автореферат диссертации по технологии продовольственных продуктов, 05.18.04, диссертация на тему:Повышение эффективности идентификации и контроля опасных факторов производства свинины от поля до прилавка

На правах рукописи

КУЗЛЯКИНА ЮЛИЯ АЛЕКСЕЕВНА

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ИДЕНТИФИКАЦИИ И КОНТРОЛЯ ОПАСНЫХ ФАКТОРОВ ПРОИЗВОДСТВА СВИНИНЫ ОТ ПОЛЯ ДО ПРИЛАВКА.

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

Специальность 05.02.23 - стандартизация и управление качеством продукции

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук

- Р MAP ont ji

Oll'-U LÙ ¡4

Москва 2014

005545852

005545852

Работа выполнена в Государственном научном учреждении Всероссийский научно-исследовательский институт мясной промышленности им. В.М. Горбатова

Научные руководители: Доктор технических наук, профессор

Чернуха Ирина Михайловна, Доктор технических наук Ковалев Юрий Иванович

Официальные оппоненты:

Бобренева Ирина Владимировна, доктор технических наук, профессор, ФГБОУ ВПО МГУПП, профессор кафедры «Технология мясных и молочных продуктов»

Панкина Галина Владимировна доктор технических наук, профессор, ректор ФГАОУ ДПО «Академия стандартизации, метрологии и сертификации (учебная)»

Ведущая организация: Саратовский государственный аграрный университет им. Н.И. Вавилова

Защита диссертации состоится «25» марта 2014 г. в 13:00 ч. на . заседании диссертационного Совета ДМ 006.021.01 при Государственном научном учреждении Всероссийский научно-исследовательский институт мясной промышленности им. В. М. Горбатова по адресу: 109316, г. Москва, ул. Талалихина, д. 26.

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

Автореферат разослан «_»_2014 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, \/

кандидат технических наук, X

старший научный сотрудник /) _ А.Н. Захаров

Общая характеристика работы Актуальность работы

В рамках построения и развития новой системы технического регулирования в России, происходит гармонизация существующего пищевого законодательства с европейскими и международными нормами. Устанавливаются базовые требования к безопасности пищевой продукции на всех этапах цепи производства, транспортировки, хранения, реализации и потребления, ответственности производителя за выпуск опасной продукции для здоровья и жизни человека. Особенно актуально это становится при вступлении России во Всемирную торговую организацию, где проблемам пищевой безопасности и прослеживаемости, в связи с глобализацией торговли, уделяется большое внимание.

Получение мясных продуктов надлежащего качества в значительной мере определяется характеристиками и свойствами мясного сырья, а также динамикой и характером изменений этих показателей под воздействием технологических факторов. По информации Национального Союза Свиноводов в настоящее время до 30% свиней на убой поступают из личных подсобных хозяйств и еще 2-3% из фермерских хозяйств, которые, в отличие от свинокомплексов, зачастую не обеспечивают надлежащее содержание и откорм животных. Данные исследования Intesco Research Group «Российский и мировой рынок свинины. Текущая ситуация и прогноз», свидетельствуют о том, что за период с 2006 по 2012 год производство свинины увеличилось примерно вдвое.

Все участники пищевой цепи от предприятий, занимающихся выращиванием скота, до предприятий, осуществляющих производство, хранение, транспортировку и реализацию пищевых продуктов, играют значимую роль в обеспечении и поддержании качества и безопасности пищевых продуктов и па каждом из перечисленных этапах возникают опасные факторы, приводящие к дестабилизации системы и появлению риска несоответствий, как в отношении показателей качества, так и показателей безопасности готовой продукции. Для обеспечения безопасности пищевой продукции необходимо учитывать опасные факторы, возникающие на каждом этапе трофологической цепи. Чем точнее, правильнее и объективнее будет проведен данный анализ, тем эффективнее будет контролироваться безопасность конечного продукта.

Поэтому, исхода из вышеизложенного, исследования, направленные на разработку практических решений по идентификации, систематизации, контролю и управлению опасными факторами по всей пищевой цепи от поля до потребителя своевременны и актуальны.

Цели и задачи исследования

Целью диссертационной работы является повышение эффективности идентификации и контроля опасных факторов производства свинины по трофологической цепи от поля до прилавка.

Для достижения поставленной цели были поставлены следующие задачи:

- изучить показатели качества и функционально-технологические характеристики мясного сырья, поступающего на промышленную переработку из свинокомплексов (ПСвК), личных подсобных (ЛПХ) и фермерских хозяйств (ФХ), и дать сравнительную их оценку с точки зреиия устойчивости производства;

- осуществить структуризацию всех этапов и операций трофологической цепи производства свинины, провести поэтапный причинно-следственный анализ, идентифицировать, описать и систематизировать опасные факторы, и сформировать перечень типовых критических контрольных точек, характерных для каждого этапа пищевой цепи;

- изучить и оценить риски при выращивании свиней и риски, характерные для производства, выявить недопустимые риски, а также операции и процессы, где возможно влияние недопустимых рисков на качество и безопасность продукции;

- выявить уязвимые этапы, провести их анализ и разработать на базе современного программного обеспечения учебную программу по идентификации опасных факторов производства мясных продуктов и выявления критических контрольных точек «от поля до прилавка»;

- оценить затраты на разработку и внедрение системы управления опасными факторами и ее результативность по цепи от поля до прилавка.

Научная новизна

Осуществлена сравнительная оценка мясного сырья - свинины в зависимости от системы выращивания по показателям качества, и предложены характеристики устойчивости технологического процесса первичной переработки свиней;

Изучены закономерности формирования характеристик качества мясных продуктов на всех этапах трофологической цепи в виде систем взаимосвязанных химических и биохимических процессов со всеми атрибутами системного подхода.

В результате системного анализа факторов, влияющих на безопасность и качество мясных продуктов, выявлены и научно обоснованы риски, возникающие при производстве мясных продуктов по цепи от поля до прилавка, применительно к каждой системе выращивания.

4

С помошыо методологии ШРО разработан алгоритм, в котором последовательно представлены все этапы трофологической цепи с детальным анализом входящих и выходящих данных.

На базе методологии РМЕА проведен анализ видов, последствий и причин несоответствий, возникающих на каждом этапе трофологической цепи производство свинины в зависимости от системы выращивания животных.

Получила дальнейшее развитие теория управления качеством применительно к системе выращивания свиней для убоя.

Практическая значимость

- предложен перечень типовых критических контрольных точек трофологической цепи производства мясных продуктов от поля до потребителя, представлены их характеристики и разработана автоматизированная система их определения;

- разработана методика анализа уязвимых этапов при производстве свинины «от поля до прилавка»;

- разработана учебная программа

Экономическая эффективность от внедрения методологических подходов составила 202,4 тыс. рублей в год для предприятия мощностью 30 т готовой продукции в смену за счет оптимизации состава мясного сырья, снижения потерь от выработки некачественной продукции в три раза, уменьшения производственного брака на 26%.

Основные положения, выносимые на защиту

Организация процесса идентификации критических контрольных точек и уязвимых этапов трофологической цепи производства свинины от поля до прилавка; алгоритм с применением методологии ГОРО, в котором последовательно представлены все этапы трофологической цепи с детальным анализом входящих и выходящих его данных; установление причинно-следственных взаимосвязей; анализ и оценка вероятности реализации, обнаружения и значимости последствий рисков, возникающих на этапах трофологической цепи; автоматизированная программа определения критических контрольных точек трофологической цепи.

