автореферат диссертации по технологии продовольственных продуктов, 05.18.04, диссертация на тему:Разработка технологии мясопродуктов из свинины с применением низковольтной многоэлектродной стимуляции



РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ МЯСОПРОДУКТОВ ИЗ СВИНИНЫ С ПРИМЕНЕНИЕМ НИЗКОВОЛЬТНОЙ МНОГОЭЛЕКТРОДНОЙ

СТИМУЛЯЦИИ

Специальность 05.18.04 - технология мясных, молочных и рыбных продуктов

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

На правах рукописи *

Скрицкий Анатолий Александрович

Улан-Удэ 1998

Работа выполнена на кафедре технологии мясных и консервированных продуктов Восточно-Сибирского государственного технологического университета и в лаборатории научно-исследовательского центра Самарского государственного медицинского университета.

Научный руководитель -доктор технических наук,

профессор Мадагаев Ф.А.

Официальные оппоненты -доктор технических наук,

профессор Кудряшов Л.С. -кандидат технических наук, доцент Данилова Т.Е.

Ведущее предприятие - АООТ «Бурятмясопром»

Защита диссертации состоится_Д_6_декабря 1998 г. в 10 00 ч на заседании диссертационного совета К. 064.68.01 в Восточно-Сибирском государственном технологическом университете. Ваши отзывы в 2-х экземплярах, заверенные печатью, просим отправлять по адресу: 670013, г. Улан-Удэ, ул. Ключевская, 40 а.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университета.

Автореферат разослан «_15^_»_лоября_ 1998 г.

Ученый секретарь диссертационного совета к.т.н., доцент

Данилов М.Б.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Изделия из свинины относятся к числу наиболее распространенных мясопродуктов. Особенности свойств сырья и способов изготовления позволяют выпускать продукцию, удовлетворяющую самым различным запросам потребителя.

Особенности технологии этих изделий и использование новых достижений науки и техники способствуют значительному повышению качества и выхода готового продукта. В перспективных направлениях производства соленых изделий из свинины предусматривается разработка технологии, позволяющей в короткие сроки получать продукт с нежной консистенцией и высокими вкусовыми показателями.

Современная технология соленых мясопродуктов предусматривает посол сырья шприцеванием рассола с использованием активной физической обработки, значительно улучшающей их консистенцию, с дополнительными биохимическими воздействиями для повышения вкуса и аромата изделий.

Исследования ряда авторов (Большаков A.C., Бушкова A.A., Мицык В.К., Проселкова Т.И., Шалушкова Л.П., Carpentez J.A., Rutcowsri A., Fox J.D., Ocrezman H.W.) показали, что по ряду технико-экономических и технологических показателей наилучшим сырьем для изготовления соленых мясопродуктов служит мясо в парном состоянии. Исследования посола мяса в парном состоянии приобретают актуальность в связи с расширяющимся применением технологии убоя скота с электрической стимуляцией (ЭС) парных туш. По имеющимся литературным данным, после ЭС туш происходит улучшение консистенции, вкуса и аромата мяса в результате деструкции мышечных волокон и ускорения его созревания (Головкин H.A., Рогов И.А., Кудряшов JI.C., Куликовская Л.В., Мадагаев Ф.А., Bendall J.L., Davey C.J., Sawell J.W. и др.).

Эффективность ЭС зависит в основном от величины напряжения электрического тока. Для ЭС туш используется электрический ток напряжением до 700 Вив шкуре до 3600 В, при этом требуется строгое соблюдение техники безопасности. Однако известна низковольтная стимуляция животных после их обездвиживания или в период обескровливания. В том и другом случае используется двухэлектродная система подвода тока. В 1987 г разработан способ низковольтной ЭС туш в парном состоянии, где градиент напряжения электрического тока повышается за счет использования многоэлектродной системы - низковольтная многоэлектродная стимуляция (НВМЭС).

Цель и задачи исследований. Цель работы - разработка усовершенствованной технологии соленых изделий из свинины с применением ПВМЭС.

Для достижения цели решались следующие задачи:

-установление влияния НВМЭС па тендеризацию свинины на основе анатомо-топографических особенностей мышц;

-выявление микроструктурных изменений в мышцах при НВМЭС; -выявление динамики гидролитических и окислительных превращений в жировой ткани электростимулированной свинины;

-исследование изменения и определение взаимосвязи комплекса качественных характеристик сырья и продукции из электростимулированной свинины;

-усовершенствование технологии изготовления соленых изделий и пастеризованных консервов из электростимулированной свинины;

-проведение производственных испытаний рекомендуемой технологии. Научная новизна. Реологическими и микроструктурными исследованиями выявлена зависимость электротендеризации свинины от анатомо-топографических характеристик мышц под действием НВМЭС. При этом установлено отсутствие контрактурных деструкции мышечных волокон и полное освобождение капилляров, венул, артерий и вен среднего и крупного калибра от крови, а также ускоренный распад коллагеновых волокон и деструкция соединительной ткани мышц со статической функцией.

Определены особенности воздействия НВМЭС на физико-химические и биохимические процессы в жировой ткани свинины, при этом выявлены повышение ее устойчивости при хранении и длительной термической обработке, увеличение температуры плавления шпига бокового.

Исследованиями установлено, что увеличение водоудерживающей способности мышечной ткани после НВМЭС замедляет процесс перехода экстрактивных веществ в жидкую фазу пастеризованных консервов и снижает количество сухого и минерального остатков в бульоне.

Практическая значимость. Усовершенствована технология соленых изделий и пастеризованных консервов из свинины с применением НВМЭС, обеспечивающая сокращение длительности производственного цикла.

Разработаны рекомендации по использованию свинины в парном и охлажденном состоянии в производстве соленых изделий и пастеризованных консервов, позволяющие получать мясопродукты высокого качества.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы представлены на Международной научно-технической конференции «Холод и пищевые производства. Секция 2. Хранение, консервирование и холодильная технология» (Санкт-Петербург, 1996); на научных чтениях, посвященных 65-летию МГАПБ и памяти А.В.Горбатова (Москва, 1996), на региональной научно-практической конференции «Образование в условиях реформ: опыт, проблемы, научные исследования» (Кемерово, 1997); на научных чтениях «Научное наследие профессора, доктора технических наук Э.И.Каухчешвили»

(Москва, 1997); на 1-й Международной конференции «Научные и практические аспекты совершенствования качества продуктов детского и геродиетиче-ского питания» (Москва, 1997); на научных конференциях преподавателей и научных сотрудников Восточно-Сибирского государственного технологического университета в 1996-1998 годах.

