автореферат диссертации по технологии продовольственных продуктов, 05.18.04, диссертация на тему:Разработка режимов стерилизации мясных консервов "Мясо зебу в собственном соку" и сроков их хранения в тропических условиях

РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ НАУК

ВСЕРОССИЙСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ

МЯСНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

и

На правах рукописи

БАРРИ АЛУ

Разработка режимов стерилизации мясных консервов Мясо зебу в собственном соку" и сроков их хранения в

тропических условиях

Специальность 05.18.04 -технология мясных, молочных и рыбных продуктов

Научный руководитель -доктор технических наук, профессор Е.Ф.Орешкин

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва 1998

СОДЕРЖАНИЕ

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

Глава 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. Стерилизация как метод консервирования пищевых продуктов................................................................................................... 8

1.2. Принципы термического консервирования................................... 9

1.3. Разработка режима стерилизации консервов ...............................18

1.4. Действие температур на свойства продуктов...............................20

1.5. Изменение пищевой ценности мяса при нагревании ..................25

1.6. Технология производства стерилизованных консервов...............31

Заключение по обзору литературы...............................................39

СОБСТВЕННЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

Глава 2. ОБЪЕКТ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

2.1. Постановка опытов ..........................................................................43

2.2. Методы исследования .....................................................................52

Глава 3.ИССЛЕДОВАНИЕ СВОЙСТВ МЯСА ЗЕБУ В ПРОЦЕССЕ СТЕРИЛИЗАЦИИ. РАЗРАБОТКА РЕЖИМОВ СТЕРИЛИЗАЦИИ И ХРАНЕНИЯ

3.1. Основной химический и аминокислотный состав мяса зебу......56

3.2. Изменение белковой фракции в процессе стерилизации............58

3.3. Разработка режимов стерилизации................................................66

3.3.1. Промышленная стерильность......................................................66

3.3.2. Органолептические показатели качества...................................81

3.4 Изменение органолептических показателей качества

во время хранения...................................................................................93

3.5 Изменение физико-химических показателей качества консервов во время хранения ................................................................99

3.6 Внешний вид и состояние внутренней поверхности консервных банок .........................................................................................104

3.7 Заключение по разделу....................................................................106

Глава 4. РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО РЕГЛАМЕНТА ПРОИЗВОДСТВА И ХРАНЕНИЯ KOHCEPBO

4.1 Производственная проверка рекомендованных

режимов стерилизации............................................................................108

4.2 Разработка технологического регламента выработки и хранения мясных консервов....................................................................109

ЗАКЛЮЧЕНИЕ............................................................................... 109

ВЫВОДЫ......................................................................................... 113

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ....................... 115

Приложения..................................................................................... 125

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность проблемы. Технология и техника производства консервированных продуктов хорошо разработаны, проверены в промышленных условиях, объемы производства консервов в мире значительны. Однако известные технологии предусматривают выработку консервов в странах с развитой промышленностью и оразветвленной сетью холодильных мощностей. К хранению консервов предъявляются жесткие требования. В соответствии с инструкцией "О порядке санитарно-технического контроля консервов на производственных предприятиях, торговых базах, в розничной торговле и предприятиях общественного питания", действующей в России, консервы в которых содержатся термофилы - возбудители бомбажа или плоскокислой порчи, надо хранить при температуре не выше 15 °С. И во многих других странах установлены подобные же жесткие условия хранения.

Республика Мали расположена в Западной Африке с субэквато-риальним на Юге и тропическим климатом. Среднемесячная температура от 20 до 35 °С. Мали аграрная страна с развитым экстенсивным скотоводством. Из-за недостаточной развитости перерабатывающей промышленности и особенно недостатка холодильных мощностей большая часть скота экспортируется в соседние страны - Кот-д-Ивуар, Сенегал, Буркина-Фасо и др.

