автореферат диссертации по технологии продовольственных продуктов, 05.18.04, диссертация на тему:Научно-практические аспекты комплексной переработки и оценки качества мяса и продуктов убоя маралов

На правах рукописи

КАЙМБАЕВА ЛЕИЛА АМАНГЕЛЬДИНОВНА

НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ КОМПЛЕКСНОЙ ПЕРЕРАБОТКИ И ОЦЕНКИ КАЧЕСТВА МЯСА И ПРОДУКТОВ УБОЯ МАРАЛОВ

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

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

5 1ГД-! 2011

005549740

Улан-Удэ, 2014

005549740

Работа выполнена в Казахской инженерно-технической академии

Научный консультант: доктор технических наук, профессор

Узаков Ясин Мапикович

Официальные оппоненты: Гуринович Галина Васильевна,

доктор технических наук, профессор, зав. кафедрой «Технология мяса и мясных продуктов» ФГБОУ ВПО «Кемеровский технологический институт пищевой промышленности»

Гармаев Дылгыр Цыдыпович, доктор сельскохозяйственных наук, профессор, зав. кафедрой «Технология производства переработки и

стандартизация сельхозпродукции»

ФГБОУ ВПО «Бурятская государственная сельскохозяйственная академия им. В.Р. Филиппова»

Хамаганова Инга Вячеславовна, доктор технических наук, доцент кафедры «Технология мясных и консервированных продуктов» ФГБОУ ВПО «Восточно-Сибирский государственный университет технологий и управления»

Ведущая организация ГНУ ВНИИМП им.В.М. Горбатова

Россельхозакадемии

Защита диссертации состоится 30 июня 2014 г. в 10 часов на заседании диссертационного совета Д 212.039.05 при ФГБОУ ВПО «Восточно-Сибирский государственный университет технологий н управления» по адресу: 670013, г. Улан-Удэ, ул. Ключевская, 40в, ауд. 8-124.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке и на сайте ФГБОУ ВПО «Восточно-Сибирский государственный университет технологий и управления» (www.esstu.ru).

Автореферат разослан «_»_2014 г.

Ученый секретарь /

диссертационного совета / (ЛА Столярова Анна Сергеевна

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. В стратегии развития страны до 2030 года отмечается, что улучшение структуры питания населения Республики Казахстан определяется рациональным использованием ресурсов сырья для производства пищевых продуктов. Основными источниками питательных веществ, необходимых для поддержания жизнедеятельности организма человека в норме, являются мясо и продукты его переработки. В этой связи, разработка новых видов мясных продуктов предусматривает максимально возможное вовлечение в технологический процесс нетрадиционных убойных животных -алтайских маралов. Восточно-Казахстанская область, особенно ее горная и предгорная части - уникальная природно-климатическая зона, благоприятная для разведения пантовых алтайских маралов. Мясо и продукты убоя считаются побочной продукцией в мараловодстве Восточно-Казахстанской области, поэтому, мясная продуктивность алтайских маралов мало изучена. В связи с ростом производства и потребления мяса маралов, представляет интерес проблема его использования как промышленного сырья на мясоперерабатывающих предприятиях. Вместе с тем, недостаточность глубоких исследований, связанных с характеристиками мясной продуктивности, химического и биохимического состава мяса и продуктов убоя маралов, биологической ценности, технологических свойств являются сдерживающим фактором комплексной переработки указанного сырья, что и определило актуальность проведения диссертационной работы. Глубокое изучение лечебных свойств мяса, крови и сопутствующих продуктов убоя придаст более ценное значение, что, в свою очередь, усилит спрос на эти продукты, а вместе с тем и окажет положительное влияние на экономику всей отрасли мараловодства.

Необходимым условием для улучшения качества мясных продуктов и придания им лечебно-профилактических свойств является применение эффективных, относительно недорогих, благополучных в гигиеническом отношении ферментных препаратов, позволяющих изменять свойства исходного сырья. В этой связи представляет интерес создание нового фермента из сырья, полученного в процессе убоя - сычугов маралов.

Ученые И.А. Рогов, А.Б. Лисицын, A.C. Большаков, A.B. Горбатов, А.И. Жа-ринов, H.H. Липатов, И.М. Чернуха, Л.С. Кудряшов, Г.В. Гуринович, Ф.А. Мада-гаев, Е.Т. Тулеуов, У.Ч. Чоманов, Б.А. Рскелдиев, Я.М. Узаков установили аспекты физико-химических, биохимических и медико-биологических основ малоотходной переработки белоксодержащего сырья, определили приоритеты развития биотехнологии пищевых продуктов, разработали научные основы технологий мясных продуктов нового поколения, обогащенных сырьем с высоким биологическим и технологическим потенциалом. Фундаментальность их работ позволила подойти к созданию технологии новых поликомпонентных продуктов из мяса маралов.

Целью работы является теоретическое и экспериментальное обоснование комплексного использования мяса и продуктов убоя маралов на основе анализа

физико-химических и биохимических свойств исходного сырья в производстве поликомпонентных продуктов.

Для реализации поставленной цели были определены следующие задачи исследования:

- изучить мясную продуктивность и морфологический состав туш маралов Восточно-Казахстанской области;

-изучить физико-химические, функционально-технологические и структурно-механические показатели мяса маралов в процессе послеубойного хранения;

-исследовать активность тканевых протеиназ мяса маралов по стадиям процесса автолиза;

-изучить химический состав и биологическую ценность продуктов убоя маралов Восточно-Казахстанской области;

- разработать технологию фермента из сычугов маралов;

- исследовать качественные показатели мясного сырья в процессе гидролиза соединительнотканных белков;

-спроектировать методом компьютерного моделирования рецептуры поликомпонентных продуктов из мяса маралов (колбасного хлеба, полуфабрикатов мясных рубленых, гематогеновых колбасок, ливерной колбасы);

-разработать технологии поликомпонентных продуктов из мяса маралов;

- внедрить в производство и оценить качество поликомпонентных продуктов из мяса маралов;

- разработать нормативно-техническую документацию на новые продукты.

Научная концепция работы. В настоящее время в мясоперерабатывающей

промышленности широко применяются различные методы обработки мяса с целью улучшения качества и интенсификации в процессе созревания. Применение биохимических и физических воздействий при посоле мяса дает существенный технологический эффект и обеспечивает выпуск готового продукта, отличающегося повышенной нежностью, достаточной сочностью и более высоким выходом при значительном сокращении длительности технологического цикла.

В связи с этим, при разработке программы исследований выбраны методологические подходы, учитывающие конечную цель, в качестве которой были приняты интенсификация процесса созревания мяса маралов, улучшение качества исходного сырья.

Таким образом, научная концепция работы заключается в теоретическом и экспериментальном обосновании комплексной переработки мяса и продуктов убоя маралов с использованием массирования и ферментирования в процессе созревания; получении новых поликомпонентных продуктов, обогащенных биологически активными веществами - коллагеном и эластином — в виде белковых наполнителей.

Научная новизна. Разработаны теоретические и практические аспекты комплексной переработки мяса и продуктов убоя маралов с использованием биотехнологических методов обработки сырья.

Научно обоснована и экспериментально подтверждена целесообразность производства фермента из сычугов маралов. Исследованиями установлено, что в результате массирования с ФСМ ускоряется процесс автолиза, улучшаются физико-химические, функционально-технологические и структурно-механические показатели мяса маралов. Массирование мяса маралов с ФСМ способствует ускоренному выходу тканевых ферментов из мест их локализации.

Установлено, что биотехнологическая обработка субпродукта II категории (путового сустава) маралов с ФСМ способствует получению коллагеновой массы с высокой пищевой ценностью, что подтверждается повышенным содержанием в гидролизате аминного азота. Доказана принципиальная возможность использования коллагеновой массы в качестве белкового наполнителя в исследуемых фаршевых системах поликомпонентных продуктов. Выявлено, что состав белкового наполнителя способствует получению прочной структуры и повышению функционально-технологических показателей готовых продуктов.

Диссертационная работа содержит элементы научной новизны в рамках пунктов 1, 2, 3, 4, 6, 7,8 паспорта специальности 05.18.04 - Технология мясных, молочных и рыбных продуктов и холодильных производств.

Практическая значимость. На основе анализа и обобщения результатов экспериментальных исследований разработаны и предложены: -технологические параметры ФСМ;

-режимы интенсивной обработки мяса маралов, позволяющие сократить длительность процесса автолиза и улучшить физико-химические, функционально-технологические и структурно-механические показатели;

—оптимальный рецептурный состав и технология получения белковых наполнителей, позволяющих регулировать физико-химические, функционально-технологические и структурно-механические показатели поликомпонентных продуктов из мяса маралов;

—технологии поликомпонентных продуктов из мяса маралов и нормативно-техническая документация.

Результаты аналитических и экспериментальных исследований включены в монографию, научные доклады и статьи. Разработанные новые методики исследований используются для проведения лабораторных занятий студентов и магистрантов, а также при выполнении дипломных работ, магистерских диссертаций.

На защиту выносятся следующие положения:

—результаты исследования и анализ свойств мяса маралов после убоя и охлаждения;

—разработка технологии фермента из сычугов маралов; —результаты исследований влияния нового фермента на протеолиз соединительнотканных белков в процессе гидролиза мясного сырья;

—теоретическое и экспериментальное обоснование целесообразности использования фермента из сычугов маралов при производстве белковых наполнителей из коллагенсодержащего сырья;

-результаты исследования влияния белковых наполнителей на свойства фаршей из мяса маралов.

Апробация результатов работы. Основные результаты работы доложены и обсуждены в материалах международных и республиканских конференций (1999-2011гг.). «Достижения и перспективы развития коневодства в Казахстане» (Семипалатинск, 1999); «Вклад молодых ученых и специалистов пищевой промышленности в решение проблемы здорового питания в XXI веке» (Москва, 1999); «Экологические, технологические и экономические аспекты производства продуктов питания» (Семипалатинск, 2000); «Социальные и экономические аспекты развития региона: проблемы и перспективы» (Павлодар, 2002), республиканской научно-теоретической конференции молодых ученых и студентов, посвященной 50-летию целины (Астана, 2004), «V Сатпаевские чтения» (Павлодар, 2005), республиканской научной конференции молодых ученых, студентов и школьников «VI Сатпаевские чтения» (Павлодар, 2006), «Актуальные проблемы современной биологии и биотехнологии» (Семей, 2007), «Реализация государственной программы развития сельского хозяйства и регулирование рынков сельскохозяйственной продукции, сырья и продовольствия: инновации, проблемы, перспективы» (Омск, 2009), «Совершенствование и внедрение современных технологий получения и переработки продукции животноводства» (Троицк, 2011), международной научно-практической конференции преподавателей, молодых ученых, аспирантов и студентов, посвященной 50-летию образования Аграрного факультета РУДН (Москва, 2011).Публикации. По результатам научных исследований опубликовано 63 работы, в том числе 12 статей в рецензируемых изданиях, рекомендованных ВАК Министерства образования и науки РФ, получено три инновационных патента.

Результаты экспериментальных исследований, обобщенные в данной работе, выполнены автором под его руководством или в соавторстве.

Личное участие автора на всех стадиях работы состояло в формировании научного направления, постановке цели и задач исследований, разработке методов проведения теоретических исследований, выполнении самостоятельных экспериментов и опытов, статистической обработке результатов, формулировании выводов и заключения, проведении апробации результатов исследований в производственных условиях.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, литературного обзора, экспериментальной части, содержащей семь глав с выводами, заключения и общих выводов, библиографического списка.

Работа содержит 318 страниц, включает 39 рисунков, 67 таблиц и 12 приложений. Библиография представлена 345 источниками.

Перечень сокращений, приведенных в автореферате: ВСС — влагосвя-зывающая способность; ПНС — предельное напряжение сдвига; БН — белковый наполнитель; ФСМ - фермент из сычугов маралов.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении кратко изложено состояние проблемы, сложившейся в мараловодстве Восточно-Казахстанской области Республики Казахстан, обоснована актуальность работы, дано общее представление о научной работе. Сформулированы основные положения, выносимые на защиту.