Публикации. По результатам выполненных исследований опубликовано 9 работ.

Структура и объем диссертации. Работа состоит из Введения, Литературного обзора, Экспериментальной части из 4 глав, включающей материалы и методы исследований, экспериментальные исследования и полученные результаты, Выводов, Списка использованной литературы и Приложений.

Работа содержит 17 0 страниц машинописного текста, 11 таблиц, 27 рисунков. Библиография включает 156 литературных источников, в том числе 46 иностранных, приложения приведены на 19 страницах.

Экспериментальная часть

Организация экспериментов и выбор методов исследований качественных показателей мяса и мясопродуктов. Объектом исследований была выбрана свинина 1 категории упитанности (беконная) массой (70-80) кг не позднее 60 мин после электрооглушения в убойном цехе АООТ «Бурятмясо-пром» и ОАО «Самарский мясокомбинат».

На всех этапах исследований одна полутуша от каждой туши служила контролем, а другая подвергалась НВМЭС. Для экспериментальных исследований для каждого этапа было проведено 3-5 закладок сырья.

В соответствии с поставленными в работе задачами экспериментальные исследования проводили в лабораторных (объект исследований - мышцы спинной, задней и передней конечностей, а также задние окорока) и производственных (объект исследований - окорок «Тамбовский» и консервы «Ветчина любительская») условиях.

НВМЭС осуществляли путем импульсной (по 0,3-0,4 с и перерывы по 0,5-0,6 с) подачи тока 36 В промышленной частоты в течение 3 мин с помощью 10 электродов, которые располагали по всей длине полутуши на расстоянии (0,1-0,2) м один от другого, чередуя нулевые электроды с фазными.

Экспериментальные исследования проводили согласно схеме, представленной на рис. 1.

На первом этапе для проведения экспериментов в лабораторных условиях из контрольных и электростимулированных парных полутуш после НВМЭС выделяли покровную и межмышечную жировую ткань, полусухожильные,

Рис.1. Схема проведения экспериментальных исследований (цифрами обозначены исследуемые показатели)

стройные и полуперепончатые мышцы, а также мышцы длиннейшие спины, двуглавые бедра и плеча, трехглавые плеча, боковые разгибатели пальцев голени и предплечья с температурой в толще 36-37°С и исследовали биохимические, структурно-механические и микроструктурные изменения при хранении в охлажденном состоянии.

На втором этапе исследований была изучена динамика проникновения и распределения поваренной соли в окороке из электростимулированной свинины, затем исследованы качественные характеристики окороков «Тамбовский», выработанных по действующей технологии и с применением НВМЭС.

На третьем этапе исследований из контрольных и опытных полутуш в парном состоянии вырезали мышцы из задней конечности со шпигом, остав-

шееся мясо на передней части туши направляли па охлаждение при температуре 0-2° С в течение 48 ч.

Из мяса в парном состоянии и охлажденного изготавляли пастеризованные консервы «Ветчина любительская» в банках №9.

В ходе экспериментов в сырье и продуктах определяли показатели:

- величину pH мяса (1) - на универсальном иономере ЭВ-74;

- массовую долю влаги (2) - высушиванием до постоянной массы;

- массовую долю хлорида натрия (3) - аргентометрическим методом;

- сухой (4) и минеральный (5) остаток - высушиванием и озолением;

- влагосвязывающую способность (6) и пластичность (7) мяса- по методу Грау и Хамма в модификации ВНИИМПа;

- напряжение среза (8) - на приборе типа Уорнера-Братцлера;

- потери при варке (9) - по разнице массы до и после обработки;

- перераспределение хлорида натрия в мышечной ткани (10) - количественным определением NaCl по слоям продукта;

- гистоструктуру мышечной ткани (11) — на световом микроскопе после заливки образцов в парафин и окрашивания срезов;

- кислотное число жира (12) - экстракцией свободных жирных кислот эфиро-спиртовым раствором с последующим титрованием водным раствором щелочи;

- пероксидное число жира (13) - методом хлороформенной экстракции пероксидов в присутствии иодида калия с последующим титрованием раствором тиосульфата натрия;

- жирно-кислотный состав жира (14) - методом газожидкостной хроматографии;

- температуру плавления (15) - физическим методом;

- общее микробное число (16), коагулазоположительные стафилококки (17), бактерий группы Salmonella(18) и кишечной палочки (19), Proteus Vulgarus (20), а также развитие плесеней и дрожжей (21) - по общепринятым методам.

Результаты экспериментальных исследований при 5-15-кратной повтор-ности опытов обрабатывали методами математической статистики (22), корреляционного (23) и регрессионного (24) анализов результатов на IBM 486.

Основные результаты исследований

Зависимость технологических показателей электростимулирован-ной свинины от анатомо-топографических особенностей скелетных мышц.

Сравнительный анализ высоковольтной и низковольтной миогоэлектродной стимуляции полутуш выявил преимущества нового способа электрообработки свинины с помощью многоэлектродной системы.

Низковольтная стимуляция способствует улучшению ВСС свинины до 7%, по сравнению с высоковольтной, и повышению тендеризующего эффекта. Эффект многоэлектродной электротендеризации зависит от анатомо-топографических особенностей мышц. Например, в длиннейшей мышце спины, выполняющей динамическую функцию, повышение пластичности составило 7,7%, в двуглавой плеча, выполняющей статодинамическую функцию, - 3,5%.

Повышение пластичности электростимулированного мяса подтверждается снижением напряжения среза вареных образцов (рис.2).

Наибольшее снижение напряжения среза зафиксировано в образцах из динамических мышц. НВМЭС оказывает тендеризующее влияние и на мышцы со статодинамической (двуглавые бедра и плеча) и статической (боковые разгибатели пальцев голени и предплечья) функциями, причем в мышцах тазовой конечности ее тендеризующий эффект выражен в большей степени.

