автореферат диссертации по технологии продовольственных продуктов, 05.18.04, диссертация на тему:Использование вьетнамских растительных экстрактов в технологии мясных рубленых полуфабрикатов

На правах рукописи

Доан Тхи Ван

Использование вьетнамских растительных экстрактов в технологии мясных рубленых полуфабрикатов

Специальность 05.18,04. -Технология мясных, молочных и рыбных

продуктов и холодильных производств

АВТОРЕФЕРАТ диссертаций на соискание ученой степени кандидата технических наук

2 8 НОЯ 2013

Москва 2013

005541364

005541364

Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Московский государственный университет пищевых производств» Министерства образования и науки РФ

Научный руководитель: Бухтеева Юлия Михайловна

кандидат технических наук, доцент

Официальные оппоненты: Кршптафович Валентина Ивановна

доктор технических наук, профессор заведующая кафедрой товароведения и экспертизы товаров AHO ВПО ЦС РФ Российский университет кооперации

Соколов Александр Юрьевич

кандидат технических наук, доцент кафедры технологии и организации предприятий питания ФГБОУ ВПО РЭУ имени Г.В. Плеханова

Ведущая организация: ГНУ ВНИХИ Россельхозакадемии

Защита диссертации состоится «_/£>> декабря 2013г. в_часов

на заседании диссертационного совета ДМ 006.021.01 при Государственном научном учреждении Всероссийский научно-исследовательский институт мясной промышленности им. В.М. Горбатова Российской академии сельскохозяйственных наук по адресу 109316, Москва, ул. Талалихина, д.2б.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГНУ ВНИИМП им. В.М. Горбатова Россельхозакадемии.

Автореферат разослан «//|»» ноября 2013г.

Ученый секретарь диссертационного совета кандидат технических наук, старший научный сотрудник

А.Н. Захаров

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. В настоящее время во Вьетнаме наблюдается рост объема производства мясных рубленых полуфабрикатов. Социально-экономическое значение данного производства определяется тем, что оно позволяет выпускать продукты гарантированно высокого качества, отвечающие требованиям безопасности, открывает значительные перспективы для организации сбалансированного питания населения, решает вопросы рационального использования сырья, сокращает затраты труда на дальнейшее приготовление пищи.

Однако, показатели качества мясных рубленых полуфабрикатов при хранении в охлажденном и замороженном состоянии значительно изменяются под действием тканевых ферментов, а также в результате микробиологических процессов. Нежелательные последствия для качества такой многокомпонентной системы, как мясо, имеют окислительные превращения липидов. Развитие окислительных процессов приводит к ухудшению органолептических показателей и образованию продуктов, вредных для здоровья человека, а соответственно к снижению биологической ценности.

С учетом условий жаркого и влажного климата Вьетнама, решение проблемы стабилизации качества мясных рубленых полуфабрикатов в процессе хранения является весьма актуальным. Применение синтетических консервантов и аптиоксидантов ограничено законодательством, так как, несмотря на высокую эффективность, существует возможность их негативного влияния на здоровье человека. В последние годы возрос интерес к использованию растительных экстрактов, поскольку они не только удовлетворяют требованиям безопасности, но и обладают биологической ценностью и хорошо сочетаются с другими компонентами продуктов.

Теоретическим и практическим исследованиям по изучению возможности использования натуральных антиоксидантов в мясной промышленности занимались многие российские и зарубежные ученые: Журавская Н.К., Криштафович В.И., Лисицын А.Б., Митасева Л.Ф., Насонова В.В., Плотников Е.Е., Печерская Н. В., Радаева И.А., Рогов И.А., Соколов А.А, Семенова A.A., Хоан Ван Хоан, Май Туен, Sang Min Kim, К.С. Nam и др.

Климат Вьетнама субтропический и тропический, поэтому горные провинции на высоте от 600 м до 1,5 км являются идеальным местом для культивирования различных растений, в том числе зеленого чая, сосны, мелиссы, амлы, имбиря и др.

Известно, что растительные экстракты зеленого чая, сосны, амлы и мелиссы применяются в качестве антиоксидантов, ароматизаторов при изготовлении кондитерских, молочных изделий, напитков. Однако сведения, касающиеся использования их при производстве продукции из мяса весьма ограничены. Принимая во внимание состав и функциональные свойства природных антиокислителей, их положительное влияние на оргалолептические характеристики, представляется важным определение целесообразности их использования в технологии производства охлажденных и замороженных мясных рубленых полуфабрикатов.

з

о

Цель и задачи исследований. Целью настоящей диссертационной работы является обоснование целесообразности использования вьетнамских растительных экстрактов для стабилизации показателей качества мясных рубленых полуфабрикатов в процессе хранения в охлажденном и замороженном состоянии.

Дня достижения поставленной цели необход имо решил, следующие задачи:

• Изучить антибактериальную активность воздействия водных растворов растительных экстрактов, использующихся в пищевой промышленности Вьетнама, и обосновать их рациональную концентрацию для введения в рецептуры мясных рубленых полуфабрикатов;

• Исследовать влияние растительных экстрактов на изменение физико-химических, микробиологических, токсикологических, органолептических показателей мясных рубленых полуфабрикатов при хранении в охлажденном и замороженном состоянии;

• Разработать проект технической документации на производство рубленых полуфабрикатов из свинины, а также из мяса птицы с введением растительных экстрактов, традиционно использующихся в Республике Вьетнам.

Научная новизна работы.

Установлена антибактериальная активность растительных экстрактов вьетнамского зеленого чая, сосны, мелиссы по отношению к широкому спектру грамотрицательных и грамположительных микроорганизмов, вызывающих порчу охлажденного мяса и обоснована их рациональная концентрация при производстве мясных рубленых полуфабрикатов;

•/ С использованием инфузории Тесаку те па руп/огт'и показано отсутствие токсического действия экстрактов вьетнамского зеленого чая, сосны, мелиссы на биологические объекты;

Научно обосновано и экспериментально подтверждено, что использование растительных экстрактов вьетнамского зеленого чая, сосны, мелиссы в количестве 0,5% к массе мясного сырья ингибирует окислительные превращения липидов, положительно влияет на орган олептические характеристики, повышает доступность белков действию протеолитических ферментов, стабилизует показатели качества рубленых полуфабрикатов при хранении в охлажденном и замороженном состоянии.

