеценовая 14:1 0,59 ^ 0,92 0,54

I Пентадекаловая 15:0 - - '

1 Пальмитиновая 16:0 20,86 24,45 25,26

| Пальмитолеяновая 16:1 12,37 4,10 5,80

1 Иэо-гептадекаиовая 17:0 следы 0,51 следы |

| Маргариновая 17:1 - - !

| Стеариновая 18:0 10,19 11,60 12,09

[ Олеиновая 18:1 43,76 43,52 44,37

I Линолевая 18:2 10,06 9,46 7,75

1 Ллноленовая 18:3 0,30 1,41 1,03

| Нонадециловая 19:0 - - -

IАрахиновая 20:0 - -

| Арахлдоновая 20:4 0,25 0,26 0,22

Всего насыщенных кислот,% 32,67 40,33 40,29

Всего ненасыщенных кислот,% 67,33 59,67 59,71

Физико-химические и структурно-механические показатели вареных колбас

Таблица б

Показатели Контроль Образец №1 Образец №2 I

Массовая доля влаги, % 63,07+1,10 64,45+0,93 65,48+1,03 1

Массовая доля белка, % 12.37+0,20 11,72+0,20 11,02+0,22 1

Массовая доля жира, % 22,06+0,56 20,87+0,32 20,34+0,44 |

Массовая доля золы, % 2,5+0,05 2,43+0,04 2,62+0,04 |

Массовая доля углеводов, % - 0,53 0,54 I

ВСС, % к общей влаге 90,77+0,41 87,92+0,39 S6.43i0.45

Напряжение среза, О- 10"* ,Па 4,97+0,22 4,01+0,31 4,22±0,45

Работа резания, А, Дж. м^ 2,88+0,(1 2,03+0,21 2,44+0,20 1

Анализ результатов общего химического состава, водосвяэывающей способности фарша и структурно-механических характеристик (Табл.6) опытных вареных колбасных изделий, содержащих растительное сырье (морковь, в сыром и бланшированном виде, изолированный, соевый белок) показал, что полученное соотношении белка, воды и жира обеспечивает формирование консистенции, свойственной вареным колбасам, но как следует из приведенной таблицы, изменение количественного содержания белка и качественного состава компонентов в опытных образцах сопровождается снижением значений показателен, характеризующих структурно-механические свойства и водосвязывающую способность.

Наряду с изучением качественных характеристик контрольного и опытных вариантов вареных колбас проведен сравнительный анализ аминокислотного состава белка всех образцов. В опытных образцах отмечается незначительное снижение доли некоторых незаменимых аминокислот (серосодержащие аминокислоты, изолейцин, лизин). Согласно последним рекомендациям ФАО/ВОЗ сбалансированность аминокислот в

продукте определяется с учетом возрастных критериев. В соответствии с этим отмеченные аминокислоты не являются дефицитными продуктов питания для детей школьного возраста и взрослого населения.

Органолептическая оценка качества комбинированных вареных колбас свидетельствует о том, что введение в рецептуру моркови с различным способом предварительной обработки в сочетании с изолированным соевым белком Супро 500Е в указанных количествах не оказывает влияние на такие оценки органолептических показателей продукта, как внешний вид, запах, вкус.

По результатам определения микробиологических показателей комбинированных вареных колбас, можно сделать вывод, что введение в рецептуру моркови с различным способом предварительной обработки не отражается на санитарно-гигиеническом состоянии готовых изделий.

Рецептуры и технология комбинированных вареных колбас

На основе обобщения результатов экспериментальных данных разработаны варианты рецептур, технологических схем (1, 2 - рис.4) и нормативная документация на производство комбинированных вареных колбас.

Разработанная технологическая схема наряду с общепринятыми процессами дополнительно включает в себя выполнение нескольких операций по подготовке моркови. Остальные технологические операции и их последовательность осуществляются по традиционной технологии вареных колбас.

Технологическая схема

производства комбинированных вареных колбас

Рис.4 Технологическая схема производства комбинированных вареных

колбас

выводы.