Р -Р

1 контроль 1 нвмэс Д ---100%)

Рконтроль

Л_и_

1 2 3 4 5 6 7 Мышцы

Рис.2. Снижение напряжения среза электростимулированного мяса через 4 суток, % к контролю: 1- полу сухожильная; 2- двуглавая бедра; 3- боковой разгибатель пальцев голени; 4- длиннейшая спины; 5- трехглавая плеча;6-двуглавая плеча; 7- боковой разгибатель пальцев предплечья

Микроструктурные исследования выявили деструктивные изменения в скелетных мышцах при воздействии электрического тока. При этом отсутствует контрактурный тип повреждения с агрегацией белков, а преобладает распад волокон на фрагменты и поперечное расщепление волокон, сочетающиеся с поперечной фрагментацией. Этапами такого повреждения является набухание мио-фибрилл, разрывы сарколеммы и попадание содержимого саркоплазмы в окружающую ткань. Это приводит к лизису части мышечных волокон, их разрывам, что усиливает дисперсность созревающей мышечной ткани.

Другим важным свойством, непосредственно связанным с активностью деструкции и дисперсностью мышечной ткани, является усиление гидрофиль-ности белков и адсорбция влаги. При воздействии НВМЭС эти свойства разви-

ты значительно сильнее и проявляются раньше, зачастую на 1-2 сутки, а на 7 сутки существенно отличаются от таковых в мышцах без электростимуляции.

Третьим важным результатом воздействия НВМЭС является влияние на сосуды. При воздействии электрического тока наблюдается полное освобождение капилляров, венул, артерий и вен среднего и крупного калибра от крови, что не наблюдается при обычной обработке мяса.

При анализе влияния НВМЭС на статические и динамические мышцы следует отметить, что в обеих группах имеет место положительное влияние ее на созревание, что проявляется в более ранней и более интенсивно развивающейся деструкции соматической мускулатуры, ее гидрофильности, обескровливании сосудов. Хотя НВМЭС положительно влияет на распад коллагеновых волокон, однако, в статических мышцах сильнее развита сухожильная ткань, в которой процесс распада идет медленнее .

Изменение биохимических процессов в жировой ткани электрости-мулированнон свинины. В экспериментальных исследованиях установлено,что через 2 часа после убоя в покровном жире свиных полутуш кислотное число составляет (0,72-0,75) мг №ОН, а при использовании НВМЭС оно заметно увеличивается и доходит до 0,83 мг №ОН (рис.3).

0 1 234567 Продолжительность хранения .сутки

Рис.3. Изменение кислотного числа жировой ткани при хранении: а- боковой; б- хребтовой; в- межмышечной

Видимо, ЭС влияет на действие не только протеолитических ферментов, но и липолитических. Известно, что применение ЭС приводит к ускорению биохимических процессов катаболического характера, которые способствуют гидролитическим процессам в жировой ткани, что косвенно подтверждается большим увеличением кислотного числа в межмышечном жире электростиму-лированной свинины ( рис. 3, в). В то же время ускоренный гликогенолиз под действием НВМЭС приводит к интенсивному накоплению молочной кислоты. Снижение величины рН мяса в парном состоянии подавляет активность липаз, поэтому уровень гидролиза в электростимулированных образцах, особенно межмышечного и хребтового жира, при хранении ниже, чем в контрольных.

Динамика окислительных превращений в боковой, хребтовой и межмышечной жировой ткани контрольных образцов примерно одинакова, и на 7 сутки величина накопления пероксидов составила 0,0006-0,0007 % 12. За этот же период хранения уровень накопления пероксидов в опытных образцах значительно ниже. Пероксидное число боковой и хребтовой жировой ткани электростимулированных образцов на 37-50% ниже контрольных, а в межмышечном жире примерно на 20 %.

Видимо, снижение гидролиза в жировой ткани после НВМЭС свиных полутуш является одной из причин замедления окислительных процессов в шпиге. Кроме того, замедление окисления жира можно объяснить высвобождением микро- и макрокапилляров от остатков крови, т.е. в жировой ткани электростимулированных полутуш практически отсутствует гемовое железо.

Анализ качества жира в пастеризованных консервах показал, что кислотное число шпига в контрольных образцах равно 0,12 мг ЫаОН, а в опыт-пых образцах составило 0,10 мг ЫаОН. При хранении консервов до 3 месяцев наблюдается увеличение кислотного числа шпига в контрольных образцах до 0,43 мг №ОН, в опытных - 0,36 мг N3011.

Снижение гидролиза и замедление окислительных процессов в шпиге, удаление из него гемового железа из микро- и макрокапилляров под действием НВМЭС способствуют снижению уровня окисления жира в два и более раз в готовом продукте по сравнению с контролем (рис.4.). Снижение пероксидного числа при хранении в течение 3-х месяцев происходит из-за распада первичных и накопления вторичных продуктов окисления жира.

При длительной термической обработке свиного жира могут протекать реакции насыщения двойных связей и распада жирных кислот, поэтому был исследован жирнокислотный состав шпига пастеризованной свинины, результаты приведены в таблице!.

0,040 -1

0,030

к а-и

§ ^ 0,020 ¡2 о^

о и о о.

с

0,010 -

0,000

■ Контроль ПНВМЭС

о

5 .

я р

й>

о ^

я „

к °

о «

О Р.

0,010 0,008 -0,006 -0,004 0,002 0,000

1 3

Хранение, мес

Хранение, мес

Рис.4. Изменение пероксидного числа в шпиге (а) и в жировой фракции бульона (б )

Хотя тепловая обработка пастеризованных консервов проводилась в идентичных условиях, содержание арахиновой кислоты в свинине, пастеризованной из охлажденного мяса, составило 0,46 %, а из охлажденной электрости-мулированной свинины 0,20%, что свидетельствует о более глубоких гидролитических изменениях в контрольных образцах.

В контрольных образцах пастеризованных консервов из охлажденной свинины и из мяса в парном состоянии больше стеариновой кислоты, чем в консервах из электростимулированного мяса, которая является наиболее тугоплавкой.