Практическая значимость работы.

- Проведена опытно-промышленная проверка технологии новых видов охлажденных и замороженных мясных рубленых полуфабрикатов, содержащих вьетнамские растительные экстракты, в условиях мясоперерабатывающего завода «Востряково - 2»;

- Разработан проект технической документации на мясные рубленые полуфабрикаты с использованием вьетнамских растительных экстрактов;

- Разработаны методические указания к лабораторным работам для студентов специальностей 260301, 260302, 260303, 260100, 260501, 260505,

260601, 240901, 240902, 150400, 110501 «Определение стабильности качественных показателей мясных полуфабрикатов при холодильном хранении»;

- Получено положительное решение на выдачу патента «Способ получения охлажденных мясных фаршей с использованием экстракта вьетнамского зеленого чая» № 2012119280/13 (029075) от 16.05.2013.

Апробация работы.

Основные положения и результаты научной работы доложены и представлены на IX и X Международной научной конференции студентов и молодых ученых «Живые системы и биологическая безопасность населения» (Москва, 2011г. и 2012г.); XIV Международной научной конференции «Перспективные направления исследований в области переработки мясного сырья и создания конкурентоспособных продуктов питания ГНУ ВНИИМП им. В.М. Горбатова» (Москва, 2011 г); II Международной научно-практической конференции "Современная наука: теория и практика" (г. Ставрополь, 2011 г.); X научно-практической конференции с международным участием «Технологии и продукты здорового питания. Функциональные пищевые продукты» (Москва, 2012г); III Международной научно-практической конференции «Проблемы современной биологии» (Москва, 2012г); на VII Московском международном конгрессе «Биотехнология: Состояние и перспективы развития» (Москва, 2013).

Работа отмечена грамотами на X Международной научной конференции студентов и молодых ученых «Живые системы и биологическая безопасность населения» (Москва, 2012г.) и X научно-практической конференции с международным участием «Технологии и продукты здорового питания. Функциональные пищевые продукты» (Москва, 2012г).

Публикации. По материалам диссертационной работы опубликовано 11 печатных работ, в том числе 3 статьи в журналах, входящих в перечень ВАК РФ и положительное решение на выдачу патента № 2012119280/13 (029075) от 16.05.2013.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, обзора литературы, экспериментальной части, выводов, списка литературы и приложений. Работа изложена на 165 страницах машинописного текста, содержит 22 таблицы и 42 рисунка. Библиография представлена 174 источниками, в том числе 34 зарубежных авторов, количество приложений - 10.

Благодарность. Автор выражает глубокую и искреннюю благодарность главному научному сотруднику д.в.н., проф., Ю.Г. Костенко, зав. лаб. к.т.н., доц., М.Ю. Минаеву, к.т.н., Д.С. Батаевой из лаб. «Гигиены производства и микробиологии», зав. лаб. «Квалиметрии и сенсорной оценки мясного сырья и готовой продукции», д.в.н., проф., Т.Г. Кузнецовой ГНУ ВНИИМП им. В.М. Горбатова, к.т.н., доц. Е.Г. Черемных, сотрудникам испытательного центра «Биотест» и всем сотрудникам и преподавателям каф. «Технология мясных и молочных продуктов» ФГБОУ ВПО МГУПП за внимание и помощь в различных исследованиях при выполнении диссертационной работы.

Отдельная благодарность научному руководителю доц., к.т.н. Ю.М. Бухтеевой за неоценимую помощь и понимание трудностей иностранного аспиранта, за поддержку на всех этапах работы над диссертацией.

Анализ литературных и патентных данных по теме диссертации

т

Формулирование цели и задач исследования

Л

Вьетнамские РЭ (ЭВЗЧ, ЭС, ЭА, ЭМ, ЭИ) (2,12,18-20)

L

(,-ч (-

Свинина Мясо кур +20%

п/ж МПМО

о- -')

f ' Составление фарша / > Измельчение мяса на

в мешалке волчке d 5-8мм

I

Выбор рациональной концентрации РЭ, вводимых в мясные фарши (1,2,5,6,21) 1

Хранение в охлажденном состоянии при 10 до +4СС, в течение 10 суток (свиной фарш), 7 суток (мясо птицы) (1-6, 8-10,12,17)

Хранение в замороженном состоянии при I не выше -18°С, в течение 5 месяцев (свиной фарш), 4 месяца (мясо птицы) (1-7, 11)

X

Исследование рецептурных мясных рубленых полуфабрикатов (1,8, 13-16)

Разработка проекта технической документации на производство мясных рубленых полуфабрикатов с использованием вьетнамских РЭ

X

Формулирование выводов

Рис. 1 - Схема проведения экспериментальных исследований

В работе использовались следующие методы исследований: Отбор средних проб, подготовку их к анализу проводили по ГОСТ Р 51447; 1- оценка органолептических показателей по ГОСТ 9959-91; 2-определепие величины рН прибором Testo 206; 3-определение массовой доли влаги по ГОСТ Р 51479-99 (ИСО 1442-97) и анализатором влажности МХ-50 / MF-50; 4- определение водосвязывающей способности (ВСС) методом прессования по Р. Грау и Р. Хамму в модификации В.П. Воловинской и Б.Я. Кельман; 5- определение кислотного числа (КЧ) по ГОСТ Р 53747-2009 и ГОСТ Р 50457; 6-определение пероксидного числа (ПЧ) по ГОСТ ГОСТ Р 54346-2011 и ГОСТ Р 51487; 7- определение тиобарбитурового числа (ТБЧ); 8- микробиологические исследования - по