1. Результаты выполненных исследований позволили установить целесообразность использования моркови в технологии вареных колбас и выявить особенности влияния на мясную систему сырой и термообработанной моркови, охарактеризовать состав и свойства комбинированных мясных продуктов.

2. В результате ВЭЖХ исследований определено количественное и качественное содержание каротиноидов комбинированных вареных колбас, содержащих морковь. Проведенные исследования дают основание отнести опытные комбинированные вареные колбасы к группе витаминизированных продуктов питания.

3. На основании результатов определения показателей окраски в комбинированных вареных колбасах установлено, что введение в рецептуру моркови, подвергнутой различной предварительной обработке, способствует повышению устойчивости окраски готового продукта.

4. На основании результатов исследований, проведенных на модельных системах и комбинированных вареных колбасах с использованием растительного сырья, установлено, что введение моркови, подвергнутой различной предварительной подготовке, оказывает стабилизирующее действие на состояние жировой фракции.

5. Разработаны рецептуры новых видов комбинированных вареных колбас; проведена сравнительная оценка физико-химических, структурно-механических, биохимических, микробиологических и органолептических показателей продукции, свидетельствующая о высоких качественных характеристиках комбинированных мясных изделий, содержащих морковь.

6. На основе проведенных исследований разработана и апробирована в производственных условиях технология комбинированных вареных колбас. Разработана нормативная документация на комбинированные вареные колбасы "Старославянская" (рецептура №1, рецептура N92).

По теме работы опубликованы следующие работы:

1. Подвойский Д.Г., Подвойская И. А. Маркетинговое обоснование целесообразности производства новых продуктов питания//Международная научно-техническая конференция "Пища. Экология. Человек."-Москва, 1995.

2. Рогов И.А., Митасева Л.Ф., Подвойская И.А. Изучение влияния добавок растительного происхождения на изменение качественных характеристик мясопродуктов в период хранения//Вторая всероссийская научно-теоретическая конференция "Прогрессивные экологически безопасные технологии хранения и комплексной переработки сельхозпродукции дл ясоздания продуктов питания повышенной пищевой и биологической ценности"- Углич, 1996.

3. Митасева Л.Ф., Апраксина С.К., Нефедова Н.В., Подвойская И.А. Позитивное влияние растительных компонентов на свойства мясопродуктов при хранении// "Научные л практические аспекты совершенствования качества продуктов детского и геродиетического питания"- Москва, 19.97.

4. Митасева Л.Ф., Апраксина С.К., Подвойская И.А., Чупршшна Е.В. Проявление антиокислительного эффекта компонентов растительного происхождения в вареных мясных системах// Вторая международная научно-техническая конференция "Пища. Экология. Человек. "-Москва, 1997.

5. Митасева Л.Ф., Апраксина С.К., Подвойская И.А., Чупринина Е.В. Позитивность сочетания моркови и изолированного соевого белка при производстве вареных колбас// Вторая международная научно-техническая конференция "Пища. Экология. Человек."- Москва, 1997.

6. Подвойская И.А. Применение компонентов растительного происхождения п пищевой промышленности с целью стабилизации качественных характеристик продуктов в течение срока хранения// Обзорная ияформация.М.:МГУПБ, 1998.

7. Митасева Л.Ф., Подвойская И.А., Константинова О.Л., Апраксина С.К. Исследование антиокислительных свойств моркови//Мясная индустрия. - 1997.-№8.- с.37.

8. Рогов И.А., Митасева Л.Ф., Подвойская И.А., Апраксина С.К. Использование моркови в технологии вареных колбас //Мясная индустрия. -1998,- №3.- с.

Подписано в печать 27.10.98 г. Формат 60x84 1/16

Печать офсетная. Объем 1,5 пл.. Заказ 475 Тираж 80

Государственное полиграфическое предприятие «Печатник», 109316 Москва, ул. Талалихина, 33

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПРИКЛАДНОЙ БИОТЕХНОЛОГИИ

На правах рукописи УДК 637.52.03:663:664

Подвойская Ирина Андреевна

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ КАРОТИНОИДОСОДЕРЖАЩЕГО РАСТИТЕЛЬНОГО СЫРЬЯ В ТЕХНОЛОГИИ ВАРЕНЫХ КОЛБАС

Специальность 05Л8.04. - технология мясных, молочных и рыбных

продуктов

ДИССЕРТАЦИЯ на соискание ученой степени кандидата технических наук

Научный руководитель: доктор технических

наук, академик РАСХН Рогов И.А,; Научный консультант: кандидат технических наук, с.н.с. Митасева Л.Ф.