Личное участие автора в получении результатов, изложенных в диссертации состоит в участии на всех этапах анализа патентно-информационного поиска по теме диссертации, в постановке и проведении основного объема экспериментальных исследований по изучению свойств мяса-свинины как перспективного сырьевого объекта при производстве мясных продуктов, в разработке методологий по идентификации и контролю опасных факторов по цепи от поля до прилавка, алгоритма трофологической цепи, в анализе и обобщении результатов исследования, их статистической и математической обработке. Автором разработана учебная программа и информационное обеспечение к ней по идентификации опасных факторов производства свинины и продуктов из

нее, и выявления критических ксштрольных точек «от поля до прилавка». При участии автора проведено апробирование и внедрение разработанной методики и программы в условиях мясоперерабатывающего предприятия ЗАО «Велес».

Апробация работы

Основные результаты выполненных исследований апробированы в течение 2009-2012 гг. в условиях ПСвК, ФХ, и ЛПХ, а также на трех мясоперерабатывающих предприятиях ЗАО «Велес», ООО «Руднево» и ЗАО «Йошкар-олинский мясокомбинат».

Результаты были представлены на 13-ой и 14-ой Международных конференциях памяти В.М.Горбатова, Москва, 2010 и 2011 гг., на 1-ой Международной научно-практической конференции «Зоотехническая наука: история, проблемы, перспективы», г. Каменец-Подольский, 2011 г., на 4 и 6-ой Всероссийских Научно-практических конференциях молодых ученых и специалистов институтов Отделения «Храпения и переработки сельскохозяйственной продукции» Россельхозакадемии, в 2010 и 2012 гг.

Работа награждена:

Премией им. В.М. Горбатова в 2011 г; 1-е место в конкурсе-гранте «Наука молодая» в номинации лучшая научная работа Отделения хранения и переработки сельскохозяйственной продукции Россельхозакадемии в 2011 г.; грамотой 6-ой Конференции молодых ученых и специалистов Отделения хранения и переработки сельскохозяйственной продукции Россельхозакадемии в 2012 г.; дипломом Россельхозакадемии за лучшую завершенную научную разработку 2012 года.

Публикации: По результатам исследований опубликовано 8 печатных работ, из них 3 в изданиях, рекомендованных ВАК РФ.

Объем и структура диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, в котором обоснована актуальность, сформулирована научная новизна и практическая значимость работы; аналитического обзора научно-технической литературы по вопросам обеспечения качества и безопасности при производстве пищевых продуктов, что позволило определить цели и сформулировать задачи исследования; методов проведения исследований и их анализа; основных результатов выполненной работы, включая последовательное описание этапов трофологической цепи, идентифицированных критических контрольных точек, причинно-следственного анализа возникновения опасного фактора. Выявлены основные несоответствия при производстве натуральных полуфабрикатов «от поля до прилавка». Приведена сравнительная оценка промышленной пригодности сырья в зависимости от системы предубойной подготовки (содержания, выращивания, транспортировки) и убоя с целью интегрирования качества мяса в рамках анализа устойчивости каждой из производственных систем; выводов, списка использованной литературы, содержащего 158 источников, в том числе 37 работ зарубежных авторов.

Работа изложена на 147 страницах машинописного текста, содержит 42 рисунка, 15 таблиц и 7 приложений.

Организации эксперимента, объекты, методы и порядок проведения исследования

Экспериментальная часть работы проводилась в период с 2009 по 2012 гг. Контрольные переработки свиней осуществляли в условиях мясокомбината «Белее» Курганской области, ООО «Руднево» Московской области и ЗАО «Йошкар-Олинский мясокомбинат».

Проведение исследований осуществлялось в соответствии со схемой, представленной на рис.1.

Во всех опытах применены различные способы выращивания и откорма свиней, транспортировки и предубойного содержания. Свиней перерабатывали методом электрооглушения с последующей переработкой по традиционной технологии.

Объектами исследования являлись системы выращивания, свиньи, туши парные и охлажденные, отрубы, мышечная ткань, шпик и трофологическая цепь производства свинины «от поля до прилавка».

Применялись различные системы выращивания:

• «Система I» - система стойлового выращивания, в условиях личных подсобных и фермерских хозяйств, состоящая из традиционных практик, с использованием свиней местной породы Крупная Белая, либо двухпородного бессистемного скрещивания на основе Крупной Белой;

• «Система II» - система стойлового выращивания, в условиях фермерских хозяйств, состоящая из традиционных практик, с использованием свиней трехпородного на базе скрещивания Крупной Белой и Ландраса.

• «Система III» - система стойлового выращивания, в условиях промышленных комплексов, состоящая из традиционных практик, с использованием свиней трехпородного скрещивания Йоркшир*Ландрас*Дюрок.

Независимо от системы выращивания убой свиней осуществлялся в промышленных условиях с применением электрооглушения, с последующей переработкой по традиционной технологии.

ВыЪор объектов

Снехе>хы

Еыр ащнвання 1,11Д П

Пр енгкшл ?нная Лхгчиыв 1

\z ыш о*, о ыпяежг ) х о мхйтты полго^кыг XQj-ta I

ТррфолОГМЧЙСБаЯ Д&ПЬ ¡'ОТ ВСГ.Х ДО при-тдч-ду |

Техно логический процесс переработки свиней

г^йэувенвая Уъгту* у ?

Tljwacjtc^inic- паевая

Составление алгоритма, жизненного цикла.

производства СВЕИИНЫ от по.тл до прилавка {"26)

Агф обащнр еэт'льтаюв

Выбор метод о в исследований ~j

Лрхтгянно-сл ел ственный агга.л.из оласных -факторов (24\(25Л

Оценка значимости опасных факгоров^ЛТЛЗ)

51дентифякахш* KKT(2S)

Изучение мясной продуктнвяостилкачества туш свиней {1-9)

Изучение комплекса, физике -хнмич есяих доказатглейвФТС свиникы. (10-2 1)

Идентификация и анализ уязвимых этапов и причин ях возникновения (23)

Разработка ког>таыртернойпрстраммкт

| Разработка^ебкоипротраьпд! 1

Рис.1. Схема проведения научно-исследовательской работы

Для определения мясной продуктивности использовали следующие показатели: (1)живая масса, (2)масса туши в парном и (З)охлажденном состоянии; (4)выход мяса, (5)площадь «мышечного глазка»; (б)толщина шпика на уровне 6-7 позвонка; температура туши в парном и охлажденном состоянии.

Качество туш оценивали по морфологическому составу - (7) выход мышечной, (8) жировой и (9) костной тканей.

Влагоудерживающую способность (10) определяли методом прессования навески образца по методике Грау-Хамма в модификации Воловинской-Кельман; величину рН (11) измеряли с помощью портативного рН-мстра непосредственно в мышечной ткани по ГОСТ Р 51478-99 (ИСО 2917-74); жирнокислотный состав (12) определяли на газовом хроматографе «Hewlett Packard» (США) с капиллярной колонкой HP Innowax 30x32x0,15mkm и автоматической программой обработки хроматографических данных Winpeak фирмы Bruker-Franzen Analitik SCPA Winpeak (Германия) по методу Фолча; индекс насыщенности жирных кислот (13) рассчитывали по соотношению насыщенных к

8

ненасыщенным жирных кислот; аминокислотный анализ (14) проводили по стандартному методу на аминокислотном анализаторе РМА GmbH Abacus; аминокислотные индексы рассчитывали по отношению суммы незаменимых аминокислот (HAK) к сумме заменимых (ЗАК) и по отношению суммы незаменимых аминокислот к общему содержанию аминокислот в образцах (16).

