автореферат диссертации по технологии продовольственных продуктов, 05.18.04, диссертация на тему:Разработка технологии получения съедобных покрытий для сырокопченых продуктов из мяса птицы с целью увеличения срока годности

На правах^укопией

КИРЕЕВА ОЛЬГА СЕРГЕЕВНА

РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ПОЛУЧЕНИЯ СЪЕДОБНЫХ ПОКРЫТИЙ ДЛЯ СЫРОКОПЧЕНЫХ ПРОДУКТОВ ИЗ МЯСА ПТИЦЫ С ЦЕЛЬЮ УВЕЛИЧЕНИЯ СРОКА ГОДНОСТИ

Специальность 05.18.04 - Технология мясных, молочных и рыбных продуктов и холодильных производств

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

14 ДПР 2014

005547617

Москва-2014

005547617

Работа выполнена на кафедре технологии мяса и мясных продуктов ФГБОУ ВПО «Орловский государственный аграрный университет»

доктор биологических наук, доцент Ковалева Оксана Анатольевна

Гиро Татьяна Михайловна, доктор технических наук, профессор, ФГБОУ ВПО «Саратовский государственный аграрный университет имени Н.И. Вавилова», профессор кафедры «Технология производства и переработки продукции животноводства»

Подкопаева Зоя Петровна, кандидат технических наук, доцент, ФГБОУ ВПО «Орловский государственный институт экономики и торговли», доцент кафедры «Технология, организация и гигиена питания»

Ведущая организация: ГНУ Поволжский научно-исследовательский институт производства и переработки мясомолочной продукции Россельхозакадемии

Защита состоится «20» мая 2014 г. в 14 часов 30 минут на заседании диссертационного совета ДМ 006.021.01 при Государственном научном учреждении Всероссийский научно-исследовательский институт мясной промышленности им. В.М. Горбатова Российской академии сельскохозяйственных наук по адресу 109316, Москва, ул. Талалихина, д. 26.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГНУ ВНИИМП им. В.М. Горбатова Россельхозакадемии и на сайте wwvv.vniimp.ru.

Автореферат разослан « » Сс-и^/гсл«' 201 ¿/"г.

Ученый секретарь диссертационного совета кандидат технических наук, 'г> б.-

старший научный сотрудник А. Н. Захаров

Научный руководитель:

Официальные оппоненты:

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Астуальность работы. Мясо птицы — один из важнейших продуктов в рационе здорового питания, источник легкоусвояемого белка, жирных кислот и витаминов. Низкая закупочная цена мяса птицы делает его доступным для россиян с невысоким уровнем доходов. Ежегодно растет доля потребления мяса птицы в общей структуре отечественного производства мяса (в 2012 году потребление мяса птицы составило 44%) (Фисинин В.И., 2013 г.). В связи с этим в последние годы рынок мяса птицы в России активно развивается, увеличивается объем производства и расширяется ассортимент продуктов из мяса птицы.

Ухудшение качества продуктов из мяса птицы - следствие целого ряда реакций (физических, химических, ферментных и др.), однако главнейшей задачей при эффективном хранении всегда остается сведение к минимуму возможности появления и роста микроорганизмов, вызывающих порчу продукта. Поэтому качество и безопасность продуктов из мяса птицы напрямую связано с их защитой от микробной контаминации. Одним из перспективных способов сохранения качества продуктов из мяса птицы и увеличения их сроков годности, является использование пищевых защитных покрытий, сформированных непосредственно на мясопродуктах.

Защитные покрытия, как правило, содержат в своем составе основу (структурообразователь) и различные добавки, обеспечивающие необходимые свойства разрабатываемым покрытиям (консервирующие вещества, ароматизаторы, красители, вкусовые добавки и др.). Разработке защитных пленок и покрытий, как для мясных отрубов, тушек птицы, так и для готовых мясных продуктов с использованием различных структурообразователей посвящены работы многих российских и зарубежных исследователей - Динзбурга Л.И., 2008 г., Додонова A.M., 1995 г., Бараненко Д.А., 2006 г., Казаковой Е.В., 2010 г., Евстафьевой Е.А., 2005 г., Юорегяна Г.П., 2011 г., KrochtaJ.M., 1997 г., Bonilla J., 2010 г., BoutroomT., 2008 г., ChenM.C., 1996 г., Garcia М.А., 2000 г., Gennadios А. 1990 г., 2002 г. и др.

Как правило, в качестве структурообразователей в составе защитных покрытий используют различные полимеры — хитозан, пищевой желатин, крахмал, коллаген, белки молока и сыворотки т.д. Однако в отечественных и зарубежных литературных источниках отсутствует информация об использовании ягодных соков в качестве консервирующих компонентов в составе защитных покрытий для мясных продуктов. Для производства ягодных соков применяется отечественное сырье (ягоды красной смородины) с низкой себестоимостью и высокой рентабельностью производства. Используемое ягодное сырье выращено в Орловской области с учетом экологических основ и правил промышленного производства и соответствует требованиям безопасности.

