автореферат диссертации по технологии продовольственных продуктов, 05.18.16, диссертация на тему:Разработка технологии комбинированных мясных изделий с использованием полифункционального препарата коллагена

КИЇВСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ ТОРГОВЕЛЬНО-ЕКОНОМІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

РГ6 0Д ! 9 СЕИ

ЯНЧЕВА МАРИНА ОЛЕКСАНДРІВНА

УДК 641.81-035.575:547.962.9

РОЗРОБКА ТЕХНОЛОГІЇ КОМБІНОВАНИХ М'ЯСНИХ ВИРОБІВ З ВИКОРИСТАННЯМ ПОЛІФУНКЦІОНАЛЬНОГО ПРЕПАРАТУ КОЛАГЕНУ

Спеціальність 05.18.16 - технологія продуктів харчування

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук

Київ - 2000

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана в Харківській державній академії технології та організації харчування Міністерства освіти і науки України.

Науковий керівник: кандидат технічних наук, доцент Крайнюк Людмила Миколаївна,

Харківська державна академія технології та організації харчування, завідувач кафедри технології продукції громадського харчування.

Офіційні опоненти: доктор технічних наук, доцент Васюкова Ганна Тимофіївка,

Донецький державний університет економіки та торгівлі професор кафедри технології, мікробіології і хімі продуктів харчування

кандидат технічних наук, професор Калакура Марія Михайлівна,

Київський державний торговельно-економічний університет, завідувач кафедри технології і організації громадського харчування

Провідна установа: Одеська державна академія харчових технологій

Міністерства освіти і науки України, м. Одеса, кафедра технології хліба, кондитерських виробів та громадського харчування

Захист відбудеться « 16 » червня 2000 р. об 11 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.055.02 Київського державного торговельно-економічного університету за адресою: 02156, м. Київ, вул. Кіото, 19.

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Київського державного торговельно-економічного університету за адресою: 02156, м.Київ, вул. Кіото, 19.

Автореферат розісланий "І6_" травня 2000 р.

Вчений секретар спеціалізованої вченої ради

ЗАГАЛЬНА ХАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. М'ясні січені вироби є однією зі значних груп і'ясних продуктів, які користуються великим і заслуженим попитом у різних ерств населення в усьому світі.

На жаль, теорія і практика виробництва цієї групи продукції, як у [ідприємствах харчування, так і в м'ясопереробній промисловості, грунтується у більшості випадків на емпіричному підході. При цьому, як правило, рецептурний клад диктується насамперед органолептичними показниками, без урахування ехнологічних можливостей сировини, фізико-хімічних процесів, що ідбуваються, їхньої оптимізації, економічної доцільності.

В умовах розвитку ринкових віднорин, на думку провідних вчених Рогова І.О., Жаринова О.І., Ліпатова М.М., МіцикаВ.Ю., Віннікової Л.Г. та ін.), арчові технології повинні виходити на якісно новий рівень, який арактеризується переходом до моделювання і проектування технологічних роцесів та споживчих властивостей продукції.

Успішна реалізація цього напрямку можлива і найбільш доцільна при творенні комбінованих м'ясних продуктів, які поєднують у собі традиційні поживчі властивості та використання повноцінної м'ясної сировини разом з ішими функціональними речовинами тваринного і рослинного походження, що иконують роль емульгаторів, структуроутворювачів, жиро- та ологозв'язувальних компонентів. Це дозволяє розширювати асортимент родукції цільового призначення з регульованим складом білків, жирів, іологічно активних компонентів для різните видів харчування, з урахуванням ікових, індивідуальних потреб, національних і соціальних запитів.

Проте, вітчизняній харчовій індустрії бракує високофункціональних обавок. Розширення можливості створення і впровадження нових технологій 'ясних продуктів здійснюється, у першу чергу, за рахунок використання ункціональних добавок зарубіжних виробників.

У зв'язку із цим розробка технологій комбінованих м'ясних виробів на :нові білкових препаратів із сировини, що містить колаген, а також способів і ;жимів виділення функціональних білків із комплексом необхідних їхнологічних властивостей, є актуальним завданням. Його реалізація дозволить ільш ефективно використовувати м'ясні ресурси, прогнозувати якість продукції, шзити залежність вітчизняних виробників від зарубіжних партнерів.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами, исертаційну роботу виконано відповідно до планів держбюджетних робіт на імовлення Міністерства освіти і науки України "Наукові основи одержання зліфункціонального препарату колагену і його використання в комбінованих ясних продуктах" (№ держ. реєстрації 0197v006751), плану науково-дослідних

робіт ХДАТОХ "Впровадження сучасних технологій приготування їжі та забезпечення конкурентоспроможності традиційних українських страв на ринку продовольчих товарів" (тема № 1-99-2001 Б).

Мета і задачі дослідження. Метою даного дослідження сталс розроблення і наукове обгрунтування технології м'ясних комбінованих виробІЕ (МКВ) із використанням білково-жирових емульсій (БЖЕ) поліфункціональногс препарату колагену.

Для досягнення поставленої мети вирішувалися такі задачі:

- розробити й обгрунтувати технологію одержання поліфункціональногс препарату колагену (ППК) із сировини, що містить колаген, із комплексом властивостей для утворення і стабілізації білково-жирових емульсій;

- обгрунтувати технологічні режими одержання БЖЕ ППК і вивчити ї> склад та функціонально-технолбгічні властивості з метою цілеспрямованогс використання у виробництві м'ясних комбінованих виробів;

- вивчити комплекс фізико-хімічних, технологічних властивостей, харчово' і біологічної цінності м'ясних комбінованих фаршів із БЖЕ ППК, можливост регулювання хімічного складу, споживчих і технологічних властивостей обгрунтувати їх кулінарне використання;

- розробити технології м'ясних фаршевих комбінованих напівфабрикатів виробів, провести комплексну оцінку якості розробленої продукції;

- виконати комплекс робіт із упровадження нових технологій у виробництво

Наукова новизна одержаних результатів. Науково обгрунтовано і

експериментально підтверджено, на прикладі м'ясних січених виробів доцільність використання поліфункціонального препарату колагену ] технологіях продукції підприємств харчування.