Белковый качественный показатель рассчитывали по соотношению триптофан/оксипролин (15); содержание оксипролина определяли методом щелочного гидролиза из предварительно обезжиренной навески (17); содержание триптофана - методом кислотного гидролиза (18); использовались стандартные методы исследования физико-химических показателей массовой доли влаги, жира, белка (ГОСТ 9793-74, ГОСТ 25011-81, ГОСТ 23042-86) (19, 20, 21), а также специальные методики: Методика экспертных исследований (27); методика оценки значимости опасного фактора, (22), методика определения ККТ (28); методика анализа слабых мест и их эффектов (ГОСТ Р 51814.2-2001 )(23); причинно-следственная диаграмма Исикавы (ГОСТ Р 51901,5)(24); метод анализа диаграммы Парето (25); методология написания алгоритма производственного процесса IDF 0 (26).

При проведении всех лабораторных исследований соблюдались правила средних проб. Повторность опытов - трехкратная. Достоверность полученных результатов подтверждали повторностью экспериментов и статистической обработкой результатов проведенных исследований. Результаты исследований обработаны математико-статистическими методами с использованием программы MS Excel ХР.

Основные результаты исследований

Жизнедеятельность животных полностью зависит от системы содержания. Современные технологии выращивания, независимо от мощности комплексов, предусматривают высокую концентрацию поголовья в ограниченном пространстве, безвыгульное содержание и интенсивный откорм, что не может не повлиять на мясосальные качества свиней и функционально-технологические характеристики свинины.

На основании полученных экспериментальных данных, был проведен анализ качественных характеристик мясного сырья от животных разных систем выращивания, с позиции устойчивости производства.

Контрольный убой показал, что животные III системы выращивания имели явные преимущества по сравнению с аналогами I и И систем (таблица 1).

Установлено, что предубойная живая масса свиней I и II систем идентична, масса свиней III системы имеет незначительное отличие. Массы

туши свиней I и II систем также одинаковы, свиней III системы меньше на 4,81 кг. Но, как видно, существенно различались массы охлажденных туш. Туши ^свиней I системы превосходили по массе в среднем на 5 кг туши свиней II и III систем. Небольшие потери в массе туш I системы могут быть связаны непосредственно с предубойной выдержкой.

Наивысший показатель убойного выхода оказался у животных системы III - 74 % . Они преобладали над животными I системы на 3,6%, II системы на 2%.

Результаты исследований площади «мышечного глазка» показывают различия между показателями. Свиньи II и III систем превосходили по данному показателю свиней из I на 4,82 см2 и 5,72 см2, соответственно.

Такой важный показатель как толщина шпика на уровне 6-7 позвонков был выше у свиней системы I - 50 мм и в два раза превзошел рекомендуемый уровень в 20-25 мм. Животные, выращенные в системах II и III, по этому показателю не различались.

Таблица 1. Мясная продуктивность свиней

п=15

Показатель Система выращивания

I 11 III

масса туши перед убоем, кг 114±2,5 115±2,] ] 11,9±1,5

масса парной туши, кг 87±1,7 89±2,2 83±1,9

площадь " мышечного глазка", см2 40±,1,6 40 ±3.2 46,5±0,8

убойный выход, % 70^±0,7 71,8±1,9 72,2±1,3

индекс мясности 3,07±0,36 3,25±0,52 4,46±0,35

индекс постности 1,18±0,33 1.63±0,45 2±0,39

Анализ соотношений выходов мышечной, жировой и соединительной, а также косной тканей позволил определить индекс постности, который составил 1,18; 1,63 и 2 для туш первой, второй и третьей систем выращивания (Рис. 2). Значительное снижение доли жировой и соединительной тканей у свиней третьей системы выращивания, на 35% по сравнению с системой I, обусловлена как рациону кормления свиней, так и условиям содержания и породному составу. От животных из личных подсобных хозяйств был получен и наименьший выход мышечной

ткани - 46%. В целом, индексы мясности составили 3,07; 3,25 и 4,46 для систем 1-Ш, соответственно.

П=15

0% 4-—-ь———---Г----- Г -------—л-!

I II III _________________________Система выращивания__________

□ выход костил к., % ■ выход жир.тк.,% 0 ВЫХОД мыш.тк., %

Рис 2. Морфологический состав туш свиней разных систем выращивания

Большой разброс данных по изученным показателям объясняется высокой неоднородностью туш. Лучший показатель однородности туш отмечен у свиней третьей системы выращивания (более 50%), но и он далек от желаемых 95%.

Анализ физико-химического состава мышечной ткани показал (таблица 2), что свинина от животных третьей системы выращивания имела достоверно (р<0,05) большую влажность: 73,3±0,9% .По содержанию жира наибольший показатель был отмечен в мясе от животных первой системы выращивания (р<0,001) - на 1,71 и 2,23 % выше, чем в мясе от животных второй и третьей систем выращивания, соответственно.

При выращивании свиней имеется большое количество факторов, которые приводят к ухудшению качества свинины. К наиболее распространенным относится стресс - синдром (PSE и DFD мясо), который приводит к резкому снижению качества мяса в результате ускоренного анаэробного гликолиза и частичной денатурации белков. Поэтому выбор условий выращивания должен сопровождаться тщательной оценкой качественных показателей продуктов убоя.

Обобщая полученные данные, следует отметить, что в парном состоянии мышечная ткань свиней I системы показала высокие значения рН. Через 24 часа картина существенно изменилась. Мышечная ткань свиней II и III систем имела показатели рН, хотя и характерные для качественной группы NOR, но находящиеся в нижнем допустимом пределе - на грани PSE, в отличие от мышечной ткани свиней, выращенных в ЛПХ.

Таблица 2. Физико-химические характеристики мышечной ткани туш свиней

--—-___п=15

Показатель Система выращивания

I 11 III

рН,

лопаточный отруб 6,33±0,22 5,91 ±0,3 6,03±0,26

т. 1опд15$1тив (¡от 6,33±0,36 6,00±0,24 5,99+0.31

рН 24

лопаточный отруб 6,25±0,35 • 5,8±0,26 5,98±0,28

т. 1опд!531ти$ с!огз1 6,16±0,45 5,4±0,11 5,51±0,29

Показатели качества

Массовая доля влаги, % 72,74±0,47 72,16±0,87 73,3± 0.56

Массовая доля белка, % 20,89±0,8 23,18±0,65 22,56±0,68

Массовая доля жира, % 6,37±1,19 4,66±1,02 4,14±0,77

ВУС, % 56,1±0,19 56,56±0,25 54,16±0,31

Переваримость, мг тирозина'г белка 15,7±0,46 18,41 ±0,39 18,97±0,57

Температура плавления 36,9±1,1 34,8±0,8 34,5 ±0,6

шпика, °С

Полученные данные по жирнокислотному составу коррелируют с вышеприведенными данными. Основные соотношения жирных кислот представлены на рис.3.

Установлено, что изменение жирнокислотного состава мышечной ткани у трех систем выращивания неодинаково. Четкой взаимосвязи между типом системы выращивания и изменением не обнаружено. Массовая доля насыщенных жирных кислот I системы составила 63,76%, которая у II системы снизилась на 16,79 % и у III на 26,51 %, соответственно. Из группы насыщенных жирных кислот доминирующее положение занимают стеариновая и пальмитиновая кислоты. На долю стеариновой кислоты у свиней I системы приходится 39,70 %, у свиней II системы - 23 66 % III системы - 11,74 % от общего количества жирных кислот. Изменение же значений пальмитиновой кислоты незначительно, в среднем, различия между системами составляет 3,88 %

Мононенасыщенные жирные кислоты в мясе животных III системы оказались на 4,76 % выше, чем у II и на 15,85 % по сравнению с I системой.

