автореферат диссертации по технологии продовольственных продуктов, 05.18.04, диссертация на тему:Изучение синерезиса гидроколлоидов, используемых в технологии мясопродуктов

005002922

На правах рукописи

Большова Екатерина Владимировна

ИЗУЧЕНИЕ СИНЕРЕЗИСА ГИДРОКОЛЛОИДОВ, ИСПОЛЬЗУЕМЫХ В ТЕХНОЛОГИИ МЯСОПРОДУКТОВ

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

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук

-1 ДЕК 2011

Москва, 2011 г.

005002922

Работа выполнена на кафедре «Химия пищи и пищевая биотехнология» ГОУ ВПО «Московский государственный университет прикладной биотехнологии» (МГУПБ).

Научный руководитель: Доктор технических наук,

профессор,

Жаринов Александр Иванович

Официальные Доктор технических наук,

оппоненты: Гурова Наталья Викторовна

Доктор технических наук, профессор, Кудряшов Леонид Сергеевич

Ведущая организация: ГНУ ВНИИ птицеперерабатывающей

промышленности Россельхозакадемии

Защита диссертации состоится 2(//г. в УЗ т. ОС?

на заседании диссертационного совета ДМ 006.021.01 при ГНУ ВНИИМП им. В.М. Горбатова Россельхозакадемии по адресу: 109316, Москва, ул. Талалихина, д. 26, Конференц-зал.

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

Автореферат разослан

Учёный секретарь

диссертационного совета, к.т.н., с.н.с.

Захаров А.Н.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Применительно к технологии мясопродуктов синерезис является негативным явлением, так как приводит к ухудшению товарно-потребительских характеристик готовой продукции, сопровождается развитием микробиологической порчи. Вследствие синерезиса потери при хранении вареных колбас, сосисок и сарделек составляют до 15-18 кг на 1 т готовой продукции за счет отделяющейся жидкости.

Впервые синерезис было описан Т. Грэмом в 1864 г., однако на важность данного явления указал лишь через 50 лет В. Оствальд, в то время как более детальные исследования в этой области проводились в 50-х годах XX века С. М. Липатовым.

Несмотря на широкую распространенность синерезиса в практике производства мясопродуктов, фундаментальные представления о его сущности весьма ограничены и в основном характеризуют процесс применительно к классическим видам высокомолекулярных соединений (ВМС), таких как желатин и каучук, не учитывая специфичность структуры и функционально-технологических свойств современных видов структурообразователей. Одновременно отсутствуют систематизированные и достоверные сведения о синеретических свойствах у наиболее распространенных гелеобразователей, загустителей и комплексных систем на их основе, что во многом обусловлено отсутствием единого методологического подхода в определении синерезиса у пищевых гидроколлоидов.

Принимая во внимание необходимость создания информационного банка данных, расширения представлений о функционально-технологических свойствах гидроколлоидов, обеспечения объективного подхода при выборе области применения структурообразователей, оптимизации параметров хранения и прогнозирования характера изменения структурно-механических свойств мясопродуктов в процессе хранения, представляется целесообразным проведение исследований, направленных на разработку унифицированной методики определения синерезиса гидроколлоидов, получение с ее помощью объективных данных, характеризующих синеретическую способность наиболее распространенных гелеобразователей, ранжирование их по данному признаку и подготовку рекомендаций по рациональному применению в практике производства мясных продуктов.

Цели и задачи исследования. Целью диссертационной работы является изучение синерезиса пищевых гидроколлоидов, используемых в технологии мясопродуктов.

В соответствии с поставленной целью решались следующие задачи:

1. Провести теоретический анализ, направленный на выявление степени влияния основных физико-химических факторов на синерезис высокомолекулярных структурированных систем.

2. Экспериментально определить на модельных системах пищевых гидроколлоидов зависимость синерезиса от: вида и концентрации гидроколлоида, продолжительности и температуры хранения, скорости охлаждения, величины рН среды гидратации, геометрических размеров образца

(высоты, диаметра, объема и их соотношений) и площади адгезии, а также величины давления.

3. Провести выбор наиболее значимых факторов и разработать метод определения степени синерезиса пищевых гидроколлоидов.

4. Выполнить сравнительную оценку существующих и предлагаемого методов определения синерезиса применительно к индивидуальным гидроколлоидам.

5. С помощью разработанной методики экспериментально определить величину синерезиса у препаратов гидроколлоидов растительного и животного происхождения.

6. Оценить влияние хлорида натрия на синерезис и структурно-механические свойства (CMC) исследуемых объектов.

7. На основе анализа экспериментальных данных провести систематизацию ВМС по степени проявления синерезиса при адекватных условиях и создать информационную базу о синеретической способности пищевых гидроколлоидов.

8. Сформулировать научно-практические рекомендации по рациональному использованию гидроколлоидов в технологии мясопродуктов.

Научная новизна

1. Впервые установлено влияние восьми физико-химических факторов на синерезис группы современных гидроколлоидов растительного и животного происхождения, используемых в технологии мясопродуктов.

2. Предложена гипотеза процесса формирования слабосинерирующих гелей за счет максимального образования узлов сетки геля в условиях быстрого охлаждения структурирующейся системы. Теоретическое предположение подтверждено экспериментально.

3. Установлена зависимость синерезиса у гелей коммерческих препаратов гидроколлоидов от способа их получения и состава:

- коммерческих препаратов каппа-каррагинана - от степени очистки;

- образцов нативных крахмалов - от содержания амилозы;

- препаратов коллагенсодержащих белков - от вида исходного сырья;

- комплексных коммерческих препаратов на основе каппа-каррагинана - от присутствия дополнительных гидроколлоидов.

4. Для 18 видов индивидуальных гелеобразователей растительного и животного происхождения и коммерческих препаратов на их основе определено влияние на синерезис наличия в среде гидратации 2% NaCl.

5. Проведено ранжирование структурообразователей по интенсивности проявления синерезиса и цикличности экстремального выделения жидкой фазы.

Практическая ценность работы

1. Создана информационная база данных, характеризующих особенности процесса синерезиса у 18 видов гидроколлоидов и их смесей, что дает возможность осуществлять обоснованный выбор структурообразователей при производстве мясопродуктов.

2. Сформулированы и предложены рекомендации по снижению риска синерезиса при хранении мясопродуктов в части выбора типа гидроколлоидов, среды гидратации, скорости охлаждения.

3. Разработанный метод определения синерезиса пищевых гидроколлоидов используется в учебном процессе подготовки специалистов по специальностям 240901 - «Биотехнология», 240902 - «Пищевая биотехнология», 260301 -«Технология мяса и мясопродуктов», 260302 - «Технология рыбы и рыбных продуктов», 260303 - «Технология молока и молочных продуктов».

