автореферат диссертации по технологии продовольственных продуктов, 05.18.07, диссертация на тему:Разработка и квалиметрическая оценка качества йодсодержащих пищевых добавок для производства мясных рубленых полуфабрикатов

На правах рукописи

"■[л^/л* !

БАЗРОВА ФАТИМА СЕРГЕЕВНА

РАЗРАБОТКА И КВАЛИМЕТРИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА КАЧЕСТВА ЙОДСОДЕРЖАЩИХ ПИЩЕВЫХ ДОБАВОК ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА МЯСНЫХ РУБЛЕНЫХ ПОЛУФАБРИКАТОВ

05.18.07 - Биотехнология пищевых продуктов и биологических активных веществ

05.02.23 — Стандартизация и управление качеством продукции

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

1 АПР 2015

Владикавказ -2015

005566569

Работа выполнена в федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования«Северо-Осетинский государственныйу-ниверситет имени К. Л. Хетагурова»

НАУЧНЫЕРУКОВОДИТЕЛИ

кандидат технических наук, доцент Ибрагимова Заира Резуевна ФБГОУ ВПО «Северо-Осетинский государственный университет имени К. Л. Хетагурова»;

ОФИЦИАЛЬНЫЕ ОППОНЕНТЫ

доктор технических наук, доцент Бессонова Людмила Павловна ФГБОУ ВПО «Воронежский государственный университет инженерных технологий»

Дунченко Нина Ивановна

доктор технических наук, профессор, ФГБОУ ВПО «Российский государственный аграрный университет - МСХА имени К. А. Тимирязева», заведующий кафедрой

Запорожский Алексей Александрович

доктор технических наук, профессор, ФГБОУ ВПО «Кубанский государственный технологический университет», профессор

ВЕДУЩАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ

ФГБОУ ВПО Орловский государственный аграрный университет, г. Орел

Защита состоится 28 апреля 2015 г в 13.30 часов на заседании диссертационного совета по защите диссертаций на соискание ученой степени кандидата наук, на соискание ученой степени доктора наук Д 212.035.04 на базе ФГБОУ ВПО «Воронежский государственный университет инженерных технологий» по адресу: 394036, г. Воронеж, проспект Революции, 19, конференц-зал.

Отзывы на автореферат (в двух экземплярах), заверенные гербовой печатью учреждения, просим присылать ученому секретарю диссертационного совета Д 212.035.04.

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке ФГБОУ ВПО «ВГУИТ».

Полный текст диссертащш размещен в сети Интернет на официальном сайте ФГБОУ ВПО «ВГУИТ»\у\ууу.У5иеГгч«25» декабря 2014 г.

Автореферат размещен в сети Интернет на официальном сайте Министерства образования и науки РФ: vak2.ed.gov.ru и на официальном сайте ФГБОУ ВПО «ВГУИТ» \wvw.vsuet.ru «19» февраля 2015 г.

Автореферат разослан «12» марта 2015 г.

Ученый секретарь совета по защите

диссертаций на соискание ученой степенн

кандидата наук, на соискание ученой степени >

доктора наук Л'%1^ м-Е- Успенская

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. В соответствии с «Концепцией государственной полигики в области здорового питания населения Российской Федерации на период до 2020 г.», определено в качестве стратегической цели формирование в России основ и индустрии здорового питания, в том числе увеличение производства новых обогащенных, диетических и функциональных пищевых продуктов.

Многолетний практический опыт свидетельствует, что потребление продуктов и напитков, содержащих полезные для здоровья вещества, действительно может стать эффективным средством укрепления защитных функций организма человека при условии, что новый функциональный продукт (напиток) включает обоснованный выбор интредиентов, формирующих его состав и свойства.

Особая роль в питании человека принадлежит эссенциальным микронутриен-там, участвующим в обмене веществ организма и зачастую определяющим состояние здоровья. Среди заболеваний, характеризующихся нарушением обмена веществ в организме, особое место занимают эндемические болезни (от греч. епёетоз-местный). Эндемические заболевания носят, как правило, массовый характер и связаны с неблагоприятными изменениями биогеохимической обстановки в природных комплексах.

Одним из наиболее распространенных видов таких заболеваний является эндемический зоб, связанный с йодной недостаточностью. Практически на всей территории центральной части Российской Федерации и в Северной Осетии потребление йода с пищей и водой снижено. Реальное потребление йода составляет всего 40 - 80 мкг в день, т.е. в 2-3 раза ниже рекомендованного уровня. Недостаточное потребление йода создает серьезную угрозу здоровью и требует проведения мероприятий по массовой профилактике.

Наиболее распространенным на сегодняшний день способом восполнения йодной недостаточности является использование в пищу продуктов с высоким содержанием йода, в том числе морепродуктов — морской капусты, креветок, трески, кальмаров и др. [Велданова М. В., Скальный А. В., 2001; Салихов А. Р., 2005]. Исследованиями по использованию органических носителей йода для обогащения мясных продуктов занимались Л. В. Антипова, Э. Б. Битуева, С. Д. Жамсаранова, Ю. А. Капустина, А. Р. Са-лихов, С. А. Сторублевцев, Е. И.Титов и др.

Наличие одного или нескольких йодсодержащих средств не решает общей проблемы дефицита йода для всех слоев населения. Между тем проблема йодного дефицита не снижает своей остроты и в настоящее время. Для того чтобы ликвидировать потребность организма в йоде, необходимо постоянное поступление данного микроэлемента с пищей в течение всей жизни, что возможно при освоении крупномасштабного производства соответствующих продуктов питания.

Разработка новых пищевых добавок на основе органических носителей (колла-генновых животных белков) и применение природной минеральной воды «Иодис-

\

концентрат», как источника йода, для обогащения пищевых систем йодом представляет актуальную научно-практическую задачу. Учитывая значимость мясных продуктов в рационах питания человека, представляет интерес разработка путей получения и применения йодсодержащих пищевых добавок именно в этой ассортиментной группе.