* 70 60

50 40 30 20

63,76

Индекс насыщенности жирных кислот 1—0,84: П— 0,98; Ш —1-2 Соотношение омегаб/омегаЗ ЖК 1-2, О,П- 5, 0,111-5,8

ж насыщ.жирн.кис-ты

,1,4

10 О

* мононенасыщ.жирн.кисты

II

III

щ полиненасыщ.жирн.кисты

система выращивания

Рис.3 Соотношение жирных кислот в свинины разных систем выращивания, % от суммы жирных кислот

Несколько большее содержание ПНЖК во внутримышечных липидах мяса свиней II системы (15,98 %) и 111 (11,4 %) также является важным фактором, обусловливающим особенности потребительских свойств, в частности, устойчивый аромат и специфический вкус. Но содержанию ПНЖК, идентифицируемых как «омега 3» (С18:3) и «омега 6» (С18:2 и С20:4), а также по их соотношению, мясо III системы имеет наибольшую пищевую ценность. Индекс насыщенности жирных кислот всех систем имеет незначительные отличия, однако, тенденцию к рекомендуемому индексу (близок 1) в большей степени имеют 11 и III системы.

Биологическая ценность свинины в большой степени зависит от качественного состава белков мяса и степени сбалансированности аминокислотного состава. Основные соотношения аминокислот кислот представлены на рис.4.

Сумма заменимых же аминокислот была больше в образцах мяса I системы на 2,95 г/100 г, чем свиней II системы и на 6,35 г/100 г - в сравнении с образцами мяса животных III, в основном, за счет глутаминовой аминокислоты, глицина и аргинина.

Для определения биологической полноценности белка мяса нами был рассчитан белковый качественный показатель, который также представлена рисунке 4.

Белковый качественный показатель-1-1,5; II -2;Ш-2.

система выращивания

S HAK IЗАК

; Общее количество АК

Рис.4 Соотношение общих аминокислот в свинине разных систем выращивания, г/100 г белка

Сумма ароматобразующих аминокислот (глутамин, гистидин. аланин, валин, серин, метионин) оказалась у всех образцов практически' одинаковой. Наибольший показатель имел образец I системы, за счет наибольшего значения глутаминовой кислоты, на 2,45 г/100г больше чем у II системы и на 1,35 г/1 ООг чем у III, соответственно.

Наилучший показатель отношения НАК/ЗАК имел образец III системы - 0,73, однако, следует отметить, что все образцы попадали под значение, рекомендованное ФАО/ВОЗ для сбалансированного питания равное 0,7.

Достаточная толщина шпика у свиней, выращенных в ЛПХ, наряду с высокой температурой плавления, высокой ВСС позволяет ожидать больший выход готовой продукции за счет большего удержания влаги, большую сохранность цвета за счет высокого рН24, и позволяет рекомендовать такое мясное сырье для производства как структурированных колбасных изделий, так и продуктов из шпика.

Более низкая ВСС вкупе с высокой долей ненасыщенных жирных кислот, составляющей 15,62 % в свинине от животных, выращенных в ПСвК (аналогичный показатель для систем I и II составляет 9,76 % и 8. 63%), предполагает увеличение жесткости и снижение сочности такого мяса.

В результате проведенных исследований были установлены различия в качестве получаемого сырья от трех различных систем выращивания и значительный разброс оцениваемых показателей внутри систем, хотя и с достоверным более устойчивым производством мясного сырья-свинины в третьей системе выращивания. Дальнейшей задачей

работы являлось выявление рисков и причин их появления по пищевой цепи, которые в дальнейшем и приводят к несоответствию.

Для процесса производства свинины «от поля до прилавка» быт составлен алгоритм с применением методологии тиО (рис 5) В алгоритме были последовательно представлены все этапы трофологической цепи, с детальным анализом входящих на процесс и выходящих из него данных, что дало возможность наглядно отследить все вероятно возникающие риски, устранить их или вообще предотвратить их

Свиньи ДЛ 8 у б 05

- Ь:г'4£ОИИ!ф£-1

кг5ор ксрков

- пр^евенв»; аГГИО-К СЕЛЗЕГСВ

- прт~.;езет;г 11р>гпгд>гтоз.. глга-^жжпк сгр-«

ХПоролг

З.Ссжржжйе

- Еыозр С<ЕПЕ42ЛЫ!РГ£?

хаякхжглккжга

Выращивание

лижрсЗеын стресс

- Еьтнчке хжстаапоЕ, солей кадиаь.

ГФр^-РНЗЕ, ЗИТИОИС-ГВЬ-СЖ

- ааогекие

^^»лгЕзних, \

хзрзктгркь» хи свгаггк \

Подсйргнк« ее

забо-зевани? X

Свиньи длл убоя

- гэтвыхцгкие дети; г^ыцггчно« ЗЕЗЕК

- ЗЕ-жъгздьнее ссагржгкнг ц ргожгзгелаяк жир;

сстецкатькых сгокств мхсвегс агрьз

Рис.5 Алгоритм процесса производства свинины «от поля до прилавка» с применением методологии ПЖ). Этап «Выращивание»

В результате проведенного анализа уязвимости этапов трофологической цепи составлен перечень потенциальных значимых причин уязвимости, при неэффективном контроле над которыми с большой вероятностью возможно нанесение вреда здоровью. При этом анализу были подвергнуты: характеристика продукта, ингредиенты, сырье, входящие в продукт, действия, производимые на каждом этапе производственного процесса, где рассматриваются возможности появления, возрастания или сохранения опасностей в продукте, опасности, исходящие от персонала ооорудования, реализации продукта на рынке, приготовления продукта и употребления его в пишу потребителем.

Для изучения и анализа потенциально опасных причин уязвимости этапов трофологической цени была применена методика РМЕА - анализа, количественной оценки риска.

Экспертным путем осуществлена оценка идентифицированных потенциально опасных причин с точки зрения тяжести последствий, вероятности их реализации и вероятности обнаружения в процессе производства.

Для определения критического фактора опасности определено предельное число риска (далее - ПЧР) (таблица 3).

В ходе РМЕА-анализа, для выявления этапа, оказывающего максимальное влияние на качество сырья и готового продукта, вычисляем приоритетное число риска этапа (ПЧРэт). Экспертным путем установлено граничное значение ПЧР (ПЧР гр) равное 140±10 (рис.6). Как видно из графика, наиболее уязвимыми этапами пищевой цепи являются выращивание (ПЧР=226) и непосредственно производственный процесс (ПЧР=245). Эти этапы определены как этапы, на которых возможно нанесение максимального ущерба характеристикам готовой продукции и на которых должен быть основной контроль.

Таблица 3 - Протокол РМЕА - анализа этапа «выращивание»

Пстгнсш льао ужзниын ПрЕЧНЕЗ УЙВИМОСШ Возаожиыг посжцавяа Меры со осазру^гяк к> 0 Бозможках прниша ямвдгши 'ЛВЮКССШ Меры ао предупрежден ню 3 ПЧР

! 2 3 4 5 6 7 8 5 10

2 г

условия & Нетление 2 43

гачгсто кормов: 4 условий ссдгрхгнвл доступ посторонних наличие посторонних жавотаьк; 3 72

1 затржзнгяяе ьядгствачш к согдпнезихмй ''металлы. !Швон>таизбг} молоднаа, ггбожыйк» югоавдо; стресс; неравномерное распределение жнра; кюия доля мышечной тннв; варувинве-шяребатезших 5 Контроль со стороны персонала; Контроль« стороеы руководства ВС5Х 35

аглыоТЕприсов пост? инъекций лзоораюрт контроль » отсутствие детоарьгроЕ. не проюдаття достаточная дегнифгида, нарушение даооргториог о контроля участвующих Еодраздкииив инструктаж гарааша 2 16

езонст.; переломы. ТрЗЕЛСЫОТ с-стрьк

Вгхеривгряые мероприятия иредиггм; 3 8

ПЧРэт 226

I ПЧРэт

«*»ПЧРгр=140

Рис.6. Предельное число риска этапа (ПЧРэт)!

На основании РМЕА-аиализа и данных, полученных в ходе эксперимента, выявлены главные причины, влияющие на животных и соответственно, на качество мясного сырья в процессе его производства и осуществлена их оценка (рис.7).

