автореферат диссертации по технологии продовольственных продуктов, 05.18.16, диссертация на тему:Разработка научно-практических основ кулинарного использования сырья с высоким содержанием коллагена

Оо ^ §

На правах рукописи

о -^г

г

ЧI-

СУЖАЕВА НАТАЛЬЯ ЛЕОНИДОВНА

РАЗРАБОТКА НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКИХ ОСНОВ КУЛИНАРНОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ СЫРЬЯ С ВЫСОКИМ СОДЕРЖАНИЕМ КОЛЛАГЕНА

Специальность 05,18,16 - Технология продуктов

общественного питания

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва - 1998

Работа выполнена на ка$едре технологии производства продуктов общественного питания Российской экономической академии им. Г.В.Плеханова.

Научные руководители

Официальные оппоненты

- доктор технических наук, профессор МГЛИНЕЦ А.й.

- доктор химических наук, профессор ДЫЧНИКОВ Д.С.

- доктор технических наук, профессор БОРЕСКОВ В.Г.

- кандидат технических наук ЛЕЖИНА Е.А.

Ведущая организация - Всероссийский научно-

исследовательский институт мясной промышленности (г. Москва)

Защита состоится "Л/" ¿Ью^е^е-_ юдв г. в /V часов

на заседании диссертационного Совета К 063.62.10 при Российской экономической академии им. Г.В.Плеханова по адресу;

113054, г.Москва, Стремянный переулок, ЕВ корпус аудитория М&

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Российской экономической академии им. Г.В.Плеханова.

Автореферат разослан " " и^и^ри^о^ 1998 г.

Ученый секретарь диссертационного Совета, к.б.н., профессор

А.Т.Ширшов

ОБШДЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность теш. Значительная часть мясного сырья характеризуется высоким содержанием соединительной ткани. Факторами, ограничивающими его использование в производстве мясных продуктов, являются: повышенная жесткость; низкая перевариваемость ферментами желудочно-кишечного тракта; невысокая биологическая ценность, обусловленная наличием неполноценных белков; продолжительность тепловой обработки и т.д.

. В последние годы в связи с повышенны!,! интересом к проблеме рационального и аффективного использования имеющегося белкового сырья, создания мало- и безотходных технологий, вовлечение в производство дополнительного количества животного Белка в виде сырья с повышенны?,1 содержанием коллагена, является важной технологической задачей.

Источниками такого сырья являются субпродукты II категории (рубец, свиная шкурка, мясная обрезь); соединительнотканные образования, полученные при жиловке мяса в процессе кулинарного, колбасного и консервного производств.

Исследованию свойств коллагенсодержащего сырья, разработке эффективны;'- способов его обработки посвящены работы ряда ведущих специалистов мясной промышленности и общественного питания: И.А.Рогова, Д.И.Лобанова, Н,К.Журавской, С.Ф.Елманова, В.И.Соловьева, А.С.Ратушного, А.И.Жариноза и др.

Низкая эффективность использования сырья с повышенным содержанием коллагена обусловлена, в основном, недостаточной изученностью его функционально-технологических свойств, а также отсутствием научно обоснованных подходов к выбору условий предварительной обработки сырья, обеспечивающих как направленную модификацию его функционально-технологических свойств, так и улучшение органолептических показателей.

Одним из технологических приемов, способствующих повышению качественных характеристик коллагенсодержащего сырья, является использование относительно дешевых, доступных, безвредных для организма человека пищевых кислот. Применение последних в производстве кулинарной продукции сдерживается недостатком систематизированных сведений об эффективности их воздействия на свойстга сырья, а также отсутствием научно обоснованных рекомендаций по

способам и режимам кислотной обработки сырья с высоким содержанием коллагена.

Все это обусловливает необходимость комплексного исследования свойств коллагенсодержащего сырья и их изменений под воздействием пищевых кислот с целью разработки научно-практической базы его использования в технологии кулинарной продукции.

Таким образом, выбранная тема диссертационной работы является актуальной.

Цель и задачи исследования. Целью работы является разработка научна-практических основ кулинарного использования сырья с высотам содержанием коллагена и научно обоснованных рецептур и технологии мясных рубленых изделий с его использованием.