В связи с этим, предотвращение потерь, сохранение качества и обеспечение безопасности продуктов из мяса птицы за счет применения съедобных защитных покрытий из концентрированных соков красной смородины в технологии деликатесных мясопродуктов с увеличенным сроком годности является актуальной проблемой.

Цель работы - разработка состава съедобных защитных покрытий из концентрированного сока красной смородины для сырокопченых продуктов из мяса птицы и технологии производства продуктов из мяса птицы с увеличенным сроком годности.

В соответствии с поставленной целью в ходе работы решались следующие задачи:

1. Исследовать химический состав концентрированных соков красной смородины, полученных разными способами;

2. Разработать составы съедобных защитных покрытий на основе концентрированного сока красной смородины и исследовать его бактериостатические и микроструктурные свойства;

3. Разработать технологию получения съедобных защитных покрытий для сырокопченых продуктов из мяса птицы;

4. Исследовать пищевую ценность и показатели безопасности и установить сроки годности сырокопченых продуктов из мяса птицы в защитных покрытиях, разработать проекты технических документов на сырокопченые продукты из мяса птицы в съедобных защитных покрытиях;

5. Рассчитать экономическую эффективность от применения съедобных защитных покрытий в технологии сырокопченых продуктов из мяса птицы.

Научная новизна. Проведенное обобщение данных химического состава ягодного сырья, способов концентрирования ягодных соков позволило разработать новый подход к оптимизации процесса производства сырокопченых продуктов из мяса птицы с увеличенным сроком годности за счет применения съедобных защитных покрытий на основе концентрированного сока красной смородины. Установлена зависимость консервирующего эффекта от способов концентрирования ягодных соков и концентрации компонентов в составе покрытий. Впервые научно и экспериментально обоснована и разработана технология применения концентрированного сока красной смородины в составе съедобных защитных покрытий для сырокопченых продуктов из мяса птицы с увеличенным сроком годности.

Практическая значимость работы. Разработаны составы съедобных защитных покрытий для сырокопченых продуктов из мяса птицы, а также технология их нанесения. Обосновано увеличение сроков годности продуктов из мяса птицы за счет применения съедобных защитных покрытий. Показана экономическая эффективность использования съедобных защитных покрытий в технологии

сырокопченых продуктов из мяса птицы. Запатентованы составы съедобных покрытий на основе концентрированного сока красной смородины (патенты РФ №2415592 и №2415593, 2009 г.) и способ получения съедобного защитного покрытия (патент РФ №2501280, 2013 г.). Разработаны проекты технических документов на новые продукты.

Апробация работы. Инновационные разработки диссертационной работы представлены на конкурсе молодых ученых на лучшую научно-исследовательскую работу в рамках конгресса «Биотехнология: Состояние и перспективы развития», и отмечены дипломом и медалью (Москва, 2009); на конкурсе «У.М.Н.И.К.-2009» награждены дипломом в номинации «За научные результаты, обладающие существенной новизной и среднесрочной перспективой их эффективной коммерциализации» (Воронеж, 2009); на Всероссийском конкурсе достижений талантливой молодежи «Национальное достояние России» (Москва, 2011) удостоены диплома Лауреата конкурса; на Всероссийском конкурсе инновационных проектов и идей научной молодежи (Москва, 2011) отмечены сертификатом финалиста конкурса; на конкурсе «Обеспечение безопасности и качества мясной продукции, как одно из обязательных условий интеграции агропромышленного комплекса России в мировую экономику» в рамках Международной выставки «Мясная промышленность. Куриный Король/VIV Russia» (Москва, 2011) отмечены дипломом.

Основные положения и результаты работы представлены и обсуждены на Пятом Московском международном конгрессе «Биотехнология: Состояние и перспективы развития» (Москва, 2009); II Международной Интернет-конференции «Фундаментальные и прикладные исследования в АПК на современном этапе развития химии» (Орел, 2009); 12-й Международной научной конференции памяти В.М. Горбатова «Обеспечение продовольственной безопасности России через наукоемкий технологии переработки мясного сырья» (ВНИИ мясной промышленности, 2009); региональной научно-практической конференции молодых ученых «Наука и молодежь: новые идеи и решения» (Орел, 2010); III Международной Интернет-конференции «Инновационные фундаментальные и прикладные исследования в области химии сельскохозяйственному производству» (Орел, 2010); Всероссийской научно-практической конференции «Развитие инновационного потенциала агропромышленного производства» (Орел, 2010); Всероссийской научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Инновационные идеи молодых исследователей для АПК России» (Пенза, 2011); региональной научно-практической конференции молодых ученых «АПК в современном мире: взгляд научной молодежи» (Орел, 2011); IV Международной научно-практической Интернет-конференции «Инновационные