кумулятивный процент

| 1 -условия |

| выращивания ; ¿-условия | транспортирования | 3-ненадлежащая | мойка туш

4-качество кормов |!

5-риск | перекрестною обсеменения |

6-иредувонн.ая

выдержка I

0 ................................... .....................................................................................

Рис.7. Причины появления факторов, оказывающих негативное влияние на качество мяса.

В ходе анализа было установлено, что в большей степени на появление факторов, влияющих на качество сырья, оказывают условия выращивания (29,6%), условия транспортировки (22,2 %). В результате классификации факторов, влияющих на качество сырья (рисунок 8), оказалось, что наибольшую весомость составляют стресс (37,5 %) и, как следствие, нарушение функционально-технологических свойств сырья (31,3 %). Для устранения причин и их последствий были разработаны корректирующие и предупреждающие действия.

1 2 3 4 5

Рис. 8. Последствия негативного влияния качество свинины

кумулятивный процент

100,00%

1-стресс

2-нарушения функ-технологических саойпв сырья 8

3-ухудшение потреби- I гельских характеристик |

4-неолтимальное распре- | деление жир и мыш тк ;

5-заболевания животных

выявленных факторов на

Анализ опасных факторов производства свинины по цепи от поля до прилавка последовательно всех стадий производственного процесса, с учетом рисков, относящихся к категории недопустимых рисков - зона высокого и среднего риска, позволил установить соотношение выявленных опасных факторов: биологический/химический/физический для каждого выбранного этапа трофологической цепи, что представлено на рисунке 9, а также определить среднее соотношение, равное 60/24/16 для

всей трофологической цепи.

Очевидно снижение доли химических опасных факторов с 60% на этапе вырашиваиия до 12% на этапе хранения и логистики. Дальнейший рост доли химических опасных факторов можно объяснить возрастающим риском образования вредных для здоровья потребителя химических соединений вследствие нарушений условий хранения и реализации

пищевого продукта, несоблюдения сроков годности, нарушения целостности упаковки.

Г"с-9- Соотношения микробиологических (мБиолОФ),....."химических

(ХимОФ) и физических (ФизОФ) опасных факторов на различных этапах трофологической цепи, где 1- выращивание; 2-транспортирование' 3-предубоиное содержание и убой; 4-производство; 5-хранение и логистика и 6-реализация в торговой сети.

Ш ФиЗОФ т химоф Ш мБиолОФ

Доля физических опасных факторов возрастает по трофологической цепи и достигает максимума на этапе предубойного содержания и убоя. Далее этот показатель снижается до 2-5% или в 5-15 раз относительно своей максимальной величины.

Максимальное значение (микро) биологического опасного фактора установлено на этапе хранения, транспортировки на промежуточные склады, хранения на складах и поставки в торговую сеть. Это наиболее трудно контролируемый этап жизненного цикла продукта.

В результате изучения и анализа потенциально опасных факторов трофологической цепи была разработана методика определения критических контрольных точек (ККТ), позволяющая без использования дерева принятия решений определять ККТ.

Экспертным путем осуществлена оценка идентифицированных потенциально опасных факторов с точки зрения тяжести последствий и вероятности их реализации. Для определения ККТ вычислен суммарный коэффициент, как произведение баллов, деленное на сумму баллов После выполнения всех расчетов была составлена шкала для определения ККТ от О до 1,5, где значения: от 0 до 0,75 - стадия или этап не является ККТ- от 0,76 до 1,1 - точки рекомендуются как КТ, которые предусматривают применение контроля для предотвращения опасности, но не являются

критическими. От 1,2 и выше - являются ККТ. Сводные данные представлены в таблице 4.

Таблица 4. ККТ как производная значимости опасных факторов (для этапа

«выращивание»)

•Стада пронаюдствекне го процесса 5 Описание (алк ГфВЧШШ ВОЗЯЕККОВаШ) опасного фактора 5 Н. Р г Ж £ 1" 1 2 х с. а 5 § ® ККТ

Вырашнвзяие Б Борода 1 0,75 6.'5

Условия БырзшБЕавая 1 - 0,75

Качество кормов состав хорма 1 ■ 0,75

X Деохсев * 2

Тлжёлке металлы 1 и

Вещжнаркьк препараты 2 1.3

Пеешщды 4 2 и

?Ш0йУ£ЛЕДЫ 4 2 1.3

Макро- з мнкроз.зшеаш 2 1 о,б

На основе выявленных значений были

определены критические контрольные точки.

В число общих ККТ входят выращивание, убой и первичная переработка, охлаждение, хранение в торговых сетях. Для каждой точки

установлены критические пределы, контрольные и предупреждающие действия. Применение результатов исследования позволяют организовать контроль качества и безопасности выпускаемой продукции по всей пищевой цепи, повысить ее конкурентоспособность, обеспечить открытость в отношениях с потребителем и контролирующими органами.

транспортировка.

пргдубойное сазфжгвве

уООЙ Н ПфВЕЧЯ£* переработка

временное хранение

\ Ямгаспь яогмга-

Длидааи»*^---

V тргкепортгроил 1 __

Цегоа1х>а«о« тсчмр» турках

4 Язпиакпеяггуоераявеят

Д ярк ш&'рсськаг пгтутрокгх "

борудоолоиа

РЭС7 •¿яЕрооргатпхлЕ -Несеояозгетс-—

\ гоягсагртз ' Д гикге -А Зрясу гствк ёо.тьаоп' \ 5гз .'>с;гт.рс1лнтлоы - ч -V- оиозопгеесюл) оиаскоп> фапора

----3-------------------- 1 1 зк;езв4-V' Вгсо&асгепк-И /

тлтаратуэвах в / рцы&яж I

-«мжрзтуряыха

¡>*5УЫ08

г-ктвратуряых» / С*е*?г«як

»арторшаш! / ] бсвртгсмчис

падгэтевьа сырьг

термическм оора5о1кз. а охлаждение

1 г

Кесебявдоек-*}

сресмгэгяасп I

упахоакг, | маркироекг и ] хранение 1

реглизаоти проекции в торговое сеиз

потре-хггкие гс-тсаог» прс.т>"кт

Рис.10. Причинно-следственный анализ реализации биологического опасного фактора

В процессе организации работ важно определить взаимосвязи показателя(еи) качества продукции со всеми возможными причинами и выявить влияние причин на всех уровнях технологического процесса выделить самые существенные и провести поуровневый поиск-первопричины.

На примере биологических опасных факторов (рис 10) мы приводим результаты выполненного причинно-следственного анализа опасных факторов их реализации по всей трофологической цепи.

В процессе изучения диаграммы было установлено что наибольшую роль в реализации биологического опасного фактора играет персонал и оборудование предприятия. Следующие по влиянию причины -410 технология и производственная среда.

Особое значение при управлении опасными факторами на мясоперерабатывающем предприятии имеют «технологические простои» -накопления сырья либо в отделении обвалки и жиловки, либо в машинном отделении. Это особенно значимо при несоблюдении температурно-влажяостных режимов производственных помещений.

Очевидно, что при сегодняшних темпах производства когда повсеместно используются и постоянно модернизируются производственные поточные линии, процесс кошроля качества не должен я не может быть ручным. Предприятия, на которых коэффициент автоматизации процесса контроля качества равен 100%, имеют колоссальное технологическое, качественное, а в конечном итоге, и экономическое превосходство над конкурентами, использующими для тех же целей ручные ресурсы. Явно прослеживается необходимость механизма, который позволил бы при разумном уровне затрат обеспечить выпуск безопасной продукции, а не надеяться только на ответственность производителей. Следовательно, работоспособность системы ХАССП предприятия требует разработки программного комплекса информационной поддержки. В результате проведенного комплекса исследований была разработана компьютерная система определения критических контрольных точек трофологической цепи методом «Дерево принятия решения» на основе принципов ХАССП (рис.11-13).