стандартным методикам (ГОСТ Р 52816-2007, ГОСТ Р 52814-2007 (ИСО 6579:2002), ГОСТ Р 52815-2007, ГОСТ 10444.15-94); 9 - определение активности воды в соответствии с методическими указаниями ГОУ ВПО МГУПБ; 10 - анализ накопления летучих компонентов газовой фазы мясных фаршей прибором «VOCmeter»; 11 - определение уровня переваримости белков in vitro -ферментным гидролизом белка по методу Покровского А.А. и Ертанова И.Д; 12-биотестирование безопасности продуктов на инфузории Tetrahymena pyriformis; 13- определение массовой доли белка методом Къельдаяя по ГОСТ 25011-81;14 -определение массовой доли жира методом Сокслета по ГОСТ 23042-86; 15 -определение массовой доли золы по ГОСТ Р 53642-2009; 16- определение массовой доли углеводов по ГОСТ Р 53747-2009; 17 - микроструктурные исследования по ГОСТ 19496-93 и ГОСТ 31479-2012; 18 - определение антибактериальной активности РЭ по МУК 3049-84; 19 - определение содержания суммарных флавоноидов в пересчете на рутин в соответствии с методическими указаниями ГОУ ВПО МГУПБ «Лекарственные растения и сырье, разрешенное для изготовления настоев, отваров и готовых лекарственных средств»; 20 -определение содержания суммарных водорастворимых антиоксидантов по методическим указаниям ГОУ ВПО МГУПБ «Методы исследования антиоксидантов»; 21- При обработке экспериментальных данных использовали методы математической статистики с применением программного пакета «Microsoft Excel 2007», «TableCurve 3D v4.0» для Windows xp.

3. Экспериментальная часть

3.1. Исследование содержания суммарных флавоноидов и водорастворимых антиоксидантов РЭ

Задача сохранения качества мясных рубленых полуфабрикатов в процессе холодильного хранения в значительной мере сводится к защите их липидной составляющей. Для предохранения от окисления широко применяются антиоксиданты, механизм действия которых заключается в обрыве реакций молекулярных цепей. В этой связи на первом этапе наших исследований представлялось целесообразным определение содержания суммарных флавоноидов (табл. 1) и водорастворимых антиоксидантов (табл. 2), в составе РЭ.

Таблица 1-

Суммарное содержание флавоноидов РЭ в пересчете на рутин, X (мг/г)

Наименование экстрактов эвзч ЭС ЭА ЭМ

X, мг/г 37,85±0,32 23,47±0,23 21,47±0,21 19,26±0,19

Таблица 2- Суммарное содержание водорастворимых антиоксидантов РЭ (стандарт -галловая кислота)

Наименование экстрактов ЭВЗЧ ЭС ЭА ЭМ

X, мг/г I 73,96±0,72 9,63±0,13 23,04±0,23 7,67±0,19

s

г 45 S 40 ¡5 35 I 30 g 25 5 20 1 '5 3 ю 1 » [1II11 1 30 я 25 1 л

СО 0 0.1 0.5 1 Концентрация ЭВЗЧ 2 4 0 0.1 0.5 1 2 4 % Концентрация ЭА. %

Рисунок 4, 5 - Антибактериальная активность ЭВЗЧ и ЭА

Рис. 6, 7 - Антибактериальная активность ЭС и ЭМ

Полученные данные свидетельствуют о том, что РЭ обладают антибактериальной активностью по отношению к грамотрицательным и грамположительным микроорганизмам, вызывающим порчу охлажденного мяса. Наибольшей антибактериальной активностью обладает ЭВЗЧ. Он подавляет рост таких микроорганизмов как Escherichia coli. Salmonella typhimurium. Listeria monocytogenes, Psendomonas aeruginosa, Staphylococcus aureus, Salmonella typhi и Yersinia enterocolitica. Указанное обстоятельство, по-видимому, обусловлено тем, что согласно результатам, полученным учеными исследовательского института химической промышленности Вьетнама, полифенолы ЭВЗЧ содержат галлат эпигаллокатехин - 42-45%, эпикатехин галлата - 8-10%, эпикатехин - 14-18%, эпигаллокатехин - 12-14%, которые обладают сильными антиоксидантными и антибактериальными свойствами.

ЭС и ЭА проявляют наиболее заметное бактерицидное действие в отношении Pseudomonas aeruginosa. Staphylococcus aureus и Yersinia enterocolitica.

ЭИ не обладает достаточной антибактериальной активностью.

Установлено, что влияние РЭ в различных концентрациях на определенные виды микроорганизмов неодинаково. Использование 0,1 % водных растворов ЭВЗЧ, ЭС, ЭА, ЭМ недостаточно эффективно, а 0,5-4% растворы приводят к интенсивному подавлению роста микроорганизмов.

отметить, что рубленые полуфабрикаты и другие продукты из мяса птицы вырабатывают главным образом с добавлением мяса механической обвалки, имеющее в своем составе костный мозг и минеральные вещества, являющиеся активными биокатализаторами окисления жиров. В этой связи представляется весьма важным изучение влияния РЭ на изменение качественных характеристик и развитие микроорганизмов куриных рубленых полуфабрикатов, содержащих МПМО, в процессе холодильного хранения.

Объектом наших исследований служили фарши, изготовленные из охлажденного мяса кур с рН 5,6 с добавлением 20 % МПМО. В опытные образцы вводили РЭ в количестве 0,5% к массе мясного сырья. Контрольные и опытные образцы фарша упаковывали в полимерную пленку, хранили в охлажденном состоянии при температуре от 0°С до плюс 4°С в течение 7 суток, а также в замороженном состоянии при минус 18°С в течение 4 месяцев.

Результаты проведенных исследований свидетельствуют о том, что через 7 суток хранения количество МАФАнМ куриных фаршей, содержащих ЭВЗЧ, ЭА, ЭС, ЭМ составляет 3,2х104; 1,7х105; 3,2х105 1,2х106 КОЕ/г соответственно, а в контрольном образце - 2,3х 107 КОЕ/г.