В первой главе дана характеристика послеубойных изменений мышечной ткани и активность комплекса протеолитических ферментов мяса; проанализированы современные тенденции технологии производства поликомпонентных мясных продуктов, ферментных препаратов. Проанализированы данные результатов разделки туш горно-алтайских маралов по сортам, проведен литературный обзор по использованию мяса и продуктов убоя маралов в производстве мясопродуктов. Изучена пищевая ценность крови сельскохозяйственных животных и ее использование. Приведены данные о свойствах ферментных препаратов и перспективах их использования в технологии мясных продуктов. Дана характеристика соединительной ткани и изучена ее роль в формировании качественных показателей мясных продуктов. В заключении обзора определены цель и задачи исследования.

Во второй главе представлены основные этапы проведения экспериментов, рассмотрены объекты исследования и методы исследований пищевых продуктов. Методическую основу организации работ составлял системный подход, предусматривающий обозначение проблемы, постановку цели и задач исследований, выбор путей решения и постановку эксперимента, математическую обработку и анализ результатов, апробацию предлагаемых решений.

В соответствии с поставленными задачами был осуществлен выбор объектов исследования и определены условия проведения эксперимента.

В качестве объектов исследований были использованы: мясо маралов (РСТ Каз ССР 390-79); продукты убоя маралов - субпродукты, жир, кровь, ферментное сырье (сычуги); растительное сырье (морковь), другие ингредиенты и материалы, отвечающие требованиям действующей нормативной документации и разрешенные к применению Госсанэпиднадзора.

При выполнении работы применялись современные стандартные методы измерений и обработки данных, а также математическое планирование и моделирование.

Основная часть исследований и практических разработок выполнена на базе мараловодческого хозяйства Катон-Карагайского района, в специализированных лабораториях фармацевтической компашш «РОМАТ».

В работе использованы физико-химические, биохимические, структурно-механические, бактериологические и органолептические методы исследований.

Структура исследований представлена на рисунке 1.

В третьей главе приведены теоретические и практические результаты изучения мясной продуктивности и морфологического состава туш маралов в разрезе половозрастных групп.

I " Г

Определение цели и задач исследований Определение объектов исследований

~ ~ 1

> • 1 -

Желудки маралов (сычуга) Мясо маралов в парном, охлажденном и замороженном состоянии

Обоснование условий выделения фермента из сычугов маралов Морфологический состав ту ш

* * , -

Исследование качественных показателей в процессе гидролиза соединительнотканных белков в мясном сырье Массирование мяса маралов с ФСМ

Проектирование поликомпонептных продуктов из мяса маралов Пищевая ценность мяса маралов и сопутствующих продуктов убоя

Разработка технологии поликомпонентных продуктов из мяса маралов

Оценка качества и расчет экономической эффективности поликомпонентных | продуктов из мяса маралов

Рисунок 1 — Схема эксперимента

В настоящее время в мараловодческих хозяйствах Восточно-Казахстанской области практикуется плановая выбраковка маралов, откорм их и сдача мяса в близлежащие мясоперерабатывающие предприятия, что дает возможность производить убой и переработку мяса маралов. Однако мясоперерабатывающими предприятиями весьма неэффективно используется высококачественное мясо маралов, в основном для производства полуфабрикатов. В связи с ростом производства и потребления мяса маралов, представляет интерес проблема его использования как

8

промышленного сырья в производстве поликомпонентных продуктов.

Вместе с тем, недостаточность глубоких исследований, связанных с характеристиками мясной продуктивности маралов, химического и биохимического состава мяса, биологической ценности, технологических свойств являются сдерживающим фактором комплексной переработки мяса маралов.

Для изучения мясной продуктивности маралов были отобраны в мараловодческом хозяйстве самцы и самки от 1 года до 5-ти лет. Результаты убоя маралов представлены в таблице 1. В ходе экспериментов изучали следующие показатели: массу тела, массу парной туши, выход туши, массу внутреннего жира, убойную массу, убойный выход, массу субпродуктов I категории, массу субпродуктов II категории.

Таблица 1 - Результаты контрольного убоя маралов

Показатели Ед. изм. Самцы Самки

взрослые молодняк взрослые молодняк

п=5 п=5 п=5 п=5

Масса тела кг 221±5,8 75±5.2 193±6,4 69,6±4,8

Масса парной туши кг 125+4,8 37.2±5,1 103,8±5,2 33,89±4,1

Выход туши % 56,6 49,7 53,8 48,7

Масса внутреннего жира кг 1,4±0,4 0,3±0,02 2,2±0,3 0,3±0,2

Убойная масса кг 126,4±5,1 37,5±4,3 105,5±5.3 34,5±3,9

Убойный выход % 57,2 50,1 54,7 49,6

Масса субпродуктов I категории кг 7,95±0.45 3,2±0,4 6,17±0,33 2,64±0,36

% 3.6 4,3 3,2 3,8

Масса субпродуктов П категории кг 21,4±0,5 8,4±0,42 18,1±0,52 7,23±0,38

% 9,7 11,2 9.4 10,4

Масса субпродуктов всего кг 29,35±0,43 11,6±0,31 24,27±0,46 9,87±0,4

% 13,3 15,5 12,6 14,2

Приведенные данные свидетельствуют о хорошей мясной продуктивности маралов. Так, масса парной туши составила 125 кг у взрослых самцов, а у взрослых самок 103,8 кг. У молодняка масса парной туши составила: у самцов -37,2 кг, у самок - 33,89 кг.

В то же время мясо маралов отличается постностью. Количество жира у взрослых самцов маралов составило 1,4 кг, у взрослых самок 2,2 кг. Масса субпродуктов I и II категории у взрослых маралов составила 29,35 кг у самцов и 24,27 кг у самок.

Темная окраска мяса маралов связана с более высоким содержанием мио-глобина и гемоглобина, гемы которых содержат значительное количество железа.

Мясо маралов обладает специфическим, выраженным запахом, сладковатым, с привкусом металла ароматом, вследствие большого содержания железа. В формировании аромата мяса принимают участие аминокислоты серии, аспа-рагиновая кислота, глютаминовая кислота, низкомолекулярные и летучие жир-

ные кислоты, среди которых уксусная кислота занимает ведущее место. По размеру мышечных волокон мясо маралов мало отличается от говядины. Мясо маралов обладает сочностью, что обусловлено значительным содержанием массы адсорбционной связанной влаги.

Мясо маралов по размеру мышечных волокон практически не отличается от говядины. Органолептическая оценка показала, что мясо маралов темно-красного цвета, средневолокнистое, на разрезе однородное, упругое, нежное. Мышцы покрыты тонкой, плотной белой фасцией, со слабо выраженной рыхлой соединительной тканью. Жир белый тугоплавкий, откладывается под кожей в области крупа, поясницы и около почек. Прослоек жира между мышцами нет, т.е. мраморность в мясе маралов отсутствует. Температура плавления жира - 48-50°С, застывания - 38-40°С.

При контрольной обвалке туш изучен морфологический состав туш маралов (таб. 2).

Таблица 2 — Морфологический состав туш маралов

Показатель Ед. изм. Самцы Самки

взрослые молодняк взрослые молодняк

п=5 п=5 п=5 п=5

Масса охлажденной туши кг 123±4,8 36,4±4,6 101,8±5,2 32,9±4,1

% 100 100 100 100

Масса мякоти кг 90,4±3,3 24,42±1.8 73,09±3,7 21,7±1,4

% 73,5 67,1 71,8 66,2

Масса костей кг 27,6±1,2 9,75±0,6 24,3±0,9 8,98±0,5

% 22,5 26,8 23,9 27,3

Масса сухожилий кг 4,92±0,31 2,22±0, ] 4,4±0,2 2,13±0,1

% 4 6,1 4,3 6,5

Коэффициент мясности 3,27 2,5 3 2,41

Результаты анализа данных по изучению морфологического состава показывают, что мясо маралов является благоприятным с точки зрения мясной продуктивности. Количество мякоти, полученной от самцов-маралов, составило 73,5%, от самок-маралух - 71,8%.

Масса сухожилий самцов-маралов составляет 4%, самок-маралух — 4,3%, что свидетельствует о повышенной жесткости мяса маралов и необходимости гидролиза ферментными препаратами для получения мясных продуктов с высокой биологической ценностью. Коэффициент мясности составляет у взрослых маралов-самцов — 3,27, у самок-маралух - 3 (таблица 2).

Изучен удельный вес отрубов у взрослых самцов-маралов и самок-маралух (таблицы 3, 4).

Таблица 3 - Удельный вес отрубов у взрослых самцов-маралов и самок-маралух

В процентах

Наименование отрубов ! Самцы | Самки

1 -й сорт

Спинная часть 6,51 6,62

Грудная часть 9,32 9,11

Задняя часть 45,61 45,72

Всего 61,44 61,45

2-й сорт

Лопаточная часть 25,31 25,87

Плечевая часть 7,32 7,26

Пашина 1,46 1,48

Всего 34,09 34,61

3-й сорт

Зарез 1,62 1,47

Передняя голяшка 1,58 1,36

Задняя голяшка 1,27 1,11

Всего 4,47 3,94

Таблица 4 - Удельный вес отрубов у молодых самцов-маралов и самок-маралух

В процентах

Наименование отрубов Самцы Самки

1 -й сорт

Спинная часть 7,12 7,06

Грудная часть 9,41 9,34

Задняя часть 46,62 46,39

Всего 63,15 62,79

2-й сорт

Лопаточная часть 23,35 23,29

Плечевая часть 6,9 6,8

Пашина 1,46 1.76

Всего 31,71 31,85

3-й сорт

Зарез 1,62 1,75

Передняя голяшка 1,58 1,72

Задняя голяшка 1.27 1,76

Всего 5,14 5,23

При разрубе туш маралов согласно ГОСТу 7595-55 удельный вес отрубов у маралов-рогачей был следующим: I сорт (спинная, задняя, грудная) - 61,44%; II сорт (лопаточная, плечевая, пашина) — 34,09%, III сорт (зарез, передние и задние голяшки) - 4,47%; у взрослых маток, соответственно, - 61,45%; 34,61%; 3,94%; у молодняка самцов - 63,15%; 31,71%; 5,14%; у молодняка маток -62,79%; 31,85%; 5,23%. Таким образом, независимо от пола и возраста, в туше маралов первосортного мяса содержится от 61,44 до 63,15%, второсортного — 31,71-34,61% и мяса третьего сорта - 3,94-5,23%.

Туши с момента убоя подвергали охлаждению в камерах мараловодческого хозяйства села Аксу Катон-Карагайского района.

Охлаждение туш маралов производилось при температуре 0-4°С, относительной влажности 90-95% и скорости движения воздуха 0,2 м/с. На 2-е сутки процесс охлаждения туши маралов следует считать охлажденными, т.к. температура в толще мышц составляет 14-15°С.

В работе изучены изменения физико-химических (рН, ед), функционально-технологических (ВСС, %) и структурно-механических (ПНС, Па) показателей мяса маралов в процессе автолиза (таблица 5).

Данные, представленные в таблице 5 показывают, что в процессе автолиза влагосвязывающая способность мяса маралов в парном состоянии, при температуре 37°С, равная 66,80%, через час незначительно уменьшается до значения 65,20%.

Таблица 5 - Изменения структурно-механических и функционально-технологических показателей мяса маралов в процессе автолиза

Продолжительность автолиза, ч рН, ед ВСС, % ПНС, Па

1 2 3 4

0 5,6 66,80±0,26 308±2,52

1 5,6 65,20±0,24 310±2,52

24 5,2 52,32±0,56 312±2,52

48 5,3 53,35±0,62 315±2,54

72 5,4 54,6±0,72 330±2,64

96 5,5 56,6±0,68 350±2,66

120 5,5 57,24±0,82 360±2,89

Через 24 часа мясо маралов имеет показатели ВСС 52,32%, а через 72 часа - 54,6%. При последующем разрешении посмертного окоченения происходит увеличение гидратации мышечной ткани.

Активная кислотность мяса маралов в начале автолиза составляет 5,6 ед, через 24 ч достигает минимального значения 5,2 ед, а через 96 и 120 ч (5 суток) стабилизируется до значения 5,5 ед (таблица 5). В связи с этим, процесс автолиза после 5 суток не изучали.

Так как мясо маралов имеет невысокое значение — 5,6 ед в парном состоянии и 5,5 ед в охлажденном состоянии, то его можно причислить к РБЕ мясу. Признаки Р8Е мяса маралов обусловлены генетическими последствиями, чрезмерной возбудимостью животных, активной двигательной способностью животных.