Стзиуля произволе! венного: процесса Гмп опленог© фактора

Описание опасного фак^р?....

Параметр _ ________л. ч, ....

Промолиж«« ми дна низ по пыоралиму : срактору ранеы?

А'

Стадмп «роизаодогв»«имого процво«а Тип опасного фактора

«Л'ОЮЧНГ^ в

; «фиГМЧОСКИХ К«»« Гра.«кчН№< . т очок

ОПИ«*НЙ* ОПа^Н"?*'«' фЛКТЛрй

Рис.11

Главная

форма

программы

Рис.12.

Выбранный

фактор

является

ККТ

ЖГ

Стадия производотванмогс процесса : Тип опасного фактард

• Описание опасного фактора . . .

! —- 'т.Гн-Гч~ .........

| ...... ..................,.,.;•„.......; ..,„............

Кричмя <*ая ганка отс-утегчуо»

Рис.13. Выбранный фактор не является ККТ

т^т-:, .....■■...... ~ " ' 'Кж

Общее количестве затрат на качество включает затраты на несоответствия (затраты на исправление внутренних и внешних несоответствий и утилизацию брака), затраты на контроль (затраты на входной, производственный и выходной контроль, проведение лабораторных исследований производственной и сторонними лабораториями), затраты на предупредительные мероприятия (затраты на проведение обучения персонала, дооснащение производства современным оборудованием, средствами измерений и пр.).

В ходе расчетов экономических показателей отмечено значительное перераспределение составляющих затрат на качество (рис. ¡4).

150 100 50

о 4

2010

2012

я затраты на предупреждение. %

з затраты на контроль, %

« затраты на несоответствия

%

Рис. 14. Анализ затрат на качество

Анализ полученных данных (рис. 14) показал, что с 2010 по 2012 год, затраты на обеспечение качества сократились на 13% Общее увеличение затрат на предупреждающие мероприятия на 11 % привело к снижению затрат на контроль на 9 % и затрат на несоответствия в 3 раза.

Экономическая эффективность от внедрения системы управления опасными факторами составила 202,4 тыс. рублей в год для предприятия, вырабатывающего 30 т готовой продукции в смену. Полученные данные доказывают эффективность разработанной системы управления опасными факторами для повышения их контроля по трофологической цепи за счет оптимизации состава сырья, предупреждения и оперативного выявления несоответствий, снижения потерь от выработки некачественной продукции в гри раза, уменьшения производственного брака на 26%.

Применение результатов исследования позволят организовать максимально объективный контроль безопасности выпускаемой продукции, обеспечить ее конкурентное качество, открытость в отношениях с потребителями и контролирующими органами.

выводы

1. Научно обоснована процедура идентификации критических этапов производства свинины от поля до прилавка. Определены методики к формированию заданных свойств мясного сырья и оценке его качества по цепи от поля до прилавка. При сравнительной оценке качества мясного сырья, полученного от животных трех различных систем выращивания, установлены достоверные различия, как по мясной продуктивности животных, так и по функционально-технологическим характеристикам мяса. Показано, что менее интенсивное выращивание (ЛПХ и ФХ) позволяет получить мясо с лучшими ФТС (ВСС, рНг4, потери при охлаждении, температура плавления шпика, соотношение жирных кислот) при значительно меньшем выходе мышечной ткани по сравнению с ПСвК.

2. Предложен способ визуализации опасных факторов, как алгоритм всех этапов и операций трофологической цени производства свинины, в котором последовательно представлены все этапы трофологической цепи, с детальным анализом входящих на процесс и выходящих из него данных, что дает возможность наглядно отследить все вероятно возникающие риски, устранить их или, вообще, предотвратить их проявление. Были идентифицированы основные опасные факторы биологический/ химический/физический и установлено их соотношение, как для каждого этапа, так и для цепи в целом, равное 60/24/16.

3. Установлены типовые критические контрольные точки для производства свинины от поля до прилавка: убой и первичная переработка, входной контроль, охлаждение, хранение в торговых сетях.

4. Впервые была применена методика РМЕА для анализа видов, последствий и причин несоответствий, возникающих на каждом этане трофологической цепи производства свинины в зависимости от системы выращивания животных.

5. Разработана учебная программа и информационное обеспечение к ней по идентификации опасных факторов производства свинины и продуктов из нее и выявления критических контрольных точек трофологической цепи.

ОПУБЛИКОВАННЫЕ РАБОТЫ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ:

24

t. Хворова, ЮЛ. Автоматизированная система определения контрольных критических точек трофоцопиеской цепи от поля до потребителя /U.M. Чернуха, Ю.А. Хворова, СЛ. Молякова // 13-ая международная научная конферешшя памяти В.М. Горбатова, Москва,- 2010. - с. 34-36

2. Хворова, Ю.А. Идентификация опасных факторов при производстве мясных рубленных полуфабрикатов/ Ю.А. Хворова, A.C. Герасимова // 14-ая международная наущая конференция памяти В.М. Горбатова Москва. - 2011 -с. 32-37

3. Хворова, Ю.А. Система обеспечения безопасности по цепи выращивание -потребитель / И.М. Чернуха, Ю.А. Хворова// Мир агробизнеса. -МЧ -2011 -с 22-24

4. Хворова, Ю.А. Методология управления несоответствиями по цепи от поля до потребителя / И.М. Чернуха, Ю.А. Хворова // Все о мясе. - N°3. - 20Р - с 3235

5. Хворова, Ю.А. Автоматизированная система управления фофологической цепью от шля до потребителя /Ю.АХворова // 1-ая международная научно -практическая конференция «Зоотехшяеская наука: истории, проблемы, перспективы»,Украина, г. Каменец-Подольский. - 2011. - стр. 256-258

6. Хворова, Ю.А. Сравнительная оценка качества свинины от животных разных схем выращивания с позиции устойчивости производства / Ю.А. Хворова, С .А. Лисикова, И.М. Чернуха // Все о мясе,- №5. - 2012,- стр.38-42

7. Хворова Ю.А. Управление опасными факторами на мясоперерабатывающем предприятии / И.М. Чернуха, Ю.А Хворова // Мясная индустрия. — .№11. — 2012. — с. 12-15

8. Хворова, Ю.А. Управление опасными факторами по цепи «от поля до стола»/ Ю.А. Хворова // Научные труды 6-ой конференции молодых ученых и специалистов институтов отделения храните и переработка сельскохозяйственной продукции Россельхозакадемии, Москва - 2012 - с 323329.

Использованная терминология и сокращения

25

Под трофологической цепью мы понимаем (греч. trophia — питание, logia — наука) научно-обоснованную последовательность этапов производства и потребления пищевых продуктов, оказывающих алиментарное воздействие на организм человека:

корма - выращивание - транспортирование к месту убоя -предубойпое содержание - убой и переработка - производство готовой продукции - хранение и логистика - реализация -потребление.

устойчивость производства/производственной системы - это

способность производства поддерживать выпуск соответствующей требованиям готовой продукции в случае возникновения непредвиденных ситуаций. Устойчивость может быть оценена в виде интегрального показателя, описывающего взаимосвязь таких факторов как здоровье животного, генетики, условий выращивания, степень воздействия на окружающую среду, качества и безопасности мяса, и др.

анализ риска - процедура использования доступной информации для выявления опасных факторов и оценки риска;

опасный фактор - вид опасности с конкретными признаками;

риск - сочетание вероятности реализации опасного фактора и степени тяжести его последствия и вероятность обнаружения.