Использование РЭ в рецептуре рубленых полуфабрикатов из мяса птицы приводит к снижению КП, ПЧ, ТБЧ на всем протяжении хранения в охлажденном и в замороженном состоянии. Это связано с тем, что экстракты содержат дубильные вещества, флавоноиды, танины, аскорбиновую кислоту, витамин Р и т.д.

Анализ накопления летучих веществ куриных полуфабрикатов с помощью прибора «УОСше1ег» свидетельствует о том, что на 5 сутки хранении в охлажденном состоянии наименьшее увеличение площади «визуального отпечатка», характеризующего интенсивность запаха фарша, фиксируется в образце, содержащем ЭВЗЧ.

К 7 суткам хранения площадь «визуального отпечатка» запаха мясного фарша, содержащего ЭВЗЧ, ЭС, ЭА и ЭМ соответственно в 2,7; 2,1; 1,9; 2,0 раза меньше по сравнению с контрольным образцом. Указанное обстоятельство, по-видимому, связано с более низким содержанием альдегидов, кетонов и низкомолекулярных азотсодержащих соединений в его газовой фазе.

По результатам сенсорной оценки готовых изделий из мяса птицы после хранения в замороженном состоянии в течение 3'" месяцев наиболее высокие показатели имеют образцы, содержащие РЭ. Это, по-видимому, обусловлено присутствием в РЭ ингибиторов окисления жира.

Таким образом, совокупность полученных результатов свидетельствует о стабилизирующем действии ЭВЗЧ, ЭС, ЭА, ЭМ на свойства рубленых полуфабрикатов из мяса птицы, подвергающихся хранению в охлажденном и замороженном состоянии.

3.3.3. Токсикологические исследования РЭ методом воздействия на инфузории ТеггаИутепарут/огтм

ЭВЗЧ, ЭС, ЭА, ЭМ обладают выраженными антибактериальными, антиоксидантными свойствами и не оказывают значительного влияния на органолептические характеристики готовых изделий. Однако, не изучена токсичность этих РЭ и продуктов, в которые они вводятся.

Токсикологические исследования РЭ проводили методом воздействия на инфузории ТешЬутепа руп/отт (рис.22, 23). Объектом исследования служили 0,5% водные растворы РЭ и мясные фарши, приготовленные с ними. Контролем в экспериментах с водными растворами экстрактов являлась дистиллированная вода.

2.5 2 1.5 1

0.5

ЭВЗЧ ЭА ЭМ ЭС контроль Природные экстракты

Рис. 22, 23 - Коэффиценты роста клеток Тесаку тепа руг1/огпия в 0,5% водных растворах РЭ и в мясных фаршах с ними: 1- ЭВЗЧ; 2 - ЭА; 3 - ЭС; 4 -

ЭМ; 5 - Контроль

Приведенные результаты свидетельствуют о том, что ЭВЗЧ, ЭС, ЭМ не ингибируют рост клеток, т. е. не оказывают токсического действия. ЭА не токсичен для тест-организмов, однако при его использовании в фарше наблюдается ингибирование роста клеток по сравнению с контролем. По всей вероятности, при введении данного экстракта в мясные рубленые полуфабрикаты, образуются соединения, оказывающие неблагоприятное влияние на клеточный метаболизм.

Таким образом, совокупность полученных экспериментальных данных убедительно свидетельствует о том, что использование ЭВЗЧ, ЭС и ЭМ способствует стабилизации физико-химических показателей, снижает развитие микроорганизмов и повышает уровень безопасности мясных рубленых полуфабрикатов при хранении в охлажденном и в замороженном состоянии.

4. Использование вьетнамских РЭ в технологии мясных рубленых

полуфабрикатов

Полученный экспериментальный материал послужил основной разработки рецептур и технологии новых видов мясных рубленых полуфабрикатов (фрикаделек), традиционных для Вьетнама, содержащих РЭ (рис. 24 и табл. 5).

Для производства данного вида изделий рекомендуется использовать мясо свинины (п/ж) и мясо кур с добавлением 20% МПМО. Процесс производства мясных рубленых полуфабрикатов включает следующие операции: измельчение мясного сырья на волчке с! 5-8 мм, введение РЭ, разбавленных горячей водой в соотношении 1:5 в количестве 0,3% от массы продукта, добавление вареного вьетнамского белого длинного риса «онг диа», лука репчатого свежего, измельченного на волчке й 5-8мм, вьетнамской экструдированной муки, меланжа яичного или яиц куриных, соли, перца и др. по табл. 5, перемешивание, формование, панирование, упаковывание в пищевую пленку, хранение.

Таблица 5

Рецептуры рубленых полуфабрикатов из свинины и из мяса птицы

Сырье Фрикадельки из свинины, 100г Фрикадельки из мяса птицы, ЮОг

Масса сырья, г

Свинина (п/ж) 60,0 -

Мясо кур - 48,0

Мясо птицы механической обвалки - 12,0

Вьетнамский белый длинный рис «онг диа» вареный 13,8 13,5

Лук репчатый свежий 10,5 10,5

Соль 1,3 1,3

Вода 1,5 1,5

Вьетнамский РЭ (ЭВЗЧ, ЭС, ЭМ) 0,3 0,3

Вьетнамская панировочная мука 2,5 2,5

Вьетнамская экструдированная мука 3,5 3,8

Меланж яичный или яйца куриные 6,5 6,5

Перец 0,1 од

Технологическая схема

Вьетнамские РЭ (ЭВЗЧ, ЭС, ЭМ)

г ' \ (-

Свинина Мясо кур + 20%

п/ж МПМО

\>-' V->)

Разведение 1:5

Измельчение на волчке Л 5-8мм

Очистка

Вода

Г

Вьетнамский длинный рис «опг диа»

Составление фарша в мешалке, формование

Лук репчатый

Перец, соль, яйцо,

вьетнамская экструдированная мука и др.