Москва - 1998 г.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ 5

ГЛАВА I. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 7

1.1 Основные причины порчи пищевых продуктов 7

1.2 Способы "консервирования" мясопродуктов 8

1.2.1 Химические способы 9

1.2.2 Физические способы 14

1.2.3 Биологические способы 18

1.3 Влияние природных и искусственных веществ на характер 19 окислительных изменений в пищевых продуктах

1.4 Состав и свойства растительного сырья, используемого при 32 производстве комбинированных мясопродуктов

1.5 Заключение по обзору литературы. Задачи исследования 35 ГЛАВА II. ОРГАНИЗАЦИЯ ПОСТАНОВКИ 38 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ. МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

2.1 Методика постановки эксперимента. Схема постановки эксперимента

48

2.2 Определение массовой: доли влаги ^

2.3 Определение массовой доли белка ^

2.4 Определение массовой доли жира ^

2.5 Определение массовой доли золы ^

2.6 Определение массовой доли хлористого натрия ^

2.7 Определение массовой доли остаточного нитрита ^

2.8 Определение интенсивности окраски готового продукта ^

2.9 Определение устойчивости окраски готового продукта

2.10 Определение жирнокислотного состава липидов дф

2.11 Определение пероксидного числа 20

2.12 Определение тиобарбитурового числа

2.13 Определение структурно-механических характеристик ^ |

2.14 Органолептическая оценка качества

2.15 Определение водосвязывающей способности ^

2.16 Определение аминокислотного состава ^

2.17 Определение выхода готового продукта ^4

2.18 Определение каротиноидного и Е-витаминного состава ^4

2.19 Определение микробиологических показателей

2.20 Статистическая обработка результатов

ГЛАВА III. ИССЛЕДОВАНИЕ АНШОКИСЛИТЕЛЬНЫХ 56

СВОЙСТВ МОРКОВИ НА МОДЕЛЬНЫХ СИСТЕМАХ

3.1 Изучение характера окислительных изменений свиного жира в ^ зависимости от количества вводимой моркови и способа ее предварительной обработки

ГЛАВА IV. КОМПЛЕКСНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ КАЧЕСТВЕННЫХ 65

ХАРАКТЕРИСТИК КОМБИНИРОВАННЫХ ВАРЕНЫХ КОЛБАС

4.1 Сравнительная оценка изменения водосвязывающей ^ способности фарша и органолептическая оценка готового продукта

в зависимости от состава

4.2 Изменение жирнокислотного состава липидов вареных колбас

4.3 Содержание основных, каротиноидов в опытных образцах у^ колбас

4.4 Показатели окраски и содержание остаточного нитрита натрия у-в образцах колбас

4.5 Физико-химические и структурно-механические показатели уу вареных колбас

4.6 Аминокислотный состав комбинированных вареных колбас уд

4.7 Органолептическая оценка комбинированных вареных колбас

4.8 Микробиологические показатели образцов колбас

4.9 Разработка технологии комбинированных вареных колбас ^

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 88

выводы 90

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 92

ПРИЛОЖЕНИЯ ш

ВВЕДЕНИЕ

В настоящее время в сложившихся экономических условиях особо остро ставится проблема повышения пищевой и биологической ценности, стабильности свойств продуктов питания, а также более рационального использования сырьевых ресурсов. При разработке новых рецептур комбинированных мясных продуктов большая роль отводится использованию растительного сырья, содержащего биологически активные вещества, а, именно, овощных культур - природных источников витаминов. Некоторые витамины и их производные (витамин А, Е, бета-каротин), обладающие антиокислительными свойствами, способствуют стабилизации качественных показателей пищевых продуктов, в состав которых они входят.