Разработка усовершенствованной технологии соленых изделий из свинины с применением низковольтной многоэлектродной стимуляции.

Динамика перераспределения поваренной соли при посоле охлажденной

0

1

3

Таблица 1

Изменение жирнокислотного состава шпига (%) в пастеризованных консервах

№ Жирные кислоты Свинина (охлажденная) Свинина(парная)

контроль НВМЭС контроль НВМЭС

1 Каприновая 10.0 0,10 0,10 0,11 0,13

2 Лауриновая 12:0 0,08 0,04 0,06 0,04

3 Миристиновая 14:0 2,10 2,23 2,06 2,14

4 Тетрадеценовая 14.1 . . 0,06

5 Пентадекановая 15:0 - - - -

6 Пальмитиновая 16:0 23,93 27,53 29,68 29,50

7 Пальмитолеиновая 16:1 4,28 4,53 3,35 4,18

8 Маргариновая 17:0 - 0,07 0,14 следы

9 Изо-гетадекановая 17:1 - 0,10 0,15 следы

10 Стеариновая 18:0 11,83 8,58 11,38 8,14

11 Олеиновая 18:1 51,07 49,19 45,60 48,35

12 Линолевая 18:2 4,26 5,43 5,64 5,58

13 Линоленовая 18:3 1,46 1,63 1,37 1,45

14 Нонадециловая 19:0 - - - -

15 Арахиновая 20:0 0,46 0,20 0,15 0,08

16 Арахидоновая 20:4 0,43 0,37 0,31 0,35

17 Всего насыщенных кислот 38,50 38,75 43,58 40,03

18 Всего ненасыщенных кислот 61,50 61,25 56,42 59,97

(рис.5) свинины и в парном состоянии (рис.6) показала, что способ посола с предварительной НВМЭС обеспечивает более быстрое проникновение хлорида натрия вглубь мышечной ткани, увеличивая коэффициент диффузии в 1,2 - 1,5 раза.

Интенсификация процесса посола электростимулированного мяса происходит за счет множественных деструктивных изменений.

Требуемый уровень накопления соли в контрольных окороках из охлажденной свинины достигается после 7 суток посола, а в парном состоянии - через 6,5 суток, тогда как этот же уровень в стимулированных окороках достигается,соответственно, через 5 и 4,5 суток.

В процессе НВМЭС величина рН свинины снижается на 0,15-0,20 еди-

Рис.5. Перераспределение соли в окороках из охлажденного мяса: а- контроль, б- НВМЭС

Выдержка в посоле.сутки Выдержка в посоле,сутки

Рис. 6. Перераспределение соли в окороках из мяса в парном состоянии: а- контроль, б- НВМЭС

ницы. НВМЭС свиных полутуш в парном состоянии интенсифицирует процесс гликогенолиза на начальной стадии, однако это не приводит к появлению эксу-дативности свинины. ВСС стройной мышцы электростимулированных окороков уже на 3 сутки выдержки в посоле достигает 72% из охлажденного мяса и 74% из мяса в парном состоянии, а при дальнейшей выдержке возрастает только на 1,0 - 1,5%, тогда как эти уровни в контрольных окороках достигаются только на 5-6 сутки.

С динамикой изменения ВСС мяса контрольных и электростимулированных окороков в процессе выдержки в посоле коррелируют данные по изменению потерь массы при тепловой обработке (т=-0,68-^-0,99).

Выявлена высокая корреляция изменения пластичности и ВСС мяса в процессе посола окороков. Для контрольных окороков из охлажденной свинины г=0,98, а из свинины в парном состоянии г=0,87. Изменения пластичности мышечной ткани свинины приведены на рис.7.

Улучшение консистенции соленых продуктов при использовании

4,6 4,4 4,2 4,0 3,8 3,6 3,4 3,2

< ,4- - 3 . . -< 1 - - С 1 - -1

2 , . -1 - . - <!>

> 1

~ - 1

Выдержка в посоле, сут

Рис.7. Изменение пластичности мяса при посоле свинины: 1-контроль и 2 - ЭС из охлажденного мяса; 3 — контроль и 4 - ЭС из мяса в парном состоянии

НВМЭС подтверждается данными по изменению напряжения среза образцов после тепловой обработки в зависимости от продолжительности посола.

Для напряжения среза образцов из мышечной ткани свинины, посоленной в охлажденном состоянии получены следующие уравнения регрессии:

У контроль - 163,3- 5,5х+ 0,3х ;

У нвмэс = 142,7- 2,1х+ 0,06х2; а для свинины, посоленной в парном состоянии:

У контроль- 192,5- 12,5х+ 0,3х2;

У нвмэс =193,9- 20,1х+1,3х2; где У- напряжение среза, кПа; х - длительность посола, сутки.

На основе исследования была разработана ускоренная технология окорока вареного «Тамбовский» из свинины, посоленной в парном состоянии с применением НВМЭС. Предложенная технология позволяет в непрерывном потоке с момента убоя скота до готового продукта получать продукт хорошего качества с сокращением продолжительности посола свинины на 2 суток.

В производственных условиях Улан-Удэнского мясокомбината был изготовлен окорок вареный «Тамбовский» из электростимулированной свинины и окорок вареный «Тамбовский» - контрольный образец, изготовленный по действующей технологической инструкции (табл.2).

На основе комплексных исследований в лабораторных и производственных условиях была разработана усовершенствованная технология пастеризованных консервов " Ветчина любительская " с использованием НВМЭС как из охлажденного, так и из мяса в парном состоянии, при которой продолжительность массирования сокращается на 2 ч.

Повышение гидрофильности белков электростимулированной свинины снижает на 3,8 - 4,1% выделение бульона в пастеризованных консервах и переход в него органических и минеральных экстрактивных веществ (табл.3).

НВМЭС улучшает консистенцию пастеризованной ветчины на 15% (рис.8).