Доведено раціональність використання ППК у вигляді прямих емульсії для виробництва МКВ зі споживчими властивостями, які регулюються, а тако> технологічну та економічну доцільність виробництва.

Науково обгрунтовано умови і режими процесу одержання ППК і колагеновмісної сировини, що має комплекс функціонально-технологічни: властивостейдля утворення термостабільних БЖЕ, вивчено його хімічний склала розроблено математичні моделі основних технологічних операцій.

Запропоновано і вивчено механізм лужної модифікації колагену дл формування функціонально-технологічних властивостей ППК, визначено рол двох основних фракцій препарату в утворенні та стабілізації прямих БЖЕ.

Обгрунтовано склад і технологічні режими одержання кінетично : агрегативно стійких, термостабільних емульсій для виробництва МКВ.

Встановлено роль БЖЕ ППК як розріджувача і пластифікатора у скла/ коагуляційних структур м'ясних фаршів.

з

Практичне значення одержаних результатів. На основі запропонованої концептуальної моделі створення МКВ і методології їх проектування розроблено і обгрунтовано окремі технології виробництва м'ясних комбінованих виробів із використанням БЖЕ ППК для різних видів харчування, що надасть можливість економити м'ясні ресурси, розширити асортимент м'ясних виробів, підвищити їх якість.

Результати досліджень покладено в основу розроблення нормативної документації на одержання ППК (ТУ У 40-01566330.065-99) і підготування проекту технічних умов і технологічної інструкції на фарші м'ясні комбіновані.

Розроблено і затверджено техніко-технологічні карти на м'ясні комбіновані вироби з використанням ППК, відпрацьовано рецептури і технології виробництва м'ясних кулінарних виробів із використанням БЖЕ на основі ППК.

Зроблено випуск і реалізацію експериментальних партій кулінарних виробів - біфштексів із використанням ППК (в умовах ТОВ "Електрон", ТОВ . "Тайфун", м. Харків).

Особистий внесок здобувача полягає в наступному: плануванні

експерименту, проведенні аналітичних і експериментальних робіт, розробці наукових гіпотез, які покладено в основу технологічних процесів, моделюванні технологічних процесів, обробленні й узагальненні отриманих результатів, формулюванні висновків і підготовці матеріалів до публікації, розробці нормативної документації, упровадженні нових технологій у виробництво, підготовці заявок на винахід.

Апробація результатів дисертації. Основні положення дисертації доповідались і обговорювались на наукових конференціях професорсько-викладацького складу Харківської державної академії технології та організації харчування (м. Харків, 1997...2000 рр.); міжнародній науково-практичній конференції "Проблеми якості в громадському харчуванні, готельному господарстві і туризмі" (м. Київ, 1998 р.); науково-практичній конференції "Підприємства і цехи малої потужності для переробки сільськогосподарської сировини: ефективність і особливості організації" (м. Полтава, 1998 р.); а також , були представлені на виставці - ярмарку "Наука Харківщини' 2000"; дегустаціях і виставках-дегустаціях.

Публікації. За матеріалами дисертаційної роботи опубліковано 9 наукових праць, у тому числі статей у наукових фахових виданнях, що затверджені ВАК України - 3, тез доповідей - 5, інформаційних листів - 1.

Структура н обсяг дисертації. Дисертаційна робота складається зі вступу, 5 розділів, висновків, списку використаних джерел, який містить 215 найменувань, у тому числі 24 іноземних, а також 10 додатків. Матеріал дисертації викладено на 160 сторінках друкованого тексту, містить 28 таблиць і 41 рисунок.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

У вступі обгрунтовано актуальність обраного напрямку досліджень сформульовано мету і завдання дослідження, визначено наукову новизну практичну значимість отриманих результатів.

У першому розділі «Сучасні тенденції в технології переробки м'яса вторинних м'ясних ресурсів» проведено аналітичний огляд літературі вітчизняних і зарубіжних авторів. Розглянуто наукові та практичні аспекті створення м'ясних комбінованих виробів (МКВ), надано характеристик; сировини і харчових добавок для виробництва МКВ, показано їх роль ; формуванні фізико-хімічних, органолептичних, поживних властивостей МКВ Обгрунтовано актуальність і доцільність виробництва вітчизняниі функціонально-технологічних добавок із білків сполучних тканин та v використання в МКВ. Приділено увагу складу і будові колагену та показане вплив на них різних фізико-хімічних чинників.

У другому розділі "Організація, експериментальних досліджень' розроблено концептуальну модель створення МКВ з урахуванням сучасню уявлень науки про харчування і методологію проектування харчових продуктів На її основі розроблено загальну схему проведення теоретичних ; експериментальних досліджень, визначено об'єкти, матеріали і метод* досліджень.

Об'єктами дослідження стали колагеновмісні відходи м'ясного виробництва (шкурка свиняча, пухка сполучна тканина, отримана в результаті жилування м'ясних напівфабрикатів), котлетне м'ясо яловичини, поліфункціональний препарат колагену, жирові емульсії на основі ППК із різною концентрацією жиру, м'ясні натуральні та комбіновані фарші з емульсією ППК і готові кулінарні вироби.

Вміст вологи визначали за ГОСТ, 9793-74, вміст золи - методом спалювання наважки досліджуваного зразка в муфельній печі при температурі (400...500)°С, величину pH - на рН-метрі рН-340 за стандартною методикою. Вміст азоту - методом К'єльдаля за ГОСТ 25011-84 (СТ СЄВ 2787-80), амінокислотний склад - на амінокислотному аналізаторі ААА 399. Вміст ліпідів

- за Bligh Е. і Dyer W. Визначення вільних жирних кислот - на газовому хроматографі НР-6890 із мас-селективним детектором НР-5972. Вміст водорозчинних білків визначали відповідно до реакції білків із біуретовим реактивом на колориметрі КФК-2.

Морфологію і розміри колагенових волокон у сировині і ППК досліджували за допомогою світлового мікроскопа Ergaval (Carl Zeiss, Jena, Німеччина). Тип і морфологічні особливості ППК і емульсій - на оптичному мікроскопі МБІ-15У.

Емульгувальну ємність ППК і точку інверсії БЖЕ визначали за методикою

О.М.Гурова. Кінетичну й агрегативну стійкість емульсій ППК - методом центрифугування у модифікації автора. Ефективну в'язкість - на віскозиметрі ВПН-0,2.