4. На основании экспериментальных исследований и результатов производственных апробаций разработан проект «Изменение №1 к технологической инструкции по производству изделий колбасных вареных по ТУ 9213-048-00423092-06», предусматривающий осуществление процесса охлаждения колбасных изделий, содержащих в рецептуре молекулярные гелеобразователи, при скорости теплоотвода не менее 9,5 °С/мин.

Апробация работы. Результаты работы были представлены на: Всероссийской выставке научно-технического творчества молодежи НТТМ (Москва, 2007 г.); VI и VIII Международных научных конференциях студентов и молодых ученых «Живые системы и биологическая безопасность населения» (Москва, 2007 и 2010 гг.). Работа отмечена дипломом Всероссийской студенческой олимпиады Ш тур в номинации «Разработка новых методов исследования» (Москва, 2007 г.); грантом ассоциации «Университетский комплекс прикладной биотехнологии» за проект «Изучение синерезиса пищевых гидроколлоидов» (Москва, 2008 г.).

Публикации. По результатам проведенных исследований опубликовано 12 печатных работ, в том числе три - в рецензируемых изданиях, рекомендованных ВАК Минобрнауки РФ.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, экспериментальной части, включающей методы и объекты исследования, результаты и их обсуждение, выводы; списка используемой литературы, а также приложений. Работа изложена на 134 страницах машинописного текста, содержит обзор литературы, включающий 3 таблицы и 10 рисунков, экспериментальный материал представлен в 11 таблицах, 32 рисунках. Библиография включает 130 наименований работ отечественных и зарубежных авторов.

СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы диссертационной работы.

Первая глава представляет собой аналитический обзор научно-технической литературы об основных видах пищевых гидроколлоидов фибриллярной структуры, применяемых при производстве мясопродуктов. Изложены данные об особенностях их строения, способах получения, функционально-технологических свойствах, о принципах создания коммерческих препаратов на их основе. Приведен механизм структурообразования пищевых гидроколлоидов, как одно из основных функционально-технологических свойств.

Рассмотрено значение синерезиса в современных технологиях пищевых продуктов. Изложены фундаментальные представления о явлении синерезиса, о влиянии физико-химических факторов на характер его протекания. Рассмотрены имеющиеся методы оценки синерезиса гелеобразователей, проведен анализ их эффективности. Показано, что отсутствие единой унифицированной методики не позволяет систематизировать имеющиеся сведения о синеретической способности ВМС и объективно осуществлять выбор гидроколлоидов в технологических условиях.

Во второй главе сформулированы цель и задачи исследования, приведена схема постановки эксперимента, описаны объекты и методы, используемые в диссертационной работе (рис. 1).

В качестве объектов исследования в работе использованы 18 видов коммерческих препаратов гидроколлоидов:

препараты каппа-каррагинанов различной степени очистки: рафинированные Ceamgel M 9310 (CEAMSA, Испания), Рондагель 55 (Rhodia, Франция), HGE-F (MSC CO., LTD., Южная Корея), СС140 (Даниско AJS, Дания); полурафинированный GPI-200 (Rhodia, Франция); нерафинированный WG (MSC CO., LTD., Южная Корея);

- препараты крахмалов: нативных картофельных с содержанием амилозы 18% и 24% (ГОСТ 7699-78); модифицированного сшитого Х-амило 100 (KMC, Дания);

- препараты гидроколлоидов белковой природы: желатин кислотный (Gelita Europe, Германия); коллагенсодержащие препараты, полученные из свиного и говяжьего сырья: Скан-Про Вг 95 и Скан-Про Т 95 (ООО «ТД «Данэкспорт-Рус» BHJ A/S, Дания), ГитПро (ГК «ПТИ», Россия), НоваПро (НоваПром, Бразилия);

- комплексные препараты на основе каррагинанов: смесь каппа- и йота-каррагинанов (ISP Europe HQ, Великобритания), смесь каппа-каррагианнов и камедей (TRUMF International s.r.o., Чехия), смесь каппа-каррагинана и растительного белка (Аромарос-М, Россия), смесь каппа-каррагинана и модифицированного крахмала (Аромарос-М, Россия).

Приведены методы определения изучаемых показателей. Приготовление образцов гелей (1), определение критической концентрации гелеобразования (2), величины pH (3) и предельного напряжения сдвига (ПНС) (4) осуществляли по общепринятым методикам. На стадии разработки метода определения синерезиса количество выделившейся при хранении жидкости из гелей (5) и изменения массы гелей гидроколлоидов (6) оценивали объемно-весовым методом. Экспериментальные исследования выполняли на кафедре «Химия пищи и пищевая биотехнология» ГОУ ВПО МГУПБ.

Рис. 1. Схема постановки эксперимента

Исследования готовой мясной продукции проводили на базе ОАО «Мясокомбинат Клинский» путем оценки органолептических характеристик (7), определения массовой доли влаги (8), жира (9), белка (10), хлорида натрия (11), величины рН (12) и микробиологических показателей (13) по стандартным методикам. Показатели водоудерживающей способности (14), пенетрации (15) и пластичности (16) исследовали по общепринятым методикам.

Повторность опытов трехкратная. Экспериментальные данные обрабатывали методами математической статистики.

В третьей главе представлены результаты экспериментальных исследований, направленных на изучение влияния основных физико-химических факторов (по С. М. Липатову) на синерезис молекулярных гелей двух типов: желатина - при концентрации 2% и к-каррагинана - 1%.

Основными задачами данного этапа исследования являлись: выявление общих и специфичных тенденций в развитии синерезиса у выбранных объектов; оценка значимости каждого физико-химического фактора в формировании синерезиса; выбор параметров, в максимальной степени провоцирующих синерезис, для последующего их использования в разрабатываемой унифицированной методике; определение факторов и условий, минимизирующих проявление синерезиса при хранении структурированных систем и готовых мясопродуктов.

В модельных опытах было установлено, что, несмотря на некоторые различия в кинетике синерезиса у гелей желатина и к-каррагинана, временные периоды экстремального выделения жидкой фазы у объектов совпадали (20-24 час хранения при 2±2°С); количество свободной воды у желатиновых гелей в 2 раза (40% против 20% от общего количества выделившейся влаги) превышало ее количество у к-каррагинанов.

Принимая во внимание, что степень синерезиса во многом зависит от сил адгезионного взаимодействия, объема и массы образца, был выполнен цикл исследований, направленных на обоснование рациональных геометрических размеров и формы образцов применительно к разрабатываемой методике.