Структурно-механические показатели мяса маралов оценивали через каждый час в течение 5-ти суток (120 часов) после убоя по результатам предельного напряжения сдвига. Полученные данные показали, что структурно-механические показатели мышечной ткани мяса маралов зависят от структуры тканей и глубины развития автолитических процессов. Результаты эксперимен-

тов показали, что прочностные свойства мышечной ткани маралов определяются характером и глубиной развития автолитических процессов и существенно зависят от структуры тканей.

Одним из условий формирования качества и выхода продуктов являются уровень и характер развития автолитических процессов. Изучение свойств тканевых протеиназ позволит целенаправленно изменять функционально-технологические показатели мяса маралов в процессе послеубойного хранения.

В связи с вышеизложенным, проведены исследования активности тканевых ферментов - катепсинов и кальпаинов - мышц 1-го сорта мяса маралов. Протеолитическую активность катепсина Д и кальпаинов выражали в мкМ тирозина за 1 час на 1 г ткани.

Данные, представленные на рисунке 2 свидетельствуют о низкой активности катепсина Д через 2-3 ч с момента убоя скота. Низкая активность катепсина Д после убоя объясняется наличием в мясе интактной мембраны, удерживающей ка-тепсины в латентном состоянии. При дальнейшем созревании проницаемость мембран лизосом повышается и происходит активное высвобождение катепсина Д и увеличение концентрации ионов водорода в саркоплазме мышечного волокна.

0,14

А

и 0,12 о

га >-

I ?

и 1 0,06

J т

ё 0.02

о.

с

О

Рисунок 2 — Зависимость протеолитической активности катепсина Д мышечной ткани мяса маралов от продолжительности автолиза

Максимальный рост протеолитической активности наблюдается через 48 часов после убоя - 0,12 мкМ/час на 1 г белка. В последующие часы созревания происходит инактивация фермента вследствие насыщения ионов водорода в саркоплазме мышечного волокна.

Оптимум протеолитической активности кальпаинов наблюдается в парном мясе маралов - 0,085 мкМ/час на 1 г белка (рисунок 3). Протеолитическая активность кальпаинов резко снижается на 2-е и 3-й сутки созревания, на 4-е и 5-е сутки стабилизируется. Этот процесс можно объяснить автопротеолизом и наличием ингибитора фермента кальпаина — кальпастатина.

продолжительность автолиза, ч

О 24 48 72 96 120

продолжительность автолиза, ч

Рисунок 3 - Зависимость протеолитической активности кальпаина мышечной ткани мяса маралов от продолжительности автолиза

С целью обоснования использования мяса, продуктов убоя (субпродуктов I и II категории, крови) маралов в производстве поликомпонентных продуктов, проведены эксперименты по исследованию химического, аминокислотного и жирнокислотного составов, функционально-технологических и структурно-механических показателей данного вида сырья.

На химический состав мяса оказывают влияние предубойное состояние животного, степень обескровливания, время, прошедшее после убоя, условия хранения и другие факторы, под воздействием которых происходят постоянные изменения в содержании и качественном составе компонентов тканей. Кормовой рацион, условия содержания, живая масса скота, способ предубойного содержания также в той или иной мере влияют на химический состав мяса.

Химический состав мяса маралов представлен в таблице 6. Для исследования качественных показателей мяса маралов использовали длиннейшую мышцу спины, вырезанную после автолитических изменений.

Таблица 6 — Химический состав мяса маралов

Показатели Химический состав мяса маралов, %

одомашненных диких*

Влага 78,2±0,2 78,55±0,22

Сухое вещество 21,8±0.13 21,45±0,12

Белок 17,4±0,14 19,3±0,16

Жир 3,2±0,14 1,45±0,12

Зола 1,2±0,06 0,90±0,08

* Литературные данные

Исследования показали, что содержание воды в мясе одомашенных и диких маралов практически одинаковое. По содержанию белка мясо диких маралов незначительно превосходит (на 1,9%) мясо одомашненных маралов, т.к. мясо диких маралов содержит больше соединительнотканных образований.

Жира больше в мясе одомашненных маралов - на 1,75%, чем в мясе диких маралов. Золы также больше в мясе одомашненных маралов — на 0,3%, чем в мясе диких маралов.

Одним из важных показателей качества мяса маралов является его аминокислотный состав. Результаты исследований показали, что в нем содержатся все незаменимые аминокислоты, необходимые для организма человека. С этой точки зрения мясо маралов является высокоценным и диетическим сырьем (табл. 7). Проведенные ранее исследования аминокислотного состава мяса диких маралов характеризуют его как высокобелковый продукт.

Таблица 7 — Аминокислотный состав мяса маралов, говядины

В милиграммах на 100 грамм

Количество аминокислот

Незаменимые аминокислоты мясо маралов говядина

одомашненных диких*

Незаменимые аминокислоты

Треонин 1120 1000 859

Валин 1056 882 1100

Метионин 620 502 515

Изолейцин 946 915 862

Лейцин 1358 1570 1657

Фенил аланин 848 711 803

Лизин 2056 2114 1672

Итого: 8004 7694 7468

Заменимые аминокислоты

Аспарагиновая кислота 1428 1684 1904

Серии 643 620 882

Глутаминовая кислота 1327 3406 3310

Пролин 981 989 859

Глицин 905 1082 986

Аланин 1128 902 1153

Тирозин 624 695 699

Гистидин 1048 863 718

Аргинин 1346 1396 1083

Итого: 9430 11637 11594

Всего 17434 19331 19062

* Литературные данные

Наши исследования показали, что суммарное значение исследованных аминокислот в мясе маралов в среднем составляет 17434 мг/г, в мясе диких маралов суммарное значение всех незаменимых аминокислот составляет 19331 мг/г.

Количество незаменимых аминокислот составляет в мясе маралов 8004 мг/г, в мясе диких маралов - 7694 мг/г.

В работе изучены функционально-технологические и структурно-механические показатели фаршей из охлажденного мяса задней части маралов и говядины весеннего забоя, полученных при измельчении на волчке с диаметром отверстий выходной решетки 2-3 мм (табл. 8).

Таблица 8 - Функционально-технологические и структурно-механические показатели фаршей

Показатели Из мяса маралов Из говядины

Влага, % 78,93±0,21 70,22±0,2

Сухое вещество, % 21,08±0,12 29,78±0,18

Белок, % 19,99±0,22 19,03±0,21

Жир, % 1,21±0,14 9,59±0,16

Зола, % 0,89±0,1 1,16±0,13

рН, ед. 5,5±0,02 5,1±0,02

ВСС, % 57,2±0,3 54,5±0,3

ПНС, Па 360±2.93 320,0±2,81

Как видно из таблицы 8 фарш из мяса маралов отличается от фарша из говядины практически по всем показателям. Так, содержание влаги больше, чем в фарше из мяса говядины на 8,71%. Содержание белка незначительно превалирует в фарше из мяса маралов - на 0,96%.

Содержание жира в фарше из мяса маралов значительно ниже, чем в фарше из говядины - 1,21% против 9,59%, т.к. жир в тутах маралов в основном локализуется в области крупа.

Функционально-технологические и структурно-механические показатели фарша из мяса маралов также отличаются от показателей фарша из говядины.

Так, рН фарша из мяса маралов и рН фарша из мяса говядины составляет 5,5 ед против 5,1 ед; влагосвязывающая способность фарша из мяса маралов и фарша из говядины составляет 57,2% против 54,5%. Предельное напряжение сдвига фарша из мяса маралов и фарша из говядины составляет 360 Па против 320,0 Па.

Из таблицы 8 следует, что влаги в фарше из мяса маралов содержится больше, чем в говядине на 8,71%, содержание белка практически одинаково, количество жира в мышцах задней части минимально, вследствие генетических особенностей маралов, количество золы незначительно меньше, чем в говядине. Как было уже указано, мясо маралов относится к Р8Е. рН фарша из мяса маралов отличается более высоким значением по сравнению с рН фарша из говядины. Эти значения зависят от сезона убоя, кормления животного, стрессового состояния перед убоем и т.д. ВСС в фарше из мяса маралов больше на 2,7%,

чем в фарше из говядины, что объясняется высоким содержанием соединительной ткани в мышцах маралов.

Анализируя структурно-механический показатель фарша из мяса маралов - предельное напряжение сдвига - следует отметить, что значение ПНС фарша из мяса маралов составляет больше на 40 Па, чем в фарше из говядины, что свидетельствует о более жесткой консистенции мяса маралов за счет высокого содержания соединительнотканных белков.

На основании вышеизложенного следует отметить, что мясо маралов, обитающих на территории Восточно-Казахстанской области, имеет особенные свойства и его можно рекомендовать для производства мясопродуктов только после биотехнологической обработки.

Один из подразделов диссертации посвящен изучению химической и биологической ценности артериальной крови маралов.

Свойства и состав крови большинства домашних сельскохозяйственных животных хорошо изучен, однако, в Казахстане недостаточно внимания уделяется изучению свойств крови маралов. Для комплексной переработки мяса и продуктов убоя маралов нами была поставлена задача: изучить свойства артериальной крови с целью дальнейшей технологической переработки — производства гематогеновых колбасок. Из приведенных данных сравнительного анализа по содержанию аминокислот очевидно превосходство крови маралов по сравнению с кровью КРС, прежде всего по сумме незаменимых и заменимых аминокислот. В таблице 9 представлен аминокислотный состав крови маралов и крупного рогатого скота.

Таблица 9 - Аминокислотный состав крови маралов и крупного рогатого скота

В граммах на 100 грамм

Наименование показателей Количество аминокислот в кровп

маралов КРС

Лизин 0,9 0,74

Гистидин 0,35 0,76

Аргинин 1,13 1,09

Оксипролин 0,95 0,98

Триптофан 1,26 1,25

Треонин 0,57 0,87

Серин 0,68 0,66

Глутаминова» кислота 1,6 0,7

Пролин 1,27 1,25

Глицин 2,2 1,7

Ала[шн 1,36 1,4

Цистин 0,04 0,09

Валин 0,64 0,21

Метионин 0,1 0,04

Изолейцин 0,24 0,09

Лейцин 1,15 0,93

Тирозин 0,24 0,29

Кровь маралов содержит больше всех перечисленных, кроме триптофана, незаменимых аминокислот: валина - на 0,43%, лизина - на 0,16%, метионина -в 2,4 раза, изолейцина - на 0,15%, лейцина - на 0,22%, чем в крови КРС. По содержанию заменимых аминокислот следует отметить значительные различия в пользу крови маралов по содержанию аргинина на 0,04%, глицина на 0,5%, глу-таминовой кислоты на 0,9%.

Изучение минерального состава показало, что содержание макроэлементов и микроэлементов превалирует в крови маралов. Так, магния больше на 2 г; натрия - на 3 г; калия - на 8,45 г; фосфора - на 2 г; железа - на 270 мг; марганца на 2 мг.

Проведенные эксперименты свидетельствуют о более высокой биологической ценности крови маралов по сравнению с кровью КРС, что дает возможность использовать ее в производстве поликомпонентных мясных продуктов.

Результаты, приведенные в третьей главе, свидетельствуют о необходимости глубокой переработки мяса и продуктов убоя маралов.

В четвертой главе нами предложен способ производства фермента из сычугов маралов (ФСМ). В сычугах крупно-рогатого скота содержится 2 фермента — химозин и пепсин. В мясной промышленности пепсин применяют для размягчения мяса, а также используют для ускорения автолитических процессов. При выделении пепсина из сычугов желудков крупного рогатого скота, доля химозина в выделенном ферменте обычно составляет 10%, а пепсина - 90%.

Суть способа получения ФСМ заключается в следующем: желудки отбирали от здоровых животных, промывали проточной водой, слизистую оболочку измельчали на волчке с диаметром отверстий решетки 2-3 мм, экстрагировали 10-14%-ным раствором соляной кислоты до рН 1,8-2,2 (на 11 г сырья 2,5 л подкисленной воды) при температуре 35-38°С и настаивали. Массу перемешивали в течение 3 ч через каждые 15-20 мин, затем оставили на 2-3 ч.