Понятно, что при транспортировке скота на большие расстояния в условиях жаркого климата неизбежны большие потери его живой массы и, следовательно, значительный материальный ущерб.

Эффективным решением этой проблемы было бы создание собственной перерабатывающей промышленности и строительство холодильников для хранения мяса. Строительство заводов по переработке

скота в общем в Мали решается, развитие сети холодильников для хранения мяса пока не определено, так как в условиях жаркого климата эксплутационные затраты при обслуживании холодильников значительно выше, чем в России.

С меньшими затратами задачу снижения потерь в животноводстве можно решить при организации выработки мясных консервов. Консервы можно хранить в неохлаждаемых помещениях и транспортировать в неохлаждаемом транспорте. Тем не менее до настоящего времени в Мали консервы не вырабатываются. Одной из причин является то, что отсутствует научно-обоснованная технология производства консервов для хранения их в жарком климате.

Технология таких консервов имеет определенные сложности, так как при их выработке очевидно придется применять более жесткие режимы стерилизации, чем при выработке консервов, предназначенных для хранения в охлаждаемых помещениях, что должно сказаться на их качестве. Поэтому необходимо всестороннее изучение процессов производства консервов и влияние режимов обработки на их качество.

Исследованию проблемы производства консервов посвящены работы многих ученых: Большакова А.С, Бражникова А.М, Горбатова

B.М, Костенко Ю.Г, Мазохиной-Поршняковой Н.Н, Орешкина Е.Ф, Рогачева В.И, Рогова И.А, Флауменбаума E.JI, Хлебникова В.И., Ball

C.О., Heidtman R.H., Leistner L., Reichert J.E., Stumbo CR., Wirth F.

В работах этих исследователей всесторонне рассматривается широкий комплекс вопросов производства консервированных продуктов, результаты которых нельзя не учитывать при изучении и исследовании процессов производства консервов. В то же время мы не нашли работ, в которых бы всесторонне исследовалось производство

консервов в тропических условиях и описывались бы условия и сроки хранения консервов в жарком климате.

Учитывая сказанное выше, можно следующим образом сформулировать цель и задачи настоящей работы.

Целью работы является разработка режимов стерилизации мясных консервов типа "Мясо зебу в собственном соку" и сроков их хранения в тропических условиях.

В соответствии с поставленной целью необходимо было решить следующие основные задачи по установлению изменений качества мяса зебу в зависимости от температуры стерилизации и величины стерилизующего эффекта; исследованию качества мясных консервов в зависимости от длительности хранения при тропических температурах и разработке технологического регламента выработки и хранения мясных консервов из мяса зебу.

Научная новизна. На основании впервые проведенных комплексных исследований:

установлена зависимость количественных и качественных характеристик белковой фракции мяса зебу от температуры и летальности процесса нагрева;

выявлена динамика качества мясных консервов "Мясо зебу в собственном соку" от температуры и эффекта стерилизации;

определена динамика качественных и количественных изменений консервов в процессе хранения в тропических условиях.

Практическая ценность работы. На основании результатов экспериментальных исследований разработаны режимы стерилизации консервов из мяса скота зебу и установлены гарантированные сроки их хранения в тропических условиях.

Разработан и утвержден "Технологический регламент выработ-

ки и хранения мясных консервов "Мясо зебу в собственном соку" в тропических условиях.

Апробация работы. Материалы по теме диссертации доложены на заседаниях и секциях Ученого Совета ВНИИ мясной промышленности, конференции по теории и практике стерилизации и пастеризации пищевых продуктов в России.

Публикации. По материалам диссертации опубликованы 3 работы.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, выводов, списка литературы и приложений. Основное содержание работы изложено на 148 страницах машинописного текста, содержит 28 таблиц, 22 рисунка, приложений. Литературные источники включают 111 работ на русском, английском, французском и немецком языках.