В соответствии с поставленной целью было намечено решение следующих задач:

- изучить химический состав различных видов соединительнотканного сырья;

- изучить термодеформационные свойства коллагенсодержащего сырья;

- исследовать энергетические особенности структуры' сырья с высоким содержанием коллагена;

- изучить реологические свойства коллагенсодержащего сырья;

- обосновать эффективность использования растворов пищевых кислот для обработки соединительнотканных образований;

- обосновать рациональные параметры процесса обработки пищевыми кислотами сырья с высоким содержанием коллагена;

- изучить возможность использования обработанной соединительной ткани в модельных фаршевых изделиях;

- разработать научно обоснованные рецептуры и технологию производства мясных рубленых изделий (натуральных и с наполнителем) с использованием обработанной соединительной ткани;

- изучить пищевую и биологическую ценность разработанных мясных рубленых изделий с повышенным содержанием соединительной ткани.

Научная новизна работы. Определены термодеформационные характеристики коллагенсодержащего сырья: температура сваривания, работа конформаций структурных блоков коллагена, энергия и количество связей, подвергающихся температурной конформадии.

Исследованы энергетические особенности структуры соедини-

тельнотканного сырья.

Определены реологические свойства фаршей из сырья с повышенным содержанием коллагена.

Получены математические модели, описывающие зависимость развариваемости и термодеформационных характеристик грубых соединительнотканных образований, полученных в процессе жиловки говядины, от концентрации и продолжительности воздействия винной, лимонной, молочной и уксусной кислот.

Определены рациональные параметры обработки сырья с высоким содержанием коллагена растворами пищевых кислот.

Практическая значимость работы. На основании теоретических и экспериментальных данных разработаны научно обоснованные рекомендации по способам и режимам обработки сырья с высоким содержанием коллагена растворами пищевых кислот, а такте рецептуры и технологии мясных рубленых изделий с его использованием.

Разработана нормативная документация (технические условия и технологическая инструкция) на полуфабрикаты мясные рубленые с повышенны!.! содержанием соединительной ткани.

Предложенные технологии и рецептуры прошли производственную апробацию на предприятиях общественного питания г.Курска и Курской области и получили положительную оценку потребителей.

Обоснованность и достоверность исследований. При проведении экспериментов использованы современные физико-химические методы исследования пищевых продуктов, проведена математике-статистическая обработка экспериментальных данных с использованием ЭВМ, что свидетельствует о достоверности выводов, представленных в диссертации.

Апробация работы. Основные положения и результаты работы доложены и обсуждены на: научно-технических конференциях Московской Государственной академии прикладной биотехнологии (г.Москва, 1994, 1996 гг.), Международной научно-практической конференции "Развитие массового питания гостиничного хозяйства в условиях рыночных отношений" (г. Киев, 1994 г.), на восьмых Плехановских чтениях (г. Москва, 1995 г.).

Работа выполнена на кафедре технологии производства продукции общественного питания Российской экономической академии им. Г.В.Плеханова.

Диссертация обсуждена на кафедре ТППОП РЭА им. Г.В.Плехано-

- б -

ва и рекомендована к защите.

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 6 печатных работ.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, обзора источников информации, описания объектов и методов исследования, экспериментальной части, выводов и рекомендаций, списка использованных источников и приложений.

Работа изложена на 184 страницах машинописного текста, содержит 25 таблиц, 30 рисунков. Список использованных источников включает 228 наименований, в том числе 48 иностранных.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении дано обоснование выбранной теш диссертационного исследования.

В обзоре литературы даны современные представления о строении и свойствах коллагена, приведены сведения о коллагеназной активности ферментов различного происхождения, солей, органических кислот. Дана краткая характеристика пищевой ценности сырья с высоким содержанием коллагена, проанализированы современные способы предварительной обработки и технологических принципов его использования.

Представлен материал об опыте применения пищевых кислот в отечественной мясной промышленности и за рубежом.

Анализ материалов отечественных и зарубежных авторов еыявил ограниченность имеющихся данных по отдельным вопросам и свидетельствует о необходимости более глубокого изучения влияния различных пищевых кислот на коллагенсодержащее сырье.

На основании анализа данных источников информации сформулированы цель и задачи исследования.