При выборе органического осадителя установлено, что лучшим органическим осадителем для фермента явился изопропанол. При концентрации его в смеси 50% выход фермента составил 88,6%, степень очистки 1,60 и удельная активность 2,96 ед/мг.

Высоленной массе фермента дали отстояться, уплотниться в течение 3-5 ч. Высоленную массу центрифугировали. Отфугованную массу помещали в термостойкую посуду и высушивали в сверхвысокочастотной печи в течение 50-60 минут с последующим обезжириванием фермента ацетоном или эфиром. Обезжиренный фермент измельчали в коллоидной мельнице до тонкого помола и просеивали через металлическое сито.

Для установления оптимальных условий действия выделенного фермента определены значения рН и температуры.

Максимальный гидролиз наблюдался при температуре 40°С. При температурах выше 40°С фермент теряет протеолитическую активность.

Исследованиями выявлено, что ФСМ при температурном оптимуме 40°С и рН 2,2 ед не подвержен автопротеолизу, а, следовательно, его нативная кон-формация обладает высокой стабильностью.

В таблице 10 представлены показатели ФСМ.

Таблица 10 - Показатели ФСМ

Наименование Единицы измерения Значения

показателей показателей

Общая активность ед 386±3,1

Белок иг/см3 0,120±0,02

Общий белок мг на 100 г 32,6±0,28

Вес фермента мг 246±2,5

Выход активности % 88,6± 1,66

Для получения белковых наполнителей, которые в дальнейшем использованы в технологии поликомпонентных продуктов в качестве рецептурных компонентов и источников соединительнотканных белков (коллагенсодержащего сырья), предложено использовать субпродукты II категории маралов (путовый сустав). Промытые и отваренные субпродукты подвергали гидролизу. Подготовленный гомогенат сырья охлаждали и вносили ФСМ.

Дальнейшим этапом работы было определение дозировки фермента. Дозировка фермента в большей степени отражается на экономической стороне процесса, так как фермент пока ещё имеет достаточно высокую стоимость.

Фермент вносили в гомогенат (по ПА) в количестве 2,0, 2,5, 3,0, 4,0, 5,0 ед. После трёх часов гидролиза определяли аминный азот. Как видно из таблицы 11, накопление аминного азота в процессе гидролиза коллагенсодержащего сырья происходит неравномерно. При гидролизе ферментом в количестве 2,0 ед содержание аминного азота во всех видах сырья практически одинаковое. При увеличении количества фермента до 4,0 ед содержание аминного азота в субпродуктах II категории маралов составляет 10,8 мг; при увеличении дозировки фермента до 5,0 ед происходит уменьшение аминного азота, что, видимо, связано с распадом белковых фракций в коллагенсодержащем сырье.

Таблица 11 — Содержание аминного азота в период гидролиза коллагенсодержащего сырья

В миллиграммах па граммы

Наименование показателей

аминный азот количество фермента, ед

2,3±0,03 2,0

4,6±0,09 2,5

7,9±0,1 3,0

10,8±0,1 4,0

10,6±0,1 5,0

Исходя из полученных в ходе эксперимента данных, можно сделать вывод о целесообразности внесения 4,0 ед (по ПА) фермента в расчёте на 10 кг мясного сырья. Время гидролиза, необходимое для течения реакции, отражается на продолжительности всего технологического процесса (табл. 12).

Именно с целью определения минимального времени гидролиза с максимальным эффектом накопления аминного азота был поставлен следующий эксперимент: гомогенат в количестве 40 г, с выбранным гидромодулем, помещали в термостат при 40°С и добавляли раствор фермента в оптимальном количестве.

Анализируя результаты, следует отметить, что первые пять часов идёт накопление аминного азота, следовательно, гидролиз ещё не окончен и целесообразно его продолжение. После 6-7 часов гидролиза изменение аминного азота незначительно, т. е. процесс гидролиза, видимо, находится на стадии завершения. Таким образом, оптимальная продолжительность процесса гидролиза укладывается в 6 часов.

Таблица 12 — Время гидролиза

Наименование показателей

аминный азот, мг/г время гидролиза, ч

2,3±0,03 1

4,6±0,09 2

6,2±0,1 3

7,8±0,1 4

9,6±0,1 5

10,8±0,13 б

10,6±0,1 7

Для того, чтобы судить о ценности полученного гидролизата была проведена оценка в сравнении с исходным сырьём (таблица 13).

Таблица 13 - Характеристика химического состава гомогената и гидролизата путового сустава маралов

Показатели Гомогенат путового сустава маралов Гидролизат путового сустава маралов

Плотность, кг/м3 1,012 1,006

рН, ед 7,4 7,2

Сухие вещества, % 8,4 8,4

Жир, % 2.2 2,2

Общий азот, % 7,56 7.56

Белковый азот водорастворимый, % 2,6 0,98

Аминный азот, мг/г 1,2 10,8

Анализируя данные таблицы 13, можно сделать следующие выводы: полученные гидролизата значительно отличаются по свойствам от исходных продуктов.

Гидролизат из путового сустава маралов имеет однородную желеобразную консистенцию, светло-коричневый цвет, приятный запах, характеризуется накоплением большого количества свободных аминокислот, о чём свидетельствует резкое увеличение аминного азота и снижение рН среды.

Содержание жира в исследуемых продуктах практически не изменилось, т. е. препарат не обладает липазной активностью. Анализ свойств гидролизата дал возможность судить о ценности коллагеновой массы, полученной из путового сустава и возможности использования их в производстве мясных продуктов для замены основного сырья.

Таблица 14 - Органолептические показатели коллагеновой массы из путового сустава маралов

Показатели

Консистенция однородная желеобразная

Цвет светло-коричневый

Запах приятный

Вкус свойственный мясному сырью

Полученный гидролизат из путового сустава в дальнейшем используются в качестве белкового наполнителя при производстве поликомпонентных продуктов из мяса маралов с целью обогащения коллагеном и улучшения функционально-технологических показателен.

Нами исследованы изменения в мясе маралов при массировании с ФСМ. Биотехнологическую обработку мяса маралов осуществляли методом инъецирования растворов в мышечную ткань, затем массировали в фаршемешалке Л5-ФМБ. Расчетное количество препарата растворяли в чистой питьевой воде с температурой 36-40°С из расчета 10 г порошка на 1000 мл воды. Раствор перемешивали и выдерживали в течение 15-30 минут. Готовый раствор имеет слегка мутноватый опалесцирующий цвет). Массировали мясо до 10 ч.

Эффективность биотехнологического способа обработки мяса маралов оценивали путем определения физико-химического, функционально-технологического и структурно-механического показателей (величина рН, ед; влагосвязывающая способность ВСС, %; предельное напряжение сдвига, Па). Данные технологические показатели определяли с интервалом во времени — 2ч (2 ч, 4 ч, 6 ч, 8 ч, 10 ч). Контролем служили образцы мяса маралов, шприцованные говяжьим ферментом.

Изменения рН свидетельствуют об ускоренных процессах созревания мяса под действием ферментного препарата. После наступления посмертного окоченения, снижения величины рН и при накоплении молочной кислоты в мышцах начинаются протеолитические процессы. В результате изменения рН среды, температуры и других факторов происходит денатурация белков, которую

можно охарактеризовать как физическую или внутримолекулярную перестройку. Эти перемены существенно влияют на растворимость и биохимическую активность различных белков.

о 2 4 6 8 ю

время массирования, ч □ опыт в контроль

Рисунок 4 - Влияние массирования на рИ мяса маралов, шприцованного ФСМ и говяжьим ферментом

На рисунке 4 приведены данные влияния массирования на рН мяса маралов, шприцованного ФСМ и говяжьим ферментом.

Как свидетельствуют данные рис. 4, механическая обработка приводит к изменению рН при всех температурных режимах во всех образцах.

Так, в образцах, шприцованных ФСМ, значение рН повысилось до 5,67 ед при массировании в течение 4 ч, а при дальнейшем массировании существенно снизилось.

В образцах, шприцованных говяжьим ферментом, максимальное значение рН - 5,62 ед наблюдалось при массировании в промежутке времени 2-4 часа.

Исследования изменения влагосвязывающей способности мяса, шприцованного ФСМ, в результате массирования показали, что данный показатель увеличился в течение 2-4 ч массировании, при дальнейшем гидролизе и механическом воздействии значительно снизился (рис. 5).

Максимальное значение ВСС мяса маралов, шприцованного говяжьим ферментом наблюдалось при массировании в течение 4ч- 66,9%.

Оптимальное значение структурно-механического показателя опытных и контрольных образцов мяса маралов, шприцованных ФСМ и говяжьим ферментом составило 360 Па против 355 Па при массировании в течение 4 ч, что свидетельствует о более нежной консистенции опытных образцов в этот период (рис. 6).

При дальнейшем массировании в опытных и контрольных образцах происходит разволокнение и разрыхление мяса.

Рисунок 5 - Влияние массирования на ВСС мяса маралов, шприцованного ФСМ и говяжьим ферментом

67 66 * 65 о 64 ш 53 62 61 60 59 58 57

2 4 6 8 10

время массирования, ч

ЕЗопыт 0 контроль

350 340

330 320 310 300 290 280

0 2 4 6 8 10

время массирования, ч ЕЗОПЫТ ^контроль

Рисунок 6 - Влияние массирования на ПНС мяса маралов, шприцованного ФСМ и говяжьим ферментом

Полученные экспериментальные данные свидетельствуют о том, что гидролиз ФСМ приводит к явному улучшению ВСС, ПНС и увеличению рН среды при массировании до 4-х часов.

Установлено, что при массировании значительно увеличивается протеоли-тическая активность кальпаинов (рисунок 7). Так, протеолитическая активность кальпаинов парного мяса маралов без механической обработки составила 0,079 мкМ/час на 1 г ткани, а в массированном парном мясе маралов составила 0,1 мкМ/час на 1 г ткани. В контрольном продукте (говядине) все процессы протекали значительно медленнее.

0Д2

С 0,04

1 0,02 I

у -

К2-0,388 Я2 = 0;9933 '*"

2 4 6 8 10

продолжительность массирования, ч

■ контроль

- Полиномиальная {контроль} -

•••опыт

- Полиномиальная (опыт)

Рисунок 7 - Влияние массирования на активность кальпаинов мышечной ткани мяса маралов в зависимости от продолжительности автолиза

Установлено, что тенденция снижения активности кальпаинов при созревании сохраняется также и после применения массирования. Показано, что активность кальпаинов в течение всего периода массирования выше в опыте, чем в контроле.

Изучено влияние массирования на изменение концентрации кальция в процессе созревания мышечной ткани мяса маралов (рис. 8).

24

я

2 3

* 2 х § 1

о

Ш

у = 0,1574*'- 1.98Их*Й^|«12х- 2,4567

......................................у"й,в»Ух5- 1,2г75х;'*4,.'817*->Н,0«

= 0,8241

0 2 4 6 8:

продолжительность массирования, ч

контроль ««Ж—опыт -Полиномиальная {контроль} - - - Полиномиальная (опыт)

Рисунок 8 - Изменение концентрации Са + в процесса массирования мяса маралов

Результаты полученных данных показали, что массирование до 2-х часов не приводит к изменению концентрации кальция в мышечной ткани. На 4-й час массирования скорость высвобождения ионов кальция является максимальной. Через 6, 8 и 10 часов скорость высвобождения кальция в саркоплазме клеток мышечной ткани значительно замедляется. Массирование не влияет на изменение концентрации кальция в первые 2 часа обработки в контрольном продукте, однако способствует увеличению концентрации после 3-х часов и уменьшению высвобождения кальция из мышечной ткани в последующие часы обработки мясного сырья. Изучено изменение активности катепсинов мяса маралов в процессе массирования (рис. 9).

0,14 0,12 0,1 0,08

I 0,06

я

я 0,02

X

о

У.=Д.ОСЮ8хЬ.О.,0186x1* а,1161к-ДС893;

V = 0,0002х3- 0,004х: + 0.0297Х- 0,С0Б7 | = 0,9992

О 2 4 6 8 10

продолжительность массирования, ч

контроль — - Полиномиальная {контроль) -

-опыт

- Полиномиальная (опыт)

Рисунок 9 - Изменение активности катепсинов мяса маралов в процессе массирования

Анализ экспериментальных данных показал, что максимальная активность катепсинов в мясе маралов наблюдается на 3-й час массирования, а в последующие часы незначительно снижается. Это объясняется тем, что вследствие механического воздействия происходит разрушение лизосомальных мембран, которое приводит к ускоренному выходу ферментов из мест их локализации. В контрольном продукте активность катепсинов незначительно увеличилась за весь период массирования.