фундаментальные и прикладные исследования в области химии сельскохозяйственному производству» (Орел, 2011); V международной научно-практической конференции «Современное состояние и перспективы развития пищевой промышленности и общественного питания» (Челябинск, 2011); международной научно-практической конференции «Инновации аграрной науки и производства» (Орел, 2011); международной научно-практической конференции

«Биотехнологические системы в производстве пищевого сырья и продуктов: инновационный потенциал и перспективы развития» (Воронеж, 2011); VIII международной научно-практической конференции «Ресурсосберегающие экологически безопасные технологии производства и переработки сельскохозяйственной продукции» (Саранск, 2012); региональной научно-практической конференции Молодых ученых «Современный агропромышленный комплекс глазами молодых исследователей» (Орел, 2012); Международной научно-практической конференции «Проблемы гигиены и технологии питания. Современные тенденции и перспективы развития» (Донецк, 2012); Донской аграрной научно-практической конференции «Инновационные пути развития агропромышленного комплекса: задачи и перспективы» (Зерноград, 2012); Всероссийской научно-практической конференции «Вклад молодых ученых в инновационное развитие АПК России» (Пенза, 2012).

Личное участие соискателя. Диссертационная работа выполнена соискателем лично, включая анализ технической и патентной литературы по теме диссертации, подбор экспериментальных методик проведения исследований, анализ и обобщение полученных результатов, формулировка выводов. При участии соискателя проведено внедрение разработанной технологии производства сырокопченых продуктов из мяса птицы в съедобных защитных покрытиях на предприятии ООО «Нутрипит». Соавторство по отдельным этапам работы отражены в списке публикаций.

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 22 научных статьи в различных изданиях, в том числе 3 — в журналах, рекомендованных ВАК РФ, получено 2 патента «Состав для получения съедобных оболочек для мясных продуктов» и патент «Способ получения съедобного защитного покрытия для мясных продуктов».

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, шести глав, включающих обзор литературы, методы исследований, экспериментальную часть (4 главы), выводов и предложений производству, списка литературы, включающего 114 отечественных и 46 зарубежных источника информации, 21 приложения. Работа изложена на 147 страницах машинописного текста, содержит 37 таблиц и 11 рисунков.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы, определены цель и задачи исследований, изложена новизна, теоретическая и практическая значимость работы.

В первой главе осуществлен аналитический обзор перспектив использования ягодного сырья в качестве источника консервирующих веществ при производстве мясных продуктов с увеличенным сроком годности. Обсуждены проблемы повышения стойкости мясных продуктов при хранении с помощью барьерной технологии.

Проанализирован отечественный и зарубежный опыт использования защитных пищевых покрытий в технологии продуктов из мяса сельскохозяйственных животных и птицы. Дана характеристика картофельного крахмала и пищевого желатина как компонентов пищевых покрытий.

Во второй главе приведена общая схема организации исследований, описаны объекты и методы исследований.

Экспериментальные исследования проводились в соответствии с поставленными задачами в аккредитованном инновационном научно-исследовательском испытательном центре (№ POCC.RU. 0001.21 ПЦ26 от 06.06.2012 г.; лицензия №21ПЦ26) ФГБОУ ВПО Орел ГАУ и на кафедре «Технология мяса и мясных продуктов». Схема проведения исследований представлена на рисунке 1.

Объектами исследования являлись:

- концентрированный сок красной смородины сорта Голландская красная, полученный выпариванием при температурах ниже 50°С и разрежении 10"6 Па на запатентованной установке (патент РФ №2338979 от 20.11.08);

- концентрированный сок красной смородины сорта Голландская красная, полученный путем высокотемпературного выпаривания (1= 101-103°С) при атмосферном давлении;

- съедобные защитные покрытия на основе концентрированного сока смородины и структурообразователей: желатина пищевого марки П-11 (ГОСТ 11293-89) и крахмала картофельного (ГОСТ Р 53876-10. Технические условия);

- карпаччо из мяса птицы сырокопченое (ТУ 9213-263-01597945-03);

- карпаччо из мяса птицы сырокопченое в съедобных защитных покрытиях с разными структурообразователями.

В работе использовали следующие методы исследований: массовой доли влаги в сырье и готовых продуктах - по ГОСТ Р 51479, ГОСТ 28561-90; массовой доли белка - по ГОСТ 25011-81, ГОСТ Р 51438-99; массовой доли золы - по ГОСТ Р 51432-99; массовой доли жира в сырье и готовых продуктах - в аппарате Сокслета по ГОСТ 23042-86, ГОСТ 8756.21-89; содержания микроэлементов в сырье - атомно-

1. Массовая доля влаги, % 12. Вязкость, Па-с

2. Массовая доля белка, % 13. Биологическая ценность

3. Массовая доля золы, % 14. Показатели безопасности (токсичные элементы,

4. Массовая доля жира, % пестициды, антибиотики, бенз(а)пирен,

5. Содержание микроэлементов, мг/100г нитрозамины, диоксины)