Цель работы: Получение органических форм йода на различных носителях, изучение их свойств и стабильности, разработка технологий производства мясных полуфабрикатов с применением йодсодержащих добавок (ЙД) для снижения йододефицита у населения и квалиметрическая оценка их качества.

Для осуществления поставленной цели решались следующие задачи:

- обосновать выбор объектов и условий йодирования мясных пищевых систем;

- определить размер оптимальной дозы, продолжительности йодирования и влияние тепловой обработки на стабильность йода в пищевых системах;

- исследовать влияние йодсодержащих добавок на ФТС мясного фарша;

- разработать частные технологии применения ЙД и техническую документацию на продукцию;

- разработать методологию комплексной оценки качества ЙД;

- развить и формализовать основные положен™ теории количественной оценки качества в решении технологических задач, связанных с применением ЙД в мясных фаршевых системах.

Научная новизна работы

- Научно обоснованы и экспериментально подтверждены целесообразность разработки йодированных пищевых добавок на основе: коллагеновых и кератиновых белков, белковых концентратов и минеральной воды «Йодис — концентрат». Установлено, что животные белки в силу структурных особенностей, при обогащении их йодистым калием образуют прочные связи йод - катионов с радикалами отдельных аминокислот, неразрушающиеся при тепловой обработке мясных продуктов. Не меньшей устойчивостью обладает атомарный йод минеральной воды «Йодис - концентрат» в соединениях с кислородом.

- Впервые показано, что коллагеновые животные белки и керапептид возможно использовать как носители йода для обогащения им мясных продуктов функционального назначения. Содержание йода в этих продуктах после тепловой обработки находится в интервале от 32,3 до 47,2% суточной нормы.

- Теоретически обоснованы: доза введения йодистого калия в матриксы—животные белки и белковые концентраты, а также параметры и режимы процессов йодирования;

- Изучено влияние температурной обработки на сохранность йода в готовых пищевых продуктах;

- С помощью программы БТАТКТЮА установлена корреляционная зависимость между компонентами, входящими в состав рецептов и показателями их биоло-

гической ценности. Для определения оптнмалыгой рецептуры полуфабрикатов проведено планирование эксперимента и построены профили предсказанных значений и функции желательности оптимальных рецептов. Построены графики 3-х мерных зависимостей и регрессионные уравнения, носящие смысл номограмм и имеющие практическое значение при прогнозировании качества мясных фаршей и готовой продукции в зависимости от сочетания массовой доли мясных белков и ИД в исследуемых образцах мясного фарша;

- Экспериментально установлено, что введение ЙД в мясные полуфабрикаты: способствует улучшению ФТС готовых продуктов; при мерказолиловом пшотериозе ведет к восстановлению показателей гормонального фона, что подтверждает функциональные свойства полуфабрикатов;

- Впервые сформулированы научные подходы квалиметрической оценки качества ЙД, позволяющие проводить оценку их качества не по отдельным показателям, а комплексно. Для этого: проведена систематизация и классификация ЙД; разработана графовая модель, позволяющая оценить ЙД с системных позиций; формализованы и структу рированы понятия технологического качества ЙД и процедура построения комплексного критерия оценки качества на основе единичных и групповых показателей по шкале порядка; построены: «Дерево свойств ЙД» и регрессионные уравнения зависимостей групповых показателей ЙД от ФТС мясного фарша.

Практическая значимость. На основе выполненных теоретических и экспериментальных исследований

- Разработаны 3 варианта рецептур, в состав которых введены йодированные животные белки - свиная шкурка и РЯОМ1ЬС95, а также «Йодис-концентрат» и модифицирована технологическая схема производства полуфабрикатов;

- Проведена лабораторная апробация разработанных рецептур, расчет их пищевой и биологической ценности.

-Разработан проект технической документации на «Полуфабрикаты мясные рубленые функционального назначения, обогащенные йодом» (ТУ 9214-001- 00102068108 - 2014).

- Проведена промышленная апробация результатов работы в производственных условиях ООО «Стейтон» (Владикавказ) выработана опытная партия котлет «Домашние» с биологически активной йодсодержащей добавкой.

Результаты исследований используются в учебном процессе при подготовке специалистов, бакалавров, магистров по направлению 260200.62 «Продукты питания животного происхождения», работы внедрены в учебный процесс ФГБОУ ВПО ВГУИТ, где используются в ходе преподавания дисциплин «Технохимический контроль и управление качеством мясных продуктов», «Управление качеством БАД и ПД», «Метрология, стандартизация и сертификация».

Научные положения, выносимые на защиту:

- новые белковые матрицы для получения органических форм йода в составе пищевых добавок для обогащения мясных систем;

- условия йодирования и стабилизации мясных систем в процессе технологической обработки;

- оптимальная рецептура и модифицированная технология получения йодированных мясных полуфабрикатов,

- научные подходы квалиметрической оценки качества ИД, позволяющие проводить их оценку не по единичным показателям, а комплексно.

Соответствие диссертации паспорту научной специальности. Диссертация соответствует пунктам 1, 3, 5,10 и 12 паспорта специальности 05.18.07 — «Биотехнология пищевых продуктов и биологических активных веществ» и пунктам 1, 4 паспорта специальности 05.02.23 —«Стандартизация и управление качеством продукции».

Апробация работы. Основные положения работы и результаты исследований представлены на следующих конкурсах и конференциях: Материалы региональной научной конференции «Актуальные проблемы экологии сохранения биоразнообразия Северного Кавказа», Владикавказ, 2007; Международной научно — практической конференции «Российская аквакультура: состояние, потенциал и инновациошше производства в развитии АПК», Воронеж, 2012 г.; Международной научно-технической конференции «Здоровое питание», Воронеж, 2012 г, Второй международной научно-практической конференции, посвященной 100-летию ВГАУ и 20-летию образования факультета технологии и товароведения, Воронеж, 2013 г; 1Л1 отчетной научной конференции преподавателей за 2013 год, ВГУИТ и др.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 2¡печатных работ, в том числе 12-в журналах, рекомендованных ВАК, 9 статей в материалах российских и мевдународных конференций.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, 6 глав, включающих литературный обзор, методы исследований и 4-х глав, посвященных собственно экспериментальным исследованиям с обсуждением их результатов, выводов, списка литературы, содержащего 170 источников отечественных и зарубежных авторов. Работа изложена на 194 страницах машинописного текста, содержит 2 приложения, 51 таблицу и 57 рисунков.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы и определены основные направления, цели и задачи исследований.