Ряд научных работ отечественных и зарубежных ученых: Журавской Н.К-, Большакова A.C., Борескова В.Г., Рогова И.А., Лясковской Ю.Н., Шишкиной H.H., Кудряшова JI.C., Морозовой Л.И.Г Высоцкого В.1\, Кузнецовой О.В., Dirink Р., De Winne А., Williams S.N., Frye T.M., Frankel E.N. и др., посвящены исследованию влияния компонентов растительного происхождения на изменение качественных характеристик мясных продуктов.

Извлечение веществг обладающих антиокислительным эффектом, из природных источников связано с нежелательными химическими превращениями- Вопросы, касающиеся влияния исходного растительного сырья, введенного в мясную систему, на повышение пищевой ценности и стабильности свойств продуктов остаются еще недостаточно исследованы. Изучение свойств растительного сырья,

способов его подготовки и использования в технологии комбинированных мясных продуктов представляет интерес для пищевой промышленности.

ГЛАВА I. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1 ОСНОВНЫЕ ПРИЧИНЫ ПОРЧИ ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ

На протяжении существования человечества проблема хранения продуктов была, пожалуй, одной из самых главных. Следует отметить, что и в настоящее время, несмотря на изменившиеся условия, - развитие технического оснащения и технологии, данная проблема не потеряла своей актуальности г и даже рассматривается под более широким углом зрения, а именно, достижение стабильности потребительских свойств продуктов при хранении, увеличение сроков хранения.

Можно выделить три основные причины, приводящие к порче пищевых продуктов:

- развитие микроорганизмов (вся органическая пища содержит разнообразные виды микроорганизмов, процесс их жизнедеятельности сопровождается химическими и биохимическими изменениями веществ, приводящими в итоге к гнилостному разложению составных компонентов пищи);

- наличие в исходном сырье энзимов (ферменты катализируют биохимические реакции,, протекающие в тканях животного даже после его убоя. Однако в этом случае равновесие функционирования системы со временем смещается в сторону катаболизма);

- развитие процесса окисления (одно из главных направлений превращения жиров в процессе хранения - окислительное прогоркание. Окисление жиров приводит не только к ухудшению качества пищевых продуктов, но и к большим потерям липидов) /81/.

Известно г что протекание процессов, приводящих к порче продукта, ускоряется при наличии воздуха, влаги и тепла, особенно в избыточных количествах. Поскольку влияние этих факторов неизбежно, то достаточно трудно предохранить продукты от порчи, воздействуя на них, без применения нетрадиционных мер.

1.2 СПОСОБЫ "КОНСЕРВИРОВАНИЯ" МЯСОПРОДУКТОВ

Современная пищевая промышленность использует "консервирование" мясопродуктов (стерилизацию, замораживание, охлаждение, упаковку, применение аддитивов) как способ их защиты от порчи. Если рассматривать вопросы, касающиеся хранения мясопродуктов в широком аспекте, то можно выделить физические, химические и биологические способы "консервирования" продуктов /90/.

Физические способы:

- охлаждение;

- быстрое замораживание;

- воздействие тепла (пастеризация, стерилизация);

- МВ-воздействие;

- ультрафиолетовое и у-облучение;

- использование современной упаковки;

- изменение газовой среды.

Химические способы:

- использование аддитивов.

Биологические способы:

- использование микроорганизмов;

- использование продуктов жизнедеятельности микроорганизмов.

Несмотря на существующие принципиальные различия между физическими, химическими и биологическими способами "консервирования", на практике чаще всего происходит их сочетание.

В настоящей работе рассматриваются наиболее распостраненные и эффективные технологические способы воздействия.

1.2.1 ХИМИЧЕСКИЕ СПОСОБЫ

Производственная технология направлена на максимальное использования сырьевых ресурсов, расширение ассортимента, получение стабильного качества мясопродуктов. Пищевые добавки используются в том случае г когда невозможно добиться желаемого результата с помощью технологических приемов. Пищевые добавки - химические или природные соединения г которые не употребляются в пищу в чистом виде и предназначены для использования при производстве и хранении продукта. Аддитивы могут либо разрушаться в организме, либо выводиться с продуктами распада. Добавки, употребляемые в пищевом производстве, должны в первую очередь быть безопасны в применении (количество, концентрация).