С целью определения влияния ФСМ на мышечные и соединительные ткани мяса маралов и говядины проведены гистологические исследования разных частей туш.

На поперечном срезе задней части мышечные волокна мяса маралов сгруппированы и имеют овальную форму. Мышечные волокна говядины задней части имеют палочковидную и извитую форму.

При микроскопии срезов, изготовленных из ферментированного мяса маралов, установлено следующее. Мышечные волокна в кусочках мяса маралов прямые, набухшие, плотно прилегают друг к другу, часто фрагментированы

или в них присутствуют множественные поперечно-щелевидные нарушения целостности.

В результате ферментирования говядины из структурных элементов мышечных волокон формируется мелкозернистая белковая масса, располагающаяся между частицами компонентов шрота.

Жировая ткань характеризуется частичным разрушением липоцитов и формированием жировых капель при сохранении общего плана строения фрагментов ткани. Структурные изменения элементов соединительной ткани каркаса в мышечной ткани мяса маралов значительнее, чем в образцах контрольной говядины, проявляющиеся в набухании и разрыхлении входящих в ее состав коллагеновых волокон (рисунки 10, 11).

а) б)

Рисунок 10 - Мясо марала (задняя часть) до и после обработки ФСМ

На основании гистологических исследований можно утверждать, что обработка мяса маралов ФСМ приводит к значительным деструктивным изменениям, обеспечивающим эффективное размягчающее воздействие и согласующихся с функционально-технологическими и структурно-механическими показателями после массирования.

Рисунок 11 - Говядина (задняя часть) до и после обработки ФСМ

В пятой главе для получения поликомпонентных продуктов, обладающих высокими потребительскими свойствами, изучена степень влияния компонентного состава на структурно-механические и функционально-технологические показатели в процессе перемешивания. В качестве компонентов использованы белковые массы, полученные в результате гидролиза коллагенсодержащего сырья и растительное сырье. Белковый наполнитель изготавливали двух видов: с использованием моркови и без (БН-1 и БН-2).

Модельные рецептуры поликомпонентных продуктов, определенные в ходе экспериментов позволили наметить основные (средние) уровни каждого фактора и допустимые интервалы их варьирования.

В исследуемых модельных фаршах на функционально-технологические и структурно-механические свойства оказывают влияние следующие показатели: температура фаршей, время перемешивания н количество белкового наполнителя.

Таким образом, температуру фаршей, время перемешивания и количество белкового наполнителя примем в качестве исследуемых факторов (А, В, С). В качестве функций отклика (У, У2, Уз), значения которых зависят от состава, мы должны принять наиболее важные поликомпонентные свойства фаршей. В данном случае мы остановили свой выбор на следующих трех свойствах и на соответствующих им функциях отклика:

а) рН, ед — активная кислотность, которая определяется с помощью прибора рН-метра (У^;

б) влагосвязывающая способность фарша, %, которая характеризует способность фарша удерживать воду (У2);

в) предельное напряжение сдвига, Па, характеризующее прочностные свойства фарша (Уз).

В опытных пробах фарша для колбасного хлеба количество белкового наполнителя, % обозначили А (первый фактор), время перемешивания, мин - В (второй фактор) и температуру, °С - С (третий фактор).

Далее получили матрицу эксперимента и с помощью стандартной программы «Ехсе1-2007» и находили уравнения регрессии, которые являются математическим описанием зависимости «состав-состояние».

Результаты эксперимента обрабатывали следующим образом: определили коэффициенты уравнений регрессии и проверили их значимость по критерию Стьюдента, адекватность уравнений регрессии - по критерию Фишера.

Результатами исследований зависимостей физико-химических, технологических и структурно-механических показателей доказана принципиальная возможность использования белковых наполнителей в технологии поликомпонентных продуктов.

Рациональный уровень белковых наполнителей в составе фарша (Х|) и продолжительность перемешивания (Х2) устанавливали в зависимости от значений целевой функции — рН (У]), влагосвязывающей способности (У2) и структурно-механических показателей (Уз) по результатам полнофакторного эксперимента, запланированного по методу латинских квадратов, и реализо-

ванного на практике.

Для обработки результатов факторного эксперимента собирали конечные данные, полученные при перемешивании фарша по всем исследованным образцам. По каждой функции отклика получили уравнение регрессии в кодированном виде

У=а 1Х(+а 2х2+аг зхз+/? 1Х1Х2+Д 2х1хз+/? зх2хз+Ух1х2хз (!)

где: у- функция отклика - поликомпонентные свойства модельных фаршей;

а, р, у - коэффициенты значимости;

61x1+7,51x2+7,54х3-9,19х1Х2-9,29x^-9,67х2х3+11,72х,х2х3 (0,71) (0,71) (0,71) (1,46) (1,46) (1,46) (2,63) К2=0,960 197,2

На основании регрессионного анализа получены адекватные эксперименту математические модели, описывающие зависимость показателей от продолжительности перемешивания и количества белковых наполнителей.

Результатами исследований зависимостей физико-химических, технологических и структурно-механических показателей доказана принципиальная возможность использования белковых наполнителей в технологии поликомпонентных продуктов.

На следующем этапе произведена оптимизация рецептур поликомпонентных продуктов, в результате которой получены рецептурные композиции, наиболее полно отвечающие требованиям, предъявляемым к пищевым продуктам.

В шестой главе предложены технологии производства поликомпонентных продуктов из мяса маралов: колбасного хлеба, полуфабрикатов мясных рубленых, гематогеновых колбасок и ливерной колбасы.

Для разработки технологии нового продукта - колбасного хлеба с использованием мяса маралов использовали основное сырье — говядину, мясо маралов, БН-1 и дополнительное сырье - лук репчатый, соль поваренную пищевую, перец черный, воду питьевую, нитрит натрия. Контролем служил колбасный хлеб «Заказной».

Анализ химического состава свидетельствуют о повышенной пищевой ценности колбасного хлеба по сравнению с контрольным продуктом. Так, незаменимых аминокислот в продуктах в опытном мясном хлебе больше, чем в контроле, в мг: валина на 175; изолейцнна на 203; лейцина на 417, лизина на 444; треонина на 163; фенилаланина на 151. Витаминов в опытном продукте больше на 83,61 мг. Введение моркови в фарш в составе белкового наполнителя способствовало увеличению содержания в опытном готовом продукте некоторых витаминов. Установлено, что такие витамины, как р-каротин, С, В12, биотин, пантотеновая кислота в контрольном продукте отсутствуют вообще.

Для разработки технологии шницелей использовали основное сырье — мясо маралов котлетное, мясо птицы и дополнительное - БН-2, лук репчатый, соль поваренная пищевая, перец черный и сухари панировочные.

Сырьем для разработки опытных вариантов рецептур котлет служили: мясо маралов котлетное, субпродукты (сердце, легкие), БН-2, хлеб пшеничный, лук репчатый, соль поваренная пищевая, перец черный и сухари панировочные

Изучение химического состава показало о высокой пищевой и биологической ценности шницелей и котлет. Так, незаменимых аминокислот в шницелях и котлетах больше, чем в контроле на 273,83 и 1363,99 мг; витаминов — на 4,57 и 17,82 мг; макроэлементов — на 87,56 и 77,77 мг.

Для разработки технологии колбасок гематогеновых использованы: кровь пищевая цельная стабилизированная, мясо маралов, БН-2.

В рецептуре ливерных колбас использовали печень, жир марала, мясо птицы мех. обвалки, БН-1, специи и пряности.

Отличительной особенностью рецептуры и технологии поликомпонентных продуктов является то, что в контрольных продуктах используется свинина, не являющаяся национальным сырьем в Казахстане и обладающая низкой влаго-связывающей способностью, а в опытных - в качестве заменителя основного компонента — используется белковый наполнитель.

Введение в фарш белкового наполнителя оказывает положительное влияние на структуру поликомпонентных продуктов. Установлено, что коллагено-вая масса в составе белкового наполнителя способствует получению прочной структуры фаршевых систем и повышению влагосвязывающей способности; растительный компонент (морковь) способствует повышению прочности структуры фаршевых систем и повышению активной кислотности. Применение белкового наполнителя также положительно влияет на органолептические показатели готовых продуктов: изменились цвет, вкус, аромат и консистенция готовых продуктов.

В седьмой главе изучены качественные характеристики готовых опытных и контрольных продуктов и приведены результаты внедрения поликомпонентных продуктов в производство. Проведена оценка общей микробиологической обсемененности охлажденного сырья маралов, механически массированного мяса, крови и субпродуктов маралов, мяса птицы мех. обвалки, белкового наполнителя и готовых поликомпонентных продуктов. Результаты микробиологических исследований свидетельствуют о хорошей хранимоспособности поликомпонентных продуктов. Изучение качественных характеристик готовых опытных продуктов свидетельствует о хорошей хранимоспособности, высоких органолептических свойствах и биологической ценности готовых продуктов.

Производственную проверку технологии поликомпонентных продуктов проводили в ТОО «АФ «Кайнар»», г. Алматы. Акт производственного внедрения приведен в приложении диссертации. Определена экономическая эффективность поликомпонентных продуктов. Себестоимость нового фермента составляет (на 100 кг) 137048,48 тенге. Себестоимость поликомпонентных изделий составляет (на 100 кг): колбасного хлеба - 118653,14 теще; котлет -

105001,9 тенге, шницелей — 64651,9; колбасных изделий - гематогеновых колбасок— 134961,74 тенге, ливерных колбас- 132555,14 тенге.

Таблица 15 - Качественные характеристики готовых опытных и контрольных продуктов

Рубленые п/ф Контроль Колбасный хлеб Контроль Колбасы Контроль

гемато-геновые ливерные

рН, ед 6,1 6,0 6,2 6,0 6,2 6,2 6,0

Общая влага, % 70,21 70,12 71,22 70,21 72,21 72,21 72,21

ВСС к общей влаге, % 73,2 71.12 72,83 71,14 69,50 69,40 71,14

Потери массы при термообработке, % 23,9 25,35 12,10 16,78 12,12 11,10 15,74

Белок, % 12,09 8,19 16,72 12,0 15,47 15,39 12,0

Жир, % 4,99 11,4 16,8 10,84 5,88 13,45 10,84

Соль, % 1,0 1,5 1,0 1,5 1,0 1,0 1,5

Углеводы, % 4,12 0,22 3,22 - 3,84 5,27 -

Зола, % 2,1 2,0 2,2 2,0 2,2 2,1 2,0

Предельное напряжение сдвига. Па 390,2 395,4 369,2 350,1 324,5 305,4 350,1

Сумма НАК г/100 г белка 6420,1 8 5056,1 9 6084 4478 6874 6753 4478

Сумма ЗАК г/100 г белка 5672,2 8426,7 10778 7515 8598 8641 7515

КМАФАнМ, КОЕ/г 1x10" 1x10* 1x106 1x10" 0,6x102 1x10" 1x102

БГКП в 1 г - - - - - 0,001 -

Патогенная микрофлора, в 25 г - - - - - - -

Средний балл органо-лептической оценки 4,81 4,61 4,70 4,61 4,73 4,72 4,58

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Изучены мясная продуктивность и морфологический состав туш и отрубов маралов, обитающих в условиях Восточно-Казахстанской области в половозрастном аспекте, исследована пищевая и биологическая ценность мяса и продуктов убоя маралов.

2. Изучены рН, ВСС и ПНС мяса маралов в процессе послеубойного хранения. Так, активная кислотность мяса маралов в начале автолиза составляет 5, 6 ед, через 24 ч достигает минимального значения 5,2 ед, а через 96 и 120 ч (5 суток) стабилизируется до значения 5,5 ед. Так как мясо маралов имеет невысокое значение - 5,6 ед в парном состоянии и 5,5 ед в охлажденном состоянии, то его можно причислить к Р8Е мясу.