Вьетнамская панировочная мука

Хранение в охлажденном состоянии при 10 до +4°С, в течение 3 суток

Хранение в замороженном состоянии при t не выше -18°С, в течение 3 месяца

Реализация продукции

Рис.24 - Технологическая схема производства рубленых полуфабрикатов из свинины, а также из мяса птицы с добавлением РЭ

Экономические расчеты показали, что себестоимость полуфабрикатов из свинины и из мяса птицы с введением РЭ, ориентировочно составляет196 721,3 и 152 320,1 рублей за одну тонну соответственно.

ВЫВОДЫ

1. На основании комплекса исследований физико-химических, микробиологических, гистологических, токсикологических и органолептических показателей обоснована целесообразность использования ЭВЗЧ, ЭС и ЭМ, специфичных для Вьетнама, при производстве мясных рубленых полуфабрикатов в количестве 0,5% к массе мясного сырья;

23

2. Установлено, что ЭВЗЧ, ЭС, ЭМ обладают антибактериальной активностью по отношению к грамотрицательным и грамположительным микроорганизмам, способным влиять на качество и безопасность мясных полуфабрикатов. Наибольшей антибактериальной активностью обладает ЭВЗЧ. При 0,5% концентрации он способен подавлять рост всех исследуемых тест-культур, таких как: Escherichia coli, Salmonella typhimurium, Listeria monocytogenes, Pseudomonas aeruginosa, Staphylococcus aureus, Salmonella typhi и Yersinia enterocolitica в суспензии с титром 10б КОЕ/см3;

3. Введение в мясную систему РЭ уменьшает интенсивность развития гидролитических и окислительных превращений липидов при холодильном хранении рубленых полуфабрикатов. Наиболее сильным ингибитором окисления является ЭВЗЧ.

Гистологическими исследованиями определено, что использование РЭ обеспечивает меньшее изменение структуры мышечной ткани, вызываемое ферментами микроорганизмов при хранении мясных фаршей в условиях низких положительных температур.

Указанные данные согласуются с результатами, полученными на приборе «электронный нос», и свидетельствуют о том, что площади «визуальных отпечатков» запаха мясных фаршей, содержащих ЭВЗЧ, ЭС, ЭМ, при хранении в охлажденном состоянии соответственно на 47%; 30%; 24% ниже, чем в контрольных образцах;

4. Установлено, что после хранения мясных фаршей в замороженном состоянии, доступность белков действию пепсина и трипсина выше у образцов, содержащих РЭ в среднем на 10 %;

5. Отмечено, что ЭВЗЧ, ЭС, ЭМ, а также их введение в мясные полуфабрикаты в рекомендуемых количествах не ингибируют рост клеток Tetrahymenapyriformis, т.е. не оказывают токсического действия;

6. На основании полученного экспериментального материала разработан проект технической документации, а также рекомендации по применению ЭВЗЧ, ЭС и ЭМ в производстве фрикаделек по рецептурам, традиционным для Вьетнама.

По материалам диссертационной работы опубликованы следующие работы:

1. Доан Тхи Ван. Изучение влияния экстракта Вьетнамского зеленого чая на микроорганизмы, вызывающие порчу охлажденных мясных полуфабрикатов/ Доан Тхи Ван, Ю. М. Бухтеева, Д. С. Батаева // Перспективные направления исследований в области переработки мясного сырья и создания конкурентоспособных продуктов питания: Статья 14"ои международной научной конференции памяти В. М. Горбатова-М.: ГНУ ВНИИМП им. В.М.Горбатова -2011г.-С. 50-53.

2. Доан Тхи Ван. Влияние экстракта Вьетнамского зеленого чая на свойства мясных охлажденных фаршей/ Доан Тхи Ван, Ю. М. Бухтеева, С. Г. Юзов // Живые системы и биологическая безопасность населения: Материалы IX международной конференции студентов и молодых ученых-М.: МГУПП-2011г.- С.15-16.

3. Доан Тхи Ван. Антибактериальное воздействие экстракта Вьетнамского зеленого чая (Camellia sinensis) на Listeria monocytogenes серотип 4а. / Доан Тхи Ван, Ю. М. Бухтеева, Д. С. Батаева // Современная наука: теория и практика: Материалы международной научно-практической конференции// г. Стапрополь-2011г.-С.103-105.

4. Бухтеева Ю. М. Экстракт вьетнамского зеленого чая и качество мясного фарша/ Ю. М. Бухтеева, Доан Тхи Ван, Д. С. Батаева //Мясная Индустрия -2012г.-№10-С. 43-46.

5. Доан Тхи Ван. Антибактериальное свойство экстракта Вьетнамского зеленого чая на Yersinia enterocolitica 4а! Доан Тхи Ван, Ю. М. Бухтеева., Д. С. Батаева // Проблемы современной биологии: Материалы международной научно-практической конференции. // Спуткик - 2012г.- С. 82.

6. Доан Тхи Ван. Влияние растительных экстрактов на качественные показатели быстрозамороженных полуфабрикатов из мяса птицы/ Доан Тхи Ван, Ю.М. Бухтеева // Живые системы и биологическая безопасность населения: Материалы X международной конференции студентов и молодых ученых-М.: МГУПП-2012г. - С.19-20.

7. Доан Тхи Ван. Влияние растительных экстрактов на стабильность свойств мясных фаршей при хранении в охлажденном состоянии/ Доан Тхи Ван, Ю.М. Бухтеева // Технологии и продукты здорового питания. Функциональные пищевые продукты: Материалы X международной конференции студентов и молодых ученых-М.: МГУПП-2012г. - С.71-73.

8. Доан Тхи Ван Растительные экстракты и качество охлажденных полуфабрикатов из мяса птицы/ Доаи Тхн Ван, Ю. М. Бухтеева, Д.С. Батаева, Е. Г. Черемных // Мясная Индустрия -2013г.- №1 - С 59-62.