В экспериментальной части дана характеристика объектов и методов исследования, приведены результаты собственных исследований и их обсуждение в соответствий с поставленными задачами, сформулированы выводы и рекомендации.

В приложении к диссертации представлены документы о внедрении результатов исследований.

Объекты исследования. Объектами исследования являлись: грубые соединительнотканные образования, выделенные в процессе жи-ловки говядины, зачищенные от видимых включениях мышечной ткани

и жира: рубец; свиная шкурка колбасного производства (зачищенная и обезжиренная); сухожилия крупного рогатого скота; кожа птицы; кожа рыбы (скумбрии); соединительнотканные образования, подвергнутые действию растворов пищевых кислот различной концентрации; а также модельные фарши с различной долей обработанной соединительной ткани (натуральные и с наполнителем) и готовые изделия из них; полуфабрикаты и готовые мясные рубленые изделия с повышенным содержанием соединительной ткани, выработанные согласно рациональным вариантам рецептур.

Методы исследования. Схема организации эксперимента представлена на рис. 1.

Отбор проб, подготовку их к анализу проводили в соответствии с ГОСТ 4288-76, ГОСТ 7269-79. Массовую долю влаги (1) определяли высушиванием до постоянной массы по ГОСТ 9793-74. Содержание белка (2) в соединительнотканном сырье определяли на CNH -анализаторе, в готовых изделиях - методом Кьельдаля по ГОСТ £5011-81; жира (3) - методом экстрагирования смесью хлороформа и этилового спирта по ГОСТ 23042-78; золы (4) - сжиганием органической части навески продукта и прокаливанием минерального остатка при температуре 500-600°С; оксипролина (5) - по методу Неймана-Логана (Neuman R.E., Logan М.А., 1950); коллагена (6) -умножением содержания оксипролина на коэффициент пересчета, равный 7,46; хлеба (7) - по ГОСТ 4288-76; соли - по ГОСТ 9957-73; величину pH (9) - на рН-метре рН-340; водосвязывающую способность (10) - по методу Грау и Хамма (Grau R., Hamm R., 1957); температуру сваривания коллагенсодержащего сырья (11); ' работу тепловой деформации (12); количество связей, участвующих в стабилизации молекулы коллагена (13) - методом термодеформационного исследования коллагенсодержащих материалов (Лычников Д.С., 1989); степень деструкции коллагена (14) - путем определения оксипролина после отмывания глютина (Журавская Н.К., Отряшенкова Л.М., 1985); коэффициент набухания коллагенсодержащего сырья (15) - отношением массы поглощенной во время набухания жидкости к массе образца до набухания; массу готовы;-: изделий (16) определяли взвешиванием после охлаждения; органолептические показатели (17) - по пятибалльной шкале; реологические свойства (18) - с помощью ротационного вискозиметра "Reotest - 2"; аминокислотный состав (19) - на аминокислотном анализаторе "Hitachi - 835";

Рис.1. Схема организации эксперимента

аминокислотный скор (20) рассчитывали в сравнении со шкалой "идеального белка" ФАО/ВОЗ; коэффициент различия аминокислотного скора (КРАС) (21) определяли по результату средней величины избытка аминокислотного скора эссенциальных аминокислот по сравнению с наименьшим скором какой-либо аминокислоты (Черников М.П., 1986).

Аналитическую обработку экспериментальных данных (22) проводили методами многофакторного регрессионного анализа о помощью программного пакета "Statistika for Windows v.4.1. B-release" на компьютере Intel Pentium 120.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Решение задачи использования сырья с повышенным содержанием коллагена в кулинарной практике, связанное с расширением ассортимента мясной продукции, совершенствованием существующих технологий и разработкой новых технико-технологических решений, во многом зависит от знания функционально-технологических свойств коллагенсодержащего сырья и характера их изменения под действием различных технологических факторов.

Химический состав некоторых видов коллагенсодержащего сырья, представленный в табл. 1, показывает, что практически все виды низкофункционального мясного сырья содержат значительное количество белков, главным образом коллагена. Это позволяет рассматривать соединительнотканное сырье как высокоресурсный источник животного белка при условии осуществлении взаимосбалансированности компонентов рецептур.