Глава 1. Аналитический обзор литературы. Осуществлен обзор литературных источников, который позволил определить роль йода в питании человека, его свойства и биологические функции, выполнить анализ источников йода и существующих способов обогащения им мясных продуктов. Проведена классификация и анализ вторичного

коллагенсодержащего сырья, гидролизатов кератина (керапептид) и коммерческих животных белков марок СКАНПРО и PROMILC95 по химическому, минеральному составу, что позволило в дальнейшем на основании литературных и экспериментальных данных выполнить квалиметрическуго оценку их качества, как органических носителей йода. Выполнено обоснование целесообразности применения методологий системного анализа и квалиметрического подхода к интегральной оценке качества объектов и определения их конкурентоспособности.

Глава 2. Объекты, материалы н методы исследований. Общая схема экспериментальных исследований представлена на рис.1.В качестве объектов для получения йодированных продуктов на мясной основе служили:- фарш свиной и говяжий, приготовленный путем механической обвалки лопаточной части свинины и говядины.

Для приготовления модельного фарша использовали: говядину жилованную второго сорта; мышечная ткань с содержанием соединительной и жировой ткани не более 20 % по ГОСТ Р 54315; свинину жилованную полужирную - мышечная ткань с содержанием жировой ткани 30-50 % по ГОСТ Р 53221; шкурку свиную от разделки свинины по ГОСТ 7724; керапептид - гидролизат кератинсодержащего сырья с использованием ферментов протеолитического действия - савиназы и протосубтилина ГЗх (по Шам-ханову Ч. Ю.);коллаген - гидролизат соединительной ткани с использованием ферментов, разрешенных к применению органами и учреждениями МЗ РФ; пищевая добавка — концентрат соединительнотканного белка PROMILC 95 фирмы «Провико» (Германия), разрешенную к применению органами и учреждениям МЗ РФ: пищевая добавка — концентрат соединительнотканного белка СКАНПРО марок 1015/SF, 730/ SF, Т95 фирмы «BHJ Protein Food», разрешенных к применению органами и учреждениями МЗ РФ; йодид калия (KJ) по ГОСТ 4232, йодис — концентрат (производитель компания «Иодис - К», г. Киев, Украина).

В работе использовались следующие методы исследований: содержание массовой доли влаги - по ГОСТ Р 51479; содержание массовой доли белка методом Кьельдаля по ГОСТ 23042; содержание массовой доли жира методом Сокслета — по ГОСТ 23042; определение микроколичеств йода в биологических объектах использовали роданидно -нитритный метод Проскуряковой; количества тяжелых металлов проводили по МУ 31-04/04, ГОСТ Р 51962. Количественное определение радиоактивных веществ проводили по МУК 2.6.1.1194; определение количества бактерий группы кишечной палочки (БГКП, колиформы) проводили по ГОСТ Р 52816, патогенной микрофлоры, в том числе сальмонелл по ГОСТ Р 52814. МУ 4.2.2723. Количество бактерий L. monocytogenes находили по ГОСТ Р 51921; количество мезофильных аэробных и факультативно-анаэробных микроорганизмов (КМАФАнМ) определяли по ГОСТ 10444.15, органолептические показатели качества готовых изделий в соответствии

Анализ проблемы дефицита йода и ее влияние на здоровье человека I

I 1

I Животныебелкн|

4 Г 1

* * \ 1

Ц« 00 и

о о т г- & Н СТ\ и

1 1 1

Исследование условий получения органических форм йода

Степень связывания йода

Скорость связывания йода

Температурная обработка

Безвредность йодированного животного белка

X

Определение технологических свойств мясного фарша с ИД

I _ —к.

Функционально-технологические свойства

Влияние технологических параметров на сохранность йода

Разработка частых технологий

Органолеггшческая оценка качества и биологической ценности

КВАЛИМЕТРИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА КАЧЕСТВА ЙД

Системный анализ и разработка графовой модели Системы «Йодсодержащие добавки»

I :

Систематизация требований, предъявляемых к ЙД

Выбор VI расчет единичных показателей качества ЙД

технологические

Т

функциональной эффективности

X

дополнительные

I

функиионалыю-технологические

1

Расчет групповых показателей

X

Сравнение групповых показателей качества и построение

математической модели свертывания, расчет комплексного критерия на основе групповых показан елей

Разработка проекта технической документации

Рисунок 1- Концептуальная схема исследований

с ГОСТ 9959 Функционально - технологические свойства (ФТС): влагосвязываю-щую способность (ВСС) по метолу Грау и Хамма в модификации В. П. Воловинской и Б. И. Кельмам, влагоудерживающую способность (ВУС) - согласно рекомендациям (Антонова Л. В. и др. 2001).

Обработка экспериментальных данных осуществлялась методами математической статистики. Повторность анализов при выполнении эксперимопальных исследований 3-х кратная, количество параллельных определений -3-5-ти кратное. Оптимизацию проводили с использованием методов математической статистики и npoi-раммы STAT1ST1CA.

Глава ¿Обоснование и выбор органических постелей йода на примере кол-лаггновых животных белков и коммерческих белковых - кониентратов

В данной главе показаны преимущества Йодида »um как источника йодирования пищевых систем. В ходе экспериментальных исследований доказано, что реакция связывания йода с белковыми носителями проходит в условиях pH срсдм не ни-же7.0 - 7.2. т.к. в кислой среде йод восстанавливается до молекулярного состояния и улетучивается, в щелочной среде (pH > 8.0) образуется гипойодид.