Анализ и обсуждение комплекса данных, представленных в диссертации в виде 29 графических зависимостей изменения синерезиса гелей от восьми факторов и обобщенных в табл. 1, позволили установить параметры, обеспечивающие наиболее выраженное проявление синерезиса при хранении молекулярных гелей: форма - цилиндр, объем - 50 мл, диаметр - 45 мм, высота - 23 мм (соотношение Ый = 0,5). Как и следовало ожидать, на величину синерезиса существенное влияние оказывали такие факторы, как концентрация структурообразователя, рН среды гидратации, дополнительное давление (вынужденный синерезис), температура и продолжительность хранения. Полученные данные свидетельствуют о том, что достижение максимального уровня синерезиса для гелей обеспечивает соблюдение следующих условий: концентрация ВМС - 1,0% для к-каррагинана и 2,0% для желатина, рН среды гидратации - 6,5+0,1, температура - 2±2°С, продолжительность выдержки -20-24 ч.

Таблица 1

Результаты эксперимента по выявлению факторов, вызывающих максимальных синерезис у гелей желатииа и к-каррагичана п=3, У<7

№ этапа Параметры Параметры и факторы, обеспечивающие максимальный синерезис Максимальный синерезис, мл

Постоянные Варьируемые К-карраги-нан Желатин хЮ*2

Влияние геометрических параметров образца на синерезис*

I V = 400 мл h/d = 0,3-1,7 h = 34-107 мм d = 62-120 мм т = 1-21 сут h/d = 0,3-0,5 т= 1 сут от 15,0+1,0 до 19,5+1,0 от 0,3+0,01 до 0,5+0,01

II d = 90 мм V= 100-1000 мл h= 16-117 мм h/d = 0,2-1,3 т= 1-21 сут V= 100-400 мл h/d = 0,2-0,6 I = 1 сут от 6,0±0,4 до 10,8±0,5 от 0,35+0,02 до 2,15+0,1

III h = 25 мм h/d = 0,2-0,6 d = 40-125 мм V = 35-300 мл т = 1-3 сут h/d = 0,2-0,6 т = 1 сут от 2,9+0,1 до 17,1±1,0 от 0,2+0,01 до 0,7+0,03

IV h/d = 0,5 V = 30-740 мл h = 20-53 мм d = 40-118 мм т = 1-3 сут V = 45-110 мл т = 1 сут от 1,5+0,1 до 3,2+0,2 от 0,33+0,01 до 0,39+0,02

V d = 45 мм х= 1 сут V = 10-300 мл h = 5-133 мм h/d = 0,1-2,9 V = 50 мл h = 23 мм 1,8+0,1 0,48+0,02

VI V = 50 мл т=1 сут d = 21-70 мм h = 70-112 мм h/d = 0,14-5,30 d = 45 мм h = 23 мм

Влияние физико-химических факторов на синерезис

VII V = 50 мл h = 23 мм d = 45 мм h/d = 0,5 т = 1 сут ^хран- 2+2 С рН 6,5 [кар-н] = 1,0-2,0% [жел] = 2,0-6,0% [кар-н] = 1,0% [жел] = 2,0% 1,8±0,1 0,48±0,02

VIII t\pan = 2+2 С рН 5.5 - 7,5 рН 6,5

IX рН 6,5 ^хран 1 = 2+2 С ^хран 2 = 20+2°С txpa„3=40±2°C txpan=2±2°C

х** рН 6,5 1хран ^ У„хл=1,7-5,2 °С/мин Уохл=1,7 °С/мин

XI рН 6,5 ^хран= 2±2 С Р=0-100 г/см2 (0-0,1атм) Проявление эффекта вынужденного синерезиса 2,5+0,1 1,5+0,1

VII txpaH = 2±2 С рН 6,5 [кар-н] = 1,0-2,0% [жел] = 2,0-6,0% [кар-н] = 1,0% [жел] = 2,0% 1,8+0,1 0,48±0,02

Примечание:

* - Цилиндрическая форма образца выбрана в результате проведенного математического моделирования с учетом минимизации площади контакта (адгезии) образцов; величина рН 6,5 = const во всех сериях и соответствовала условиям, характерным для мясных систем; температура выдержки гелей составляла 2±2°С, что соответствует условиям хранения мяса и мясопродуктов. ** - Только для каппа-каррагинана.

В процессе работы было установлено, что использование умеренно-положительных температур (20-40°С) хранения и их колебаний не вызывает интенсификации синерезиса; в то же время при малой скорости теплоотвода у гелей перед началом хранения (при 2±2°С) синерезис значительно возрастает.

Таким образом, результаты исследования позволили обосновать значимость основных физико-химических факторов, обеспечивающих наиболее выраженное выделение жидкости из образцов гелей, что было использовано при выборе параметров унифицированной методики определения синерезиса у гелей пищевых гидроколлоидов (принципы выбора концентрации ВМС, условия подготовки и обработки образцов, инструментальное обеспечение, расчетные формулы), изложенной в четвертой главе.

Следует отметить, что изучение характера изменения синерезиса при оптимизации параметров разработанной методики позволило одновременно сформулировать некоторые технологические рекомендации по снижению вероятности проявления синерезиса в процессе хранения мясных продуктов, содержащих в рецептуре гелеобразователи фибриллярной структуры.

Например, увеличение концентрации гидроколлоида приводит к снижению доли отделяющейся жидкости в процессе хранения: для каппа-каррагинана синерезис практически не наблюдается при концентрации более 1,8%, для желатина - 3,5% при выбранном периоде хранения. Однако при этом следует учитывать особенности в изменении структурно-механических свойств, органолептических показателей, а также вероятность увеличения себестоимости готовой продукции.

Отмечается, что технологически регламентируемые параметры колбасного производства, и в частности, величина рН большей части фаршей и мясопродуктов, составляющая от 6,4 до 6,8, а также температуры хранения сырья и готовых изделий (2+2°С), оказывают интенсифицирующее действие на развитие синерезиса, в связи с чем необходимо проведение обоснованного выбора гидроколлоидов и композиций на их основе.

Дополнительное внешнее давление ускоряет и увеличивает синерезис, в связи с чем следует избегать применения структурообразователей, имеющих фибриллярную структуру, в продуктах, предназначенных для вакуум-упаковки. В частности, давление равное -0,1 атм повышает количество выделяющейся жидкости не менее чем на 50% для гелей каппа-каррагинанов и желатинов при их хранении в течение 24 часов при температуре 2+2°С.

Интенсивные режимы охлаждения готовой продукции после термообработки обеспечивают снижение синерезиса при последующем хранении. В частности, количество выделившейся жидкости у гелей каппа-каррагинанов при У0ХЛ=5,2°С/мин меньше на 30%, чем при скорости охлаждения 1,7°С/мин.

В пятой главе представлены данные экспериментального определения синерезиса у коммерческих препаратов пищевых гидроколлоидов растительного и животного происхождения с помощью разработанной авторами методики. Одновременно оценивалось влияние на синерезис и

структурно-механические свойства получаемых модельных систем состава среды гидратации (дистиллированная вода и 2%-ный раствор КаС1). Предварительное определение ККГ, а также сенсорная и первичная инструментальная оценка позволили выбрать концентрации коммерческих препаратов, обеспечивающие формирование устойчивого геля с выраженными структурно-механическими характеристиками.