Исследование термодеформационных изменений соединительной ткани, выделенной в процессе жиловки говядины позволило определить температуру сваривания коллагена, произвести оценку работы конформаций структурных блоков коллагена, величины энергии и количества связей, участвующих в температурной стабилизации белка. Исследованию подвергались поверхностные пленки длиннейшей мьпицы спины; соединительная ткань лопаточной и тазобедренной частей туши. На рис. 2а представлены кривые зависимости работы теплоиой деформации образцов поверхностных пленок длиннейшей мышцы спины от температуры среды, полученные при различных нагрузках на образец. Предварительное натяжение образца увеличивает величину

Таблица 1

Химический состав некоторых видов соединительнотканного сырья

-!-1-1-1-1-1-

| Общий |0ксипро-| К.олла-| Коллаген, 1 Жир, 1 Влага, Соединительно-) белок,| лин, | ген, %[ % от 1 % I % тканное сырье | % | X. | | общего | |

III! белка ! |

J_|_1_|_I_I

Межмышечная

эпимизиальная

ткань, выде-

ленная с

- заплечной

части 32,9+0,3 2,79+0,1 20,8+0,6 63,2 2,1+0,1 61, 9+1

- тазобедрен-

ной части 33,7+0,7 2,42+0,2 18, ,1*0,4 53,6 2,4+0,2 60,9+1

- покромки 36,6+0,6 2,69+0,2 20, ,0+0,4 54,7 1,6+0,1 59, .1+1

- вырезки 31,3±0,5 2,30+0,1 17, ,2+0,3 54,9 '1,3+0,1 62, ,8+1

- толстого

края 31,5+0,6 2,29+0,1 17, Л+0,4 52,4 1,7+0,1 61, ,9+1,

Рубец 17,4+0,3 1,84+0,1 13, ,7+0,2 78,8 2,4+0,1 78, ,7+1.

Шкура свиная 29,1+0,6 3,41+0,1 25, ,5+0,1 87,5 10,9+0,3 57, ,5+1,

Кожа птицы 20,4+0,5 1,47+0,1 11, ,0+0,3 53,7 16,7+0,3 61, ,141,

Сухожилия КРС 28,8+0,7 3,50+0.1 26, ,1+0,5 90,6 1,1+0,1 68, ,5+1,

Кожа рыбы 20,4+0,4 1,37+0,1 10, ,2+0,3 50,2 6,0+0,2 70, ,141,

максимальной работы тепловой деформации и сдвигает значение температуры сваривания в сторону больших значений.

По полученным данным произведен ориентировочный расчет энергии связей, подвергающихся температурной конформации и их числа на единицу белковой молекулы. Следует отметить, что величина энергии связей, которая не превышает 2,88 кДж/моль, по своему энергетическому уровню близка к водородным связям.

Исследование термодеформационных характеристик соединительной ткани при различном направлении прилагаемых усилий дает возможность выявить число связей, имеющих преимущественное направление. Выявлено, что число связей, которые участвуют в стабилизации наивной структуры коллагена, в направлении, перпеядкку-

Зависимость работы тепловой деформации от температуры среды (а) и гистограмма распределения связей по энергетическим уровням (б) е образцах поверхностных пленок длиннейшей мышцы спины, нагружаемых вдоль волокон поперек волокон

А, А,

1 - Р=ЗН; £ - Г=5Н; 3 - Р=8Н 1 - Е=1,5Н; 2 - Г=ЗН; 3 - Р=5Н

&п

Дп

4 3

/ГТГЛ- /У^-

ч/-

¿Е

2,5 2,7 2,5 2,7 2,5 2,7 2,9 2,5 2,7 2,5 2,7 2,5 2,7 2,9 ЕСв >кДж/шль Есв ) кДк/моль

Рис. 2

1

1

лярном оси волокна, больше, чем вдоль волокна.

Кроме того, характер гистограмм распределения связей по их энергиям (рис. 26) позволяет утверждать, что связи, расположенные перпендикулярно оси волокна, имеют более высокоэнергетический уровень.

Таким образом, термодеформационные исследования позволили установить некоторые структурные особенности коллагенсодермащего сырья.

Среди комплекса физических свойств реологические (структурно-механические) являются главнейшими. Они часто предопределяют поведение продуктов в разнообразных технологических процессах, характеризуют агрегатное состояние, дисперсность, строение, структуру и вид взаимодействий внутри продукта.