3. Исследованы изменения показателей мяса маралов в процессе послеубойного хранения. Максимальный рост протеолитической активности ка-тепсина Д для мяса маралов наблюдается через 48 часов после убоя - 0,12 мкМ/час на 1 г белка. Оптимум протеолитической активности кальпаинов

наблюдается в парном мясе маралов - 0,085 мкМ/час на 1 г белка. Протеолити-ческая активность кальпаинов резко снижается на 2-е и 3-й сутки созревания, на 4-е и 5-е сутки стабилизируется, что объясняется инактивацией фермента вследствие насыщения ионов водорода в саркоплазме мышечного волокна.

4. Разработаны технологические параметры ФСМ. Исследованиями установлено, что лучшим осадителем фермента при его получении является изо-пропанол. При концентрации его в смеси 50% выход фермента составляет 88,6%, степень очистки 1,60 и удельная активность 2,96 ед/мг. Оггпгмум действия фермента составляет: рН гидромодуля 2,2 ед и t=40°C. Температуры свыше 50°С приводят к инактивации фермента. Определена оптимальная дозировка фермента - 4 ед на 10 кг мясного сырья.

5. На основании изучения протеолитической активности фермента, изменений биохимических, физико-химических, функционально-технологических показателей модельных фаршей и качества готовых изделий научно обоснована и практически подтверждена возможность использования его в технологии продуктов из мяса маралов. Установлено, что, гидролиз мяса маралов ферментом совместно с массированием в течение 4 ч приводит к явному улучшению влаго-связьшающей способности, повышению пластичности и прочностных характеристик, а также увеличению рН среды.

6. Методом математического планирования эксперимента получены уравнения регрессии, описывающие влияние дозировки белковых наполнителей на физико-химические, функционально-технологические, структурно-механические показатели и времени перемешивания модельных фаршей специализированных продуктов. Введение белковых наполнителей до 30% к массе мясного фарша положительно сказывается на физико-химических, функционально-технологических и структурно-механических показателях мясных продуктов.

7. Созданы поликомпонентные продукты из мяса маралов, обогащенные белковыми наполнителями (колбасный хлеб, полуфабрикаты мясные рубленые, гематогеновые колбаски, ливерная колбаса).

8. Разработанные технологии внедрялись в ТОО «АФ «Кайнар»» г. Алматы. На новые виды изделий разработаны проекты нормативной документации.

Комплексное изучение качественных характеристик готовых продуктов подтверждает их высокую биологическую ценность и безопасность.

Список работ, опубликованных но теме диссертации Монографии

1. Каимбаева Л.А. Разработка технологии фермента из желудков маралов и применение его в производстве лечебно-профилактических продуктов: монография / Л.А. Каимбаева. Павлодар: Науч.-издат. центр ПГУ им. С. Торайгырова, 2006. 150 с.

2. Каимбаева Л.А. Биотехнологические аспекты создания продуктов повышенного качества из оленины: монография / Л.А. Каимбаева, Я.М. Узаков. Алматы: РИЦ, 2014. 237 с.

Статьи в периодических изданиях, рекомендованных ВАК РФ

3. Каимбаева Л.А. Разработка технологии ливерных колбасных, изделий для геродиетического питания / Е.Т. Тулеуов, Л.А. Каимбаева // Мясная индустрия. 2008. №5. С. 35-37.

4. Каимбаева Л.А. Пищевая ценность крови марала и лошади / Е.Т. Тулеуов, Л.А. Каимбаева // Мясная индустрия. 2008. №6. С. 55-56.

5. Каимбаева Л.А. Продукты с применением крови Маратов / Е.Т. Тулеуов, Л.А. Каимбаева // Мясная индустрия. 2008. №6. С. 46-48.

6. Каимбаева Л.А. Изучение изменения качества геродиетических продуктов с использованием математического моделирования / Л.А. Каимбаева // Мясная индустрия. 2009. №2. С. 52-55.

7. Каимбаева Л.А. Исследование эфективности биотехнологического способа обработки мяса маралов / Я.М. Узаков, С.К. Шауенов, Л.А. Каимбаева // Мясная индустрия. 2010. № 11. С. 80-81.

8. Каимбаева Л.А. Анализ морфологических особенностей мяса маралов / Я.М. Узаков, А.И. Газизова, Л.А. Каимбаева // Мясная шщустрия. 2011. №2. С. 64-66.

9. Каимбаева Л.А. Пищевая ценность крови маралов и крупного рогатого скота / Я.М. Узаков, Л.А. Каимбаева // Мясная индустрия. 2011. №3. С. 44-47.

10. Каимбаева Л.А. Активность тканевых протеиназ мяса маралов в послеубойном состоянии / Я.М. Узаков, Д.А. Оспанова, Л.А. Каимбаева // Мясная индустрия. 2011. №5. С. 64-67.

11. Каимбаева Л.А. Изменение активности тканевых протеиназ мяса маралов по стадиям процесса автолиза / Я.М. Узаков, Л.А. Каимбаева // Техника и технология пищевых производств. 2011. №2. С. 62-66.

12. Каимбаева Л.А. Анализ мясной продуктивности и морфологического состава туш маралов / Я.М. Узаков, Л.А. Каимбаева // Мясная индустрия. 2012. №4. С. 44-46.

13. Каимбаева Л.А. Исследование показателей мяса маралов в процессе послеубойного хранения // Я.М. Узаков, A.M. Таева, Л.А. Каимбаева. Все о мясе. 2012 №3 С. 14-16.

14. Каимбаева Л.А. Применение биохимических и физических воздействий при посоле мяса маралов / Я.М. Узаков, Л.А. Каимбаева // Мясная индустрия. 2014. №2. С. 22-23.

Статьи и обзоры в центральных изданиях, журналах и научных трудах вузов

15. Каимбаева Л.А. Производство комбинированных полуфабрикатов: обзорная информация / К.Ж. Амирханов, М.Х. Искаков, Л.А. Каимбаева // Семипалатинск, ЦНТИ, 1999. 36 с.

16. Каимбаева Л.А. Разработка технологии полуфабрикатов для школьного питания / Л.А. Каимбаева, К.Ж. Амирханов, М.Х. Искаков, Б.А. Рскелдиев // Пищевая технология и сервис. Алматы. 1999. №3. С. 19-20.

32

17. Каимбаева Л.А. Совершенствование технологии мясных изделий из конины / Б.А. Рскелдиев, А.М. Таева, Л.А. Каимбаева // Пищевая технология и сервис. Алматы. 2000. №1. С. 11-12.

18. Каимбаева Л.А. Влияние куриного мяса и костного жира на функциональные свойства рубленых полуфабрикатов из конины / Л.А. Каимбаева, Б.А. Рскелдиев, Л.К. Байболова // Пищевая технология и сервис. Алматы. 2000. №2. С. 3-4.

19. Каимбаева Л.А. Исследование животного и растительного сырья для производства технолог ии геродиетических продуктов / Б.А. Рскелдиев, Л.А. Каимбаева, М.Н. Малдыбаева // Пищевая технология и сервис. Алматы. 2004. №1. С. 10-15.

20. Каимбаева Л.А. Геродиететика и перспективы ее развития в Казахстане / Б.А. Рскелдиев, Л.А. Каимбаева // Пищевая технология и сервис. 2005. №2. С. 8-10.

21. Каимбаева Л.А. Совершенствование технологии мясных хлебов лечебно-профилактического назначения / Б.А. Рскелдиев, Л.А. Каимбаева // Пищевая технология и сервис. 2005. №3. С. 14-16.

22. Каимбаева Л.А. Использование нетрадиционного сырья в производстве мясорастительных рубленых изделий / Л.А. Каимбаева, Е.Т. Тулеуов // Вестн. Семипал, гос. ун-та им. Шакарима. 2006. -N»2. С. 182-187.

23. Каимбаева Л.А. Совершенствование технологии производства жидкого гематогена / Л.А. Каимбаева, Е.Т. Тулеуов // Вестн. Семипал, гос. ун-та им. Шакарима. 2006. №2. С. 161-168.

24. Каимбаева Л.А. Получение ферментного препарата из сычугов марала / Л.А. Каимбаева // Пищевая технология и сервис. 2007. №1. С. 21-24.

25. Каимбаева Л.А. Влияние температуры и рН на активность ферментного препарата / Л.А. Каимбаева И Пищевая технология и сервис. 2007. №1.

С. 19-21.

26. Каимбаева Л.А. Изучение химического состава, физико-химических, функционально-технологических и структурно-механических показателей мясного сырья / Л.А. Каимбаева // Вестн. Семипал, гос. ун-та им. Шакарима. 2008. №1. С, 232-237.

27. Каимбаева Л.А. Исследование биологической ценности крови маралов и лошади / Л.А. Каимбаева // Вестн. Семипал, гос. ун-та им. Шакарима. 2008. №1. С. 242-246.

28. Каимбаева Л.А. Изучение мясной продуктивности и морфологического состава туш маралов / Л.А. Каимбаева // Вестн. Агротехн. ун-та. 2008. №2. С. 416-421.

29. Каимбаева Л.А. Исследование процесса гидролиза мяса маралов с применением биологически активного препарата и массирования / Л.А. Каимбаева // Пищевая промышленность Казахстана. 2008. №2. С. 24—26.

30. Каимбаева Л.А. Изучение мясной продуктивности маралов / Л.А. Каимбаева //Пищевая промышленность Казахстана. 2008. №3. С. 26-28.

31. Каимбаева Л.А. Качественные показатели и химический состав мяса маралов / Л.А. Каимбаева //Вестн. с.-х. науки Казахстана. 2008. №9. С. 55-57.

Труды и материалы конференций, научных чтений, семннаров

32. Каймбаева JI.A. Исследование возможностей использования костного жира и мяса птицы при изготовлении котлет из мяса конины / JI.A. Каймбаева, К.Ж. Амирханов, М.Х. Искаков // Достижения и перспективы развития коневодства в Казахстане: Материалы междунар. научн.-практ. конф. Семипалатинск. 1999. С. 258.

33. Каймбаева Л.А. Использование костного жира и мяса птицы при изготовлении котлет из конины / JI.A. Каймбаева, К.Ж. Амирханов, М.Х. Искаков // Вклад молодых ученых и специалистов пищевой промышленности в решение проблемы здорового питания в XXI веке: Материалы междунар. конф. М. 1999. С. 53-58.

34. Каймбаева Л.А. Влияние времени куттерования и количества добавляемой влаги на водосвязывающую способность фарша / Е.Т. Тулеуов, JI.E. Мар-темьянова, Л.А. Каймбаева, К.С. Исаева // Экологические, технологические и экономические аспекты производства продуктов питания: Материалы междунар. научн.-практ. конф. Семипалатинск. 2000. С. 141.

35. Каймбаева Л.А. Производство комбинированных рубленых полуфабрикатов диетического назначения / Л.А. Каймбаева // Экологические, технологические и экономические аспекты производства продуктов питания: Материалы междунар. научн.-практ. конф. Семипалатинск. 2000. С. 118.

36. Каймбаева Л.А. Изучение биологической ценности рубленого полуфабриката «Куат» / Л.А. Каймбаева // Экологические, технологические и экономические аспекты производства продуктов питания: Материалы междунар. научн.-практ. конф. Семипалатинск. 2000. С. 218.

37. Каймбаева Л.А. Биологическая оценка качества рубленых полуфабрикатов «Куат» / Е.Т. Тулеуов, К.Ж. Амирханов, Л.А. Каймбаева, К.С. Капиев // Экологические, технологические и экономические аспекты производства продуктов питания: Материалы междунар. научн.-практ. конф. Семипалатинск. 2000. С. 220.

38. Каймбаева Л.А. Исследование эффективности рубленых полуфабрикатов «Куат» диетического назначения / JI.A. Каймбаева, Е.Т. Тулеуов, К.Ж. Амирханов, Г.О. Сахаритова // Экологические, технологические и экономические аспекты производства продуктов питания: Материалы междунар. научн.-практ. конф. Семипалатинск. 2000. С. 221.

39. Каймбаева Л.А. Специализированные продукты для питания в экстремальных условиях / Л.А. Каймбаева, Б.А. Рскелдиев // Социальные и экономические аспекты развития региона: проблемы и перспективы: Материалы II междунар. науч.-практ. конф. Павлодар. 2002. С. 166-168.