Изучение синерезиса модельных систем на основе каппа-каррагинанов различной степени очистки (рис. 2) показало, что коммерческие препараты каппа-каррагинанов в зависимости от типа демонстрируют различный синерезис: рафинированные (А) и полурафинированные образцы (В), гидратированные в воде, проявляют синерезис на 1 сутки, нерафинированные (Д) - на 5 сутки хранения. При этом очищенные образцы каппа-каррагинанов выделяют в ~4 раза большее количество влаги по сравнению с нерафинированными, но в процентном отношении от суммарной жидкости, выделившейся за весь период хранения, синерезис составляет около 30% в точках максимума независимо от степени рафинации. Отмечается также, что присутствие 2% ЫаС1 в среде гидратации снижает синерезис в ~7 раз у рафинированных, и в ~2 раза у неочищенных каррагинанов, однако при этом происходит ускорение синерезиса с более выраженными максимумами у рафинированных каррагинанов, а также существенное изменение динамики выделения жидкости у нерафинированных с двумя характерными пиками синерезиса - на 1-3 и на 7 сутки.

Полурафинированные каррагинаны (В) сочетают в себе свойства как рафинированных, так и нерафинированных каррагинанов - пики выделения жидкости схожи с максимумами синерезиса очищенных каррагинанов, а добавление в среду гидратации 2% №С1 приводит к образованию пиков синерезиса, характерных для нерафинированных каррагинанов.

Показано, что в целом динамика прочностных изменений гелей каппа-каррагинанов (Б, Г, Е) коррелирует с синеретическими изменениями системы.

Таким образом, для практического применения рекомендуется использовать нерафинированные каррагинаны для мясопродуктов с коротким сроком годности (5-6 суток), а рафинированные - до 10-14 суток хранения.

Экспериментальное исследование синеретических свойств нативных и модифицированных крахмалов (рис. 3) позволило установить, что степень синерезиса нативных картофельных крахмалов, временные циклы проявления синерезиса и прочностные характеристики получаемых гелей зависят от соотношения амилозы и амилопектина. При этом высокоамилозные крахмалы (24%) (А) характеризуются наличием двух пиков синерезиса (3 и 21 сутки) вне зависимости от вида среды гидратации; присутствие №С1 интенсифицирует синерезис на всех этапах хранения. Низкоамилозные крахмалы (18%) (В) отличаются отсутствием выраженного синерезиса при кратковременном хранении (до 7 суток при 1=2+2°С), после чего наблюдается интенсивное выделение жидкой фазы из матрикса, достигающее максимума к 14-21 суткам выдержки. Отмечается, что хлорид натрия оказывает существенное влияние на

синерезис крахмалов с низким содержанием амилозы главным образом при пролонгированном хранении.

3 6 9 12 15 18 21 Продолжительность хранения, сут

_А)_

3 6 9 12 15 18 21 Продолжительность хранения, сут

Б)

Сеашйе! М 9310 рафнннрованный

3 6 9 12 15 18 21 Продолжительность хранения, сут

В)

1родолжительность хранения, сут

Г) _

ОР1200 полурафниированнмй

3 6 9 12 15 18 Продолжительность хранения, сут

_______Д)__________

0 3 6 9 12 15 18 21 Продолжительность хранения,сут

Е)

ЛУС нерафинированный

среда гидратации - дистиллированная вода среда гидратации - 2%-ный раствор ИаС!

Рис. 2. Изменение синерезиса и величины предельного напряжения сдвига гелей каппа-каррагинанов в процессе хранения

Показано, что гели на основе модифицированного крахмала Х-амило 100 (Д), как и высокоамилозные картофельные крахмалы имеют два пика синерезиса (3 и 14 сутки хранения), однако, проявляют повышенный по сравнению с нативными крахмалами (на 10-15%) синерезис при хранении. Наличие ИаС1 в среде гидратации вызывает интенсификацию процесса синерезиса на 3 сутки выдержки, а также способствует монотонному

среда гидратации - дистиллированная вода среда гидратации - 2%-ый раствор №01

Рис. 3. Изменение синерезиса и величины предельного напряжения сдвига гелей крахмалов в процессе хранения

13

Одновременно можно сделать вывод, что при одинаковых исходных концентрациях крахмалов (7,0 %) в модельных системах наиболее высокие значения ПНС гелей характерны для образцов гелей на основе высокоамилозных (Б) и модифицированных крахмалов (Е) (0,55-0,75 кПа), при этом введение хлорида натрия в среду гидратации приводит к некоторому снижению прочностных характеристик, особенно на начальных этапах хранения (до 7 суток). В целом, характер изменения CMC гелей (Б, Г, Е) хорошо коррелирует с динамикой их синерезиса.

Можно полагать, что в рецептурах мясопродуктов, предназначенных для ограниченного (до 6-7 суток) хранения и быстрой реализации, более рационально использование низкоамилозных картофельных крахмалов. Высокоамилозные картофельные крахмалы, а также модифицированные типа Х-амило 100 следует перед введением в пищевые системы (фарш, рассолы) подвергать предварительной гидратации в воде, что может предотвратить прямое воздействие NaCl на крахмалы и в последующем уменьшить развитие синерезиса.

Изучение особенностей протекания синерезиса у желатина и коммерческих коллагенсодержащих препаратов показало (рис. 4), что, несмотря на высокую сходимость химического состава и значений ККГ объектов исследования (1,0+0,02% для желатина и 2,0+0,02% для других белковых препаратов), коммерческие белковые препараты на основе коллагенсодержащего сырья по сравнению с желатином проявляют более выраженный синерезис: выделение жидкости происходит значительно интенсивнее, пик синерезиса приходится на 5-7 сутки (В, Д), в то время как у желатина-на 1-е (А).

Установлено также, что для гелей, приготовленных на основе препаратов СканПро (В), характерна высокая устойчивость в течение первых 3 суток хранения, после чего (к 5-7 суткам выдержки) отмечается максимальный синерезис, сохраняющийся, хотя и с несколько меньшей интенсивностью, в течение 14 суток хранения. Коллагенсодержащие препараты, полученные из говяжьего сырья (Д), проявляют выраженный синерезис к 5-м суткам хранения, после чего имеет место его монотонное снижение по мере удлинения периода выдержки гелей.

Введение 2% NaCl в среду гидратации ингибирует развитие синерезиса как у препаратов СканПро (на ~ 8,5% на 5 сутки хранения), так и у желатина (на ~ 5,0% на 1 сутки хранения); у гелей, приготовленных на базе говяжьего коллагенсодержащего сырья, напротив, наличие хлорида натрия вызывает увеличение количества выделяющейся жидкости, особенно в «пиковых» областях (на - 8,0% на 5 сутки хранения).