С 100,

О 3

Хранение, мес

Рис. 8. Изменение напряжения среза:

а - из мяса в парном состоянии и б - из охлажденного мяса

Таблица 2

Физико-химические показатели сырья и вареного окорока

Показатель Контроль Опытный образец

сырье 1 продукт сырье 1 продукт

Массовая доля влаги,% 74,1 ±2,3 61,0+1,1 74,6+0,9 63,2+1,0

Потери массы при варке,'% 38,2+0,1 - 36,0+0,1 -

рН 6,37+0,15 5,60+0,10 6,11+0,20 5,86+0,11

Напряжение среза, кПа 480+30 210±40 430+40 190+30

Массовая доля МаС1, % 3,0+0,06 - 2,8+0,10

Массовая доля нитрита, мг на 100 г продукта - 2,7+0,03 - 2,7+0,05

Выход к массе сырья, % . - 82,0±1,5 - 85,5+1,1

Таблица 3

Изменения сухого и минерального остатков в бульоне при хранении пастеризованных консервов

Показатель Хранение, мес

0 3

Контроль НВМЭС Контроль НВМЭС

Сухой остаток, % 6,20+0,14 6,16+0,02 6,77+0,02 6,53+0,02

Минеральный остаток, % 2,80±0,07 2,70+0,02 2,60+0,07 2,3010,07

При использовании НВМЭС сразу снижается величина рН мяса, что негативно влияет на развитие микроорганизмов, поэтому в пастеризованных консервах контрольных образцов ОМЧ составило 2х102^-1х103 КОЕ в 1 г. продукта, тогда как в опытных образцах - 1х102 КОЕ в 1 г. продукта. Мезофильно-анаэробиые и термофильно-анаэробные микроорганизмы не обнаружены.

выводы

1. В результате комплексных исследований выявлена зависимость электротен-деризации свинины под действием низковольтной многоэлектродной стимуляции от анатомо-топографических характеристик мышц. Наибольшее улучшение консистенции выявлено в динамических мышцах и наименьшее -в статических, при этом в мышцах тазовой и поясничной области тендери-зующий эффект выражен в большей степени.

2. Микроструктурными исследованиями установлено, что в электростимули-рованной свинине отсутствует контрактурная деструкция мышечных волокон с агрегацией белков и освобождение капилляров, венул, артерий и вен среднего и крупного калибра от крови.

3. Микроструктурный анализ изменений показал, что в элетростимулирован-ной мышечной и сухожильной тканях наблюдается распад мышечных и коллагеновых волокон с продольной и поперечной фрагментацией, повышение гидрофилыюсти белков и адсорбцией влаги.

4. Определены особенности воздействия низковольтной многоэлектродной стимуляции на физико-химические и биохимические процессы в жировой ткани. Выявлены снижения кислотного на 10-15 % и пероксидиого на 3050% чисел в покровном и межмышечном жире свинины.

5. Интенсификация в 1,2-1,5 раза процесса посола, улучшение консистенции на 10-15 % и ускорение созревания электростимулированного мяса, за счет деструктивных изменений в мышечной ткани, позволяют сократить длительность выдержки окороков в рассоле на 2 суток и массирования пастеризованной ветчины на 2 часа.

6. Экспериментально установлено, что увеличение водоудерживающей способности мяса после низковольтной многоэлектродной стимуляции замедляет процесс перехода экстрактивных веществ в жидкую фазу пастеризованных консервов и снижает количество сухого остатка на 0,04 - 0,24% и минерального остатка в бульоне на 0,1 - 0,3%.

7. Разработана усовершенствованная технология соленых изделий и пастеризованных консервов из свинины с применением низковольтной многоэлектродной стимуляции, обеспечивающая сокращение длительности производственного цикла и повышение качества готового продукта.

Публикации :

1. Мадагаев Ф.А., Хамаганова И.В., Скрицкий A.A. Особенности цвето-формирования электростимулированного мяса при холодильной обработке //Холод и пищ. произ-ва. Секция 2. Хранение, консервирование и холодильная технология: Тез. юбилейной международной .науч.-техн. конф.-СПб: СПбГАХПТ, 1996.-С.117

2. Мадагаев Ф.А., Хамаганова И.В.,Скрицкий A.A. Повышение стабильности жировой ткани при хранении замороженного мяса // Холод и пищ. произ-ва. Секция 2. Хранение, консервирование и холодильная технология: Тез. юбилейной международной науч.-техн. конф.-СПб: СПбГАХПТ, 1996.-С.126

3. Мадагаев Ф.А., Хамаганова И.В., Скрицкий A.A. Особенности элек-тротендеризации мяса//Теоретические и практические аспекты применения методов ИФХМ с целью совершенствования и интенсификации технологических процессов пищевых производств: Тез. к 65- летию МГАПБ и памяти А.В.Горбатова.- М:МГАПБ, 1996.-С.ЗЗ

4. Мадагаев Ф.А., Хамаганова И.В., Скрицкий A.A. Исследование процесса посола электростимулированной свинины // Сб. науч. трудов

ВСГТУ.Выпуск З.Серия: Технология и биотехнология пищевых и кормовых продуктов.-Улан-Удэ,1996.-С. 62-66

5. Мадагаев Ф.А., Хамаганова И.В., Скрицкий A.A., Иванов A.A. Зависимость электростимуляции мяса от нагрузки и функций скелетных мышц//Научное наследие профессора доктора технических наук Э.И. Каухче-швили: Тез. науч. чтений МГУПБ,26 декабря 1996.-М., 1997,- С.119

6 Мадагаев Ф.А., Хамаганова И.В., Скрицкий A.A. Интенсификация процесса посола мяса// Образование в условиях реформ: опыт, проблемы, научные исследования: Тез. региональной науч.-практ. конф., 24-25 апреля 1997,-Кемерово, 1997.-С.94

7. Мадагаев Ф.А., Ханхалаева И.А., Хамаганова И.В.,Скрицкий A.A. Влияние низковольтной многоэлектродной стимуляции и массирования на технологические показатели свинины7/ Сб. иауч. трудов ВСГТУ. Выпуск 4.Технология, биотехнология и оборудование пищевых и кормовых производств. - Улан-Удэ, 1997. С.61-67

8. Мадагаев Ф.А., Ханхалаева И.А.„Скрицкий А.А . Влияние электростимуляции на биохимические изменения в жировой ткани свинины. // Научное наследие профессора доктора технических наук Э.И. Каухчешвили: Тез. науч. чтений. МГУПБ,26 декабря 1996.-М., 1997,-С.10

9. Мадагаев Ф.А., Цырендоржиева О.Ж.,Скрицкий А.А Санитарно-микробиологическая оценка мясных пастеризованных консервов из электростимулированного мяса.//Научные и практические аспекты совершенствования качества продуктов детского и геродиетического питания Труды участников I -Международной конф,- М.: Пищепромиздат, 1997.-С.205

Подписано в печать 12.11.1998 г. Формат 60x84 1/16. Усл. п. л. 0,93, уч.- изд. л. 0,8. Тир. 70 экз. С.153. Отпечатано в типографии ВСГТУ. Г. Улан- Удэ, ул. Ключевская, 42.