9. Доан Тхи Ван. Влияние растительных экстрактов на качество и безопасность охлажденных мясных фаршей/ Доан Тхи Ван, Ю.М. Бухтеева // на VII Московском международном конгрессе «Биотехнология: Состояние и перспективы развития» // Москва -2013. С, 48-50.

10. Бухтеева 10. М. Стабилизация качества мясных полуфабрикатов при холодильном хранении/ Ю. М. Бухтеева, Доан Тхи Ван, Т. Г. Кузнецова, А.А. Лазарев // Мясная Индустрия -2013г.- №8 - С 49-53.

11.Батаева Д.С. Способ получения охлажденных мясных фаршей с использованием экстракта вьетнамского зеленого чая/ Батаева Д.С., Ю.М. Бухтеева, Т. В. Доан, Т.С. Сольнова, Ю.С Кудряшова // Положительное решение на выдачу патента РФ № 2012119280/13 (029075) от 16.05.2013.

Список сокращений, использованных в автореферате

РЭ - растительный экстракт; ЭВЗЧ - экстракт вьетнамского зеленого чая;

ЭС - экстракт сосны; ЭА - экстракт амлы (крыжовник); ЭМ - экстракт мелиссы;

ЭИ - экстракт имбиря; п/ж - полужирный; п/ф - полуфабрикаты; МПМО -

мясо птицы механической обвалки; ВСС - водосвязывающая способность; КЧ -

кислотное число; ПЧ - пероксидное число; ТБЧ - тиобарбитуровое число;

КМАФАнМ - количество мезофильных аэробных и факультативно-анаэробных

микроорганизмов; КОЕ - колонии образующих единиц.

Отпечатано в типографии ООО "Франтера" Подписано к печати 01.11.2013г. Формат 60x84/16. Бумага "Офсетная №1" 80г/м2. Печать трафаретная. Усл.печ.л. 1,2. Тираж 100. Заказ 644.

WWW.FRANTERA.COM

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ

ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПИЩЕВЫХ

ПРОИЗВОДСТВ»

На правах рукописи

04201365381

ДОАНТХИВАН

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ВЬЕТНАМСКИХ РАСТИТЕЛЬНЫХ ЭКСТРАКТОВ В ТЕХНОЛОГИИ МЯСНЫХ РУБЛЕНЫХ ПОЛУФАБРИКАТОВ

Специальность 05.18.04 - Технология мясных, молочных, рыбных продуктов и холодильных производств

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук

Научный руководитель к.т.н., доц. Бухтеева Юлия Михайловна

Москва 2013

!

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ..................................................................................................................4

1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ...........................................................................................9

1.1. Физико-химические и микробиологические процессы, происходящие в мясных рубленых полуфабрикатах при холодильном хранении...........................9

1.2. Использование антиоксидантов в пищевой промышленности.....................16

1.3. Растительные экстракты, их компонентный состав, свойства и применение .....................................................................................................................................23

1.3.1. Экстракт зеленого чая (Camellia sinensis)....................................................23

1.3.2. Экстракт сосны (Pinus sylvestris L.)...............................................................29

1.3.3. Экстракт амлы {Emblica officinalis)...............................................................32

1.3.4. Экстракт мелиссы {Melissa officinalis L.)......................................................33

1.3.5 Экстракт имбиря (Zingiberis Ginger (Rhizoma))........................................36

Заключение к обзору литературы............................................................................39

2. ОРГАНИЗАЦИЯ ЭКСПЕРИМЕНТА. МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ............41

2.1 Организация экспериментальных исследований.............................................41

2.2.Методы исследования.........................................................................................43

3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ.....................................................................58

3.1. Исследование содержания суммарных флавоноидов и водорастворимых антиоксидантов РЭ....................................................................................................58

3.2. Выбор рациональной концентрации РЭ, вводимых в мясные фарши.........59

3.2.1. Изучение антибактериальной активности РЭ..............................................60

3.2.2. Влияние различных концентраций РЭ на гидролитические и окислительные превращения липидов мясных рубленых полуфабрикатов при хранении в охлажденном состоянии.......................................................................65

3.2.3. Органолептические исследования изделий, приготовленных из фаршей, содержащих различные концентрации РЭ.............................................................68

3.3. Исследование влияния РЭ на показатели качества мясных рубленых полуфабрикатов при холодильном хранении........................................................70

3.3.1. Влияние РЭ на показатели качества мясных рубленых полуфабрикатов из свинины......................................................................................................................70

3.3.2. Влияние РЭ на показатели качества рубленых полуфабрикатов из мяса птицы..........................................................................................................................88

3.3.3. Токсикологические исследования РЭ методом воздействия на инфузории Tetrahymena pyriformis..............................................................................................99

4. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ВЬЕТНАМСКИХ РЭ В ТЕХНОЛОГИИ МЯСНЫХ РУБЛЕНЫХ ПОЛУФАБРИКАТОВ.....................................................................101

4.1. Рецептуры и технология мясных рубленых полуфабрикатов.....................101

4.2. Химический состав, микробиологические показатели и расчет себестоимости продукта.........................................................................................104

ВЫВОДЫ.................................................................................................................106

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ.............................................108

ПРИЛОЖЕНИЯ.......................................................................................................126

ВВЕДЕНИЕ

В настоящее время во Вьетнаме наблюдается рост объема производства мясных рубленых полуфабрикатов, что позволяет рационально и комплексно использовать сырьевые ресурсы, делать его безотходным и экономичным. Социально-экономическое значение данного производства определяется тем, что оно позволяет выпускать продукты гарантированно высокого качества, отвечающие требованиям безопасности, открывает значительные перспективы для организации сбалансированного питания населения, позволяет решать вопросы рационального использования сырья, сокращает затраты труда на дальнейшее приготовление пищи.