Стан і структуру вологи вивчали методом ЯМР на експериментальній установці ХДАТОХ. Вологоутримну здатність (ВУЗ) м'ясних фаршів визначали ваговим методом за ГОСТ 7636-85 у модифікації автора для систем із підвищеним вмістом жиру. Структурно-механічні властивості - на зсувному' еластопластометрі Толстого, ступінь пенетрації - на напівавтоматичному пенетрометрі «Labor». Перетравлення білків in vitro - методом О.Покровського і М.Єртанова..

Мікробіологічні показники зразків . визначалися методами, регламентованими ГОСТами і ДСТУ для м'ясних продуктів, органолептичні - за методикою Тільгнера.

Отримані дані опрацьовувалися методами статистичного моделювання із використанням табличного процесора Excel 97 і проблемно-орієнтованого пакету математичних обчислень MathCad 8.01 на ПЕОМ.

У третьому розділі "Розробка і наукове обгрунтування технології поліфункціонального препарату колагену для виробництва МКВ" наведено результати розроблення технології виробництва ППК; вивчення фізико-хімічних процесів, що відбуваються на різних стадіях' виділення колагену; обгрунтування :пособів, режимів і параметрів технологічного процесу, а також прогнозування і /правління функціонально-технологічними властивостями (ФТВ), хімічним ;кладом білкового препарату; вивчено й обгрунтовано склад та умови одержання термостабільних кінетично й агрегативно стійких БЖЕ на основі концентрованої зодяної суспензії ППК.

Як показують аналітичні дослідження і практичний досвід виробництва кі'ясопродуктів фаршевої структури, введення у фарші емульсій тваринних жирів дозволяє значно збільшити їх водо- і жиросполучну здатність і, водночас, вихід га забезпечити стабільно високі показники якості готової продукції.

Для одержання білкового препарату колагеновмісних відходів м'ясного зиробництва із комплексом властивостей, необхідних для емульгування жирів і :табілізації прямих емульсій, необхідне максимальне очищення колагену від ;упутніх йому в складі пухкої і щільної сполучної тканини неколагенових сомпонентів. (ліпідів, м'язових білків, мукополісахаридів, низькомолекулярних жстрактивних речовин тощо), розпушення сполучної тканини і фізико-хімічної кодифікації структури колагену (тропоколагену) для доступності функціональних груп. Дане положення є основним у науковій гіпотезі розробки ювої технології.

Передумовою розробки технології ППК став спосіб отримання білкового

препарату із колагеновмісних біоматеріалів, запропонований у результат науково-дослідних робіт, проведених спільно співробітниками ХДАТОХ ІНЕОС РАН.

Технологічний процес одержання ППК було змодельовано у випад чотирьох основних етапів: підготування колагеновмісної сировини

максимальним очищенням її від неколагенових сполук —► лужної обробні колагенового напівфабрикату —► тонко'го здрібнення та нейтралізаці колагенового напівфабрикату —* сушіння. •

Вивчення фізико-хімічних процесів на етапі підготування напівфабрикат свинячої шкурки і пухкої сполучної тканини (жилок) показало, що механічн відділення підшкірного жиру (при використанні жилок дану операцію н передбачено), дозволяє видалити до 10 % жиру до маси сировини. Механічн здрібнювання тканини слід проводити до розмірів часток сі = (З...4)10-3 м. ' результаті 1-го водяного промивання здрібненої сировини за умов інтенсивноп перемішування (30 с'1 мішалки екстрактора) вилучається до 10 % залишковоп жиру в емульгованому стані. Під час 2-го промивання у водяному розчині прі підвищенні іонної сили (0,3% р-н >їаС1) і значень pH до 12 (0,3% р-н КаОН спостерігається набрякання часток сировини до 190 % до вихідної маси розпушення та розм'якшення тканини. Під час 3-го водяного промивана завершується перехід у воду білкових речовин (головним ЧИНОМ м'язових) Ті жирів. У цілому в результаті трьох промивань вилучення розчинних білкії досягає 6 %, а жиру -14,8 % до маси вихідної сировини.

Комплекс необхідних ФТВ ППК і його склад у основному формується н; етапі лужної обробки. Вивчено чинники, які впливають на ступінь змін, щ< відбуваються за лужної обробки колагенового напівфабрикату, а саме концентрація лугу; співвідношення напівфабрикат:розчин лугу (гідромодуль -г/м); температура суміші (Т); тривалість обробки (т); ступінь здрібнюванні сировини; вид та передісторія сировини тощо.

Вивчення динаміки зміни маси часток колагенового напівфабрикату зі різних концентрацій розчину гідроксиду натрію і гідромодуля 1:1 при Т=20±2 °С (рис.1) показало, що в перші 2...З год. відбувається інтенсивне набряканні сполучної тканини (ділянка «а»), далі, поряд із набряканням, проходить хімічні каталітична реакція гідролізу і деструкції молекул колагену, що знаходяться ні поверхні часток (ділянка «б»). Ділянка «в» на кривих 2 і 3 характеризуй переважання процесів гідролізу і перехід у водяну фазу розчинних фрагменті! колагену. За концентрації лугу 1,5 % (крива 1) у системі досягається обмежені рівноважне набрякання колагену (ділянка «в» відсутня). Таким чином, на етап лужного оброблення у складі реакційної суміші “ розчин ЫаОН - колаген’ формуються дві різні фракції препарату колагену: нерозчинна гідратована (кола-

Вихщ (У), %

О 2 4 б 8 10 12 14 16 18 20 22 24

Час, Т • 3600 і, с.

Рис. 1. Динаміка зміни маси колагенового напівфабрикату в розчинах ИаОН концентрацій: 1-1,5%, 2 - 2,0 %, 3 - 2,5 %

Концентрація ИаОН (X), %

Рис. 2. Вихід колагенової (У,) та желатинової (У2) фракцій при обробці розчинами №ОН колагенового напівфабрикату

Рис.З. Технологічна схема виробництва ППК

генова) фракція і така, що перейшла у розчин, - розчинна (желатинова) фракція.