Выполненные экспериментальные исследования показали, что пределом связывания йода для свиной шкурки является величина в 68 мкг. керолентида - 56 мкг. а коллагена - 62 мкг.: для коммерческих белков марок СКАНПРО и PROMU. С95 значения этой величины распределилось следующим образом: в белке СКАНПРО марок: 1015/SF-67 мкг. 730/SF -46.6 мкг. Т 95 - 68 мкг. а в белке PROMU. С 95 - 78 мкг. при содержании йода в 1 г белков в обоих случаях -200 мкг. Дальнейшее увеличение концентрации йода до 250, 300 мкг не привело к повышению степени связывания элемента, а его содержание оставалось lia уровне 70-78 мкг/г йодированного белка (Рис. 2-3).

Л ' "j lOI

• M |> M

■ MW )7Mf *m

Рисунок 3 -Степень связывания Пола белковыми концентратами

Дтя определения и et обходимой продолжительности связывания йода белками производили обработку животных и коммерческих белков водным раствором йодида калия в течение 2, 4. 6. 8. 10. 12. 14, 16. 18. 20. 22. 24 ч при температуре 2-4 *С.При этом

9

ГПЮППГПМ

Kil l jp"

50 100 И® 2Q0

Количество Йода мкг в Гг белка

Рисунок 2- Степень свя!ываш1я йода животными белками

оптимальным количеством янсссння йода является 130 мкг на 1 г белка. Диаграммы

динамики связывания йода животными и коммерческими белками представлены

на рис.

100 0

(00

*

f°

!

200

00

'.C1CUI*4> цмШ

'■гаииаси

Рисунок 4 -Динамика связывания йода животными белками

Рисунок 5- Динамика связывания Пода белковыми концентратами

Для исследования сохранности йода при тепловой обработке к белкам добавляли 130 мкг йодида калия, что в пересчете на йод составляет 100 мкг Йода, выдерживали при 4 °С в течение 20 ч. Температурные режимы обработки йодированных белков составляли 80 °С и 100 °С. 1 (родолжительностъ тепловой обработки при данных температурных параметрах составляла 4 часа Пробы для анализа отбирались с интервалом в 1 час.

Экспериментальные данные обработаны с помощью программ STATISTICA и EXCEL, что позволило провести достоверную и обоснованную оценку полученных данных, построить графики, диаграммы и уравнения регрессий, с помощью которых можно определить: количество связанного йода, в зависимости от количества введенного йодида калия, времени, продолжительности и температуры тепловой обработки животных белков (Рис.6-7).

»,•» КЫ iwt-l^llt I ^•ин-иаи1! 1

»*."» )М>.М1Л 1 V,"IJMV^iH'l S «Г'МММШИГ! '

• MiMl •4.1

».•^TlJMi М *4J» l*l

•Г« г>ЗМИ rt

•И »4JMIVI

Ш г"»

Щ41 МГа^ЯП «га

• - >,-«N«>M -

! |} 11 ssss

Рисунок 6 - График потерь йода животными РмС>Н0* 7. Графики потерь йода белковыми -белками в зависимости от времени и темпе- концентратами в зависимости от времени и рлтуры тепловой обработки температуры тепловой обработки

S « 14 20 24

Вргмв. нле

Анализ потерь, полученных при тепловой обработке, позволил обосновать выбор коллагенового животного белка - свиную шкурку, которую в дальнейшем применяли как носитель йода при исследовании функционально-технологических свойств мясных рубленых полуфабрикатов Результаты эксперимеггтзльных исследований ФТС мясного фарша показали, что замена основного сырья в модельном фарше говядины на йодированную свиную шкурку приводила к постатейному повышению ВСС не менее \22 %■ Рост ВУС был более значительным по сравнению с контрольным образцом -20.7 %. Увеличение ЭС составило 24.4% по сравнению с тнпролем. Увеличение СЭ составило 10.1 %. а показатель влаговыделения (ВВС) уменьшился на 10.6% Полученные данные говорят об улучшении функциональных показателей мясных фаршей при использовании йодированной свиной шкурки.

Акалогичиий анализ потер», йода, полученных в результате тепловой обработки мясных фаршей, содержащих в качестве носителя йода белковые концентраты, показал, <тто минимальные потерн были в образцах, содержащих белковый концентрат -РЯОМ1ЬС95. поэтому при исследовании функционально-технологических свойств мясных рубленых полуфабрикатов применяли этот препарат. Результаты экспериментальных исследований ФТС мясного фарша показали, что замена основного сырья в модельном фарше говядины па белковый препарат РЯОМ1ЬС95 приводила к постепенному повышению ВСС не менее 16.2 %. Рост ВУС был более значительным по сравнению с контрольным образном -27,0 % Увеличение ЭС составило 38.3% по сравнению с контролем. Увеличение СЭ составило 11.1 % а показатель влаговыделения (ВВС) уменьшился на 7.6% Полученные данные говорят об улучшении функциональных показателей мясных фаршей прн использовании йодированного белкх

Глава 4 Применение (Юане - кониентрата в получении Йодированных мясных продуктов. В данной главе приводится характеристика химического состава и биологической ценности минеральной воды «Йодис - концентрат», а также данные стабильности йода в мясных рубленых полуфабрикатов прн различных способах их обработки. Проведены исследования и определены потери йода прн температурах, соответствующих условиям технологий (бланширование, варка, запекание, жарка! в течение 40 минут. Эксперименты выполняли с модельными фаршами, обогащенными гидратированными йодированными препаратами, в т.ч.: ламинарией (гидромодуль 1:5), взамен 10% мясного фарша; йодированным белком (гидромодуль 1:10). взамен 10% мясного фарша: йодис - концентратом в количестве 5 г. взамен такого же количества питьевой воды. Установлено, что в наименьшей степени влияют на потери йода измельчение. перемешивание и хранение в охлажденном виде, а тепловая обработка - в наибольшей. Виды тепловой обработки по влиянию на потери йода, возможно, рас-

положить в возрастающий ряд варка на пару < варка < запекание < жарение (Рис. 8).