, * Г г

—• 7 >

восточно-сибирскии государственный технологическим

университет

На правах рукописи Скрицкий Анатолий Александрович

РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ МЯСОПРОДУКТОВ ИЗ СВИНИНЫ С ПРИМЕНЕНИЕМ НИЗКОВОЛЬТНОЙ МНОГОЭЛЕКТРОДНОЙ ЭЛЕКТРОСТИМУЛЯЦИИ

05.18.04 - технология мясных, молочных и рыбных продуктов

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук

Научный руководитель -доктор технических наук, профессор Мадагаев Ф.А.

Улан-Удэ 1998

СОДЕРЖАНИЕ

с.

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

Глава 1. ПУТИ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ ТЕХНОЛОГИИ МЯСОПРОДУКТОВ ИЗ СВИНИНЫ

1.1. Анатомо-топографические особенности скелетной мускулатуры свиней.........................................................................6

1.2. Пути повышения качества изделий из свинины..............................14

1.3. Использование высоковольтной и низковольтной электростимуляции при переработке свинины................................26

1.4. Заключение по литературному обзору...............................................33

1.5. Цель и задачи экспериментальных исследований............................35

Глава 2. ОРГАНИЗАЦИЯ ЭКСПЕРИМЕНТОВ И ВЫБОР МЕТОДОВ

ИССЛЕДОВАНИЙ КАЧЕСТВЕННЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ МЯСА И МЯСОПРОДУКТОВ

2.1. Объекты исследований и методика проведения эксперимента......37

2.2. Методы определения физико-химических показателей..................43

2.3. Методы определения структурно-механических показателей........47

2.4. Методы исследования гистоструктуры мышц...................................48

2.5. Методы определения качественных показателей жира....................48

2.6. Методы микробиологического анализа пастеризованных консервов.................................................................................................50

2.7. Методы математической обработки экспериментальных данных ..52 Глава 3. ЗАВИСИМОСТЬ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ

ЭЛЕКТРОСТИМУЛИРОВАННОЙ СВИНИНЫ ОТ АНАТОМО-ТОПОГРАФИЧЕСКИХ ОСОБЕННОСТЕЙ СКЕЛЕТНЫХ МЫШЦ

3.1. Сравнительный анализ высоковольтной и низковольтной многоэлектродной стимуляции............................................................55

3.2. Зависимость эффекта низковольтной электротендеризации от анатомо-топографических особенностей мышц.................................59

3.3. Влияние низковольтной многоэлектродной стимуляции на

микроструктуру мышц...........................................................................68

Глава 4. ИЗМЕНЕНИЕ БИОХИМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ В ЖИРОВОЙ ТКАНИ ЭЛЕКТРОСТИМУЛИРОВАННОЙ СВИНИНЫ

4.1. Изменение биохимических превращений в жировой ткани............85

4.2. Анализ качества жира в готовых продуктах.......................................95

Глава 5. РАЗРАБОТКА УСОВЕРШЕНСТВОВАННОЙ ТЕХНОЛОГИИ

СОЛЕНЫХ ИЗДЕЛИЙ ИЗ СВИНИНЫ С ПРИМЕНЕНИЕМ НИЗКОВОЛЬТНОЙ МНОГОЭЛЕКТРОДНОЙ СТИМУЛЯЦИИ

5.1.Исследование процесса посола электростимулированной свинины 103

5.2. Усовершенствованная технология соленых изделий и

пастеризованных консервов из свинины............................................117

5.3. Изменение качества продуктов из свинины при использовании

низковольтной многоэлектродной стимуляции..............................122

ВЫВОДЫ........................................................................................................130

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ.............................................132

ПРИЛОЖЕНИЯ.......................................................................................................149

ВВЕДЕНИЕ

Соленые изделия из свинины относятся к числу наиболее распространенных мясопродуктов. Разнообразие свойств сырья и способов изготовления позволяют выпускать продукцию, удовлетворяющую самым различным запросам потребителя.

Особенности технологии этих изделий и использование новых достижений науки и техники способствуют значительному повышению качества и выхода готовой продукции. В новых перспективных направлениях в производстве соленых изделий из свинины предусматривается разработка технологии, позволяющей в короткие сроки получать продукт с нежной консистенцией и высокими вкусовыми показателями.

Современная технология соленых мясопродуктов предусматривает посол сырья шприцеванием рассола с использованием активной физической обработки, значительно улучшающей их консистенцию, в сочетании с биохимическими воздействиями для повышения вкуса и аромата изделий.

Исследования ряда авторов (Большаков A.C., Бушкова A.A., Мицык В.К., Проселкова Т.И., Шалушкова Л.П., Cazpentez J.A., Rutcowsri A., Fox J.D., Ocrezman H.W.) показали, что по ряду технико-экономических и технологических показателей наилучшим сырьем для изготовления соленых мясопродуктов служит мясо в парном состоянии. Исследования посола мяса в парном состоянии методом шприцевания приобретают актуальность в связи с расширяющимся применением технологии убоя скота с электрической стимуляцией (ЭС) парных туш. По имеющимся литературным данным, ЭС способствует улучшению консистенции, вкуса и аромата мяса в результате деструкции мышечных волокон и ускорения его созревания (Головкин H.A., Рогов И.А., Кудряшов JI.C., Куликовская JI.B., Мадагаев Ф.А., Bendall J.L., Davey C.J., Sawell J.W.).