Збільшення концентрації лугу в розчині і часу обробляння призводило до збільшення розчинної желатинової фракції та зниження колагенової фракції у складі ППК. Як очевидно з рис. 2, для досліджуваних концентрацій лугу (1,5, 2,0 і 2,5 %) співвідношення колагенової та желатинової фракцій склало, відповідно, 65 і 35; 45 і 55; 40 і 60 %.

Дані світлової мікроскопії підтвердили результати фізико-хімічних досліджень про наявність у складі ППК колагенової фракції, що складається з фрагментів набряклих фібрилярних колагенових утворень і желатинової фракції, у якій виявляються дрібні аморфні частки - желатинізовані елементи деструкції колагену.

Після повного розм'якшення колагенового напівфабрикату в результаті лужної обробки на наступному етапі проводили його тонке здрібнення (диспергування) до пастоподібного стану і нейтралізацію 4 %-м розчином НС1 до харчових (нейтральних) значень рН=6,8...7,0, наближених до значень pH м’яса яловичини. ' При зміні значень pH у інтервалі від 4,8 до 8 спостерігається зниження в'язкості (т}) від 25010'3 до 12010'3 Пас і підвищення емульгувальної ємності ППК від 86 до 92 %, що визначає можливість варіювання його ФТВ.

Вміст вологи (W) в дисперсії ППК складає 89+1 %, обгрунтовано умови його збереження при Т=5±1 °С протягом 15 діб. Після висушування на останньому етапі до вмісту вологи не більше 11±1 % термін зберігання збільшується до 6 місяців при Т=20±2 °С. Технологічну схему виробництва ППК наведено на рис. З.

ППК, отриманий за пропонованою технологією, має високий ступінь очищення за білком (до 90 % на суху речовину) і низький вміст жиру - до 2 % на суху речовину, що майже в 20 разів менше, ніж у вихідній сировині. Вміст загального азоту складає 1,9±0,1 %, у тому числі небілкового - 0,3±0,05 %. Вміст незамінних амінокислот складає 18 %, що характерно для вихідної сировини.

Наявність двох різних за колоїдним станом, розмірами часток, доступністю функціональних груп фракцій у складі ППК зумовлює його поліфункціо-нальність. Суспензія ППК здатна утворювати прямі емульсії з рослинними і тваринними жирами із вмістом жирового компонента до 90 %.

Показано, що наявність розчинної желатинової фракції зумовлює високу емульгувальну здатність ППК. Так, збільшення у ППК частки желатинової фракції від 35 до 60 %, підвищує його емульгувальну ємність від 80 до 90 % (рис. 4). Точка інверсії для емульсії, отриманої на желатиновій фракції, спостерігається при 96 % жирового компонента, а емульсії, виготовленої на колагеновій фракції, - не більше 50 %.

Концентрація олц %

Рис. 4. Залежність в’язкості емульсії ППК від концентрації олії: 1, 2, 3 - відповідно, при 1,5; 2,0; 2,5 % N3011 при отриманні ППК

100 80

§ 40 20 0

20 40 50 60 70 80

Концентрація олії, %

Рис. 5. Залежність кінетичної та агрегативної

стійкості емульсій ППК від концентрації олії

Котлетне м'ясо яловичини

ППК

\У=11±1%! \У'=89±1%

Олія (жир тваринним)

Здрібнення

Регщратація

І

Емульгування

Смако-а романічні компонента

Склшния

рецептури,

перемішування

фаршу

БЖЕ

7Л_.

Вода

Формування

^ \ Напівфабри-

1 1 кат МКВ і і

1 У І і і У

Заморожування Охолодження Теплова обробка

і 1

Зберігання —> Реалізація напівфабрикатів Реалізація готових виробів

Рис.6. Принципова технологічна схема виробництва МКВ з використанням ППК

Доведено, що стійкість БЖЕ 1111К при збереженні і тепловому обробленні більшою мірою зумовлює колагенова фракція, їй належить роль стабілізатора емульсій.

З рис. 5 видно, що емульсії з концентрацією жиру (олії) до 60 % агрегативно стійкі, їхня кінетична стійкість підвищується зі збільшенням концентрації жиру; в емульсіях із вмістом жиру понад 60 % знижується як кінетична, так і агрегативна стійкість. Емульсії з вмістом жиру 60 % виявляють найбільшу стабільність і в'язкість' під час нагрівання до 80 °С. Ці дані дозволили рекомендувати БЖЕ ППК із 60 %-м вмістом жиру для виробництва МКВ.

Дослідження молекулярної рухливості в зразках емульсій ППК методом ЯМР показали, що зі збільшенням кількості Зкиру в системі зв'язок молекул води з білковим каркасом підвищується і досягає максимуму при 60...80 % жиру в БЖЕ. ;

Таким чином, у результаті проведених досліджень було визначено оптимальні режими отримання ППК із сировини, що містить колаген, при яких препарат набуває цінних функціонально-технологічних властивостей і виявляє властивості емульгатора і стабілізатора емульсій, що є важливим для використання його в комбінованих м'ясних виробах. Найбільш оптимальними для виробництва МКВ є емульсії з вмістом олії 60 %.

У четвертому роздіпі "Розробка й обгрунтування технології м'ясних комбінованих виробів на основі білково-жирових емульсій ППК" експериментально обгрунтовано технології МКВ із використанням емульсій на основі ППК, досліджено вплив БЖЕ на функціонально-технологічні та споживчі властивості м'ясних фаршів та виробів з них, показано можливість регулювання хімічного складу і біологічної цінності м'ясних фаршів із використанням БЖЕ на основі ППК, обгрунтовано їхнє кулінарне використання, вивчено комплекс якюних характеристик МКВ з БЖЕ ППК.