Автор выносит на защиту:

результаты исследований зависимости качественных показателей мяса скота зебу от режимов стерилизации;

результаты изучения динамики качественных показателей мясных консервов типа "Мясо зебу в собственном соку" в зависимости от температуры и эффекта стерилизации;

результаты исследований зависимости качества мясных консервов от длительности хранения в тропических условиях.

Глава 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. Стерилизация как метод консервирования пищевых продуктов

В общем значении слова под стерилизацией понимают такую обработку продуктов, при которой в них полностью уничтожаются все жизнеспособные микроорганизмы и их споры. Стерилизацию продукта можно обеспечить его нагреванием до высокой температуры, обработкой ионизирующим облучением, введением химических веществ, вызывающих отмирание микроорганизмов и другими способами или комбинацией нескольких способов, например введение химических веществ с последующим нагреванием до высокой температуры (Орешкин Е.Ф и др., 1983) /47/.

В производстве мясных продуктов наибольшее распространение имеет тепловая стерилизация. В промышленных условиях полной стерилизации пищевых продуктов не достигают, т.к. это требует значительного стерилизующего воздействия. Вполне достаточно того, чтобы в продуктах не содержались патогенные микроорганизмы и чтобы он был стойким пои хранении /65/. Поэтому в практике консервирования пищевых продуктов их стерилизуют до промышленной стерильности, а не до полной как это принято, например, в медицине при стерилизации инструмента. После стерилизации в продукте остаются жизнеспособными какое-то количество спор и даже вегетативных форм микроорганизмов /3, 70, 96/.

Число выживших микроорганизмов (спор) зависит от степени стерилизации, которая в свои очередь зависит от назначения консервов и предполагаемых условий их хранения /47/.

Вообще в промышленной практике консервы стерилизуют до подавления всех вегетативных форм микроорганизмов и большинства их спор. Однако небольшое количество мезофильных бактерий оста-

ются хотя и сильно ослабленными, но жизнеспособными и при попадании в благоприятные условия, то есть при неблагоприятных условиях хранения консервов, например во время хранения консервов при повышенной температуре (30-35 °С) они могут размножиться, вызывая тем самым порчу консервов. Поэтому в мировой практике консервы не рекомендуется хранить при температуре выше 25 °С (Ball С.О., Olson F., 1957) /70/.

1.2. Принципы термического консервирования

Промышленная стерильность консервов или заданная степень стерилизации диктуется назначением консервов и условиями их последующего хранения. Чем менее жесткими предполагаются условия хранения консервов, тем выше должна быть степень их стерилизации. Степень стерилизации консервов, предназначенных для поставки в жаркие страны очевидно должна быть существенно выше, чем степень стерилизации консервов, предназначенных для хранения и использования в умеренном климате.

По данным Leistner L., 1979 /83/, в случае последующего хранения консервов при высокой температуре стерилизация должна проводиться по более жесткому режиму, до обычно летального эффекта не менее 12-15 мин. При этом должно быть обеспечено полное отмирание спор семейства Bacillus и Clostridium .

При хранении консервов при высокой температуре., например, при температуре выше 40 °С сравнительно быстро наступает абиотическая порча, так что хранить при такой высокой температуре продолжительнее время не рекомендуется.

Выбор режима стерилизации, при котором достигается заданная промышленная стерильность, является сложной научно-технической задачей. С одной стороны, при более жестких режимах стерилизации, т.е. при более высокой температуре и большей про-

должительности ее воздействия отмирает больше микроорганизмов и, следовательно, возрастает "микробиологическое качество" консервов, а, с другой стороны, усиление режимов стерилизации приводит к очевидному ухудшению вкусовых свойств и в ряде случаев к снижению биологической ценности продукта, усвоение которого человеком заметно уменьшается (Нереум A.C., Халланд Е.Д., 1983) /65/.