В современных условиях использование пищевых аддитивов сочетают с классическими методами обработки мясных изделий для стабилизации свойств продуктов в течение срока годности.

Для увеличения сроков хранения колбасных изделий необходимо не только соблюдать санитарно-гигиенические условия производства, но и правильно выбрать оптимальные параметры обработки продукции в

зависимости от исходного сырья, а также использовать специальные ингредиенты, предотвращающие порчу мясопродуктов.

Одним из видов аддитивов, предотвращающих порчу мясопродуктов, являются консерванты. Химические консерванты - это химические вещества, полученные синтетическим путем, применяемые с целью замедления или предотвращения нежелательных изменений пищевых: и технических продуктов биологического происхождения, вызываемых микроорганизмами: бактериями, плесенями, дрожжами.

Использование консервантов позволяет увеличить сроки хранения готовых продуктов и сырья, а также предохранить сырье от порчи в процессе технологической переработки/81/.

Способ обработки продуктов консервантами зависит от вида продукта и его состояния. Жидкие и измельченные продукты обычно перемешивают с консервантом; продукты в виде кусков подвергают поверхностной обработке,., например, погружают продукт в раствор или опрыскивают его этим составом.

Консерванты наносят повреждения клеткам микроорганизмов, обратимые (бактериостатическое или фунгистатическое действие) или необратимые, вследствие чего клетки погибают. Механизм антимикробного действия консервирующих веществ можно представить в следующем виде :

физико-химический процесс, состоящий в накоплении действующих агентов около или внутри микроорганизмов в результате адсорбции, обычной диффузии, активного поглощения;

- химическая реакция консерванта со структурными компонентами микробных клеток;

- прекращение нормальной деятельности микробных клеток вследствие изменения химической реакции среды;

постепенное или мгновенное угнетение биохимических механизмов процесса развития микробов.

На консервирующий эффект добавляемых веществ могут влиять рН среды, парциальное давление кислорода, окислительно-восстановительный потенциал субстрата, содержание влаги продукта, температура и относительная влажность окружающей среды.

Наиболее известные и широко применяемые в мясной промышленности консерванты: бензойная кислота, бензоат натрия, сорбиновая кислота, сернистый ангидрид, сульфит натрия, муравьиная кислота, moho-, ди- и трехуксусная кислоты.

Но в последнее время взгляды ученых обращены в сторону поиска природных веществ, обладающих "консервирующим" действием. Рядом исследователей, было выявлено, что специи, пряности и их экстракты, используемые в пищевой промышленности для придания аромата, вкуса, оказывают губительное действие на микрофлору. Это выражается в бактериостатическом действии на микроорганизмы, обусловленом наличием в пряноароматическом сырье эфирных масел, которые и оказывают такое действие на микроорганизмы. Рассмотрено несколько примеров влияния специй на жизнедеятельность микрофлоры.

Изучена чувствительность тридцати микроорганизмов,

встречающихся в пищевых продуктах, к новой специи из плодов многолетнего травянистого растения Laser trilobum (L.)Borkh, ее эфирному маслу и одному из ее основных соединений -периллальдегиду. Испытания показали, что бактерии и дрожжи более чувствительны к добавке 1,0 - 4,0 % измельченной специи в

питательную среду, чем плесени. Добавка: 0,01 - 0,1 % эфирного масла оказывала подавляющее действие на развитие всех микроорганизмов в течение недели. При концентрации 0,1 % наблюдалось полное подавление роста плесеней и бактерий, особенно Pseudomonas aeruginosa, в то же время перилл альдегид оказывал слабое воздействие на развитие дрожжей/66/.

Отмечено, что С02~экстракты из аира и лавра благородного способствуют угнетению роста стафилококков и спорообразующих бактерий в концентрации 250-500 мкг/мл. Добавление к пресервам 2,0 г на 1 кг продукта смеси СС^-экстрактов (лаврового листа, перца горького, перца душистого, кориандра) ведет к полной задержке роста основных представителей кокковой, кишечной группы микробов, спорообразующих бактерий. Купаж С 02-экстрактов (из лавра благородного, перца душистого и др.) в концентрации 1000-2000 мкг/мл ведет к задержке роста всей микрофлоры.