Розглядаючи МКВ як певну (прогнозовану) сукупність м'ясної сировини, БЖЕ ППК (структурного компонента) і смако-ароматичних речовин, було розроблено принципову технологічну схему виробництва нової групи кулінарної продукції (рис. 6). Введення БЖЕ в здрібнене котлетне м'ясо яловичини спричиняє зміну загального хімічного складу, а отже, і фізико-хімічних, реологічних, гідратаційних, колоїдних властивостей м'ясної системи. Визначено найбільш раціональну, з погляду технологічної й економічної доцільності, кількість заміни м'ясного фаршу на БЖЕ 'ППК - від 10 до ЗО %. З рис. 7 очевидно, що вміст основних харчових речовин - білка (Б), жирів (Ж) і води (В)

- можна змінювати в достатньо широких межах: білок - від 16,4 до 14,4 %, жир

- від 9,2 до 24,9 %, вода - від 72,4 до 50 %. При цьому показники технологічності фаршів - співвідношення Б:Ж:В, коефіцієнти (К0) обводненості (В/Б) і (Кж) жирності (Ж/Б) - змінюються, відповідно, від 2 : 1 : 7, К0=4,4,

Кж=0,56 (для фаршу з м'яса яловичини) до 1 : (1...2) : (4...6), К0=4...4,5, Кж=0,8...1,8 (для комбінованих фаршів). Як відомо, такі., співвідношення є оптимальними в практиці виробництва м'ясних продуктів емульсійного типу.

Відмічено помітний вплив БЖЕ на реологічні та гідратаційні властивості м'ясних фаршів. Так, ступінь пенетрації модельних фаршів збільшувався від 50+5 у контрольного зразка до 270+20 і 254+20, відповідно, у зразків із 20 та 30 % БЖЕ. Криві кінетики розвитку деформації змбінованих фаршів дозволяють характеризувати їх як пластично-в'язкі істеми, у яких значення реологічних характеристик наступні: миттєва (Іо), аксимальна (Мах), високоеластична (ів-е) податливості підвищуються зі Зільшенням кількості БЖЕ до 20 %, подальше збільшення кількості БЖЕ леншує ці показники (табл. 1). Очевидно, така поведінка систем зумовлена ліною характеру взаємодії між частками фаршів. Треба відмітити, що зразки 3 і відрізняються тим, що в них додатково вводили 5...7 % води. Дані табл. 1 озраховано за математичними моделями експериментальних кривих кінетики еформації.

Таблиця 1

Реологічні характеристики комбінованих м'ясних фаршів

Номер зразка М'ясний фарш з вмістом БЖЕ, % Волога, % ІоТО4, Па1 .ГтахТО4, Па1 Ів-е-104, Па'1

1 контроль(0) 72,4±1,5 0,067 0,436 0,294

2 10 66,7+1,2 0,070 0,373 0,325

3 10 68,6+0,9 0,126 0,560 0,423

4 20 62,7±1,2 0,210 1,040 0,884

5 20 64,7+1,0 0,208 1,215 1,035

6 30 59,0±1,2 0,147 0,687 0,556

Введення БЖЕ в м'ясні фарші на загальному фоні зниження вологості ірияє підвищенню зв'язку води в системі та підвищенню ВУЗ від 60 % у штрольному зразку до 70.. .73 % у фаршах з емульсією І ПІК. Волога у складній злоїдній системі комбінованих фаршів зв'язується не тільки м'язовими білками,

ЕХЕ(>9,%

Рис. 7. Вплив БЖЕ на вміст води (У(), жиру (Уг) і білка (Уз) в МКВ

але й у результаті групування та міцного утримання її навколо сольвати оболонок жирових кульок стабільних жирових емульсій.

Отримані дані добре корелюють із результатами органолептичної оцін напівфабрикатів (консистенцією, ніжністю, формованістю, липкістю тощо).

Аналіз колоїдних явищ показав, що комбіновані м'ясні фарші являю собою складні полідисперсні тиксотропнозворотні системи коагуляційного тиг в яких контакти та взаємодія між частинками м'язової тканини відбувають -через водно-жирові прошарки. Збільшення вмісту БЖЕ у фарші призводить , зниження кількості та сили контактів між частинками, що робить фарші білі пластичними та менш в'язкими. БЖЕ 1І11К виконують роль розріджував м'язової тканини у фаршах та пластифікують їх.

При розробленні нових рецептур і технологій МКВ істотним показнико що характеризує їх технологічну й економічну доцільність, є втрати під ч теплової обробки та органолептичні властивості продукції. У ході експеримен було встановлене зменшення втрат під час теплової обробки МКВ у 1,4...2 рази порівняно з контролем, поліпшення органолептичних характеристі готових виробів із 44 до 55 (максимальна кількість) балів, зменшення ча< кулінарної обробки виробів у 1,5...2,0 рази, що підвищує економічі ефективність їхнього виробництва і забезпечує зберігання харчової цінності рахунок більш м'яких режимів обробки.

Методом регресійного аналізу було отримано аналітичні залежності втр МКВ за теплової обробки (У|, %) та органолептичної оцінки готових виробів (\ бали) від концентрації БЖЕ у фаршах (Хі, %), кратності здрібнювання м'ясн сировини (Х2), вологості фаршів (Х3, %), коефіцієнта обводнености (ХД п дозволило проектувати рецептури МКВ з найкращими якісними показниками.

У, = 57,49 - 0.54Х, -0,11Х2’ - 0,96Х3 - 0.49Х,, (1

У2 = 12,68 + 0,3 7Хі - 5,75Х2 + 3,63Х3 + 0,64Х4. (і

Таким чином, отримано можливість прогнозувати різноманітні асортимент МКВ з оптимальним співвідношенням компонентів і споживчі характеристик.

На користь оптимальності технологічного процесу виробництва МКВ БЖЕ 1111К свідчить дотримання основних технологічних принципів: раціоналі ного використання сировини (використовуються відходи м'ясного виробництв знижуються втрати під час теплової обробки); скорочення часу проведені технологічного процесу; економічної доцільності.

Вивчено показники біологічної цінності м'ясних фаршів (табл. 2). У видно, заміна м'ясної сировини на БЖЕ< в комбінованих м'ясних фарш; супроводжується зменшенням сумарної кількості амінокислот, співвідношень триптофан/оксипролін зменшується, але збалансованість білків м'ясних систе щодо шкали ФАО/ВОЗ при цьому зберігається (амінокислотний скор у вс:

'ясних фаршах - понад 100 %). Спостерігається підвищення частки харчових элокон (колагену) у 1,2... 1,5 разів і зниження холестерину на ЗО %. Можливо прогнозувати збільшення біологічно активних компонентів харчування голіненасичених жирних кислот, жиророзчинних вітамінів) за рахунок 5ільшення частки олії.