Кроме того, достижение полной стерильности консервов, т.е. полное умервщление всех микроорганизмов, в промышленных условиях практически невозможно и не нужно, т. к в продукте даже после очень жестких режимов стерилизации могут выжить единичные клетки микроорганизмов, которые тем не менее никак не являются признаком микробиологического неблагополучия консервов, т. к. они хотя и остаются жизнеспособными, но сильно ослаблены и при нормальных условиях хранения (Соколов A.A., 1965) /59/ не растут. Только при хранении в экстремальных условиях, особенно благоприятных для их роста они могут размножиться.

Поэтому при выборе режима стерилизации консервов следует исходить из следующих положений, режим стерилизации должен обеспечивать заданную промышленную стерильность консервов, но не более. Более жесткий режим стерилизации при заметном ухудшении вкусовых качеств и биологической ценности консервов не влияет на их устойчивость во время хранения в заданных условиях.

Современный подход к решению вопросов стерилизации консервов заключается в изыскании таких способов и режимов стерилизации, которые обеспечивали бы наряду с необходимой инактивацией микрофлоры сохранение пищевой ценности продукта.

Отмечалось, что чем выше биологическая ценность исходного сырья, тем больше его потери при тепловом воздействии, поэтому при обработке такого продукта следует предъявлять более высокие

требования к технологии (Reichert J.E., 1977) /92/.

Все известные способы обработки пищевых продуктов с целью повышения их стойкости при хранении: замораживание, сушка, тепловая обработка в большей или меньшей степени отражаются на первоначальном качестве сырья, обычно вызывая его ухудшение.

Прежде всего, эти отрицательные последствия проявляются в ухудшении органолептических показателей: внешнем виде, запахе, вкусе, консистенции. Хотя консервирование теплом известно уже более 100 лет, оптимизация процесса стерилизации разработана слабо. Частично это объясняется тем, что многие изменения свойств мяса: его структуры, аромата, вкуса во время стерилизации мало изучены.

Достижение необходимого стерилизующего эффекта зависит от следующих факторов (Heidtman R.H., 1970) /76/;

требуемой стойкости консервов, т.е. заданная температура и продолжительность хранения;

состава пищевого продукта, например значение pH, величины активности воды aw , содержания соли, содержания нитрита, рецептуры;

вида тары и ее размера, например металлическая банка, стекло, фольга;

технологии подготовки сырья, например предварительный нагрев;

способа стерилизации, например в стационарном автоклаве, ротационном автоклаве и др.

Вероятно лучшим режимом стерилизации будет такой, при котором скорость отмирания микроорганизмов больше, а изменения продукта - меньше.

Скорость отмирания микроорганизмов во время нагревания зависит от многих факторов: вида бактерий, их наследственности, физиологического состояния клетки или спор, факторов внешней среды, температуры, реакции среды содержимого консервов (рН) и др. факторов.

Стойкость пищевых продуктов зависит от содержания в них свободной воды, которую принято выражать через величину активности воды а^-величина. Если активность воды ниже определенного предела, то микроорганизмы не могут развиваться.

Минимальная активность воды для развития теплоустойчивых спор равна примерно а№=0,96 , поэтому продукты с а№< 0,96 не стерилизуют, пастеризации вполне достаточно для их стойкости к хранению ¥., 1л1яЬаег Ь., 1963) /102/.

Активность воды в разных видах мясных консервов находится между а№ =0,99 и =0,96.

Снижение свободной воды в мясных продуктах, т.е. снижение олч достигается добавлением жира, соли, лактозы, молочного белка и др. Однако реально уменьшить активность воды в мясных продуктах до значений а№<0,96 удалось только в ливерной колбасе.

Способность микроорганизмов сохранять после нагревания при температуре выше максимальной температурной границы развития репродуктивные свойства, т.е. оставаться жизнеспособными, называют термоустойчивостью /2/.

Очевидно, что режим стерилизации должен обеспечивать отмирание (подавление) наиболее термоустойчивых видов микроорганизмов, способных вызвать заболевание человека или порчу продукта. Естественно, что разработку режимов с