За последнее десятилетие было открыто много новых веществ или комбинаций соединений, способных влиять на сроки хранения продуктов- Ряд научных работ связан с изучением влияния добавок на основе смеси слабых органических кислот и их солей на продолжительность хранения рубленых кусков мяса. Результаты экспериментов показали, что сроки хранения брикетов куриного мяса (кускового и мяса механической обвалки) могут быть увеличены за счет введения данных препаратов до 7 дней при температуре 4°С. Добавки не оказывают влияние на органолептические характеристики куриного мяса/74/.

Изменяя биотехнологические параметры исходного сырья, можно стабилизировать его качественные характеристики в течение

определенного срока хранения. Большой научный интерес представляет способ поверхностной обработки мяса различными веществами с целью увеличения продолжительности его хранения. По данным ученых Боголюбовой Н.М., Лазарева E.H. и Афанасьевой Л.П. вследствие обработки поверхности мяса смесями, содержащими хлористый натрий, фосфат натрия и глицерол, в количестве, не превышающем 1% к общей массе образца^ происходит изменение следующих характеристик: активности воды, pH, водосвязывающей способности мяса в течение срока хранения. Было обнаружено, что используемая смесь проявляет бактериостатический эффект, способствует увеличению доли связанной влаги продукта^ снижению потерь воды при термообработке, улучшает аромат и вкус готового продукта. Тем не менее, влияние добавок на перечисленные характеристики продукта снижалось в течение срока хранения /1 /.

Важной проблемой в области переработки мясного сырья все еще остается окислительная порча жиров, входящих в состав продуктов. Многолетняя практика доказывает целесообразность использования антиоксидантов при производстве мясных продуктов.

В 60-х годах одним из основных направлений научных поисков было использование пищевых ингредиентов, способных влиять на нежелательные процессы, приводящие к быстрой порче жирового комплекса, снижению пищевой ценности продуктов в период хранения/79/.

Зарубежные исследования показали преимущества использования комбинированной соли, содержащей антиоксид анты. Комбинированную соль применяли при производстве замороженных свиных колбасок. Замораживание защищает от микробиологической порчи, но не

предотвращает процессы окисления. На скорость окисления влияет комплексная соль, поскольку она содержит ряд антиоксидантов (табл.11).

Таблица 1-1

Наименование ингредиентов Процентное содержание компонентов

вариант 1 вариант 2

Хлорид натрия 97,090 97,090

Фосфат кальция 2,010 2,010

Бутилгидроксианизол 0,266 0,204

Бутилгидроксианизол 0,268 0,204

Лимонная кислота 0,268 0,260

Пропиленгликоль 0,100 0,100

Пропилгаллат - 0,124

Каталитическая активность соли проявляется в течение 3-х недель.

Большой интерес представляют растительные культуры или вещества природного происхождения, проявляющие антиокислительный эффект (данные о специфическом действии природных компонентов будут представлены в отдельной главе).

1.2.2 ФИЗИЧЕСКИЕ СПОСОБЫ "КОНСЕРВИРОВАНИЯ" ПИЩЕВЫХ

ПРОДУКТОВ

В течение столетий человек использовал для сохранения пищевых продуктов такие проверенные методы, как сушка, копчение, варка, соление, ферментация, замораживание, консервирование. Однако

ионизирующее излучение в качестве источника энергии для обработки пищевых продуктов облучением было открыто лишь в начале нынешнего столетия.. Ионизирующие излучения обладают сильным бактерицидным действием, обеспечивающим при достаточной дозировке полную стерилизацию за очень короткое время (десятки секунд). Практический: интерес представляют: катодные, рентгеновские, радиоактивные - лучи. Однако мнение специалистов о применении данного способа обработки для пищевых продуктов неоднозначно, поскольку на ряд вопросов не получено научного обоснования. Тем не менее исследования в этой области продолжаются /18/.

Источники ионизирующего облучения (ИО) могут быть радиоактивными (кобальт-60) и электрическими (пучок электронов)/76/.

Еще в 1951 году