ПЧР - предельное число риска;

ПЧРэт - предельное число риска этапа;

ККТ - критическая контрольная точка;

ГОСТ - государственный отраслевой стандарт;

ХАССП - система анализа рисков и критических контрольных

точек;

СМК - система менеджмента качества;

ФТС - функционально-технологические свойства;

_Заказ № 10 Тираж экз. 100_

Отпечатано в типографии ГНУ ВНИИМП им. В.М. Горбатова Россельхозакадемии 109316 Москва, ул. Талалихина, 26

ГОСУДАРСТВЕННОЕ НАУЧНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВСЕРОССИЙСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ МЯСНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ ИМ. В.М. ГОРБАТОВА РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК

На правах рукописи

04201456413 Кузлякина Юлия Алексеевна

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ И КОНТРОЛЯ ОПАСНЫХ ФАКТОРОВ ПРОИЗВОДСТВА СВИНИНЫ ОТ ПОЛЯ ДО ПРИЛАВКА

Специальность 05.18.04 - технология мясных, молочных, рыбных продуктов и холодильных производств Специальность 05.02.23-стндартизация и управление качеством

продукции

ДИССЕРТАЦИЯ

на соискание учёной степени кандидата технических наук

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

Чернуха И.М. доктор технических наук Ковалев Ю.И.

Москва 2014 г.

ОГЛАВЛЕНИЕ

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

ГЛАВА 1. ОБЗОР НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОЙ ЛИТЕРАТУРЫ..............10

1.1. Состояние и перспективы развития свиноводства в России и за рубежом..............................................................................................................10

1.2. Производство свинины в условиях различных систем выращивания.. 15

1.3. Жизненный цикл свинины и факторы, оказывающие влияние на качество свинины..............................................................................................19

1.4. Устойчивость производства......................................................................28

1.5. Управление качеством и безопасностью в пищевой промышленности 31 1.5.1. Система управления качеством и обеспечения безопасности на основе принципов анализа рисков и выявления критических контрольных точек (ХАССП) на предприятиях мясной промышленности........................33

1.6. Методы и инструменты управления качеством продукции...................38

1.6.1. Анализ слабых мест и их эффектов (БМЕА)........................................39

1.6.2. Диаграммы, используемые в системе менеджмента качества............43

1.6.2.1. Древовидная диаграмма.......................................................................43

1.6.2.2. Диаграмма сродства.............................................................................44

1.6.2.3. Диаграмма Исикавы.............................................................................45

1.6.2.4. Диаграмма Парето................................................................................46

Заключение по обзору научно-технической литературы..............................49

ГЛАВА 2. ОРГАНИЗАЦИЯ ЭКСПЕРИМЕНТА, ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ..............................................................................................52

2.1. Организация эксперимента........................................................................52

2.2. Объекты исследования...............................................................................53

2.3. Методы исследований................................................................................54

ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ... 66

3.1. Сравнительная оценка показателей качества и функционально-технологических характеристик свинины в зависимости от системы выращивания......................................................................................................66

3.2. Разработка алгоритма процесса производства свинины «от поля до прилавка»............................................................................................................73

3.3. Анализ потенциально уязвимых этапов трофологической цепи...........79

3.4. Анализ причин возникновения рисков и последствий при производстве свинины...............................................................................................................80

3.5. Анализ опасных факторов и выявление критических контрольных

точек при производстве свинины от поля до прилавка.................................82

3.5.1. Разработка методики определения критических контрольных точек 84

3.6. Причинно-следственный анализ реализации опасных факторов..........88

3.7. Разработка компьютерной системы и учебной программы определения

критических контрольных точек трофологической цепи..............................95

3.7.1. Этапы работы с системой.......................................................................99

ВЫВОДЫ..........................................................................................................104

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ.....................................106

Приложение 1...................................................................................................122

Приложение 2...................................................................................................130

Приложение 3...................................................................................................134

Приложение 4...................................................................................................141

Приложение 5...................................................................................................143

Приложение 6...................................................................................................145

Приложение 7...................................................................................................146

Введение

В современном мире к качеству и безопасности пищевых продуктов предъявляются высокие требования. Но в отличие от требований к качеству, которые изменяются в зависимости от требований конкретных потребителей, требования к безопасности пищевой продукции постоянны, диктуются и контролируются государством. Однако без активной деятельности в данной области предприятий, осуществляющих выращивание животных, переработку, производство, хранение и реализацию пищевых продуктов решение проблем безопасности пищевых продуктов практически невозможно [106, 142].

В настоящее время идет высокий рост технологических решений в пищевой промышленности, которые характеризуются применением все большего количества новых видов сырьевого материалы, различных технологических добавок и ингредиентов, упаковочных материалов. Также на сегодняшний день на переработку поступают животные, выращенные с использованием различных систем выращивания, таких как личные подсобные, фермерские хозяйства и промышленные комплексы. Мясо от животных, выращенных таким образом, имеют различия по

характеристикам качества. В то же время, главная технологическая задача производства — стабильный выпуск унифицированной по показателям качества продукции, независимо от колебаний в этих показателях в сырье. Поэтому изучение данных показателей очень актуально [32, 92].

Производитель должен гарантировать потребителю качественную и безопасную продукцию. Пищевые предприятия, которые стремятся быть конкурентоспособными и хотят удержать свое место на рынке, должны принимать во внимание те риски, которые связанны с обеспечением безопасности продукции. Этим объясняется активная разработка и внедрение во многих странах мира таких систем менеджмента, которые обеспечивали

бы безопасность выпускаемой продукции для потребителя, а также гарантировали бы ее стабильное качество [5, 14, 92].

Все участники пищевой цепи от предприятий, занимающихся выращиванием скота, до предприятий, осуществляющих производство, хранение, транспортировку и реализацию пищевых продуктов, играют значимую роль в обеспечении и поддержании качества и безопасности пищевых продуктов. В процессе производства и выпуска продукции на каждом этапе могут возникнуть опасные факторы, приводящие в дальнейшем к дестабилизации системы и появлению риска несоответствий, как в отношении показателей качества, так и показателей безопасности. ВОЗ приняла принцип "от фермы до стола" для того чтобы концентрировать основное внимание на таких этапах цепи производства пищевых продуктов, на которых наиболее вероятно либо заражение продуктов питания, либо предотвращение такого заражения [70, 95, 127].

Получение мясных продуктов надлежащего качества в значительной мере определяется характеристиками и свойствами мясного сырья, а также динамикой и характером изменений этих показателей под воздействием технологических факторов. Государственные программы развития животноводства способствовали повышению поголовья птицы и скота, однако в России наибольшее распространение получило выращивание свиней. Данные исследования Intesco Research Group «Российский и мировой рынок свинины. Текущая ситуация и прогноз», свидетельствуют о том, что за период с 2006 по 2012 год производство свинины увеличилось примерно вдвое. Производство свинины в сельхозорганизациях за январь-сентябрь 2012 года по сравнению с 2011 годом выросло на 11,5%.За аналогичный период 2009 года производство свинины в сельхозорганизациях выросло на 35,3%, А по сравнению с 2006 годом производство свинины в данной категории хозяйств выросло почти в 2,2 раза [44]. По информации Национального Союза свиноводов, из поступающих свиней на переработку, до 30 % выращиваются в личных подсобных и фермерских хозяйствах,

которые, в отличие от свинокомплексов, не обеспечивают надлежащее содержание и откорм животных, это свидетельствует о возможном разбросе показателей качества свинины, что сказывается на последующих показателях продукции, выработанной из нее и делает невозможным автоматизацию процессов убоя животных и первичной переработки туш. Мировой опыт стран с развитым свиноводством показывает, что управление качеством мясной продукции должно начинаться с выращивания животного [46, 47].