40. Каймбаева Л.А. Разработка детского антианемического продукта на мясной основе / Л.А. Каймбаева, Т.Б. Мусалдинов, A.M. Кабдрасилова // Социальные и экономические аспекты развития региона: проблемы и перспективы: Материалы II междунар. науч.-практ. конф. Павлодар. 2002. С. 164-166.

41. Каймбаева Л.А. Сырьевые ресурсы в Республике Казахстан / Л.А. Каймбаева, Б.А. Рскелдиев // Социальные и экономические аспекты развития региона: проблемы и перспективы: Материалы II междунар. науч.-практ. конф.

Павлодар. 2002. С. 168-170.

42. Каймбаева Л.А. Использование орехово-масляной пасты в технологии поликомпонентных продуктов специального назначения / Л.А. Каймбаева, Д.К. Акимбекова, Е.А. Самойлова // Социальные и экономические аспекты развития региона: проблемы и перспективы: Материалы II междунар. науч.-практ. конф. Павлодар. 2002. С. 170-172.

43. Каймбаева Л.А. Разработка технологии диетического продукта / Л.А. Каймбаева // Социальные и экономические аспекты развития региона: проблемы и перспективы: Материалы III междунар. науч.-практ. конф. Павлодар. 2003. С. 375-377.

44. Каймбаева Л.А. Изучение пищевой и биологической ценности диетического продукта / Л.А. Каймбаева // Социальные и экономические аспекты развития региона: Проблемы и перспективы: Материалы П1 междунар. науч.-практ. конф. Павлодар. 2003. С. 377-380.

45. Каимбаева Л.А. Предпосылки создания комбинированных мясопродуктов для питания людей пожилого и преклонного возраста / Б.А. Рскелдиев, Л.А. Каймбаева // IV Сатпаевские чтения: Материалы республик, науч. конф. молодых ученых, студентов и школьников. Павлодар. 2004. С. 280-285.

46. Каимбаева Л.А. Разработка технологии геродиетических мясных продуктов / Б.А. Рскелдиев, Л.А. Каимбаева, М.Н. Малдыбаева // Стратегия развития пищевой и легкой промышленности: Материалы междунар. науч.-практ. конф. Алматы. 2004. С. 225-227.

47. Каймбаева Л.А. Использование лекарственных растительных компонентов в лечебно-профилактическом питании / Д.М. Кунанбаева, Л.А. Каймбаева, М.С. Исенов // V Сатпаевские чтения: Материалы республик, науч. конф. молодых ученых, студентов и школьников. Павлодар, 2005. С. 77-83.

48. Каймбаева Л.А. Разработка технологии производства цветоароматооб-разующей добавки / Л.А. Каймбаева, М. Исенов, М. Калиниченко // VI Сатпаевские чтения: Материалы республик, науч. конф. молодых ученых, студентов и школьников. Павлодар. 2006. С. 10-17.

49. Каймбаева Л.А. Исследование пищевой и биологической ценности мяса маралов / Л.А. Каймбаева, А. Охоткин, Д. Кунанбаева // VI Сатпаевские чтения: Материалы республик, науч. конф. молодых ученых, студентов и школьников. Павлодар. 2006. С. 66-71.

50. Каймбаева Л.А. Медико-биологические предпосылки создания геродиетических продуктов направленного действия / Л.А. Каймбаева, А. Маку-шева // VI Сатпаевские чтения: Материалы республик, науч. конф. молодых ученых, студентов и школьников. Павлодар. 2006. С. 165-170.

51. Каимбаева Л.А. Разработка технологии ливерных колбас для геродие-тического питания / Л.А. Каймбаева, М.А. Мырзабаев // Актуальные проблемы современной биологии и биотехнологии: Материалы междунар. науч.-практ. конф. Семей. 2007. С. 59-64.

52. Каймбаева Л.А. Разработка технологии колбасок гематогеновых для геродиетического питания / Л.А. Каймбаева, М.А. Мырзабаев // Актуальные проблемы современной биологии и биотехнологии: Материалы междунар.

науч.-практ. конф. Семей. 2007. С. 64-67.

53. Каймбаева JI.A. Биотехнологическая обработка мяса маралов с применением фермента / JI.A. Каймбаева // Реализация Государственной программы развития сельского хозяйства и регулирование рынков сельскохозяйственной продукции, сырья и продовольствия: инновации, проблемы, перспективы: Материалы междунар. науч.-техн. форума. Омск, 2009. С. 276-278.

54. Каймбаева JI.A. Изучение пищевой и биологической ценности мяса маралов / JI.A. Каймбаева // Реализация Государственной программы развития сельского хозяйства и регулирование рынков сельскохозяйственной продукции, сырья и продовольствия: инновации, проблемы, перспективы: Материалы междунар. науч.-техн. форума. Омск, 2009. С. 278-281.

55. Каймбаева JI.A. Влияние белково-растительного наполнителя на pH, влагосвязывающую способность и предельное напряжение сдвига модельных фаршей методом факторного планирования / Л.А. Каймбаева, С. Керимкулов // Материалы научно-практ. конф., посвященной всемирному Дню метрологии. Астана. 2010. С. 75-80.

56. Каймбаева Л.А. Микроструктурные исследования мышечной ткани мяса маралов / Л.А. Каймбаева, Я.М. Узаков, А.И. Газизова // Материалы междунар. науч.-практ. конф. Уральской государственной академии ветеринарной медицины. Троицк. 2010. С. 117-125.

57. Каймбаева Л.А. Перспективы развития мараловодства в Казахстане / Л.А. Каймбаева, Т.И. Кульмагамбетов И Материалы III междунар. научн.-практ. конф. преподавателей, молодых ученых, аспирантов и студентов, посвященной 50-летию образования Аграрного факультета РУДН. Ч. 2. М. 2011. С. 27-28.

58. Каймбаева Л.А. Микробиологическая оценка мяса, продуктов убоя маралов и готовой продукции / Л.А. Каймбаева, Т.И. Кульмагамбетов // Материалы III междунар. научн.-практ. конф. преподавателей, молодых ученых, аспирантов и студентов, посвященной 50-летию образования Аграрного факультета РУДН. Ч. 2. М. 2011. С. 28-29.

59. Каймбаева Л.А. Изменение показателей мяса маралов в процессе по-слеубойного хранения / Л.А. Каймбаева, Т.И. Кульмагамбетов // Материалы III междунар. научн.-практ. конф. преподавателей, молодых ученых, аспирантов и студентов, посвященной 50-летию образования Аграрного факультета РУДН. Ч. 2.М. 2011.С. 32-33.

60. Каймбаева Л.А. Исследование влияния белково-растительного наполнителя на свойства фаршевой системы формованного продукта / Л.А. Каймбаева, Т.И. Кульмагамбетов // Материалы III междунар. научн.-практ. конф. преподавателей, молодых ученых, аспирантов и студентов, посвященной 50-летию образования Аграрного факультета РУДН. Ч. 2. М. 2011. С. 34-35.

Патенты Республика Казахстан

61. Инновац. пат. № 20305 Республика Казахстан. Способ производства мясорастнтельных полуфабрикатов / Каймбаева Л.А., Казиханова С.Р., Нам В.И., Тулеуов Е.Т.; заявитель и патентообладатель Павлодарский государственный университет. № 2007/0733.1; заявл. 04.06.2007; опубл. 25.08.2008.

62. Инновац. пат. № 20804 Республика Казахстан. Способ производства пищевого пепсина / Каймбаева Л.А., Казиханова С.Р., Нам В.И., Тулеуов Е.Т.; заявитель и патентообладатель Павлодарский государственный университет. № 2007/0747.1; заявл. 04.06.2007; опубл. 25.08.2008.

63. Инновац. пат. № 20759 Республика Казахстан. Способ производства структурообразователя / Каймбаева Л.А., Казиханова С.Р., Нам В.И., Тулеуов Е.Т.; заявитель и патентообладатель Павлодарский государственный университет. № 2007/0741.1; заявл. 04.06.2007; опубл. 25.08.2008.

Подписано в печать 28.03.2014 г. Формат 60x84 1/16 Печать операт. Бумага писч. Усл.печ.л. 2,32. Гарнитура Тайме. Тираж 100 экз. Заказ № 046 Издательство ТОО «Мастер ПО»

КАЗАХСКАЯ ИНЖЕНЕРНО-ТЕХНИЧЕСКАЯ А1

На правах рукописи КАЙМБАЕВА ЛЕЙЛА АМАНГЕЛЬДИНОВНА

НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ КОМПЛЕКСНОЙ ПЕРЕРАБОТКИ И ОЦЕНКИ КАЧЕСТВА МЯСА И ПРОДУКТОВ УБОЯ МАРАЛОВ

Специальность: 05.18.04 Технология мясных, молочных и рыбных продуктов

и холодильных производств

СО

Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук

СМ

см £ ю

Научный консультант:

доктор технических наук, профессор Узаков Я.М.

Улан-Удэ-2014

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ 6

ГЛАВА 1. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР 15

1.1 Характеристика послеубойных изменений мышечной ткани и ак- 15 тивность комплекса протеолитических ферментов мяса

1.2 Современные тенденции производства поликомпонентных мясных 20 продуктов

1.3 Анализ мясной продуктивности туш горно-алтайских маралов 27

1.4 Использование мяса горно-алтайских маралов в производстве мяс- 28 ных изделий

1.5 Пищевая ценность крови сельскохозяйственных животных и ее ис- 30 пользование

1.6 Производство протеолитических ферментов и применение их в 34 мясной промышленности

1.7 Характеристика соединительной ткани и ее роль в формировании 48 качественных показателей мясных продуктов

1.8 Пищевая ценность овощных компонентов, используемых для со- 54

здания рецептур поликомпонентных продуктов из мяса маралов

1.9 Заключение по первой главе 59

ГЛАВА 2. МЕТОДОЛОГИЯ ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ 61

2.1 Постановка опытов 61

2.2 Методы исследований 63

ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЕ КАЧЕСТВЕННЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ 71 МЯСА И ПРОДУКТОВ УБОЯ МАРАЛОВ

3.1 Изучение мясной продуктивности и морфологического состава туш 71 маралов

3.2 Изучение физико-химических, функциональных и структурно- 80 механических показателей мяса маралов в процессе послеубойного хранения

3.3 Изменение активности тканевых протеиназ мяса маралов по стади- 84 ям процесса автолиза

3.4 Химический состав мясного сырья 87

3.5 Функционально-технологические и структурно-механические пока- 96 затели фаршей из мяса маралов и говядины

3.6 Исследование биологической ценности крови маралов и крови 98 крупного рогатого скота

3.7 Заключение по третьей главе 102

ГЛАВА 4. РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ФЕРМЕНТА ИЗ 105 СЫЧУГОВ МАРАЛОВ И ПРИМЕНЕНИЕ ЕГО ДЛЯ ГИДРОЛИЗА СОЕДИНИТЕЛЬНОТКАННЫХ БЕЛКОВ

4.1 Разработка технологии фермента из сычугов маралов 105

4.1.1 Определение активности фермента 107

4.1.2 Влияние температуры и рН на активность фермента 109

4.1.3 Исследование процессов кислотной и термической инактивации 111 фермента

4.2 Исследование качественных показателей мясного сырья в процессе 114

гидролиза соединительнотканных белков

4.2.1 Исследование качественных показателей мяса и 114 субпродуктов маралов в процессе гидролиза

4.2.2 Исследование процесса гидролиза мяса маралов 119 с применением фермента и массирования

4.2.3 Изменение окраски и гемовых пигментов мяса маралов 126

4.2.4 Влияние технологических методов обработки 128 на микроструктуру мяса маралов

4.3 Заключение по четвертой главе 138

ГЛАВА 5. ПРОЕКТИРОВАНИЕ МОДЕЛЕЙ 141

ПОЛИКОМПОНЕНТНЫХ ПРОДУКТОВ ИЗ МЯСА МАРАЛОВ

5.1 Компьютерное моделирование рецептур поликомпонентных про- 141 дуктов из мяса маралов

5.1.1 Определение влияния дозировки рецептурных компонентов на 141 физико-химические, функционально-технологические и структурно-механические показатели поликомпонентных продуктов из мяса маралов методом факторного планирования