ГЩЩЯ-- «-« 1шм «Ю

vP «11Г:Ч5ц<1*|«;ч. у^ьодчфмонч

» К Ж 1» V I «

Рисунок 8-Диаграмма потерь йода при различных видах обработки мясного фарша и % от суточной нормы потребления

Рисунок 9-'Укспонснциалы1ля зависимость потер), йода в модельных условиях обработки мясного фарша

Получены уравнения экспоненциальных зависимостей потерь йода в модельных условиях обработки мясного фарша (Рис. 9). Установлено, что наименьшие потери йода выявлены в мясных продуктах, содержащих йолне - концентрат.

Глава 5 Применение йодсодсржаших белковых добавок в частных технологиях получения мясных продуктов.

В главе представлены результаты маркетинговых исследований, которые позволили определить предпочтения потребителей, спрос и объем рынка рубленых полуфабрикатов. Структура производства мясных замороженных полуфабрикатов по регионам РФ. представлена на рис. 10.

- — — ri, ■ 1 | - I

■м«.> *fi| » I. | ■ . *»■

Рисуиок 10 - Структура производства мясных замороженных полуфабрикатов по регионам При выполнении маркетинговых исследований было установлено, что большинство потребителей хотят видеть продукты, содержащие меньшее количество нс-мясных компонентов и вырабатываемые из качественного мясного сырья (Рис. II).

Выпуск натуральных продукта ■"3 70

1 Квалифицированные специалист -3 70

1 Использование отечественного сыри — 3 70

Усиление внешнего контрогя тшшт 7>41

о б Выпуск продушин по ГОСГ шш— 7.41

о Улучшение системы контроля клчеспа тштят» || || ЧЛ А»

1 Использование качественного сыри Уменьшение доли немясных номпонентсв XV.03

-—;-;

ООО 1000 20.00 3000 40 00

Балловый ранг показателей в процентах.%

Рисунок 11- Потребительская оценка способов улучшения качества мясных продуктов (%) Результаты маркетинговых исследований были учтены при разработке рецептур мясных полуфабрикатов. В диссертационной работе разработаны 3 варианта рецептур, в состав которых введены йодированные гидролизованные животные белки -свиная шкурка и РКОМ1ЬС95, а также йолис - концентрат (табл. 1) и модифицированная технологическая схема производства мясных полуфабрикатов.

Таблица I - Рецептуры котлет мясных обогащенных йодом

Нанменоканнс сырья, пряностей и материалов Солержание компонентов. %

контроль вариант 1 варна1гт 2 вариант 3

Говялина 2 сорта 60.00 50.00 50.00 60.00

Свинина жирная 12.00 12.00 12.00 12.00

Гилратнрованная. Полированная свиная шкурка • 10.00 -

Гидратироваиный. йодированный белок РКОМ11.С 95 - 10,00 -

Хлеб из пшеничной муки 13.00 13.00 13.00 13.00

Лу* репчатый свежий 2.00 2.00 2.00 2.00

Перец черный молотый 0.05 0.05 0.05 0.05

Сухари панировочные 2.00 2.00 2.00 2.00

Соль попаренная 1,20 1.20 1.20 1.20

Вода питьевая 9.75 9.75 9.75 4.75

Йолис - концентрат . - - 5.0

ИТОГО 100,00 100.00 100.00 100.00

Проведена лабораторная апробация разработанных рецептур н их балловая органо-лептическая оценка (Рис.12).

Как видно на рис. 12. наилучшим вариантом из всех рассматриваемых образцов котлет оказался вариант Л'г2, в котором использовало йодированный белок РКОМП.С 95.

Вам

Рисунок 12- Диаграмма оргаиолептичсской оценки котлет. выработанных по различным вариантам рецептур

Далее для варна(пов 1. содержащего аудированную свиную шкурку, и вариа1тта 2. содержащей) белковый концентрагг РИОМИС 95 определе)1ы аминокислотный состав котлет и их биологическая ценность. Экспериментальные данные были проанализированы с помощью программы !5ТАП5"ПСА. Усшювлена корреляционная зависимость между компонентами, входящими в состав рецепт** и показателями нх биологической ценности и балловой оценкой качества. На основани* этих зависимостей построены диаграммы рассеивания и определены уравнения регрессий, адекватно описывающие зависимости между всеми показателями и позволяющими рассчитать значения другого показателя, если известен один из них.

Для определения оптимальной рецегтуры полуфабрикатов проведено планирование эксперимента и построены профили предсказанных значений и функции желательности (Рис. 13). а также графики поверхностей зависимости КРАС -У| от содержания говядины -Х| и количества белка - X) (Рис. 14), график поверхности зависимости У} -балловой оценки качества рубленых п0лм|>аСрНкЛ1йв ОТ количества сВИИоЛ ШКурсн - Х: И количества воды - Х$ (Рис. 15).

Как видно на рис. 13. оптимальное содержание: говядины в рубленых полуфабрикатах составляет Х,=*55.0%. свиной шкурки '<;= 10.0%. гидратировашюго йодированного белка Х,=10.0%. Йодис - концентрата Х4=5.0%, тогда КРАС У,=12.2; БЦ У3=87.8. суммарный коэффициент балловой оценки рубленых полуфабрикатов У,=6,7.

Профмпи предсказанных »ачеии* и £'>>«а»<и желательности

Ошм« тщшш Я«*и(и| »» ... .. I в X *-«•«#«

К а. • ч. • 14*»»

Рисунок 13 - Профили прслсказаниых значений н функции желательности оптимальных рецептов

Рисунок 15-Графпх поверхности зависимости -Рисунок 14-1 рафик поверхности зависимосп. ^^ „„^ гтату-

К1>АС - У, от количества гомдииы -X, и бстка - ^ „ СВИ1ЮЙ шкурки - X; н

Х| в молельном фарше количества «оды - X,

Проведены биологические исследования на крысах, подтверждающие алиментарно-коррсктнруюшнс свойства разработанных йодобогашенных полуфабрикатов На основании выполненных исследований разработан проект технической документации

на рубленые полуфабрикаты, обогащенные йодом (ТУ 9214-001- 2069591- 2014).