6. Содержание витаминов, мг/100г 15. Микробиологические показатели (КМАФанМ,

7. Содержание макроэлементов, мг/100г БГКП, сальмонеллы, сульфитредуцирующие

8. Содержание органических кислот, % клостридии, S.aureus, E.coJi, L.monocytogenes,

9. Величина рН дрожжи, плесени)

10. . Перекисное, кислотное и тиобарбитуровое 16. Органолептические показатели (внешний вид,

числа консистенция, аромат, вид на разрезе, вкус)

11. Активность воды

Рис. 1 — Схема экспериментальных исследований

адсорбционным методом на фотометре ICAP 5030; содержания витаминов — методом капиллярного электрофореза на приборе «Капель-105 М»; содержания макроэлементов - по ГОСТ Р 51429-99, ГОСТ Р 51430-99, а также согласно рекомендациям (Петухова Е.А., 1989); показателей кислотности (рН) — потенциометрическим методом; активности воды — согласно рекомендациям (Антипова Л.В. и др., 2001); содержания органических кислот — методом ВЭЖХ согласно МУ, прилагаемым к оборудованию; перекисного и кислотного числа — по ГОСТ Р 51487-99 и согласно рекомендациям (Антипова Л.В. и др., 2001); тиобарбитурового числа — фотоэлектроколориметричеким методом в соответствии с рекомендациями (Журавская Н.К. и др., 1985); содержания токсичных элементов (свинца, мышьяка, кадмия, ртути) в сырье и готовых продуктах - по ГОСТ 26927-86, ГОСТ 26930-86, ГОСТ 26932-86, ГОСТ 26933-86; нитратов в растительном сырье — по ГОСТ 29270-95; антибиотиков в животном сырье — в соответствии с MP 4.18/1890-91, МУК 4.2.026-95, МУ 3049-84; пестицидов - по ГОСТ 30349-96, МУ 214280; нитрозаминов и бенз(а)пирена — по ГОСТ Р 51650-00 и в соответствии с МУК 4.4.1.011-93; микробиологических показателей: КМАФАнМ -ГОСТ Р 50396.1-10, ГОСТ 10444.15-94; БГКП - ГОСТ Р 52816-07; патогенные микроорганизмы, в т.ч. сальмонеллы, L.monocytogenes -ГОСТ Р 50455-92, ГОСТ Р 52814-07, ГОСТ Р 51921-02, МУК 4.2.1122-02; дрожжи и плесневые грибы - ГОСТ 10444.12-88.

Микроструктурные исследования проводили с помощью исследовательского микроскопа AxioImager.Al (ZEISS, ФРГ) в проходящем свете; биологическая ценность продуктов — согласно рекомендациям (Рогов И.А., 2008); вязкость — с помощью капиллярного вискозиметра Оствальда ГОСТ 10028-81; сенсорный анализ - по 9-тибальной шкале согласно рекомендациям (Родина Т.Г., 2004).

Математическую обработку результатов экспериментальных исследований проводили при трехкратной повторности по методу наименьших квадратов с использованием пакета программ «Microsoft Office».

В третьей главе приведен сравнительный анализ химического состава концентрированных соков красной смородины, полученных разными способами: 1 способ - низкотемпературное выпаривание в условиях вакуума; 2 способ — высокотемпературное выпаривание при атмосферном давлении (табл. 1).

Влажность концентрированного сока красной смородины, полученного 1 способом выше на 7,01%, чем сока, полученного 2 способом, содержание белка, углеводов и золы в соке 1 способа получения ниже на 0,34%, 5,81% и на 0,86% соответственно при меньшем содержании в нем сухих веществ. С повышением температуры выпаривания сока красной смородины содержание в нем витаминов (особенно витамина С) снижается.

Таблица 1 - Химический состав концентрированных соков и ягоды

красной смородины

Показатель Концентрированный сок красной смородины Ягода

1 способ 2 способ

Массовая доля влаги, % 22,01±2,12 15,00±1,08 85

Массовая доля белка, % 1,95±0,13 2,29±0,33 0,6

Массовая доля углеводов, % 71,93±2,95 77,74±3,01 7,7

Массовая доля золы, % 4,11±0,21 4,97±0,19 0,6

Витамины, мг/100 г:

Тиамин (В]) 0,047±0,004 0,028±0,005 0,01

Рибофлавин (В2) 0,142±0,017 0,101±0,009 0,03

Ниацин(РР) 0,974±0,041 0,895±0,052 0,2

Аскорбиновая кислота (С) 101,124±4,511 79,311 ±3,452 25

Макро- и микроэлементы, мг/100 г:

Калий (К) 315,13±11,41 407,11±12,63 275

Кальций (Са) 95,31±3,46 127,82±4,81 36

Магний (М§) 68,63±3,02 75,08±3,99 17

Натрий (Ыа) 56,54±2,63 69,79±1,91 21

Фосфор (Р) 144,76±5,51 187,40±8,57 33

Железо (Ре) 3,67±0,53 4,96±0,75 0,9

Содержание минеральных веществ в соке 2 способа получения выше, чем в соке, полученном 1 способом: калия - на 91,98 мг/100 г (на 29,19%), кальция - на 32,51 мг/100 г (на 34,11%), магния - на 6,45 мг/100 г (на 9,4%), натрия - на 13,25 мг/100 г (на 23,44%), фосфора - на 42,64 мг/100 г (29,46%), железа - на 1,29 мг/100 г (на 35,15%).