Отмечается, что характер изменения CMC объектов (Б, Г, Е) согласуется с динамикой синеретических превращений изучаемых гелей.

Для сохранения качества изделий препараты, полученные из свиной шкуры, вследствие длительного течения синерезиса следует использовать в продукции со сроками хранения, не превышающими 5-7 суток, а также при

производстве изделий с повышенным содержанием поваренной соли и в рассолах. Препараты на основе говяжьего сырья характеризуются уменьшением процесса отделения жидкости после 5 суток хранения, что позволяет рекомендовать их для производства продукции с длительным сроком годности. Препараты желатина отличаются ограниченным периодом хранения и незначительным синерезисом, в связи с чем их следует применять в

среда гидратации - дистиллированная вода среда гидратации - 2%-ный раствор ИаС1

Рис. 4. Изменение синерезиса и величины предельного напряжения сдвига гелей желатина и коллагенсодержащих белков в процессе хранения

15

Экспериментальное определение синерезиса комплексных коммерческих препаратов, представляющих собой композиции с базовым ингредиентом каппа-каррагинаном (рис. 5), позволило установить, что комплексные смеси на основе каррагинанов различных типов характеризуются сниженным синерезисом по сравнению с гелями индивидуальных каппа-каррагинанов как в присутствии хлорида натрия, так и без него.

Показано, что добавление конжаковой и гуаровой камедей к каппа-каррагинанам в присутствии 2% ЫаС1 приводит к снижению синерезиса с -1,0% до -0,5% от объема системы на 21 сутки хранения; в водной среде гидратации не наблюдается существенных отличий в отделении жидкости у гелей комплексных смесей по сравнению с препаратами изолированных каппа-каррагинанов (-12-13% от объема системы на 21 сутки выдержки). Комплексное использование крахмала или растительного белка с каппа-каррагинанами приводит к незначительному синерезису (-1,2% от объема системы на 21 сутки выдержки) независимо от среды гидратации.

Одновременно установлено максимальное проявление синерезиса у гелей комплексных структурообразователей на основе каппа-каррагинана (А, В, Д, Ж) на 5-7 сутки хранения как в присутствии хлорида натрия, так и без него.

Определено неадекватное влияние состава среды гидратации на степень синерезиса полученных гелей: по интенсивности синерезиса препараты (при их гидратации в воде) можно расположить в следующем порядке: Образец №2 (13,5%) > Образец №1 (7,2%) > Образец №4 (1,35%) > Образец №3 (1,32%); в то время как в присутствии 2% ИаС1 очередность в ранжировании препаратов изменяется: Образец №1 (1,3%) > Образец №3 (1,18%) > Образец №4 (1,14%) > Образец №2 (0,99%).

Отмечено отсутствие прямой зависимости между способностью к гелеобразованию и структурно-механическими характеристиками комплексных систем. По величине ККГ, независимо от среды гидратации, препараты располагаются следующим образом: Образец №3 (6,2+0,2 %) > Образец №4 (4,3+0,1 %) > Образец №1 (0,45+0,01 %) > Образец №2 (0,35+0,01 %); при этом по величине ПНС препараты можно классифицировать так: Образец №4 (3) > Образец №1 (Б) > Образец №3 (Е) > Образец №2 (Г).

Таким образом, комплексные препараты на основе каппа-каррагинанов характеризуются малым синерезисом (потери массы до 2%) в присутствии 2% ИаС1, что позволяет их рекомендовать при производстве соленых мясных изделий. При этом предпочтение следует отдавать препаратам на основе комплексов каппа-каррагинанов с камедями, которые при небольших концентрациях обеспечивают меньший синерезис при хранении продукции в течение 7 суток. Также рекомендуется применять комплексы на основе каппа-каррагинанов и растительных белков, что при слабовыраженном синерезисе позволит повысить биологическую ценность пищевых продуктов.

3 6 9 12 15 18 21 Продолжительность хранения, сут

_А)_

0 0.8

1

С 0,7 0,6

! ' 1 1

М- ;--

! / . :

3 6 9 12 15 18 Продолжительность хранения, сут

_Б)_

21

Образец №1 Смесь каппа- н йота-каррагинанов

3 6 9 12 15 18 21 Продолжительность хранения, сут

_В)_

0,6 п

„0,5 с

о"0'4

X

со,з 0,2

3 6 9 12 15 18 Продолжительность хранения, сут

_О_

Образец №2 Смесь каппа-каррагинана и камедей

3 6 9 12 15 18 Продолжительность хранения, сут

_да_

0,9 ,0.8 ;-о,7 :0,6 ч 0,5

0 3 6 9 12 15 18 Продолжительность хранения, сут

_Е)_

Образец №3 Смесь каппа-каррагинана и растительного белка

3 6 9 12 15 18 21 Продолжительность хранения, сут

Ж)

3 6 9 12 15 18 Продолжительность хранения, сут

_3)_

Образец №4 Смесь каппа-каррагинана и модифицированного крахмала___

среда гидратации - дистиллированная вода среда гидратации - 2%-ный раствор КаС1

5. Изменение синерезиса и величины предельного напряжения сдвига гелей комплексных препаратов в процессе хранения

17

Рис.

По результатам выполненных исследований была создана основа справочно-информационной базы (табл. 2), характеризующей степень синерезиса, количественные диапазоны выделяющейся жидкой фазы, а также пиковые периоды синерезиса у 18 видов индивидуальных структурообразователей и комплексных систем на их основе, используемых в качестве пищевых добавок в технологии мясопродуктов.

Выполненное ранжирование изученных препаратов по интенсивности синерезиса (рис. 6) в присутствии 2% КаС1 и хранении полученных систем при 1=2+2°С в течение 1-21 суток дает возможность осуществлять объективный выбор вида препаратов для продукции с различной длительностью хранения при минимизации проявления синерезиса.

Можно полагать, что в случае кратковременного хранения мясопродуктов (не превышающем 3-е суток - а, б) следует использовать желатины (А), препараты коллагенсодержащих белков (Б, В), нерафинированные каппа-каррагинаны (Г), комплексы каппа-каррагинанов и модифицированных крахмалов (К), а также низкоамилозные нативные крахмалы (Л), проявляющие незначительный синерезис (~ 0,2% от объема системы) при указанном сроке выдержки.

При производстве продукции, подлежащей хранению и реализации в течение 5-7 суток (в), является предпочтительным применение в составе рецептур желатина (А), препаратов коллагенсодержащих белков, выделенных из свиной шкуры (В), каппа-каррагинанов любой степени рафинации (Г, Д, Е), потери массы гелей которых составляют не более 0,5% при данном периоде хранения; в случае присутствия в составе рецептуры крахмалов, следует отдать предпочтение их низкоамилозным нативным типам (Л).