5.2 Оптимизация рецептур поликомпонентных продуктов из мяса ма- 157 ралов

5.3 Заключение по пятой главе 164

ГЛАВА 6. РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ 165 ПОЛИКОМПОНЕНТНЫХ ПРОДУКТОВ ИЗ МЯСА МАРАЛОВ

6.1 Разработка технологии производства колбасного хлеба 165

6.2 Разработка технологии полуфабрикатов мясных рубленых 172

6.3 Разработка технологии колбасок гематогеновых 178

6.4 Разработка технологии ливерных колбас 182

6.5 Заключение по шестой главе 187 ГЛАВА 7. ВНЕДРЕНИЕ В ПРОИЗВОДСТВО И ОЦЕНКА 188 КАЧЕСТВА ПОЛИКОМПОНЕНТНЫХ ПРОДУКТОВ

ИЗ МЯСА МАРАЛОВ

7.1 Микробиологическая оценка сырья и готовой продукции 188

7.2 Качественные характеристики готовых опытных 191 и контрольных продуктов

7.3 Экономическая эффективность производства поликомпонентных 192 продуктов из мяса маралов

7.4 Заключение по седьмой главе 196 ЗАКЛЮЧЕНИЕ 197 СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ 199 СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 200 ПРИЛОЖЕНИЯ 233 Приложение А (обязательное). Акт убоя и изучение мясной продукции 234 маралов

Приложение Б (обязательное). Результаты исследования образцов мяса 236

и продуктов убоя маралов

Приложение В (обязательное). Результаты исследований образца крови 238 маралов на минеральный состав

Приложение Г (обязательное). Акт выработки субстанции «Пепсин 239 пищевой» из сычугов маралов

Приложение Д (обязательное). Инновационный патент на изобретение 242 №20804

Приложение Е (обязательное). Заключение на гистологические 247

исследования срезов мяса маралов

Приложение Ж (обязательное). Результаты исследования образцов на 248 аминокислотный, жирнокислотный, витаминный и минеральный составы

Приложение И (обязательное). Акт выработки и дегустации 257

колбасного хлеба, ливерной колбасы, гематогеновых колбасок, полуфабрикатов мясных рубленых

Приложение К (обязательное). Акт экспертизы №3 (микробиологиче- 265 ские исследования)

Приложение Л (обязательное). Стандарт организации ТОО «АФ «Кай- 268 нар» «Колбасный хлеб из мяса маралов»

Приложение М (обязательное). Стандарт организации ТОО «АФ 284

«Кайнар» «Колбасные изделия из мяса маралов»

Приложение Н (обязательное). Стандарт организации ТОО «АФ «Кай- 302 нар» «Полуфабрикаты мясные рубленые из мяса маралов»

ВВЕДЕНИЕ

Целью пищевой промышленности является максимальное удовлетворение потребностей населения в качественных, экологически безопасных продуктах питания.

Структура питания населения Казахстана имеет существенные отклонения от формулы сбалансированного питания, прежде всего по уровню потребления микронутриентов - витаминов, микроэлементов, ненасыщенных жирных кислот, многих органических соединений растительного происхождения, имеющих важнейшее значение в регуляции обмена веществ и функции отдельных органов и систем.

Рацион питания казахстанцев на сегодняшний день является атерогенным по повышенному поступлению насыщенных жирных кислот, легкоусвояемых углеводов, натрия хлорида и сниженным по содержанию растворимых пищевых волокон, витаминов: С, А, (З-каротина.

Наблюдается быстрый рост заболеваний во всех возрастных группах населения. Интенсификация жизни, загрязнение окружающей среды снижают сопротивляемость организма человека к вредным воздействиям [30].

В целом, это привело к ухудшению здоровья людей старших возрастов, росту заболеваемости и смертности, сокращению продолжительности жизни.

Между тем, правильное питание, основанное на достижениях науки, и охрана продуктов питания от вредных примесей стали действенным фактором профилактики многих заболеваний. Правильное питание способствует сохранению здоровья, нормальному росту, развитию и повышению защитных сил организма, достижению высокой работоспособности и долголетию [30, 83].

Принципами питания практически здоровых людей являются:

- соответствие энергоценности пищевого рациона фактическим энерготратам организма;

- профилактическая направленность питания, учитывающая возможность предупреждения или замедления развития атеросклероза и ишемической

болезни сердца, гипертонической болезни, сахарного диабета, желчнокаменной болезни, онкологических заболеваний, остеопороза и другой распространенной в старости патологии;

- соответствие химического состава рациона возрастным изменениям обмена веществ и функций органов и систем;

- разнообразие продуктового набора для обеспечения сбалансированного содержания в рационе всех незаменимых пищевых веществ;

- использование продуктов и блюд, обладающих достаточно легкой пе-ревариваемостью, в сочетании с продуктами, умеренно стимулирующими секреторную и двигательную функции органов пищеварения, нормализующими состав кишечной микрофлоры;

- правильный режим питания с более равномерным по сравнению с молодым возрастом распределением пищи по отдельным приемам;

- индивидуализация питания с учетом особенностей обмена веществ и состояния отдельных органов и систем у конкретных пожилых и старых людей, их личных долголетних привычек в питании.

По мнению геронтологов, питание - это один из основных факторов, определяющих состояние здоровье человека. Пища может стать могучим средством лечения, неся заряд бодрости, поддерживая постоянство внутренней среды организма индивидуумов. Сегодня лечение едой считается не менее действенным, чем лекарствами. Пищевые продукты удовлетворяют, с одной стороны, физиологические потребности, с другой стороны - выполняют профилактические функции.

Удовлетворить эти требования возможно при создании поликомпонентных продуктов с использованием животного и растительного сырья, обогащенных определенными витаминами и биологически активными добавками, несомненная полезность которых в том, что они могут сбалансировать и улучшить рацион благодаря введению белков, аминокислот, витаминов, микро- и макроэлементов, пищевых волокон и других полезных веществ.

Основными источниками питательных веществ, необходимых для

поддержания жизнедеятельности организма человека в норме, являются мясо и продукты его переработки. В этой связи, разработка новых видов мясных продуктов предусматривает максимально возможное вовлечение в технологический процесс нетрадиционных убойных животных - алтайских маралов.

Восточно-Казахстанская область, особенно ее горная и предгорная части, -уникальная природно-климатическая зона, благоприятная для разведения пантовых маралов.

Пантовое мараловодство области представлено двумя видами пантовых оленей - маралами и пятнистыми оленями. Основное назначение этой отрасли животноводства - производство пантов - ценного лекарственного сырья.

В настоящее время разведением маралов занимаются двенадцать хозяйств в пяти регионах области.

В 90-е годы, когда проходило реформирование сельского хозяйства и отмечался кризис всего сельскохозяйственного производства, в результате недостаточного внимания отрасль пантового оленеводства в области развивалась очень медленно, численность маралов и оленей за 12 лет сократилась в 1,4 раза, пантовая продуктивность рогачей снизилась более чем на треть. Все это привело к сокращению объемов производства продукции пантового оленеводства: объемы производства пантов сократились в 1,8 раза, мяса маралов и оленей - в 1,6.

В последние годы развитие отрасли в регионах области проходит неодинаково: в одних она развивается (Усть-Каменогорск, Зыряновский и Курчумский районы), в других - сокращается (Катон-Карагайский и Зайсанский районы).

Мараловодство - самая высокорентабельная отрасль животноводства, уровень рентабельности производства пантовой продукции в начале 2000-х годов составлял 300-400 процентов, в отдельных хозяйствах доходил до 600-700. В настоящее время уровень рентабельности заметно снизился, основная причина - повышение себестоимости продукции из-за удорожания материальных затрат. Однако отрасль остается рентабельной, в последние четыре года уровень рентабельности производства пантового сырья в целом по области находился в пределах 12-35 %,

в отдельных крупных хозяйствах достигал 100%.

Рентабельным остается также производство мяса маралов и алтайских оленей (19-33%), а также шкур (9-26 %). Кроме того, пантовое мараловодство имеет ряд преимуществ в сравнении с другими отраслями животноводства и является весьма перспективной отраслью для отдаленных горных районов. На уход за маралами и оленями затрачивается в два раза меньше труда, чем на уход за другими видами скота, а это имеет немаловажное значение для освоения отдаленных, малонаселенных горных районов. Эксклюзивными качествами маралов являются: неприхотливость, высокая резистентность к среде обитания, специфичность питания, высокая плодовитость, хороший и быстрый нагул.

Вместе с тем, в доступной литературе и патентных исследованиях в РК практически не имеются сведения о переработке мяса и субпродуктов маралов.

Установлено, что мясо маралов является высокобелковым продуктом, обладает полным набором незаменимых аминокислот, сбалансированным соотношением жира и белка. Эти показатели предопределяют возможность использования мяса маралов в диетическом питании [84, 104, 105].

Актуальным направлением является получение фермента из сычугов маралов и использование его в технологии поликомпонентных продуктов.

В связи с вышеизложенным, в работе проведены научные эксперименты и исследования мясного сырья маралов: изучены морфологический состав туш самцов и самок в половозрастном аспекте, пищевая и биологическая ценность мяса и продуктов убоя маралов (субпродуктов, крови), пищевая и биологическая ценность компонентов, содержащих соединительнотканные белки (коллаген, эластин). Эксперименты проводились на базе фармацевтической компании «РОМАТ», в колбасном цехе ТОО «АФ КАЙНАР».

Целью работы является теоретическое и экспериментальное обоснование комплексного использования мяса и продуктов убоя маралов на основе анализа физико-химических и биохимических свойств исходного сырья в производстве поликомпонентных продуктов.

Для реализации поставленной цели были определены следующие задачи исследования:

-изучить мясную продуктивность и морфологический состав туш маралов Восточно-Казахстанской области;

-изучить физико-химические, функционально-технологические и структурно-механические показатели мяса маралов в процессе послеубойного хранения;

- исследовать активность тканевых протеиназ мяса маралов по стадиям процесса автолиза;

-изучить химический состав и биологическую ценность продуктов убоя маралов Восточно-Казахстанской области;

- разработать технологию фермента из сычугов маралов;

- исследовать качественные показатели мясного сырья в процессе гидролиза соединительнотканных белков;

- спроектировать-методом компьютерного моделирования рецептуры поликомпонентных продуктов из мяса маралов (колбасного хлеба, полуфабрикатов мясных рубленых, гематогеновых колбасок, ливерной колбасы);

- разработать технологии поликомпонентных продуктов из мяса маралов;

- внедрить в производство и оценить качество поликомпонентных продуктов из мяса маралов;

-разработать нормативно-техническую документацию на новые продукты.

Научная концепция работы. В настоящее время в мясоперерабатывающей промышленности широко применяются различные методы обработки мяса с целью улучшения качества и интенсификации в процессе созревания. Применение биохимических и физических воздействий при посоле мяса дает существенный технологический эффект и обеспечивает выпуск готового продукта, отличающегося повышенной нежностью, достаточной сочностью и более высоким выходом при значительном сокращении длительности технологического цикла.

В связи с этим, при разработке программы исследований выбраны методологические подходы, учитывающие конечную цель, в качестве которой были приняты интенсификация процесса созревания мяса маралов, улучшение

качества исходного сырья.

Таким образом, научная концепция работы заключается в теоретическом и экспериментальном обосновании комплексной переработки мяса и продуктов убоя маралов с использованием массирования и ферментирования в процессе созревания; получении новых поликомпонентных продуктов, обогащенных функциональными веществами - коллагеном и эластином - в виде белковых наполнителей.

Научная новизна. Разработаны теоретические и практические аспекты комплексной переработки мяса и продуктов убоя маралов с использованием биотехнологических методов обработки сырья.

Научно обоснована и экспериментально подтверждена целесообразность производства фермента из сычугов марала. Исследованиями установлено, что в результате массирования с ФСМ ускоряется процесс автолиза, улучшаются физико-химические, функционально-технологические и структурно-механические показатели мяса маралов. Массирование мяса маралов с ФСМ способствует ускоренному выходу тканевых ферментов из мест их локализации.

Установлено, что биотехнологическая обработка субпродукта II категории (путового сустава) маралов с ФСМ способствует получению коллагеновой массы с высокой пищевой ценностью, что подтверждается повышенным содержанием в гидролизате аминного азота.

Доказана принципиальная возможность использования коллагеновой массы в качестве белкового наполнителя в исследуемых фаршевых системах поликомпонентных продуктов. Выявлено, что состав белкового наполнителя способствует получению прочной структуры и повышению функционально-те