Глава 6 Выбор йодсодержащих добавок на основе системного подхода и квалиметрическнх методов оценки. В данной главе проведен системный анализ системы «Йодированные добавки». Разработаны: структурная схема данной системы и ее графовая модель (Рис. 16-17).

5 уровень 4 уровень

3 уровень 2 уровень

1 уровень

ЙОДИРОВАННЫЕ ПИЩЕВЫЕ ДОБАВКИ

-*- Г СИНТЕТИЧЕСКИЕ |_ НАТУРАЛЬНЫЕ |

ОРГАНИЧЕСКИЕ

НЕОРГАНИЧЕСКИЕ (минеральные)

На основе животных коллагеновых белков

т

На основе белковых концентратов

Я * 1 & л!

зг~г~т

Iл

К й

< 3 « =

о

о

о. и.

С

< еп

а и

о

а. С

3 ь

и н

ее щ О Я"

о

ь<:

Рисунок 16- Структурная схема системы «Йодсодержащие добавки»

Рисунок 17- Графовая модельв системы «Йодсодержащие добавки»

Все добавки классифицированы по группам по происхождению, природе носителя, виду матриксов. Определены требования, предъявляемые к системе. Все они структурированы на - внешние и внутренние. Внешние требования включают требования потребителей, предъявляемые к мясным продуктам, содержащим ЙД, а внутренние: технологические и производственные, возникающие при производстве мясных продуктов в которых используются ЙД. Технологические, входящие в состав внутренних требований, можно разделить на: основные и дополнительные.

Основные требования характеризуют способность ПД связывать йод. При этом

16

количество йода в мясных системах будет определяться такими показателями, как степень связывания его носителем, скорость связывания, потери при тепловой обработке и функциональная эффективность. Дополнительные (производственные,) требования, обеспечивают удобство доставки, качество упаковки партий, качество технологических инструкций, наличие нормативной документации.

Опираясь на данную классификацию, построены «Дерево свойств» (Рис. 18) и алгоритм принятия решений (Рис. 19) при квалиметрической оценке качества ЙД, выполнен анализ ЙД, которые использовались в данной работе.

1 Определение групп потребителей, которые имеют дело с объектом

2 Определение перечил возможных решений и списка показателей качества

ЗОпределение существенных свойств качества (потреб1пельских показателей) объекта

4. Выявление способа оценки относительной значимости показателей

5 Определение взаимодействия между единичными и комплексными показателями на основании методов экспертных оценок или оптимизации

6 Построение алгоритма «Дерево свойств»

7 Определение вероятности ошибки в принятии решений на основе критерия достоверности

Рисунок 19- Алгоритм принятия решений при квалиметрической оценке качества продукта

Для построения комплексного критерия оценки качества ЙД предложена процедура формализации, основанная на поэтапной декомпозиции системы ЙД выделении и оценки ее единичных показателей (£77Д определении закономерностей их изменения, в зависимости от дозы, продолжительности и температуры воздействия, а также функциональной эффективности. На втором этапе проводится оценка единичных показателей. При этом для сравнительной их оценки и расчета групповых показателей все они были приведены к единой размерности. Для этого введены безразмерные коэффициенты, адекватно описывающие анализируемые показатели.

ОЦЕНКА ОБЪЕКТА

Принятие оценочного решения

Л

Генерация единичных показателейка-_чества и построение дерева

К

Формирование шкал и определение коэффициента весомости

т -

Определение взаимодействия

_52_

Конструирование алгоритма

д

Проверка надежности алгоритма

1 Экономические показатели

Интегральное качество

2 Качество объекта

2.2 Потребительские

О

4.1.1.1Уровень связ. йода

3.1.1 Основные

.2.1 Технологические

4.1.1.2 Скорость связ. йода

4.1.1.3 Уровень тсплов.потерь йода

4.1.1.4 Функциональнаяэффективность ЙД

3.1.2 Дополнительные

. 4.1.2.1 Коэффициент ВСС

4.1.2.2 Коэффициент ВВС

4.1.2.3 Коэффициент ВУС

.4,1.2.4 Коэффициент ЭС

4.1.2.5 Коэффициент СЭ

4.2.1.1 Вкус

3.2.1 Органолептические

4.2.1.2 Цвет

4.2.1.3 Аромат

4.2.1.4 Консистенция

3.2.2 Санитарно-гигиенические

.4.2.2.1 Тяжелые металлы

4.2.2.2 Антибиотики

4.2.2.3 Диоксины

4.2.2.2 Пестициды

4.2.2.П .

3.2.3 Хранимоспособности I

4.2.3.1 Сохранение свойств

4.2.3.2 Удобство хранения

3.2.4 Качество НТД

3.2.к....

4.2.4.1 Качество технологических инструкций [ 4.2.4.2 Качество стандарта__

1

Уровни

Рисунок 18 - Дерево показателей свойств ЙД

Затем на основе единичных показателей проводили расчет группового и по шкале порядка определяли наиболее значимый в группе органических животных белков (Рис. 20-21) и коммерческих белковых концентратов (Рис.22-23).

п I »1 I. 1.чя>»-».|. ■■■............1 «К——

Рисунок 20-Диаграмма изменения расчетных Рисунок 21 - Диаграмма изменения рас-

грушювых показателей, характеризующих ос- четных показателей, характеризующих

ионные технологические свойства ЙД на основе ФТС мясных фаршевых систем, содер-

жмволных белков жаших ЙД на основе животных белков

Рисунок 22- Диаграмма изменения котффи- Рисунок 23- Диаграмма изменения показагге-циентов. характеризующих основные функ- лей. характеризующих ФТС мясных фаршевых цноналыше свойства ЙД на основе белковых систем на основе белковых концентратов концентратов

Было установлено, что в группе животных белков лидером является свиная шкурка, а в группе белковых концентратов РЯОМЧХ 95.

На заключительном этапе проводили анализ групповых показателей, сопостав-

лскнс ФТС мясных фаршей, в которых были введены ЙД. и построение регрессионных уравнений зависимостей ФТС мясного фарша н групповых показателей ЙД.