Однако, показатели качества мясных рубленых полуфабрикатов при хранении в охлажденном и замороженном состоянии значительно изменяется под действием тканевых ферментов, а также в результате микробиологических процессов. Нежелательные последствия для качества такой многокомпонентной системы, как мясо, имеют окислительные превращения липидов. Развитие окислительных процессов приводит к ухудшению органолептических показателей и образованию продуктов, вредных для здоровья человека, а соответственно к снижению биологической ценности.

С учетом условий жаркого и влажного климата Вьетнама, решение проблемы стабилизации качества мясных рубленых полуфабрикатов в процессе хранения является весьма актуальным. Применение синтетических консервантов и антиоксидантов ограничено законодательством, так как, несмотря на высокую эффективность, существует возможность их негативного влияния на здоровье человека. В последние годы возрос интерес к использованию растительных экстрактов, поскольку они не только удовлетворяют требованиям безопасности, но и обладают биологической ценностью и хорошо сочетаются с другими компонентами продуктов.

Теоретическим и практическим исследованиям по изучению возможности использования натуральных антиоксидантов в мясной промышленности занимались многие российские и зарубежные ученые: Журавская Н.К., Криштафович В.И., Лисицын А.Б., Митасева Л.Ф., Насонова В.В., Плотников Е.Е., Печерская Н. В., Радаева И.А., Рогов И.А., Соколов А.А, Семенова A.A., Хоан Ван Хоан, Май Туен, Sang Min Kim, К.С. Nam и др.

Климат Вьетнама субтропический и тропический, поэтому горные провинции на высоте от 600 м до 1,5 км являются идеальным местом для культивирования различных растений, в том числе зеленого чая, сосны, мелиссы, амлы, имбиря и д.р.

Известно, что растительные экстракты зеленого чая, сосны, амлы и мелиссы применяются в качестве антиоксидантов, ароматизаторов при изготовлении кондитерских, молочных изделий, напитков. Однако сведения, касающиеся использования их при производстве продукции из мяса весьма ограничены. Принимая во внимание состав и функциональные свойства природных антиокислителей, их положительное влияние на органолептические характеристики, представляется важным определение целесообразности их использования в технологии производства охлажденных и замороженных мясных рубленых полуфабрикатов.

Целью настоящей диссертационной работы является обоснование целесообразности использования вьетнамских растительных экстрактов для стабилизации показателей качества мясных рубленых полуфабрикатов в процессе хранения в охлажденном и замороженном состоянии.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

• Изучить антибактериальную активность воздействия водных растворов растительных экстрактов, использующихся в пищевой промышленности Вьетнама, и обосновать их рациональную концентрацию для введения в рецептуры мясных рубленых полуфабрикатов;

• Исследовать влияние растительных экстрактов на изменение физико-химических, микробиологических, токсикологических, органолептических показателей мясных рубленых полуфабрикатов при хранении в охлажденном и замороженном состоянии;

• Разработать проект технической документации на производство рубленых полуфабрикатов из свинины, а также из мяса птицы с введением растительных экстрактов, традиционно использующихся в Республике Вьетнам.

Научная новизна работы.

^ Установлена антибактериальная активность растительных экстрактов вьетнамского зеленого чая, сосны, мелиссы по отношению к широкому спектру грамотрицательных и грамположительных микроорганизмов, вызывающих порчу охлажденного мяса и обоснована их рациональная концентрация при производстве мясных рубленых полуфабрикатов.

^ С использованием инфузории Те^аИутепа руг'фгтгх показано отсутствие токсического действия экстрактов вьетнамского зеленого чая, сосны, мелиссы на биологические объекты.

^ Научно обосновано и экспериментально подтверждено, что использование растительных экстрактов вьетнамского зеленого чая, сосны, мелиссы в количестве 0,5% к массе мясного сырья ингибирует окислительные превращения липидов, положительно влияет на органолептические характеристики, повышает доступность белков действию протеолитических ферментов, стабилизует показатели качества рубленых полуфабрикатов при хранении в охлажденном и в замороженном состоянии.

•а

Практическая значимость работы.

- Проведена опытно-промышленная проверка технологии новых видов охлажденных и замороженных мясных рубленых полуфабрикатов, содержащих вьетнамские растительные экстракты, в условиях мясоперерабатывающего завода «Востряково - 2»;

- Разработан проект технической документации на мясные рубленые полуфабрикаты с использованием вьетнамских растительных экстрактов;

- Разработаны методические указания к лабораторным работам для студентов специальностей 260301, 260302, 260303, 260100, 260501, 260505, 260601, 240901, 240902, 150400, 110501 «Определение стабильности качественных показателей мясных полуфабрикатов при холодильном хранении»;

- Получено положительное решение на выдачу патента «Способ получения охлажденных мясных фаршей с использованием экстракта вьетнамского зеленого чая» № 2012119280/13 (029075) от 16.05.2013.

Апробация работы.

Основные положения и результаты научной работы доложены и представлены на IX и X Международной научной конференции студентов и молодых ученых «Живые системы и биологическая безопасность населения» (Москва, 2011г. и 2012г.); XIV Международной научной конференции «Перспективные направления исследований в области переработки мясного сырья и создания конкурентоспособных продуктов питания ГНУ ВНИИМП им. В.М. Горбатова» (Москва, 2011 г); II Международной научно-практической конференции "Современная наука: теория и практика" (г. Ставрополь, 2011 г.); X научно-практической конференции с международным участием «Технологии и продукты здорового питания. Функциональные пищевые продукты» (Москва, 2012г); III Международной научно-практической конференции «Проблемы современной биологии» (Москва, 2012г); на VII Московском международном конгрессе «Биотехнология: Состояние и перспективы развития» (Москва, 2013).

7

Работа отмечена грамотами на X Международной научной конференции студентов и молодых ученых «Живые системы и биологическая безопасность населения» (Москва, 2012г.) и X научно-практической конференции с международным участием «Технологии и продукты здорового питания. Функциональные пищевые продукты» (Москва, 2012г).