Консервирующими веществами в составе концентрированных соков красной смородины, необходимыми для производства съедобных защитных покрытий, являются органические кислоты (рис. 2).

а) б)

Рис. 2 — Хроматограммы органических кислот концентрированных соков красной смородины: а. — 1 способа получения; 6.-2 способа получения

Качественный состав органических кислот соков красной смородины одинаков при разных способах концентрирования ягодного сока. В концентрированном соке 2 способа получения содержание аскорбиновой кислоты ниже на 0,022 г/100 г, лимонной кислоты — выше на 0,902 г/100 г, яблочной кислоты — выше на 0,105 г/100 г, янтарной кислоты — выше на 0,061 г/100 г, общее содержание органических кислот — выше на 0,897 г/100 г, чем в соке красной смородины 1 способа получения. Это обусловлено разными температурными режимами получения концентрированных соков. Общее содержание органических кислот составило 10,116 г/100 г и 11,013 г/100 г в концентрированных соках 1 и 2 способа получения соответственно, что обеспечивает высокий консервирующий эффект концентрированного сока красной смородины.

В четвертой главе представлены результаты исследований по разработке состава съедобных защитных покрытий и изучению их свойств.

Разработана технология получения съедобных защитных покрытий, которая основана на использовании в производстве составов покрытий растворов картофельного крахмала с концентрацией 4,5% и пищевого желатина с концентрацией 25%.

Был проведен сенсорный анализ образцов составов пищевых покрытий с целью выбраковки образцов, при применении которых готовый продукт имел бы нежелательные потребительские свойства. Исследованы 24 образца составов, содержащих концентрированный сок красной смородины и сахар в количестве от 0 до 50% от массы вносимого сока с шагом 10% (рис. 3).

Покрытия, содержащие сахар в количестве от 0 до 30% от массы вносимого концентрированного сока имеют кислый вкус, поэтому они изъяты из дальнейшего эксперимента. Вид структурообразователя не влияет на органолептические характеристики покрытий.

Проведены исследования по оптимизации составов пищевых покрытий в зависимости от количества вносимого концентрированного сока по целевой функции — бактериостатический эффект (количество КМАФАнМ на поверхности). Исследованы составы пищевых покрытий с количеством концентрированного сока красной смородины от 40 до 60 г на 100 г раствора структурообразователя с шагом в 5 г.

В ходе эксперимента было установлено, что оптимальное соотношение бактериостатический эффект: себестоимость продукта: органолептические показатели достигается при содержании концентрированного сока красной смородины 55 г на 100 г раствора структурообразователя. При этом наиболее высоким бактериостатическим эффектом обладали составы покрытий, содержащие концентрированный сок, полученный 2 способом.

Внешний вид

■ № 1 (сахар 0%) «1№5 (сахар 40%) »№9 (сахар 20%)

Аромат

с: (сахар 10%) га№6 (сахар 50%) ■ №10 (сахар 30%)

Консистенция

• .№3 (сахар 20%) яМ'7 (сахар 0%) 1 (сахар40%)

Общий балл (сред.) ■ №4 (сахар 30%) в №3 (сахар 10%) 0№12 (сахар 50%)

Рис. 3 - Сенсорный анализ образцов состава пищевых покрытий с растворами крахмала (образцы №1 - №6) и желатина (образцы №7 -№12) по 9-бальной шкале: а - с концентрированным соком красной смородины 1 способа получения; б - с концентрированным соком красной смородины 2 способа получения

Внешний вид Цвет Аромат

1 (сахар 0%) Я№2 (сахар 10%)

ш.№5 (сахар 40%) ОХМ (сахар 50%)

® >69 (сахар 20%) "№10(сахар30%)

Консистенция Вкус Общий балл

(сред.)

■ М?3 (сахар 20"!'« «.№4 (сахар 30%)

■№7(сахар0%) а >68 (сахар 10%)

а»! 1 (сахар 40%) 2 (сахар 50%)

Исследование роста микрофлоры на субстратах, которыми являлись составы пищевых покрытий с концентрированным соком красной смородины и с разным содержанием сахара, проводили согласно ГОСТ 10444.12-88 после термостатирования образцов при температуре 24±1°С в течение 7 суток. Результаты исследований показали, что рост микрофлоры зависит от способа получения сока (рис. 4). На образцах покрытий, содержащих концентрированный сок красной смородины 2 способа получения и сахар, рост микрофлоры не наблюдался.