Зависимости эффективной вязкости от градиента скорости для фаршей из различных видов соединительнотканного и мясного сырья, изображены на рис. 3. Течение полученных дисперсионных систем описывается уравнением, имеющим вид:

Пэф = Во*Г~т / 1 /

где Т1Эф - эффективна* еязкость, Пз*с; X - градиент скорости: ш -темп разрушения структуры.

Следующий этап работы был посвящен исследованию эффективности обработки сырья с высоким содержанием коллагена растворами пищевых кислот: винной, лимонной, молочной и уксусной. Образцы соединительной ткани помещались в растворы кислот, равные по ионной силе (10~3, 5*10~3, Ю-2, 1,5*10-2) и выдерживались в течение 2, 4 и 7 часов при температуре 4...6 °С. По окончании процесса выдерживания в кислотах определяли степень деструкции коллагена после тепловой обработки при ?7°0 е течение 1 ч.

Характер изменения величины развариваемости, вызванного воздействием кислот, в образцах поверхностных пленок длиннейшей мышцы спины изображен на рис. 4. Представленные данные свидетельствуют о том, что увеличение значений концентрации используемых кислот и продолжительности их воздействия интенсифицирует процесс распада соединительнотканных белков- Исключение составляет молочная кислота, которая при концентрации, превышающей 5 Л вызывает некоторое повышение гидротермической устойчивости коллагена и понижение его количества, переходящего в растворимое состояние при тепловой обработке. Этот эффект может быть связан

I

.q

EH

о

«и w

M

"3

та «

m Eh ал

lO"

10"

10J

•X

\ х

. N V \

\

^ 1

4 *ч 1 4 ? 3 ч. »

\ ^ 4

N Ч* J 5 N 7

N U

10

-1

8 10 2 4 8 10;

Градиент скорости, с

Рис. 3. Зависимость эффективной вязкости от градиента скорости для фаршей из соединительнотканного и мясного сырья

1 - сухожилия

(В0 =

705; m = 0,80)

2 - соединительная ткань длиннейшей мышцы.спины

(В0 = 540; ¡П = 0,80)

3 - свиная шкурка (В0 = 340; m = 0,80)

4 - соединительная ткань заплечной части

(Во = 305; ш = 0,79)

5 - рубец (В0 = 305; ш = 0,78)

6 - котлетное мясо (В0 = 280; ш = 0,80)

7 - соединительная ткань покромки (В0 = "195; ш = 0,79)

8 - кожа птицы (В0 = 150; ш = 0,81)

сь% 100 1 80 -60 ■ 40 -20

0 0,5

—I-1-;-I-1-г"

1,5 2 2,5 3 3,5 4

С?=3,0+69.78С-0,78т:-58,25с2+1,54Х2+18,11с3-0,16"С= И = 0,999

100 80 60 40 20

0 0,5

1,5

2,5 3 С,'

<3=3,0+29,45с-6,51Х-11,38с2+2, 73Х2+2,05с3-0,22т:3 К = 0,986

12 с, %

4=3,0+29,95с-5,58-С-6,22сг+2,29хг+0,34с3-0,16т:3 Я = 0,993

100 80 -60 -40 -20

0

-1-1-1-1-1-

10 20 30 40 50 60

70 с,%

<3=3,0+2,12с-2,21Г-0,43с2+1,07т:2+0,004с3-0,66т;3 И = 0,998

а

Рис. 4. Зависимость степени распада коллагена Ш) в образцах поверхностных пленок длиннейшей мыщцы спины от концентрации (с) а - винной; б - лимонной; в - молочной; г - уксусной кислот при продолжительности выдерживания 2 (кривые 1); 4 (кривые 2); 7 (кривые'3) часов.

оо специфическим действием ионов и недиссоциированных молекул молочной кислоты, приводящим к образованию дополнительных межмолекулярных связей и упрочению структуры коллагена.

Кривые изменения степени деструкции коллагена показывают, что при повышении концентраций кислот выше определенных пределов расщепление коллагена приобретает все более стабильный характер. Графически это выражается в появлении пологих, асимптотически приближающихся к горизонтальной прямой участков кривых, отображающих изменение разваризаемости коллагена. Очевидно, было бы нецелесообразны!/! повышение концентраций кислот выше значений, при которых начинает проявляться данный эффект.