Эффективность ЭС зависит в основном от величины напряжения электрического тока. Для ЭС туш используется электрический ток напряжением до 700 В и для ЭС туш в шкуре до 3600 В, при этом требуется строгое со-

блюдение техники безопасности. Однако известна низковольтная стимуляция животных после их обездвиживания или в период обескровливания. В том и другом случае используется двухэлектродная система подвода тока. В 1987 году в нашей стране разработан способ низковольтной ЭС туш в парном состоянии, где градиент напряжения электрического тока повышается за счет использования многоэлектродной системы - низковольтная многоэлектродная стимуляция (НВМЭС).

Влияние ЭС на мышечную ткань свинины мало изучено даже для двух-электродной системы стимуляции. В связи с разработкой НВМЭС возникает проблема определения не только качественных изменений в мышечной ткани свинины, но и в жировой ткани, а также количественного определения интенсификации перераспределения посолочных компонентов и при выдержке сырья в посоле.

В связи с этим встает вопрос о возможности сокращения сроков изготовления и повышения качества соленых изделий из свинины с применением НВМЭС и разработке усовершенствованной технологии их производства.

Глава 1. ПУТИ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ ТЕХНОЛОГИИ МЯСОПРОДУКТОВ ИЗ СВИНИНЫ

1.1. Анатомо-топографические особенности скелетной мускулатуры свиней

Мясо свиней, по количеству поступающих на мясокомбинаты животных, находится на втором месте. Они относятся к скороспелым, многоплодным, всеядным животным с убойным выходом мяса до 85%. В месячном возрасте поросята достигают (7-8) кг, в (7-9)-месячном - (100-120) кг, а в (12-15)-месячном - (200-240) кг (108).

В данной работе при исследовании влияния возраста и пола свиней в возрасте (120-320) суток мясо по вкусу имеет приемлемые показатели. В другой работе при исследовании свойств мышечной ткани и качества свиных мышц установлено, что мясо животных в возрасте 3 месяцев имеет лучшие качества, затем - мясо свиней в возрасте 12 месяцев, а наихудшие показатели - мясо свиней в возрасте 6 месяцев (138).

С возрастом, видимо, повышаются энергетические запасы в мышцах свиных туш. Установлено, что в период с 69 до 210 дней содержание креатина в полу сухожильной мышце достоверно коррелирует с возрастом животного. Концентрация фосфора в мышцах относительно постоянная в течение всего периода жизни животных (156).

Среди многочисленных пород свиней самая распространенная крупная белая, составляющая около 80 % всего поголовья. Кроме того, имеются украинская степная белая, черно-пестрая миргородская, черная молдавская и ДР. (108).

Мясо, в широком смысле слова, представляет собой отдельные части туш убойных животных и включает мышечную, соединительную, жировую и костные ткани, кровь. Основу мяса составляет поперечно-полосатая мышечная

ткань, входящая в состав разнообразных по форме и сложных по строению скелетных мускулов животных.

Тело животных в своем строении вытянуто по оси, роль которого выполняет позвоночник. Оно имеет антимерию, т.е. две симметричные половины: правую и левую. При распиловке туш по продольной средней (сагиттальной) плоскости сохраняется целостность правой и левой полутуши. В строении тела имеет место литамерия, т.е. сегментное строение, например вдоль оси сходны в строении. Сегментную закономерность используют при разделении на четвертины и при обвалке (108).

Мышцы свиных полутуш находятся непосредственно под глубокой фасцией и покрывают почти все тело животного. Они прикрепляются к костям, выполняют функцию активного движения и утверждают тело или отдельных частей его в определенном положении. Мышцы составляют до 60% мякоти свинины в туше (26).

Каждая из скелетных мышц состоит из мускулатурного брюшка и сухожилия. Мускулатурное брюшко имеет паренхиму, состоящую из мышечных клеток-волоконец, соединенных рыхлой соединительной тканью (стромой) в пучки первого порядка, затем второго порядка и так до образования мускула. Мускульные волоконца, диаметр которых составляет (12-100) мкм, покрыты тончайшей прослойкой соединительной ткани (эндомизием). Толщина мышечных волокон зависит от вида расположения мускулов. Мышцы, выполняющие большие физические нагрузки, имеют более толстые мышечные волокна, что обуславливает их жесткость.

Мускульные пучки видны невооруженным глазом. Диаметр отдельных пучков в среднем возрасте составляет (1-3) мм. Мускульные пучки и все мускульное брюшко покрыты тонкой соединительной оболочкой (перимизием), между пучками имеются соединительно-тканные пространства, заполненные рыхлой клетчаткой или жиром, хорошо заметными на поперечном разрезе мышц.

Всего мышц на теле около 300, названия их у животных одинаковые. Несмотря на общие закономерности строения мышечной системы, характерной для млекопитающих, имеются и особенности ее структуры у каждого вида животных, что обусловлено различием условий их существования (26).

У свинины мышцы, разгибающие позвоночник, особенно в области шеи, сильно развиты; это вызвано тем, что свинья относится к роющим животным. Мощная пластыревидная мышца начинается от поперечноостистой фасции и оканчивается в трех точках: на затылочной кости, сосцевидном отростке и атланте. Относительно более мощна, чем у КРС, длинная мышца шеи и ромбовидная мышца. Мышечные пучки ромбовидной мышцы, продолжаясь до затылочной кости, образуют ромбовидную мышцу головы. Плечеголовная мышца развита слабее, чем у КРС и начинается не только от затылочной, но и от височной кости. Прикрепляется эта мышца ниже дельтовидной шереховатости к плечевой кости. Коракоидноплечевая мышца с двумя брюшками; они начинаются от коракоидного отростка лопатки, а оканчиваются сухожилиями на плечевой кости ниже круглой шереховатости. Трехглавая мышца плеча состоит из четырех головок. Кроме длинной и латеральной головок, есть еще медиальная и добавочная медиальная головки; все они прикрепляются на бугре локтевой кости.

Разделка свиных туш бывает торговая и производственная для копченостей и колбас.

В торговой сети свиные полутуши разделывают на два сорта и восемь отрубов. К 1 сорту относят лопаточную, спинную, поясничную части с пашиной, грудинку и окорок; ко II - рульку и голяшку.