На основании полученных результатов, в качестве съедобных защитных покрытий для сырокопченых продуктов из мяса птицы выбраны образцы составов на основе растворов крахмала и желатина, содержащие концентрированный сок красной смородины 2 способа получения и сахар в количестве 50% от массы вносимого сока.

Образец № 1

Образец №2

Образец №3

Образец

Образец №5

Образец

№6

Образец №7 Образец №8

Рис. 4 - Рост микрофлоры на составах пищевых покрытий: 1 — раствор крахмала, сок (1 способ), сахар (40%); 2 - раствор желатина, сок (1 способ), сахар (40%); 3 — раствор крахмала, сок (1 способ), сахар (50%); 4-раствор желатина, сок (1 способ), сахар (50%); 5 - раствор крахмала, сок (2 способ), сахар (40%); 6 — раствор желатина, сок (2 способ), сахар (40%); 7 — раствор крахмала, сок (2 способ), сахар (50%); 8 - раствор желатина, сок (2 способ), сахар (50%)

Вязкость составов съедобных защитных покрытий при температуре 50-55°С составляет 31-35 мПас. рН среды всех составов съедобных защитных покрытий сильнокислая - от 2 до 4, следовательно, разработанные покрытия обладают барьерными свойствами.

Исследования микроструктуры съедобного защитного покрытия на основе раствора крахмала показали, что распределение концентрированного сока красной смородины в составе покрытия носит неравномерный характер (рис. 5). Исследования микроструктуры раствора крахмала при 200 кратном увеличении показали неравномерность структуры, хаотический характер распределения компонентов раствора, что связано с разрывом крахмальных зерен при клейстеризации крахмала. При введении в раствор сахара происходит грануляция зерен разного размера, которые придают ему упорядоченную структуру. Сахар снижает активность воды, ограничивая клейстеризацию крахмала и не допуская разрыва крахмальных зерен.

Раствор крахмала

Раствор крахмала с Состав покрытия с

щ * ~

•Г* ' -V

о

11 ■

" Л

Раствор желатина

сахаром

Состав покрытия с желатином

Рис. 5 - Микроскопические изображения пленок, х200

При исследовании микроструктуры раствора желатина отмечена моногенная структура, способствующая равномерному распределению компонентов состава покрытия. Внесение сахара не изменяет гомогенности структуры покрытия и его вязкости.

Распределение сока в растворе желатина более равномерное по сравнению с раствором крахмала. Это не сказывается на внешнем виде покрытий, нанесенных на продукт, поэтому в качестве структурообразующих компонентов состава покрытия рекомендуем пищевой желатин и картофельный крахмал.

Составы съедобных защитных покрытий распределяются равномерно по поверхности продуктов из мяса птицы и образуют пленку толщиной 0,111 мм (покрытие с добавлением раствора желатина) и 0,122 мм (покрытие с добавлением раствора крахмала).

В пятой главе представлена технология производства сырокопченых продуктов из мяса птицы в съедобных защитных

покрытиях. Произведена оценка пищевой и биологической ценности, показателей безопасности сырья и продуктов, изучены сроки годности сырокопченых продуктов из мяса птицы в защитных покрытиях.

Технология производства состава съедобного защитного покрытия с добавлением картофельного крахмала в качестве структурообразователя включает предварительное приготовление раствора крахмала на основе раствора сахара с последующим внесением в него концентрированного сока красной смородины. При производстве покрытия с добавлением пищевого желатина сахар вносят в готовый раствор структурообразователя перед добавлением сока или одновременно с ним. Готовым составом заполняют ванну, предназначенную для нанесения покрытия. Состав пищевого покрытия на сырокопченый продукт — карпаччо из мяса птицы — наносят в завершении процесса сушки продукта путем его однократного погружения в готовый состав. Подвешенные в вертикальном положении сырокопченые продукты проходят через ванну с жидким составом, которая перемещается вертикально для создания покрытия по всей длине продукта. После стекания излишек состава с продукта (5-7 минут) карпаччо из мяса птицы снова направляют в камеру сушки на 90 минут при температуре 11—12°С, относительной влажности воздуха 75% и скорости движения воздуха 0,05-0,1 м/с для формирования защитного покрытия (рис. 6). Готовые сырокопченые продукты из мяса птицы в съедобных защитных покрытиях упаковывают в полимерные пакеты и хранят при температуре от 0 до +4°С и относительной влажности воздуха 75 ± 5%.

Результаты исследования пищевой ценности сырокопченых продуктов из мяса птицы в съедобных защитных покрытиях показали, что в опытных образцах содержание жира снижается на 0,5 г и 0,48 г, влаги — на 1,99% и 6,26% в сравнении с контрольным образцом, а содержание углеводов увеличивается на 4,79 г и 5,61 г в образцах I и 2 соответственно. В образце №1 содержание белка снижается на 2,37 г, а в образце №2 увеличивается на 0,98 г в сравнении с контролем (табл. 2).