Таблиця 2

Показники біологічної цінності м’ясних фаршів

Показник Контроль- • Фарш із вмістом БЖЕ

ний зразок 10% 20% 30%

Загальна кількість амінокислот, '/100гпродукту 19,936 18,371 17,205 15,839

Пімітувальна амінокислота немає немає немає немає

Гриптофан/оксипролін 0,65 0,54 0,45 0,37

Холестерин, г /100 г 0,060 0,055 0,048 0,041

Після теплової обробки (способом жаріння) у зразках МКВ зі збільшенням ЖЕ підвищувалося перетравлення білка in vitro травними ферментами орівняно з контрольним зразком: на 20 % у зразка з 10 % БЖЕ, на 25 % - із 20 % ЖЕ, на 27 % - із 30 % БЖЕ.

Таким чином, можливість регулювання хімічного складу, структурно-:еханічних І поживних властивостей м'ясних фаршів із застосуванням БЖЕ озволила створювати комбіновані м'ясні вироби із заздалегідь заданим складом а властивостями, харчовою та біологічною цінністю для різних видів арчування. Знижений вміст холестерину і збільшення ПНЖК при наявності всіх езамінних амінокислот дозволяє рекомендувати МКВ з БЖЕ ППК у дитячому а в геродієтичному харчуванні, в харчуванні людей, хворих на хвороби серцево-удинної системи та нирок. Збільшення перетравлюваності МКВ з ППК озволнть включати їх у раціони людей із недостатньою секрецією шлункового оку.

За результатами проведених досліджень та їх узагальнення запропоновано ізні способи та прийоми кулінарної обробки, смако-ароматичні компоненти з рахуванням складу рецептур МКВ та технологічних властивостей.

Комбіновані фарші з заміною 20 % м'ясної сировини емульсією на основі ПІК рекомендовані для жаріння як з паніруванням, так і без нього, фарші з 10 % ЖЕ - для готування фаршевих виробів у натуральних оболонках або в ухарному паніруванні, фарші з ЗО % БЖЕ - для виробництва кулінарних иробів у оболонках (сосисок, сардельок), у тістовій оболонці (пельмені), для апікання та готування на парі.

Мікробіологічні дослідження комбінованих фаршів і готових виробів з ни протягом 24 годин зберігання показали, що вироби відповідали до чинни стандартів для продукції громадського харчування.

Вивчено комплекс якісних характеристик та розроблено нормативи; документацію на комбіновані м'ясні фарші з емульсією ППК, технологічн; документацію на 7 видів нових кулінарних виробів: ковбаски "Європейські' біфштекс "Пікантний", "Кульки із сирною начинкою", пельмені "Нові", хліби "Делікатесні", "Далма" і пельмені "Ніжні".

У п'ятому розділі "Економічна ефективність і результати впровадженн досліджень у практику" наведено розрахунок собівартості та відпускної ціні ППК, собівартості й ціни МКВ із використанням ППК. Розрахунки показали, щі ціна нових виробів на 18.. .20 % менша за традиційні.

Показано результати заходів щодо впровадження в практику розроблено технології одержання поліфункціонального ■ препарату колагену та кулінарни; виробів із його використанням. Розроблено і затверджено у встановленом; порядку нормативну документацію на поліфункціонапьний препарат, колагеї (ППК) - ТУ У 40-01566330.065-99, підготовлено проект технічних умов технологічної інструкції на фарші м'ясні комбіновані, розроблено і затверджені технологічні карти на м'ясні комбіновані вироби з використанням ППК.

ВИСНОВКИ

1. Аналіз і систематизація літературних джерел показав актуальність ті доцільність розроблення технологій м’ясних комбінованих продуктів на основ повноцінної м’ясної сировини та функціонально-технологічних речовш тваринного і рослинного походження, що дозволяє розширювати асортимент продукції зі стабільно високими показниками якості, з регульованим складом для різних видів харчування. Доведено перспективність використанню колагеновмісної сировини для виробництва високофункціональних добавок.

2. Розроблено технологію одержання поліфункціонального препарат) колагену (ППК) із сировини, що містить колаген (свинячих шкурок, жилок) Встановлено, що комплекс необхідних функціональних властивостей ПГО головним чином формується на стадії лужного оброблення попередньс здрібненої та промитої сировини. При концентрації №ОН 2 %, співвідношенн сировини та розчину лугу 1:1, температурі 20±2 °С, тривалості обробки 22+1 год формуються необхідні функціонально-технологічні властивості ППК, зумовлен оптимальним співвідношенням у ньому колагенової та желатинової фракцій висока емульгувальна здатність (до 90 % жирового компонента), спроможністі стабілізувати білково-жирові емульсії в інтервалі температур від 20 до 80 °С

При цьому досягається високого очищення препарату за білком - до 90 %, за жиром - до 2 % на суху речовину.

3. Встановлено, що білково-жирові емульсії (БЖЕ), отримані на основі

ППК і олії з концентрацією жирового компонента від 10 до 80 %, агрегативно стійкі, найбільшу в'язкість та кінетичну стійкість мають емульсії з вмістом жиру 60 %. Запропоновано введення БЖЕ ППК до складу м’ясних фаршів у кількості від 10 до 30 %, що дозволяє в широкому спектрі регулювати хімічний склад м'ясних комбінованих виробів (МКВ). Так, заміна м'яса на БЖЕ до ЗО %

забезпечує співвідношення Б:Ж:В як 1 : (1...2) : (4...6), знижує вміст

холестерину на 30 %, вміст харчових волокон підвищує у 1,2... 1,5 разів (за колагеном), збільшує ступінь перегравлюваності до 30 % .

4. Вивчено реологічні, гідратаційні, технологічні, органолептичні

властивості м'ясних комбінованих фаршів до і після теплової обробки з вмістом БЖЕ 10...30 %. Методом регресійного аналізу отримано аналітичні залежності втрат комбінованих фаршів під час теплової’обробки та органолептичної оцінки готових виробів від концентрації БЖЕ, кратності здрібнювання сировини, коефіцієнта обводненості та вологості фаршу, що створює передумови для проектування МКВ. .