Для этого в программе БТАТСБ'ПСА были проанализированы значения групповых коэффициентов -степени н скорости связывания йода, функциональной эффективности добавок (показывающего количество йода в готовом продукте в процентах от суточной нормы потребления), функционально-технологических свойств органических носителей йода: свиной шкурки и белкового концентрата РЯОМИ-С 95.Построены профили предсказательных значений и функция желательности, которые позволили определить оптимальные значения этих коэффициентов, а также графики 3-х мерных зависимостей, и получены уравнения регрессий, адекватно описывающие связь между коэффициентами (Рис. 25(а, б)).

•...... 1

• -ттт 'ГЭ»ЧЭ

гг • оо.гмхб-хол-у

Ш-

I

:

б)

Рисунок 29- Графики поверхностей зависимости коэффициентов функциональной >ф. фсктивности -У| (а) и функционально-технологических свойств -Уз (б) от переменных степени связывания -Х| и скорости связывания йода X;

Сравнительный анализ органических носителей - матриксов показал, что лучшими технологическими показателями и функциональной эффективностью обладает белковый концентрат РЯОМ1Ь С95. что позволило рекомендовать его для разработки новых йодированных котлет функционального назначения.

Производственная апробация проведена в условиях на ООО «Стейтои», где выработана опытная партия котлет «Домашние» с использованием йодированной добавки на основе матрицы белкового концентрата РЯОМП. С95.

выводы

1. В качестве носителя эссенциального микроэлемента йода целесообразно использовать белковый концентрат Р1ЮМ11Х95, который связывает максимальное его количество, а в мясных фаршевых системах, при воздействии тепловой обработки, напротив - имеет наименьшие потери;

2. Оптимальное количество К1, используемого в качестве носителя йода при введении в белок Р1ЮМ11_С95, составляет -130 мл, что в пересчете на йод соответствует 100 мкг, продолжительность йодирования 20-22 часа, при этом содержание связанного йода в белке будет равно — 79,7 мкг.

3. Экспериментальные исследования ФТС мясного фарша показали, что замена основного сырья в модельном фарше говядины на белковый препарат Р1ЮМ1ЬС95 приводила к постепенному повышению ВСС не менее 16,2 %. Рост ВУС был более значительным по сравнению с контрольным образцом -27,0 %. Увеличение ЭС составило 38,3% по сравнению с контролем. Увеличение СЭ составило 11,1 %, а показатель влаговыделения (ВВС) уменьшился на 7,6%. Полученные данные говорят об улучшении функциональных показателей мясных фаршей при использовании йодированного белка

4. Разработаны 3 варианта рецептур, в состав которых введены йодированные гид-ролизованные животные белки - свиная шкурка и РЯОМ1ЬС95, а также йодис — концентрат. На основании математического моделирования в программе БТАТКТГСА определены оптимальные дозы введения ЙД в мясные фаршевые системы: для йодированной свиной шкурки - 10,0% гидратированного йодированного белка -10,0% йодис - концентрата -5,0% тогда КРАС - 12,2; БЦ -87,8. Разработана модифицированная технологическая схема производства мясных полуфабрикатов и проект ТУ 9214-001- 02068108 - 2014.В производственных условиях ООО «Стейтон» проведена промышленная апробация результатов работы и выработана опытная партия котлет «Домашние» с биологически активной йод-содержащей добавкой.

5. Разработана методология комплексной оценки качества ИД: определены единичные и комплексные показатели, построены «Дерево свойств» и алгоритм принятия решений при квалиметрической оценке качества ЙД,

6. Разработаны структурная схема системы «Иодсодержащие добавки» и ее графовая модель, структурированы показатели, характеризующие качество ИД, проведен расчет единичных и групповых показателей, а также выбор оптимальной ЙД на основе моделирования в программе БТАТКПСА, что позволило, применительно к системе ЙД развить основные положения теории количествен-

21

ной оценки качества в решении технологических задач, связанных с применением ЙД в мясных фаршевых системах.

ОСНОВНЫЕ ПУБЛИКАЦИИ ПО ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЕ Публикации в изданиях, рекомендованных ВАК Минобрнауки РФ

1. Ибрагимова З.Р.Получение и применение йодированных белков для лечения микро-элементозов алиментарным путем [Текст]/3. Р. Ибрагимова, Ф. С. Базрова, О.Т. Ибра-гимова//Фундаментальные исследования, 2006.- №9.- С.63 (лично автором 0,04 пл.);

2. Ибрагимова З.Р. Йодирование пищевых белков для производства функциональных продуктов питания [Текст]/З.Р. Ибрагимова, Ф.С. Базрова, О.Т. Ибрагимова //Фундаментальные исследования, 2006 .- №7. -С.53 (лично автором 0,04 пл.);

3. Ибрагимова 3. Р. Обогащение йодом полуфабрикатов из пресноводной рыбы/ 3. Р. Ибрагимова, Ф.С. Базрова [Текст]/Пищевая промышленность, 2007.- №3,- С. 59-60(лично автором 0,08 пл.);

4. Ибрагимова 3. Р. Новые аспекты применения свиной шкурки [Текст]/Ибрагимова З.Р., Ибрагимова О.Т., Базрова Ф.С. //Мясная индустрия, 2007,- №2,- С.44-45, .(лично автором 0,06 пл.);

5. Ибрагимова З.Р. Исследование йодсвязывающей способности пищевых препаратов белков животного происхождения [Текст]/З.Р. Ибрагимова, Ф.С. Базрова //Фундаментальные исследования, 2007.- №5. -С.4, (лично автором 0,03 пл.)

6. Антипова Л.В. Исследование процесса сорбции йода на коллагеновом носителе в получении функционального ингредиента для пищевых систем [Текст] / Л.В. Антипова, А.Н. Рязанов, С. А. Сторублевцев, Ф.С. Базрова//Вестник Воронежского государственного университета инженерных технологий, 2013. - №3 (57). - С. 102 -105, (лично автором 0,1 пл.)