Компьютерная обработка экспериментальных данных позволила получить математические модели, описывающие зависимость степени деструкции коллагена от факторов концентрации и продолжительности воздействия каждой из используемых кислот.

Анализ представленных данных позволил определить рациональные параметры обработки, вызывающей расщепление значительной (30-40 'О части коллагена.

Аналогичные эксперименты были проведены с образцами соединительной ткани, выделенных с других анатомических частей туши (лопаточной, шейной, покромки, сашины и т.д.). Сопоставление полученных результатов с приведенными выше показывает, что характер изменения развариваемости коллагена остается тем же, что позволяет предложить с целью унификации единые параметры обработки соединительнотканных образований (табл. 3).

Таблица 3

Кислота 1...... | Концентрация с, % 1 1 ' " ! ! рн 1 1 ! ! Продолжительность х, ч |

Винная 1,-1 2,31 2

Лиманная 1,8 2,30 4

Молочная 1/1 2,37 4

Уксусная 8,0 2,30 7

Воздействие растворов кислот привадит к изменению термодеформационных характеристик коллагенсодержащего сырья. Температура сваривания является очень чувствительным показателем интенсивности межмолекулярного взаимодействия в структуре коллагена и

ее изменении по влиянием различных обработок. Значительное снижение температуры сваривания и работы тепловой деформации колла-генсодержащего сырья под воздействием кислот является прямьа следствием набухания, ослабления и частичного разрыва межмолекулярных связей в коллагене. Сокращение количества связей, подвергающихся температурной конформации, свидетельствует о выраженной дезинтеграции волокон, разрыхлении и расслоении соединительно! ткани. Анализ экспериментальных данных с учетом полученных математических моделей (табл.4) показал, что рациональные параметр1 кислотной обработки кодлагенсодержащего сырья, определенные пс развариваемости коллагена, являются приемлимыми и с точки зренш термодеформационного исследования.

Таблица *

-1-1-

Кислота | Математическая модель | Коэффициент

! | корреляции !

_I_I_

Винная Тсь =67-89,97с-2,53х+113,82с2+0,41х2+... 0,99949

А = £7-31,ббс+0,45Х+25,73с2-0,21Х2+... 0,99906

Лимонная Тсв =67-38,17с+0,18х+25,86с2-0,19х'2+... 0.99589

А = 27-42,07с-8,11х+3б,97сг+2,00Х2+... 0,99964

Молочная ¿св =67-13,39с-3,32Х+2,63с2+0,50Х2+... 0,99898

А = 27-21, Зос+4,69Х+4,74с2-1,77Х2+... 0,99274

Уксусная Тсв =67-2,28с-10,8б"£+0,93с2+1,93Х2+... 0,97019

А = 27-1,58с-8,90Х+0,06с2+1,58х2+... 0,96086

Обсуждение и анализ экспериментальных данных позволили опр« делить рациональные параметры обработки кислотами сырья с высок содержанием коллагена и дать практические рекомендации по его и« пользованию в производстве мясных продуктов, что позволило подо! ти к этапу разработки научно обоснованных технологий и рецептур Для устранения повышенной кислотности, приобретаемой соед: нительноткакным сырьем в процессе обработки пищевыми кислтам; предложено проводить нейтрализацию бикарбонатом натрия (пищев! содой) до первоначальной величины рН, равной 6,3-6,7. Экспериме; тально-расчетным путем было подобрано оптимальное количество п: щевой соды, необходимой для нейтрализации соединительной ткан: выдержанной в винной, лимонной, молочной и уксусной кислотах.

Предварительные эксперименты показали, что введение в фарш выдержанной в кислотах и нейтральзованной соединительной ткани приводит к ухудшению показателей качества мясных рубленых полуфабрикатов и готоеых изделий из них. Высокая влажность и большая доля слабосвязанной влаги в соединительнотканном компоненте обусловливают недостаточные структурно-механические свойства комбинированных полуфабрикатов. Кроме того обработанное вышеуказанным способом соединнтельнотканное сырье оказывает негативное влияние на консистенцию готовых изделий при содержании его е количестве, превышающем 10 % от массы мяса.