Качество и безопасность пищевых продуктов являются важнейшим условием предупреждения пищевых отравлений и пищевых инфекций. 1980-е годы характеризовались вспышками пищевых токсикоинфекций по всему миру. Это стало катализатором к ускоренному внедрению ХАССП. Однако с его внедрением вспышки пищевых отравлений и заболевания, связанные с пищевыми продуктами, хотя и частота их возникновения уменьшилась, но незначительно, не говоря уже о том, чтобы исчезнуть совсем. Осознание этого факта привело к пониманию необходимости распространения системного управления безопасностью и на этап производства сельскохозяйственного сырья и, в частности, мясного [16, 45, 154].

Безопасность пищевой продукции является необходимой характеристикой, которая не возникает сама, а требует управления со стороны организации. Последние тенденции в глобальном производстве, переработке, распределении и приготовлении продуктов питания значительно повышают требования к научным исследованиям в области качества и безопасности пищевых продуктов. Для обеспечения безопасности пищевой продукции необходимо учитывать опасные факторы, возникающие на каждом этапе трофологической цепи. Чем точнее, правильнее и объективнее будет проведен данный анализ, тем эффективнее будет контролироваться безопасность конечного продукта [56, 62, 101, 151].

В связи с этим, необходимо, учитывая российскую специфику выращивания свиней для убоя и получение мясной продукции из нее, провести анализ цепи, выявить и ранжировать критические этапы, влияющие

на качество и безопасность продукции из свинины, начиная от выращивания и заканчивая конечным потреблением.

Поэтому, исходя из вышеизложенного, исследования, направленные на разработку практических решений по идентификации, систематизации, контролю и управлению опасными факторами производства свинины по всей пищевой цепи от поля до прилавка своевременны и актуальны.

Научная новизна

Осуществлена сравнительная оценка мясного сырья - свинины в зависимости от системы выращивания по показателям качества, и предложены характеристики устойчивости технологического процесса первичной переработки свиней;

Изучены закономерности формирования характеристик качества мясных продуктов на всех этапах трофологической цепи в виде систем взаимосвязанных химических и биохимических процессов со всеми атрибутами системного подхода.

В результате системного анализа факторов, влияющих на безопасность и качество мясных продуктов, выявлены и научно обоснованы риски, возникающие при производстве мясных продуктов по цепи от поля до прилавка, применительно к каждой системе выращивания. С помощью методологии ГОБО разработан алгоритм, в котором последовательно представлены все этапы трофологической цепи с детальным анализом входящих и выходящих данных.

На базе методологии БМЕА проведен анализ видов, последствий и причин несоответствий, возникающих на каждом этапе трофологической цепи производство свинины в зависимости от системы выращивания животных.

Получила дальнейшее развитие теория управления применительно к системе выращивания свиней для убоя.

качеством

Практическая значимость

- предложен перечень типовых критических контрольных точек трофологической цепи производства мясных продуктов от поля до потребителя, представлены их характеристики и разработана автоматизированная система их определения;

- разработана методика анализа уязвимых этапов при производстве свинины «от поля до прилавка»;

- разработана учебная программа и информационное обеспечение к ней по идентификации опасных факторов производства свинины и продуктов из нее, и выявления критических контрольных точек «от поля до прилавка».

Личное участие автора в получении результатов, изложенных в диссертации состоит в участии на всех этапах анализа патентно-информационного поиска по теме диссертации, в постановке и проведении основного объема экспериментальных исследований по изучению свойств мяса-свинины как перспективного сырьевого объекта при производстве мясных продуктов, в разработке методологий по идентификации и контролю опасных факторов по цепи от поля до прилавка, алгоритма трофологической цепи, в анализе и обобщении результатов исследования, их статистической и математической обработке. Автором разработана учебная программа и информационное обеспечение к ней по идентификации опасных факторов производства свинины и продуктов из нее, и выявления критических контрольных точек «от поля до прилавка». При участии автора проведено апробирование и внедрение разработанной системы управления опасными факторами и программы в условиях мясоперерабатывающего предприятия

ЗАО «Велес». По результатам исследований опубликовано 8 печатных работ, из них 3 в изданиях, рекомендованных ВАК РФ.

Глава 1. Обзор научно-технической литературы

1.1. Состояние и перспективы развития свиноводства в России и за

рубежом.

На сегодняшний день одной из главных отраслей АПК многих стран является животноводство. Главной задачей данной отрасли является обеспечение населения качественным и безопасным продовольствием, при этом приоритет отводится мясу и мясопродуктам.

В аграрном секторе проблема увеличения количества производимого мяса и мясных продуктов решается главным образом за счет интенсификации отрасли, с использованием методов современной генетики, позволяющей выводить животных с более высокой мясной продуктивностью и с заданными признаками [93].

Свиноводство является одной из наиболее продуктивных отраслей животноводства, имеющая удельный вес в общем балансе производимого в мире мяса примерно 42,2 % , при этом обеспечивая высокую рентабельность и отдачу капиталовложений. Также известно безусловное преимущество свиноводства в сравнении с мясным скотоводством, так как цикл откорма и выращивания свиней в 2-2,5 раза короче, чем крупного рогатого скота [10, 115].Использование современных технологий в настоящее время дает возможность увеличить количество перерабатываемого мяса..

В целом в мире характерно устойчивое развитие свиноводства. За последние 15 лет поголовье свиней увеличилось на 20 %, а переработка свинины возросла до 92 млн. тонн. За последние пять лет производство свинины в мире возросло примерно на 8%. Лидерами среди стран-производителей является, в первую очередь, Китай, на долю которого приходится практически половина перерабатываемого мяса-свинины в мире, далее идут 15 стран членов Евросоюза, США, Бразилия, Канада, Мексика. К концу 2015 года прогнозируется увеличение поголовья свиней в мире до 1100 млн. голов (рисунок 1.1) [90].

Мексика Юж. Корея Индонезия Канада Бразилия ЕС - 15 членов новые члены страны ЕС сша китай

О 100 200 300 400 500 600

количество поголовья свиней, млн.голов

Рисунок 1.1. - Динамика и прогноз поголовья свиней ведущих стран мира, млн. голов

Анализируя мировой и отечественный опыт переработки мяса, можно сделать вывод, что рост продуктивности зависит 60-65 % от условий содержания и качества кормления животных и на 35-40 % от достижений в области генетики и селекции.

В мире к 2015 году прогнозируется рост производства свинины до 112,7 млн. тонн. Переработка свинины на экспорт составит 6,6 млн. тонн, что составляет 165% к 2002 году. По оценке экспертов за это период рост поголовья увеличиться в ведущих странах мира от 18-34 %. На сегодняшний

»2015 ■ 2010

■ 2007 2006

■ 2005

■ 2004

день основными странами-экспортерами выделены США, Бразилия, Канада и страны Евросоюза, при этом к 2015 году рост производства свинины на экспорт составит 30 % (рисунок 1.2). По прогнозам 2012 года из-за снижения импортных квот ожидается снижение на 5 % экспорта свинины в Россию странами Евросоюза [46, 47, 93].

Название оси

15 членов ЕС

Новые

члены ЕС разилия Канада

■ 2000 ■ 2006 2009 ■ 2012 2015

США

Китай

Рисунок 1.2. - Прогнозируемый экспорт свинины ведущими странами мира, млн. тонн убойной массы

В России свиноводство является одной из основополагающих отраслей животноводства. В последние годы политика государства направлена на интенсификацию производственных предприятий, повышения уровня генетики и технологий переработки, что конечно дает видимый результат (рисунок 1.3) [46, 71].

25,00

о с;

0

1_

X

=;

>зГ ш

I

г

о с; о

о с

о

со р

и Ф т

X

с: о

20,00

15,00

10,00

5,00

0,00

2013

19,60

2012

в хозяйствах все ктегорий, млн голов

: в сельскохозяйственных орг