5. Доведено, що комбіновані м'ясні фарші являють собою складні

полідисперсні тиксотропнозворотні системи коагуляційного типу, в яких

контакти та взаємодія між частинками м'язової тканини відбуваються через водно-жирові прошарки. Збільшення вмісту БЖЕ в фарші призводить до зниження кількості та сили контактів між частинками, що робить фарші більш пластичними та менш в'язкими. БЖЕ ППК виконують роль розріджувачів та пластифікаторів м'язової тканини у фаршах, що зумовлює їх необхідні функціонально-технологічні властивості/

6. З огляду на склад, фізико-хімМні та функціонально-технологічні властивості м'ясних комбінованих фаршів з ППК, розроблено рекомендації до їх технологічного використання. На підставі концептуальної моделі створення м'ясних комбінованих виробів та результатів експериментальних робіт розроблено рецептури і технології нових МКВ для підприємств харчування. Вивчено комплекс показників якості нових виробів, їхній хімічний склад.

7. Зроблено розрахунок вартості нових МКВ, показано зниження ціни на

18...20 % порівняно з аналогами. Розроблено і затверджено нормативну документацію на ППК (ТУ У 40-01566330.065-99), технологічну документацію на 7 видів МКВ, підготовлено проект НД на фарші м'ясні комбіновані. Виконано комплекс робіт з упровадження результатів досліджень у виробництво (ТОВ "Електрон", ТОВ "Тайфун", м. Харків) та навчальний процес.

Список опублікованих праць за темою дисертації

1. Крайнкж Л.Н., Янчева М.А., Скурихина JI.A., Курская Е.А. Технолог ческие аспекты создания мясных комбинированных изделий // Прогресивь ресурсозберігаючі технології та їх економічна обгрунтованість у підприємства харчування. Економічні проблеми, торгівлі.: 36. наук. пр. - Харків: ХДАТО}

1998.-С. 42-44.

2. Янчева М.А., Крайнюк Л.Н., Жуков В.В., Торяник А.И., Дьяков А.Г Исследование содержания и структуры влаги в мясных комбинированны изделиях // Вестник Харьковского государственного политехническог университета. - 1999. - Вып. 90. - С. 93-98.

3. Крайнюк Л.Н., Янчева М.А. Использование белково-жировых эмульси; на основе ПГЖ в мясных комбинированных изделиях // Нові технології т удосконалення процесів харчових виробництв: 36. наук. пр. - Харків: ХДАТОХ

1999.-С. 259-262.

4. Янчева М.О., Крайнюк JI.M. Перспективні напрямки використанн білкових препаратів колагену в комбінованих м'ясопродуктах // Тези догі науково-практичної конференції, присвяченої 30-річчю створення Харківско державної академії технології та організації харчування "Стан і проблемі розвитку торгівлі й харчування в Україні". - Харків: ХДАТОХ, 1997. - С. 17-18.

5. Крайнюк JI.H., Янчева М.А. Исследование условий получения и физико технологических свойств препаратов коллагена // Матеріали наук.-практ. конф "Підприємства і цехи малої потужності для переробки сільськогосподарсько сировини: ефективність і особливості організації". - Полтава: ПКІ, 1998. - С. 252 256.

6. Крайнюк JI.H., Скурихина Л.А., Янчева М.А., Курская Е.А. Разработкі технологии получения полифункционального препарата коллагена // Матеріалі міжнар. наук.-практ. конф. "Проблеми якості у громадському харчуванні готельному господарстві і туризмі". - Київ: КДТЕУ, 1998. - С. 91-93.

7. Янчева М.А. Изучение химического состава и свойсті полифункционального препарата коллагена (illIK) // Матеріали міжнар. наук, практ. конф. "Проблеми якості у громадському харчуванні, готельному господарстві і туризмі". - Київ: КДТЕУ, 1998. - С. 99-101.

8. Крайнюк JI.H., Скурихина Л.А., ЯгічеваМ.А. Технология комбиниро ванных мясных изделий с использованием полифункционального препарат! коллагена // Информ. листок ХАРПНТЭИ № 137-98. - Харьков, 1998.

9. Kurskaya Е.А., Portnaya I.B., Krainyuk L.N., Yancheva M.A. Collagen an< its derivatives as stabilisers of the thermorésistant emulsions. // "Lipid and Surfactan Dispersed Systems. Fundamentals, Design, Formulation, Production" Moscow, 1999. -P.153-154.

АНОТАЦІЯ

Янчева М.О. Розробка технології комбінованих м'ясних виробів з використанням поліфункціонального препарату колагену. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.18.16 - технологія продуктів харчування. -. Київський державний торговельно-економічний університет Міністерства освіти і науки України, Київ, 2000.

Дисертацію присвячено розробці та науковому обгрунтуванню технології м'ясних комбінованих виробів (МКВ) з використанням білково-жирових гмульсій поліфункціонального препарату колагену.

Разроблено та обгрунтовано технологію отримання поліфункціонального препарату колагену (ППК) з колагеновмісної сировини з комплексом властивостей для утворення та стабілізації білково-жирових емульсій (БЖЕ) для їх цілеспрямованого використання у виробництві МКВ. Встановлено можливість регулювання хімічного складу та функціонально-технологічних властивостей м'ясних комбінованих фаршів з БЖЕ ППК, що дозволило проектувати технологічні процеси та рецептури МКВ з високими якісними показниками. НІадано рекомендації з кулінарного використання м'ясних комбінованих фаршів з [ЛІК, вивчено комплекс якісних характеристик та розроблено нормативну документацію на нові види продукції.

Ключові слова: м'ясні комбіновані вироби, поліфункціональний препарат (олагену, білково-жирова емульсія, фаршеві вироби, колагеновмісна сировина.

АННОТАЦИЯ

Янчева М.А. Разработка технологии комбинированных мясных изделий с «пользованием полифункционального препарата коллагена. - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по ¡пециальности 05.18.16 - технология продуктов питания. - Киевский ■осударственный торгово-экономический университет Министерства >бразования и науки Украины, Київ, 2000.

Диссертация посвящена разработке и научному обоснованию технологии ¿ясных комбинированных изделий (МКИ) с использованием белково-жировых •мульсий полифункционального препарата коллагена.