Для устранения названных недостатков, а также с целью повышения переваримости коллагенсодержащего сырья и улучшения сани-тарно-микробиологических показателей продуктов с повышенным содержанием соединительной ткани предложено проводить дополнительную тепловую обработку последней. Цикл технологических операций, включающих выдерживание соединительной ткани в определенных выше рациональных режимах, нейтрализация бикарбонатом натрия и тепловую обработку в течение 25-30 мин, позволяет получить полуфабрикат соединительной ткани обработанной, пригодный в качестве компонента в фарш для мясных рубленых изделий. Добавление 25 % кал-лагенсодержащего сырья от массы мяса при снижении количества требуемой по традиционной рецептуре воды дает возможность получать полуфабрикаты и готовые изделия (натуральные и с наполнителем) с необходимыми реологическими свойствами и высокими органолептичес-кими показателями.

На основании вышеизложенного были разработаны рецептуры мясных рубленых изделий с повышенным содержанием соединительной ткани, определены органолептические и физию-химические показатели качества полуфабрикатов, исследована пищевая и биологическая ценность готовых изделий.

Технологическая схема произвоства биточков "Курские" представлена на рис. 5.

Анализ аминокислотного скора показал, что наличие соединительнотканного компонента не изменяет порядка лимитирования эс-сенциальных аминокислот. Для исследования сбалансированности аминокислотного состава белков изделий с повышенным содержанием соединительной ткани был рассчитан коэффициент различия аминокислотного скора (КРАС), характеризующий качество белка (табл. 5).

Рис. 5. Технологическая схема приготовления биточков "Курские"

Таблица 5

Значения коэффициентов различия аминокислотного скора (КРАС)

рубленых изделий с повышенным содержанием соединительной ткани -(---

Наименование | Различие аминокислотного скора (ДРАС)

аминокислот ,-1-:-

| Шницель натуральный | Биточки 1 контроль | "Надежда" | контроль | "Курские"

Валин 39,5 29,4 12,3 34,7

йзолейцин 39,4 29,4 18,1 24,7

Лейцин 59,8 46,4 37,0 40,2

Лизин 102,5 86,5 65,8 61,8

Метионин+цистин 0 О . 0 0

Треонин 126,7 110,4 81,8 88,4

Фенилаланин+

тирозин 83,0 80,4 48,8 80,2

£ ДРАС 450,9 382,5 263,8 3:30,0

КРАС 64,4 54,6 37,7 . 47,1

Таблица 6

Химический состав и энергетическая ценность мясных рубленых изделий с повышенным содержанием соединительной ткани

1 Продукт | 1 Шницель | ч Шницель | 1 Биточки 1 Биточки

! 1 контроль | "Надевда" | | контроль 1 1 "Курские"

Содержание, %.

влаги 46,75+1,31 49,14+1,34 57,48+1,40 59,03+1,38

белка 16,57+0,24 17,57+0,17 14,81+0,17 14,98+0,22

общих липидов 22,94+0,13 19,68+0,15 12,34+0,12 11,81+0,16

углеводов

"по разности" 11,81+0,11 11,90+0,14 13,75+0,12 13,34+0,15

золы 1,93+0,65 "1,77+0,04 1,62+0,07 1,47+0,06

Энергетическая

ценность, ккал 320 295 225 214

Исследование химического состава готовых рубленых изделий с ■ повышенным содержанием соединительной ткани (табл.6) показало,что введение в фарш соединительнотканного компонента приводит к незначительному снижению содержания общих липидов при увеличении содержания белков.

ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ

1. Исследованы функционально-технологические свойства сырья с высоким содержанием коллагена. Анализ химического состава свидетельствует о значительном содержании белков (17,4 - 33,7 X), из которых на долю коллагена приходится до 90 %.

2. Определены термодеформационные характеристики коллаген-содержащего сырья: температура сваривания, работа деформаций структурных блоков коллагена, энергия и количество связей, подвергающихся температурной конформции. Выявлено, что величина энергии связей не превышает значений, характерных для водородных связей.