При сроке годности изделий 14-21 (г, д) суток целесообразно использование препаратов индивидуальных каппа-каррагинанов с различной степенью очистки (Г, Д, Е), а также комплексных смесей на их основе с добавлением камедей (3), выделяющих при указанном периоде хранения не более 1 % от массы.

При выборе типа упаковочных материалов готовой продукции следует учитывать, что в процессе длительного хранения часть синеретической жидкости приходится на испарение, вследствие чего в случае применения газоводопроницаемых оболочек будет иметь место морщинистость поверхности колбас и потери массы при хранении; в то же время использование непроницаемой упаковки приведет к скоплению свободной жидкости в пространстве между продуктом и оболочкой, образованию отека и повышенному риску развития микробиологической порчи.

Таблица 2

База данных, характеризующих сннеретнческуш способность индивидуальных гндроколлоидов __и основных коммерческих функциональных препаратов_

№ Вид гидроколлоида Марка (тип) препарата Среда гидратации - 2%-ный водный раствор №С1 рН 6,5; 1Т„,„=2+2°С, т,„„1т,,=21 сутки

Значение ККГ, % Концентрация, обеспечивающая получение устойчивого геля Показатели синерезиса Рекомендации по использованию в технологии мясопродуктов

Общие потери ж-ти при синерезисе, % от общего объема / максимальная продолжительность хранения, сутки Доля потерь в пиковый период, % от общего объема / период максимума, сутки

1 Каппа-каррагннаны

1.1 Рафинированные Сеамгель М9310 0,3+0,01 0,4 0,53/21 0,30/1 Для изделий со сроком хранения до 10-14 суток

Рондагель 55 0,8+0,01 0,9 1,16/21 0,18/1

НОК-Н 0,4+0,01 0,5 1,22/21 0,16/1

СС 140 0,6+0,01 0,7 0,65/21 0,14/1

1.2 Полурафинированные вР1 200 0,6+0,02 0,7 0,55/21 0,17/1 Для мясопродуктов с коротким сроком годности (5-6 суток)

1.3 Нерафинированные 0,6+0,01 0,7 0,40/21 0,14/3

2 Крахмалы

2.1 Нативные ГОСТ 7699-78 18% амилозы 6,0+0,1 7,0 19,55/21 9,27 / 14 Для продуктов со сроком хранения до 6-7 суток

24% амилозы 6,0+0,1 7,0 31,95/21 8,87/3 Перед введением ЫаС1 необходима предварительная гидратация препаратов в воде

2.2 Модифицированные Х-амило 100 6,0+0,1 7,0 36,90/21 14,57/3

3 Препараты из коллагенсодержащего сырья

3.1 Желатин Кислотный 1,0+0,02 2,0 0,008 / 7 0,004 / 1 Для изделий со сроком годности не более 7 суток

3.2 Белки из свиной шкуры СканПро Т95 2,0±0,03 3,0 0,54 / 14 0,17/5 Для мясопродуктов со сроком годности 5-7 суток; для изделий с повышенным содержанием соли

СканПро Вг95 2,0+0,02 3,0 1,06/ 14 0,25/7

3.3 Белки из говяжьего сырья ГитПро 2,0+0,02 3,0 1,19/ 14 0,62/5 Для продукции с длительным сроком хранения

НоваПро 2,0+0,02 3,0 0,38/14 0,16/5

4 Комплексные комме зчсские препараты

4.1 Смесь каппа- и йота-каррагинанов 0,45+0,01 0,5 1,30/21 0,57/5 Для мясопродуктов со сроком годности не более 5-7 суток

4.2 Смесь к-каррагинана и камедей 0,35+0,01 0,4 0,99/21 0,23/5

4.3 Смесь к-каррагинана и растительного белка 6,2+0,2 6,5 1,18/21 0,39 / 7

4.4 Смесь к-каррагинана и модифицир. крахмала 4,3+0,1 5,0 1,14/21 0,43 / 5

а) 1 сутки хранения

6) 3 сутки хранения

АБВ ГДЕЖЗИК

в) сутки хранения

Л М Н

АБВГДЕЖЗИК

г) 14 сутки хранения

Л М Н

АБВГДЕЖЗИК

щ

Л М Н

БВГДЕЖЗИ К

Ш

л м н

д) 21 суткп хранения

ГДЕЖЗИК

Л м н

Рис. 6. Ранжирование пищевых гидроколлоидов по интенсивности

Условное обозначение Тип препарата Концентрация при исследовании. %

А Желатин 2,0

Б Коллагенсодержащие белки, полученные из говяжьего сырья 3,0

В Коллагенсодержащие белки, выделенные из свиной шкуры 3,0

Г Каппа-каррагинаны нерафинированные 0,7

Д Каппа-каррагинаны полурафинированные 0,7

Е Каппа-каррагинаны рафинированные 0,4 - 0,7

Ж Комплексная смесь каппа- и йота-каррагинанов 0.5

3 Комплексная смесь каппа-каррагинанов и камедей 0.4

И Комплексная смесь каппа-каррагинана и растительного белка 6,5

К Комплексная смесь каппа-каррагинана и модифицированного крахмала 5,0

л Крахмал низкоамилозный 7,0

м Крахмал высокоамилозный 7,0

н Крахмал модифицированный сшитый 7,0

В шестой главе представлены результаты исследований, направленных на экспериментально-производственную проверку гипотезы о взаимосвязи явления синерезиса и скорости охлаждения систем, содержащих гидроколлоиды, после термообработки. В частности, на модельных системах каппа-каррагинанов и крахмалов показано, что при сохранении общей динамики синерезиса повышение интенсивности охлаждения от 1,7 до 9,4 °С/мин обеспечивает снижение количества синеретической жидкости в течение 21 суток хранения в среднем на 1,6%. Производственную проверку полученных выводов осуществляли на партиях сосисок «Молочных от Бекона», изготовленных по ТУ 9213-048-00423092-06 и имеющих в составе рецептуры каппа-каррагинан и нативный картофельный крахмал.

Приготовление фаршей на куттере, шприцевание в целлофановую оболочку и термообработку (подсушка, обжарка, варка) проводили при стандартных условиях, после чего продукцию делили на 2 партии (по 600 кг каждая) и подвергали охлаждению при следующих параметрах: I партия -контроль - охлаждение водно-воздушной дисперсией до температуры в центре продукта +22 °С в течение 11-12 мин, что соответствует скорости охлаждения 4,3 °С/мин; II партия - опыт - охлаждение водой с 1=10±2°С до температуры в центре продукта +22 °С в течение 5-6 мин (скорость охлаждения 9,5 °С/мин). Доохлаждение обеих партий проводили воздухом до температуры в центре +6 °С в течение 67+3 мин.