Научно обоснована и экспериментально подтверждена целесообразность іспользования белково-жировых эмульсий, получаемых на основе юлифункционального препарата коллагена, в производстве мясных :омбинированных фаршевых изделий. Предложена технологическая схема юлучения препарата коллагена из коллагенсодержащего сырья, в основе

которой достигается цель максимальной очистки коллагена от сопутствующие ему в составе покровной и рыхлой соединительной ткани веществ (липидов белков неколлагеновой фракции, мукополисахаридов, экстрактивных веществ) щелочная модификация структуры коллагена.

На основе изучения физико-химических процессов, происходящих на все; этапах выделения коллагенового препарата, обоснованы технологически« режимы процесса получения ППК из отходов евиных шкур. Установлено, чтс комплекс необходимых функциональных свойств ППК в основном формируете) на стадии щелочной обработки предварительно измельченного и промытой сырья. При концентрации ЫаОН 2 %, соотношении сырье : раствор щелочи 1:1 температуре 20±2 °С и продолжительности обработки 22+1 час. формируютс; требуемые функционально-технологические свойства ППК, обусловленньк оптимальным соотношением в нем коллагеновой и желатиновой фракций высокая эмульгирующая способность (до 90 % жирового компонента) способность; стабилизировать белково-жировые эмульсии в интервал« температур от, 20 до 80 °С. При этом достигается высокая степень очисти препарата по белку - до 90 %, по жиру - до 2 % на сухое вещество.

Белково-жировые эмульсии, полученные на основе концентрированны) суспензий ППК и растительного масла с концентрацией жирового компонента о' 10 до 80 %, агрегативно устойчивы, наибольшей вязкостью и кинетическо! устойчивостью обладают эмульсии с содержанием жира 60 %. Предложенс введение БЖЭ ППК в состав мясных фаршей в количестве от 10 до 30 %, чт( позволяет в широком спектре регулировать химический состав мясны: комбинированных изделий, регулировать технологические свойства фаршей \ целевое направление продуктов в питании' различных групп населения. Так замена мяса БЖЭ до 30 % снижает содержание холестерина на 30 % содержание ; пищевых волокон повышает в 1,2... 1,5 раз (по коллагену) увеличивает степень перевариваемости до 30 % .

Изучены реологические, гидратационные, технологические органолептические свойства модельных систем - мясных комбинированны: фаршей до и после тепловой обработки с содержанием БЖЭ 10...30 %. Методо.\ регрессионного анализа получены аналитические зависимости потер] комбинированных фаршей при тепловой обработке и органолептической оценю готовых изделий от концентрации БЖЭ, кратности измельчения сырья коэффициента обводненности и влажности фарша, что создает предпосылки дл: проектирования МКИ с наилучшими качественными показателями. Таки» образом, получена возможность разработать широкий ассортимент МКИ I оптимальным соотношением компонентов и потребительским! характеристиками.

Анализ коллоидных явлений показал, что комбинированные мясные {>арши представляют собой сложные полидисперсные тиксотропнообратимые системы коагуляционного типа, в которых контакты и взаимодействие между истицами мышечной ткани происходят через водно-жировые прослойки. Увеличение доли БЖЭ в фарше приводит к снижению количества и силы <онтактов между частицами, что делает фарши более пластичными и менее зязкими. БЖЭ ГЕПК выполняет роль разбавителей мышечной ткани в фаршах и пластифицирует их. -

Учитывая состав, физико-химические и функционально-технологические свойства комбинированных фаршей, разработаны рекомендации к их технологическому использованию. На основании концептуальной модели ;оздания мясных комбинированных изделий и результатов экспериментальных забот по исследованию модельных фаршей разработаны рецептуры и технологии товых изделий для предприятий питания. Изучен комплекс показателей качества новых МКИ, их химический состав.

Произведен расчет стоимости новых МКИ, показано снижение цены на

18...20 % по сравнению с аналогами. Разработана и утверждена нормативная документация на ППК, технологическая документация на готовую продукцию, подготовлен проект НД на фарши мясные комбинированные. Выполнен комплекс работ по внедрению результатов исследований в производство и /чебный процесс. Выпущены опытные партии новых изделий на предприятиях питания.

Ключевые слова: мясные комбинированные изделия, полифункциональ-дый препарат коллагена, белково-жировая эмульсия, фаршевые изделия, коллагенсодержащее сырье.

SUMMARY

Yancheva М. A. Elaboration of the technology of combined meat products with :he use of polyfunctional preparation collagen. - Manuscript.

Thesis for Candidate of Technical sciences on speciality 05.18.16 - Food Technology. - Kiev State University of Trade and Ekonomics of the Ministry of Education and Science of Ukraine, Kiev, 2000.

The thesis is devoted to the elaboration and scientific substantiation of the :echnoIogy of combined meat products (CMP) with the use of protein-fat emulsion of polyfunctional preparation collagen.

Technology of receipt of polyfunctional preparation collagen (PPC) from :ollagen-containing raw materials with the complex of properties for formation and stabilization of protein-fat emulsions (PFE) for their purposeful utilization in CMP manufacture has been elaborated and substantiated in the thesis. A possibility to

regulate chemical composition and functional-technological properties of combined ground meat with protein-fat emulsions of polyfunctional preparation collagen has been found out. It allowed to project technological processes and receipts of CMP with high qualitative indexes. A number of recommendatoins on culinary utilization ol combined ground meat with PPC were given in the thesis. The author studied the complex of qualitative characteristsics and elaborated standard documentation for the new types of products.

■ Key words: combined meat products, polyfunctional preparation collagen, protein-fat emulsion, ground meat products, collagen-containing raw materials.

Автор висловлює подяку к.х.н., ст. наук, співробітнику лабораторії кріохімії біополімерів ІНЕОС РАН Курській Олені Анатоліївні за консультації, що були надані при виконанні дисертаційної роботи.

Підп. до друку 15.05.2000 р. Формат 60x84 1/16. Папір газет. Друк.офс. Обл.-вид. 1.0 Умов.друк.арк. 1,2. Умов.фарб.-відб. 1,2.

Тираж 100 прим. Замовл. №/2У_______________________________________

ДОД ХДАТОХ. 61051, Харків - 51, вул. Клочківська, 333