Установлены некоторые структурные особенности коллагена: количество связей, участвующих в стабилизации нативной структуры белка, в направлении, перпендикулярном оси волокна, больше, чем вдоль Еолокна. Характер гистограмм распределения связей по анергиям позволяет утверждать, что связи, расположенные перпендикулярно оси волокна, имеют более высокоэнергетнческий уровень.

3. Исследованы реологические свойства соединительнотканного сырья, показывающие их связь со структурными особенностями коллагена. Получены уравнения, описывающие течение фаршей из различных видов соединительной ткани.

4. Изучено воздействие на коллаген соединительной ткани растворов уксусной, молочной, лимонной и винной кислот различной ионной силы (Ю-3, 5*10~3, Ю-2, 1,5*10~2) при продолжительности 2, 4, 7 часов.

Комплексное исследование влияния параметров кислотной обработки на развариваемость и термодеформационные характеристики коллагена (температуру сваривания и работу тепловой деформации) позволили определить наиболее рациональные значения концентрации и продолжительности воздействия каждой из используемых

кислот.

Получены математические модели, характеризующие зависимость исследуемых характеристик от концентрации и времени воздействия кислот.

5. На основании экспериментальных дачных разработаны рекомендации по способам и режимам кислотной обработки сырья с высоким содержанием коллагена.

Проведенные исследования позволили расширить имеющиеся теоретические представления о механизме воздействия кислот на белки соединительной ткани, об изменениях в структуре коллагена, происходящих при кислотном набухании, а также об эффективности воздействий пищевых кислот различной химической природы.

6. Разработана технология получения полуфабриката из соединительной ткани, предусматривающая фиксацию в растворах пищевых кислот рациональных концентраций и времени воздействия, нейтрализацию пищевой содой и термическую обработку. Использование полуфабриката соединительной ткани в количестве 25 % от массы мясного сырья позволяет получить рубленые изделия с высокими орга-нолептическими характеристиками.

7. Исследованы пищевая и биологическая ценность разработанных ¡¿ясных рубленых изделий: химический состав, энергетическая ценность, аминокислотный состав, коэффициент различия аминокислотного скора.

8. Разработана нормативная документация (технические условия и технологсческая инструкция) на полуфабрикаты мясные рубленые с повышенным содержанием соединительной ткани - шницель "Надежда" и биточки "Курские".

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Дрынова Н.Л., Мглинец А.И., Лычников Д.С. К вопросу изучения энергетических характеристик коллагена // Теоретич. и практ. аспекты применения методов ИФХМ с целью совершенствования и интенсификации процессов пищевых производств:Тез. докл. науч. -техн. конф.-М.: МГАПБ, 1994.- С.15.

2. Дрынова Н.Л., Мглинец А.И., Лычников Д.С. Влияние органических кислот на гидротермическую устойчивость коллагена // Тез. докл. междунар. научно-практ. конф.- Киев, 1994.- с.92.

3. Дрынова Н.Л., Коняхина A.B., Мглинец А.И., Лычников Д.С.

Исследование энергетических особенностей структуры коллагенсодер-жащих тканей - мяса, дермы кожи и других веществ // Экономика и технология. Межвузовский сборник научных трудов.- м.: Рос. экон. акад.- 1994.- с.163-165.

4. Дрынова Н.Л., Мглинец А.И., Лычников Д.С. Изменение функционально-технологических свойств коллагена при кулинарной обработке // 8-е Плехановские чтения "Экономическое возрождение России": Тез. докл. Ч.З.- М,:Изд-во Рос. экон. акад., 1995.-с.64-66.

а, Лычников Д.С., Мглинец А.И., Герасименко Н.И., Дрынова Н.Л., Макаров-Землянский Я.Я. Исследование энергетических особенностей структуры коллагена методом термодеформации // Хранение и переработка сельхозсырья.- 1995.- N б.- с.ЕЕ-24.

б. Дрынова Н.Л., Мглинец А.И., Лычников Д.С. Оценка эффективности воздействия кислот на коллагенсодержащее сырье методом термодеформации // Теоретические аспекты применения методов ИФХМ с целью совершенствования и интенсификации технологических процессов пищевых производств: Тез. докл..- М.: МГАПБ, 1996.- с.43.

Подписано к печати 19.03. 98г. Зак.45 Объём 1п.л. ТирДОО

МГИЭМ. Москва. М. Пионерская ул., 12