Таблица 2 — Пищевая ценность сырокопченых продуктов из мяса птицы в съедобных защитных покрытиях и без них __

Образцы Содержание белка, г/100 г Содержание жира, г/100 г Содержание углеводов, г/100 г Массовая доля влаги,% Содержание зольных веществ, г/100 г Энергетическая ценность, ккал

Контрольный образец 19,76 ±0,47 2,80 ±0,40 0,31 ±0,19 76,22 ±1,68 0,91 ±0,08 105

Образец №1 17,39 ±0,55 2,30 ±0,13* 5,10 ±0,14** 74,23 ±0,94* 0,98 ±0,14* 109

Образец №2 20,74 ±0,19* 2 32 ±о'м* 5,92 ±0,23* 69,96 ±0,47* 1,06 ±0,07** 126

*-р< 0,05; ** - р < 0,01

Рис. 6 — Технологическая схема производства сырокопченых продуктов из мяса птицы в съедобных защитных покрытиях и без них

Для оценки биологической ценности (БЦ) образцов сырокопченых продуктов из мяса птицы рассчитаны аминокислотные скоры,

определены коэффициенты различия аминокислотного скора (КРАС), утилитарности (11) и сопоставимой избыточности (в) (табл. 3).

Таблица 3 — Биологическая ценность исследуемых образцов сырокопченых продуктов из мяса птицы_____

Продукт КРАС, % БЦ, % и в

Контрольный образец 21,8 78,2 0,84 7,0

Образец № 1 21,8 78,2 0,84 7,0

Образец №2 19,8 80,2 0,84 6,65

Снижение КРАС и показателя сопоставимой избыточности и повышение БЦ (на 2%) свидетельствует о более высокой биологической ценности образца №2 в съедобном защитном покрытии с добавлением раствора желатина. Применение защитного покрытия с добавлением раствора картофельного крахмала не изменяет биологическую ценность сырокопченого продукта из мяса птицы в покрытии.

Результаты исследования показателей безопасности

концентрированного сока красной смородины, составов съедобных защитных покрытий и сырокопченых продуктов в съедобном защитном покрытии показали, что все образцы соответствуют требованиям СанПиН 2.3.2.1078-01.

Исследованы показатели рН и активности воды (а„), которые являются барьерными факторами для развития микроорганизмов (рис. 7).

а) б)

Рис. 7 - Показатели рН (а) и а« (б) образцов сырокопченых продуктов из мяса птицы в процессе хранения (1=0...+4°С)

В ходе хранения контрольного и опытных образцов сырокопченых продуктов на 30-е сутки рН образцов 1 и 2 в толще продукта на глубине 2 см ниже контрольного на 0,1 и 0,08 соответственно. При хранении происходит накопление продуктов расщепления белка, что приводит к повышению показателя рН исследуемых образцов сырокопченых продуктов из мяса птицы в покрытии и без него. Это способствует развитию патогенных микроорганизмов в продуктах. Показатель рН контрольного образца существенно увеличивается на 40-е сутки

хранения, среда становится нейтральной. Наблюдается ухудшение органолептических показателей контрольного образца, в связи с чем, образец был изъят из дальнейшего эксперимента. Показатель рН опытных образцов в течение 50-ти суток изменяется линейно. Смещение рН в нейтральную сторону отмечено на 66-е сутки хранения. Низкие значения рН съедобных защитных покрытий позволяют ограничить жизнедеятельность патогенных микроорганизмов на поверхности сырокопченого продукта из мяса птицы, не снижая при этом рН самого продукта.

Активность воды (а„) опытных образцов сырокопченых продуктов из мяса птицы снижается в процессе хранения по сравнению с контролем более интенсивно в связи с наличием в составе пищевых покрытий сахара и структурообразователей, связывающих воду. Спустя 40 суток хранения эта разница достигает 10,47% (или 0,09). На 66-е сутки хранения в опытных образцах а« достигает значения 0,83. Таким образом, съедобные защитные покрытия способствуют повышению устойчивости продукта в покрытии к микробиологической порче в сравнении с традиционным.

Исследованы показатели перекисного, кислотного и тиобарбитурового чисел в жире готовых сырокопченых продуктов из мяса птицы в процессе хранения (рис. 8).

/ Л—5»-*

г. 2

ш : I 30 40 50 «0 63 66

Рис. 8 -

^ Срок хранения. I утки

—"—Контроль • Образец №1 —Образец №2

в)

Изменение перекисного (а), кислотного (б) и тиобарбитурового (в) чисел в процессе хранения продуктов (1=0.. ,+4°С)

Признаки порчи жира в контрольном образце отмечены на 40-е сутки хранения, в опытных образцах 1 и 2 - на 63 сутки. Полученные данные свидетельствуют о барьерных свойствах съедобных покрытий. Жиры поверхностного слоя сырокопченых продуктов из мяса птицы не подвергаются воздействию света, который ускоряет их окисление и прогоркание, благодаря защитным покрытиям, содержащим концентрированный сок красной смородины, обеспечивающий непрозрачность покрытий.