7. Антипова JI.B. Алиментарно корректирующие свойства йодобогащенного функционального продукта [Текст] / JI. В. Антипова, А.Н. Рязанов, С. А. Сторублевцев, Ф.С. Базрова //Вестник Воронежского государственного университета инженерных технологий, 2013, - №3(57).- С.118-120, (лично автором 0,04 пл.)

8. Ибрагимова З.Р. Применение йодис - концентрата при выработке мясных изделий [Тексг]/З.Р.Ибрагимова, Ф. С. Базрова, Д. Д Симеониди//Мясная индустрия, 2013,- №12, -С. 45-47, (лично автором 0,06 пл.)

9. Ибрагимова З.Р.Свойства йодис - концентрата в мясных системах/З.Р. Ибрагимова, Ф.С. Базрова, Д.Д. Симеониди [Текст] //Технология н товароведение инновационных пищевых продуктов, 2013, - № 6(23). -С. 10-15 .(лично автором 0,08 пл.)

10. Базрова Ф. С. Некоторые свойства йодированных мясных продуктов73.Р. Ибрагимова, Ф.С. Базрова, Ф.Л. Тадеева [Тексг]//Товаровед продовольственных товаров, 2013. -№ 12. - С.20-22, .(лично автором 0,06 пл.);

11. Ибрагимова З.Р.Мясные продукты для коррекции йоддефицитных состояний организма человека [Текст ]/З.Р. Ибрагимова, Ф.С. Базрова, Е. И. Цопанова //Товаровед продовольственных товаров, 2014.-.N» 2. - С.28-33, .(лично автором 0,08 п.л.);

12. Антипова Л. В. Применение йодис-концентрата в получении йодированных мясных продуктов [Текст ]/ Л. В. Антипова, JI. П. Бессонова, 3. Р. Ибрагимова, О. Т. Ибрагимова, Ф. С. Базрова//Все о мясе, 2014, -№3,- С. 32-36, .(лично автором 0,125 п.л.)

Статьи н материалы конференций

13. Ибрагимова З.Р. Биолого-технологические аспекты получения йодированных белков для обогащения пищевых продуктов [Текст]/З.Р. Ибрагимова, О.Т. Ибрагимова, Ф.С. Базрова //Материалы научной конференции «Актуальные проблемы экологии сохранения биоразиообразия Северного Кавказа», Владикавказ, 2007 г.- С. 102 -106, (лично автором 0,125 п.л.)

14. Ибрагимова З.Р. Новые аспекты применения свиной шкурки [Текст]/3. Р. Ибрагимова, О. Т. Ибрагимова, Ф. С. Базрова//Свиноферма.2008, - №1. -С. 39-41, (лично автором 0,08 пл.);

15. Ибрагимова З.Р. Кожа прудовых рыб - органический носитель йода в технологии рыбных продуктов [Текст]/З.Р. Ибрагимова, Ф.С. Базрова, Болгова С.Б. // Международная научно — практическая конференция «Российская аквакультура: состояние, потенциал и инновационные производства в развитии АПК», Воронеж, 2012 г., С. 168170, (лично автором 0,06 п.л.);

16. Ибрагимова З.Р. Йодированные пищевые продукты в профилактике здоровья населения [Текст]/3. Р. Ибрагимова, Ф.С. Базрова//Материалы Международной научно-технической конференции «Здоровое питание». Воронеж, 2012 г., С. 204-206.(лично автором 0,08 п.л.);

17. Ибрагимова З.Р. Комплексная оценка и перспективы использования побочного рыбного сырья [Текст}/З.Р. Ибрагимова, Ф.С. Базрова, Черкесов А.З. //Материалы второй международной научно-практической конференции, посвященной 100-летию ВГАУ и 20-летию образования факультета технологии и товароведения, 24 -26 апреля, Воронеж, 2013 г., С.20-25, .(лично автором 0,125 п.л.)

18. Ибрагимова З.Р. Получение йодированной добавки для обогащения мясных продуктов на основе свиной шкурки [Текст]/ З.Р. Ибрагимова, Ф.С. Базрова //Материалы Всероссийской научной конференции с международным участием 28-30 апреля, Воронеж 2014.С. 120-121, .(лично автором 0,06 п.л.);

19. Бессонова Л.П. Применение йодис - концентрата в получении мясных продуктов [Текст]/Л.П. Бессонова, З.Р. Ибрагимова, Ф.С. Базрова// Материалы LII отчетной научной конференции за 2013 год. В 3 ч. 41/ Воронеж. ВГУИТ, 2014 г., С. 148-149 (лично автором 0,125 п.л.);

20. Ибрагимова З.Р. Безопасность и технологические аспекты получения йодированных белков для обогащения пищевых продуктов [Текст]/ Ибрагимова 3. Р., Базрова Ф.С., Гадиева М.Ш. //Безопасность и технологические аспекты получения йодированных белков для обогащения пищевых продуктов. Воронеж 2014.С 23-24, (лично автором 0,04 п.л.);

21. Бессонова Л.П.Получение йодсодержащих добавок на основе коллагенового сырья и коммерческих белков марок СКАНПРО и РЯОМИХ 95 [Текст]/ Л.П. Бессонова, Ф.С. Базрова//Материалы международной научно-технической конференции «Продовольственная безопасность: Научное, кадровое и информационное обеспечение», ч.1, Воронеж, 2014 г. С.341-345, (лично автором 0,125 п.л.).

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

БЦ - биологическая ценность; ВСС — влагосвязывающая способность; ВУС — влагоудерживающая способность ЙД - йодсодержащие добавки;

КРАС- коэффициент различия аминокислотного скора ФТС — функционально-технологические свойства; ЭС — эмульгирующая способность.

Подписано в печать 10.02.2015. Формат 60x841/16 Усл.псч. л. 1,0. Тираж 100 *>кч Заказ .V- }^_ ФГБОУ ВПО «Воронежский университет инженерных технологий» (ФГБОУ ВПО «ВГУИТ») Отдел полиграфин ФГБОУ ВПО «ВГУИТ» Адрес университет и отдела полиграфии 394035, Воронеж, пр. Революции, 19