Лопаточную часть отделяют перпендикулярной линией позади угла лопатки между пятым и шестым грудными позвонками. От этого отруба отделяют снизу рульку по локтевой сустав. Отруб в туше составляет 34%.

Спинная часть или корейка спереди граничит с лопаточной частью, сзади граница совпадает с перпендикулярной линией, проведенной позади

последнего ребра. Нижняя граница проходит поперек ребер через середину их длины. Отруб составляет 9% массы полутуши.

Грудинка расположена ниже спинной части между лопаточной частью (передняя граница) и перпендикулярной линией, образующей заднюю границу спинной части. Грудинка составляет 5% массы полутуши.

Поясничную часть с пашиной отделяют от полутуши перпендикулярными позвоночнику линиями, проведенными по заднему краю последнего ребра (передняя граница) и переднему краю маклока, который проходит между пятым и шестым поясничными позвонками (задняя граница). Спереди она граничит со спинной частью и грудинкой, а сзади - с окороком. Отруб составляет 7,5% массы полутуши.

Окорок считают самым мясистым отрубом с умеренным содержанием жира. Спереди граничит с поясничной частью и пашиной, а сзади отрубается по перпендикулярной линии через верхнюю треть голени. Отруб составляет 38,5% массы полутуши.

Для копченостей используют туши молодых свиней беконного или мясного откорма. Каждую полутушу разрубают на шесть частей: щековина, лопаточная часть, корейка, грудинка верхняя, грудинка нижняя и окорок.

Щековину, или баки, отрезают от шеи перпендикулярно туловищу с таким расчетом, чтобы можно было подравнять ее и удалить сморщенные пигментированные ткани.

Лопаточная часть, или передний окорок, расположена позади щековины. Она граничит с перпендикулярной линией, проведенной сзади лопатки между пятым и шестым грудными позвонками. Нижняя граница проходит по локтевому суставу, а для воронежского окорока - между запястным суставом и пястью.

Корейка расположена позади лопаточной части вдоль позвоночника. Сзади она граничит с перпендикулярной линией, проведенной впереди маклока через последний поясничный позвонок, снизу с линией, проведенной от заднего угла лопатки назад к латеральному углу маклока.

Грудинка нижняя находится ниже верхней грудинки, ее передняя и задняя границы аналогичны предыдущим отрубам, а внизу она граничит с нижним контуром туловища.

Задний окорок расположен позади корейки и грудинок. Он включает в себя крестцовую, тазовые, бедренную кости, хвосты голени. В зависимости от разновидности окорока количество костей в нем изменяется. Советский и московский окорока выпускают без крестцовых и тазовых костей; сибирский -без голени, но с тазовыми костями; а вареный и копчено-вареный - без них, но вместе с голяжкой; буженину готовят из окороков, карбонад - из длиннейшего мускула спины, шейку - из ромбовидного мускула и др.

Обваленную и жилованную свинину чаще используют для колбасного производства. Перед обвалкой с полутуши срезают шпиг, затем разделяют на три части: переднюю, среднюю и заднюю. Переднюю часть отделяют по четвертое ребро. От нее отрезают переднюю конечность (лопатку); среднюю отделяют по последний поясничный позвонок (включают 10 грудных позвонков и ребер, всю поясницу); в заднюю часть включают кости таза, бедра, голени.

Обваленное и жилованное свиное мясо для колбасного производства подразделяют на три сорта: нежирная (40%), полужирная (30%) и жирная(30%).

Качество мяса определяется количественным соотношением тканей и их физико-химическими, морфологическими характеристиками, зависящими от породы, возраста и пола, условий содержания и откорма животного, анатомических частей туш.

Экспериментальными исследованиями установлено, что с повышением интенсивности откорма свиней однозначно снижается относительное содержание мяса в тушах. Животные с частных хозяйств содержат больше жира, чем с государственных предприятий. В этой же работе выявлена зависимость выхода жира от массы туши. По мере повышения массы на 10 кг увеличивается толщина и выход хребтового шпига.

Мясо свинина в соответствии с особенностями морфологического

состава содержит влаги 51,6, белка- 14,6, жира- 33,0, золы- 0,8 г на 100 г съедобной части, энергетическая ценность составляет 1485 кДж (105).

Пищевая ценность мяса определяется, в первую очередь, содержанием биологически полноценных и легко усвояемых белков и зависит от количества незаменимых аминокислот. По аминокислотному составу (табл 1.) мышцы одного и того же животного и одноименные мышцы свиной, КРС и MPC примерно идентичны (91,121,103).

Таблица 1

Содержание незаменимых аминокислот в различных видах мяса

Аминокислота Шкала ФАО/ВОЗ Свинина Говядина Баранина

А С А С А С А С

Изолейцин 4,0 100 4,9 123 4,2 105 4,8 120

Лейцин 7,0 100 7,5 107 8,0 114 7,4 106

Лизин 5,5 100 8,7 158 8,5 155 7,6 138

Метионин+цистин 3,5 100 3,7 106 3,8 109 3,6 103

Фенилаланин+ тирозин 6,0 100 7,7 128 7,8 130 7,1 118

Треонин 4,0 100 4,6 115 4,3 108 4,9 123

Триптофан 1,0 100 1,3 130 1,1 110 1,3 130

Валин 5,0 100 5,8 116 5,6 112 5,4 108

Примечание: (А-содержание аминокислот, мг%; С-химический скор

относительно шкалы ФАО/В 03)

Если говядина и баранина перевариваются и усваиваются почти одинаково, то свинина задерживается в желудке дольше и поэтому имеет более высокий коэффициент использования (в сравнении с говядиной на 15%) в анаболизме организма человека.

Свинина содержит весьма ценный жир, поэтому она является источником не только мышечной ткани, но высококачественного жира.

На спинной части шпиг более плотный, а на брюшине мягче, в охлажденном состоянии становится более плотным и приятным на вкус. Околопочечный и сальниковый жир запаха почти не имеют.

После снятия сала свинина оценивается как тощее мясо (114).

При исследовании структуры жирных кислот в липидах свиного мяса выявлено, что их общее ко