Публикации. По материалам диссертационной работы опубликовано 11 печатных работ, в том числе 3 статьи в журналах, входящих в перечень ВАК РФ и положительное решение на выдачу патента № 2012119280/13 (029075) от 16.05.2013.

Благодарность. Автор выражает искреннюю благодарность и признательность научному руководителю к.т.н, доценту Ю.М. Бухтеевой, зав. кафедрой «Товароведения и экспертизы товаров» AHO ВПО ЦС РФ Российского университета кооперации д.в.н., профессору, В.И. Криштафович, доценту кафедры «Технологии и организации предприятий питания» ФГБОУ ВПО РЭУ имени Г.В. Плеханова к.т.н., АЛО. Соколову, главному научному сотруднику лаборатории «Гигиены производства и микробиологии» д.в.н., профессору, Ю.Г. Костенко, зав. лабораторией «Гигиены производства и микробиологии», к.т.н., доценту, М.Ю. Минаеву, к.т.н., Д.С. Батаевой, зав. лабораторией «Квалиметрии и сенсорной оценки мясного сырья и готовой продукции» ГНУ ВНИИМП им. В.М. Горбатова, д.в.н., профессору, Т.Г. Кузнецовой, к.т.н., доценту Е.Г. Черемных, а также всем сотрудникам кафедры «Технология мяса и мясных продуктов» МГУПП, лаборатории «Гигиены производства и микробиологии», «Квалиметрии и сенсорной оценки мясного сырья и готовой продукции» ГНУ ВНИИМП им. В.М. Горбатова, сотрудникам испытательного центра «Биотест» ФГБОУ ВПО МГУПП за постоянное внимание и ценные практические советы при выполнении диссертационной работы.

1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. Физико-химические и микробиологические процессы, происходящие в мясных рубленых полуфабрикатах при холодильном хранении

Мясо - одни из основных продуктов питания, источник животного белка, обеспечивающий жизнедеятельность человека [58, 65, 106, 161].

Однако, при его хранении происходят различные процессы: гидролитические и окислительные превращения липидов, микробиологические и автолитические изменения под действием ферментов, тепло- и влагообмен с окружающей средой [4, 6, 103, 109, 114]. Развитие этих процессов сопровождается ухудшением органолептических показателей, снижением пищевой ценности, образованием вредных веществ, т.е. приводит к порче продуктов [13, 110,121].

В настоящее время в разных странах мира, в том числе во Вьетнаме наблюдается рост производства мясных рубленых полуфабрикатов.

Качество мясных полуфабрикатов зависит в первую очередь от свойств сырья, которые в значительной степени определяются характером и глубиной автолитических процессов в тканях после убоя животных [75, 161].

Интенсивность изменения показателей качества мяса и мясных рубленых полуфабрикатов в процессе холодильного хранения зависит от исходного состояния сырья, режимных условий и параметров первичной переработки скота и холодильной обработки, наличия газовой среды, типа упаковочного материала и т.д. [89,110, 132].

Окислительные превращения липидов - один из важных факторов, являющихся причиной порчи мясных рубленых полуфабрикатов [89, 161]. Скорость, интенсивность и глубина этих процессов зависят от степени контакта с кислородом воздуха, условий хранения и др. [110, 131].

Характер протекания окислительных превращений липидов во многом зависит от исходного состава жировой ткани пищевого продукта. Рубленые полуфабрикаты, изготовленные из мяса птицы и свинины, характеризуются достаточно высоким содержанием ненасыщенных жирных кислот и склоны к быстрому самоокислению [89, 95, 110, 132].

Развитие окислительных процессов приводит к снижению пищевой ценности и ухудшению качества мясных полуфабрикатов [9, 138].

В соответствии с современными представлениями о механизме окисления жиров, основанными на перекисной теории Баха-Энглера и теории цепных реакций Семенова, изменение липидов в присутствии кислорода воздуха начинается с образования свободных радикалов жирных кислот и присоединения к ним молекул кислорода [61, 110, 132].

Изменение жиров происходит по двум направлениям гидролитический распад и окислительные превращения [62, 89, 131].

Гидролитический распад жиров протекает под действием липолитических ферментов и приводит к накоплению свободных жирных кислот. Разрушение сложноэфирных связей в триглицеридах происходит при участии воды и катализируется тканевыми липазами, протекает с образованием моноглицеридов, диглицеридов, жирных кислот и глицерина [61, 110].

Глубину гидролитического распада липидов выражают кислотным числом. За единицу кислотного числа принимают количество миллиграммов гидроксида калия, необходимое для нейтрализации свободных жирных кислот, содержащихся в 1гжира [39, 61,63,132].

Образование свободных высокомолекулярных жирных кислот не сопровождается изменением органолептических характеристик мясных рубленых полуфабрикатов. Однако, дальнейший гидролиз триглицеридов и накопление низкомолекулярных жирных кислот может повлиять на запах и вкус продуктов [62,110].

Повышение содержания свободных жирных кислот увеличивает возможность окислительной порчи жира при хранении в охлажденном и замороженном состоянии. Развитие гидролитических и окислительных процессов может быть причиной накопления свободных жирных кислот и пероксидных соединений [61, 89].

Первичными продуктами окисления липидов являются гидропероксиды, наличие которых существенно не влияет на органолептические характеристики мясных рубленых полуфабрикатов. В свою очередь они могут претерпевать различные превращения с образованием более стабильных продуктов окисления [30, 61, 110].

Для оценки уровня развития окислительных процессов определяют пероксидное число жира, которое выражают количеством граммов йода, выделившегося в кислой среде из йодида калия под действием пероксидов, содержащихся в 1 г жира [39, 40, 41, 62, 63, 89].

Первичными продуктами окисления липидной фракции мяса являются перекиси, которые затем превращаются во вторичные продукты — эпоксисоединения, окси- и кетооксиды, альдегиды, кетоны, низкомолекулярные кислоты. Они образуются в жире мясных полуфабрикатов во время технологической обработки и при хранении [61, 89, 95].

Качество мясных рублен