По окончании охлаждения сосиски осматривали и упаковывали в модифицированную газовую среду (состав МГА: 20% С02, 80% N2, коэффициент заполнения упаковки газом после вакуумирования - 50%). Последующее хранение в течение 20 суток исследуемых партий проводили при одинаковых температурно-влажностных условиях (¡=5-8°С, ф=75-80%), регистрируя весовым методом величину потерь массы.

Результаты производственных испытаний показали, что применение интенсивных режимов охлаждения позволяет снизить величину потерь массы готовой продукции в процессе ее последующего хранения на 0,6% (рис. 7), что обеспечивает получение экономического эффекта в размере 1062 руб/т готовой продукции. По основным показателям качества сосисок на 20-е сутки хранения существенных отличий между опытными и контрольными партиями не обнаружено (табл. 3).

Таким образом, подтверждена справедливость высказанного авторами теоретического предположения о возможности управления процессом формирования пространственной сетки и, как следствие, образования слабосинерирующих гелей за счет повышения скорости охлаждения структурирующейся системы.

На основании экспериментальных исследований и результатов опытно-промышленной выработки разработан проект «Изменений №1» к действующей технологической инструкции по производству изделий колбасных вареных по ТУ 9213-048-00423092-06.

Таблица 3

Характеристика продукта на 20-ые сутки хранения_

Наименование показателя Скорость охлаждения после термообработки

Контроль Опыт

Уохл=4,3 °С/мин УОХл=9,5 °С/мин

Органолептические:

Внешний вид Батончики с чистой поверхностью, оболочка прилегает неплотно, поверхность сморщена Батончики с чистой поверхностью, незначительная морщинистость оболочки

Вкус и запах Свойственные данному виду продукта с ароматом пряностей, в меру соленый, без посторонних привкуса и запаха

Форма Батончики цилиндрической формы с овальными концами, диаметром 22±1 мм Батончики цилиндрической формы с овальными концами диаметром 23±1 мм

Вид на разрезе Розовый, однородный, равномерно перемешан

Консистенция Плотная, упругая, эластичная 1 Мягкая, эластичная, сочная

Физико-химические и структурно-механические:

Массовая доля, % Влага Жир Белок Хлорид натрия 67,1+0,3 12,9+0,2 13,1±0,1 2,5+0,2 67,9+0,2 12,7+0,2 13,2+0,1 2,4+0,2

РН 6,12+0,02 6,14+0,01

ВУС, % 85,4+0,4 84,9±0,3

Пенетрация, мм 1,9±0,1 2,5±0,1

ПНС, кПа 24,7+2,5 14,3+1,1

П, см'/г 5,5±0,4 6,7+0,5

Микробиологические:

КМАФАнМ, КОЕ/г Менее 1-10'

Патогенные, в т.ч. сальмонеллы в 25,0 г н/о

L.monocitogenes в 25,0 г н/о

БГКП (колиформы) в 1,0 г н/о

Сульфитредуцирующие клостридии в 0,01 г н/о

S.aureus в 1,0 г н/о

выводы

1. В результате теоретического анализа механизма явления синерезиса систематизированы основные физико-химические факторы, влияющие на количество выделяющейся жидкости из структурированных систем в процессе хранения.

2. Экспериментально установлено влияние величины рН (6,5-7,5), геометрических размеров образца (с1=21-120 мм, 11=5-210 мм, У=10-1000 мл), продолжительности (1-21 сут) и температуры хранения (2±2°С, 20±2°С, 40+2°С, -18+2°С), скорости охлаждения гелей (1,7-5,2°С/мин), давления (30-100 г/см2) на синеретическую способность модельных систем на основе каппа-каррагинанов и желатинов.

3. В результате поэтапной оптимизации отдельных варьируемых факторов установлены параметры (концентрация структурообразователя, величина рН среды, геометрические размеры образца, продолжительность и температура хранения, скорость теплоотвода после термообработки, давление) позволяющие повысить степень объективности определения синерезиса у препаратов пищевых гидроколлоидов.

4. Разработана методика количественного определения синерезиса у высокомолекулярных гелеобразователей (на примере каппа-каррагинана и желатина). Проведенная сравнительная оценка метода центрифугирования и предлагаемого метода определения синерезиса показала высокую результативность разработанной методики.

5. С использованием предлагаемой методики изучены временные циклы развития синерезиса у 18 видов коммерческих препаратов гидроколлоидов, применяемых в технологиях мясопродуктов: каппа-каррагинанов различной степени очистки, нативных и модифицированных крахмалов, белоксодержащих препаратов животного происхождения, комплексных препаратов на основе каппа-каррагинанов.

6. Установлено влияние присутствия 2%ЫаС1 в среде гидратации на синерезис гелей у группы пищевых гидроколлоидов при их длительном хранении, а также на изменение их структурно-механических свойств. Показано, что в целом динамика прочностных изменений гелей структурообразователей коррелирует с синеретическими изменениями системы.

7. По результатам исследования создана база данных, характеризующих особенности протекания синерезиса у основных групп гидроколлоидов при различной среде гидратации, что создает предпосылки для обоснованного выбора пищевых структурообразователей применительно к конкретным технологическим условиям с учетом специфики состава мясных систем, процесса охлаждения, срока годности готовой продукции.

8. Результаты модельных исследований и опытно-промышленной выработки колбасных изделий подтвердили справедливость гипотезы о возможности формирования слабосинерирующих гелей путем использования интенсивных способов охлаждения структурированных систем, что позволяет снизить

потери массы изделий на 0,6% при последующем хранении за счет уменьшения синерезиса и обеспечивает получение экономического эффекта в размере 1062 руб/т готовой продукции. Разработан проект «Изменений №1» к действующей технологической инструкции по производству изделий колбасных вареных по ТУ 9213-048-00423092-06.

По материалам диссертации опубликованы следующие работы:

1. Жаринов А.И. Экспериментально-аналитическое обоснование методики определения синерезиса [Текст] / А.И. Жаринов, Е.В. Большова, Д.Д. Сабитова // Мясная индустрия, М.: 2007. № 9 - С.26-29.

2. Большова Е.В. Влияние физико-химических факторов на синерезис гельных систем (на примере каппа-каррагинана) [Текст] / Е.В. Большова, А.И. Жаринов // VI Международная конференция студентов и молодых ученых «Живые системы и биологическая безопасность населения», М.:МГУПБ, 2007. - С. 137138.

3. Большова Е.В. Изучение влияния величины давления на синерезис [Текст] / Е.В. Большова, А.И. Жаринов // VI Международная конференция студентов и молодых ученых «Живые системы и биологическая безопасность населения», М.:МГУПБ, 2007.-С.143.

4. Сабитова Д.Д. Определение геометрических размеров образцов с минимальной контактной площадью поверхности [Текст] / Д.Д. Сабитова, Е.В. Большова, А.И. Жаринов, В.Ф. Шириков // VI Международная конференция студентов и молодых ученых «Живые системы и биологическая безопасность населения», М.:МГУПБ, 2007. - С.179-181.

5. Большова Е.В. Изучение синеретической способности желатина [Текст] / Е.В. Большова, М.И. Жидков, А.И. Жаринов // VII Международная конференция студентов и молодых ученых «Живые системы и биологическая безопасность населения», М.:МГУПБ, 2008. - С.135.

6. Жаринов А.И. Экспериментальное определение синерезиса у коллагенсодержащих белковых препаратов [Текст] / А.И. Жаринов, Е.В. Большова, Е.В. Ефимчикова // Все о мясе, М.: 2009. № 6 - С.24-25.

7. Жаринов А.И. Сравнительная оценка синерезиса коммерческих функциональных препаратов [Текст] / А.И. Жаринов, Е.В. Большова, Е.А. Комелина Е.А. // Мясная индустрия, М.: 2009. № 9 - С.14-16.

8. Большова Е.В. Синеретическая способность коллагенсодержащих белковых препаратов [Текст] / Е.В. Большова, Е.В. Ефимчикова, А.И. Жаринов // Международная научная конференция студентов и молодых ученых «Экологически безопасные ресурсосберегающие технологии и средства переработки сельскохозяйственного сырья и производства продуктов питания», М.:МГУПБ, 2009. - С.203-204.

9. Большова Е.В. Изучение синерезиса коммерческих функциональных препаратов [Текст] / Е.В. Большова, Е.А. Комелина, А.И. Жаринов // Международная научная конференция студентов и молодых ученых «Экологически безопасные ресурсосберегающие технологии и средства

переработки сельскохозяйственного сырья и производства продуктов питания», М.:МГУПБ, 2009. - С.148-149.

10. Болыдова Е.В. Влияние содержания амилозы на синеретическую способность нативных крахмалов [Текст] / Е.В. Большова, Е.В. Ефимчикова, А.И. Жаринов // VIII Международная конференция студентов и молодых ученых «Живые системы и биологическая безопасность населения», М.:МГУПБ, 2010.-С. 130-131.

11. Большова Е.В. Сравнительная оценка синеретической способности каппа-каррагинанов [Текст] / Е.В. Большова, Е.Ю. Алехина, А.И. Жаринов // VIII Международная конференция студентов и молодых ученых «Живые системы и биологическая безопасность населения», М.:МГУПБ, 2010. - С. 190-191.

12. Большова Е.В. Изучение синерезиса нативных крахмалов [Текст] / Е.В. Большова, К.Г. Спасский // Вестник Аромарос-М. М.:2011. №3. - С. 30-33.

Автор выражает благодарность сотрудникам ГК «ПТИ», ОАО «Аромарос-М», ООО «НоваПром-Рус» и ЗАО «Время и К» за предоставленные для исследований препараты пищевых гидроколлоидов, а также технологу ОАО «Мясокомбинат Клинский», к.т.н. М.К. Королевой за помощь и организацию испытаний в условиях производства.

Подписано в печать 22.11.2011г.

Усл.п. л. - 1.5 Заказ №06915 Тираж: ЮОэкз.

Копицентр «ЧЕРТЕЖ.ру» ИНН 7701723201 107023, Москва, ул.Б.Семеновская 11, стр.12 (495) 542-7389 www.chertez.ru

Введение.

Глава 1. Литературный обзор.

1.1. Пищевые продукты как дисперсные системы.

1.2. Гелеобразование в пищевых системах.

1.3. Синерезис - показатель неустойчивости дисперсных систем

1.4. Методы определения синерезиса.

1.4.1. Методы определения синерезиса в пищевых продуктах.

1.4.2. Методы определения синерезиса индивидуальных структурообразователей.

1.5. Особенности синерезиса гидроколлоидов различной природы.

1.5.1. Гидроколлоиды, полученные из растительного сырья.

1.5.2. Гидроколлоиды животного происхождения.

1.5.3. Комплексные пищевые добавки.

На современном этапе развития пищевой промышленности существует несколько направлений, которые можно сгруппировать как:

1 - стремление к максимальному использованию белоксодержащих ресурсов;

2 - улучшение качества пищевых продуктов;

3 - увеличение продолжительности хранения.

Данные проблемы могут быть решены за счет использования различных функционально-технологических пищевых добавок, как комплексных, так и индивидуальных, в состав которых входят гидроколлоиды. С их помощью можно достичь необходимых характеристик вырабатываемых изделий, изменяя свойства сырья и готовых продуктов. К тому же их использование позволяет снизить себестоимость выпускаемой продукции и увеличить ее выход, а следовательно, повысить конкурентоспособность.

Применение гидроколлоидов дает следующие преимущества:

1 - возможность регулирования структурно-механических свойств продукта, которые обуславливают консистенцию, нежность, монолитность, текстуру, нарезаемость;

2 - регулирование функционально- технологических свойств пищевых систем, таких как жиро- и водосвязывание, эмульгирующая способность, гелеобразование, загущение, стабилизация;

3 - использование их в качестве пищевых волокон (балластных веществ) позволяет снизить энергетическую ценность продукта, а также обеспечить пребиотический эффект - улучшить различные физиологические функции и метаболические реакции, способствующие снижению риска злокачественных новообразований в толстом кишечнике, нормализовать обмен веществ, и т.д.

Однако, для многих видов пищевых гидроколлоидов характерен такой технологический недостаток, как явление синерезиса, что выражается в появлении в процессе хранения деформации мясопродуктов, отделении свободной влаги, ухудшении органолептических показателей.

Несмотря на широкую распространенность синерезиса в практике колбасного производства, фундаментальные представления о его сущности весьма ограничены и в основном характеризуют процесс применительно к классическим видам ВМС, таких как желатин и каучук, не учитывая специфичность структуры и функционально-технологических свойств современных видов структурообразователей. Одновременно отсутствуют систематизированные сведения о степени проявления синеретических свойств у наиболее распространенных гелеобразователей и загустителей и комплексных систем на их основе; отдельные сведения и экспериментальные данные не могут быть использованы в качестве базы данных, так как отсутствует единый методологический принцип в определении синерезиса у пищевых гидроколлоидов.

Принимая во внимание необходимость создания информационного банка данных, расширения представлений о функционально-технологических свойствах гидроколлоидов, обеспечения объективного подхода при оценке области применения структурообразователей и прогнозировании качества мясопродуктов в процессе хранения, представляется целесообразным проведение исследований, направленных на разработку унифицированной методики количественной оценки синерезиса гидроколлоидов и изучение с ее помощью синеретической способности гелеобразователей с целью ранжирования их по данному признаку и создания базы данных о склонности структурообразователей к отделению жидкости в процессе хранения.