В процессе хранения исследуемых образцов сырокопченых продуктов из мяса птицы бактерий группы кишечной палочки, сальмонелл, S.aureus, E.coli, L.monocytogenes и сульфитредуцирующих клостридий не обнаружено. Результаты исследования КМАФАнМ (рис. 9) показали, что общая обсемененность превышала допустимые значения, установленные СанПиН, в контрольном образце на 40-е сутки

О 30 40 50 60 63 66 1 С|>ок хранения, сутки

-4—Контроль Оора-5Сц№1 —Образец №2

Рис. 9 - Изменение КМАФАнМ образцов сырокопченых продуктов из мяса птицы в процессе хранения (1-0.. ,+4°С)

Результаты сенсорного анализа образцов сырокопченых продуктов из мяса птицы в съедобных защитных покрытиях и без покрытия показали более высокую оценку опытных образцов по всем показателям (рис. 10а). Сенсорный анализ образцов карпаччо из мяса птицы в съедобном защитном покрытии с крахмалом (рис. 106) и желатином (рис. 10в) после выработки и на 46-е сутки хранения показал незначительное изменение исследуемых показателей в процессе хранения.

На основании проведенных исследований изменения перекисного, кислотного, тиобарбитурового чисел, микробиологических и сенсорных показателей в процессе хранения сырокопченых продуктов из мяса птицы в съедобных защитных покрытиях с учетом коэффициента резерва (к=1,3) срок годности продуктов в пищевых покрытиях, содержащих картофельный крахмал или пищевой желатин, составляет 46 суток при температуре хранения от 0 до +4°С и относительной влажности воздуха 75 ± 5%.

Общий балл (сред.) -

Вид на разрезе

1 —Контрольный образец

2 -»-Опытный образец№1

3 -~-Огаэттшй образец№2

Внд на разрезе

После выработки

2

-На46-е сутки хранения

Аромат

Рис. 10 - Сенсорный анализ образцов сырокопченых продуктов из мяса птицы

Рассчитан годовой экономический эффект от производства сырокопченых продуктов из мяса птицы в съедобном защитном покрытии. При производстве в год 26 т каждого вида продукта экономический эффект составляет 16,17 тыс. руб. и 16,32 тыс. руб. для продуктов в защитном покрытии с картофельным крахмалом и с пищевым желатином соответственно.

ВЫВОДЫ

1. Исследован химический состав концентрированных соков красной смородины. Влажность концентрированного сока красной смородины, полученного 1 способом выше на 7,01%, чем сока, полученного 2 способом, содержание белка, углеводов и золы в соке 1 способа получения ниже на 0,34%, 5,81% и на 0,86% соответственно. Содержание минеральных веществ в соке 2 способа получения выше, чем в соке, полученном 1 способом: калия - на 29,19%, кальция - на 34,11%, магния - на 9,4%, натрия - на 23,44%, фосфора - 29,46%, железа - на 35,15%. Качественный состав органических кислот соков красной смородины одинаков при разных способах концентрирования.

2. Разработаны составы съедобных защитных покрытий, содержащие растворы пищевого желатина с концентрацией 25% и картофельного

крахмала с концентрацией 4,5%, концентрированный сок красной смородины в количестве 55 г на 100 г раствора структурообразователя и сахар в количестве 50% от массы вносимого сока. Вязкость составов съедобных защитных покрытий при температуре 50-55°С составляет 3135 мПа-с. Состав покрытия с крахмалом готовят на основе раствора сахара с последующим внесением в него концентрированного сока красной смородины. При приготовлении состава покрытия с добавлением пищевого желатина последовательность внесения компонентов не существенна.

3. Разработана технология получения съедобных защитных покрытий для сырокопченых продуктов из мяса птицы, включающая приготовление состава покрытия, нанесение состава на продукт и формирование покрытия на поверхности продукта. Нанесение состава покрытия на сырокопченые продукты из мяса птицы осуществляют в завершении процесса сушки путем однократного погружения продуктов, подвешенных вертикально, в готовый состав. Формирование покрытий на поверхности сырокопченых продуктов из мяса птицы происходит в камере сушки в течение 90 минут при температуре 11—12°С, относительной влажности воздуха 75% и скорости движения воздуха 0,05-0,1 м/с. Хранение готовых сырокопченых продуктов из мяса птицы в съедобных защитных покрытиях, упакованных в полимерную упаковку, осуществляют при температуре от 0 до +4°С и относительной влажности воздуха 75 ± 5%.

4. При использовании съедобных защитных покрытий в технологии сырокопченых продуктов из мяса птицы количество жира в новых продуктах снижается в сравнении с традиционным на 0,5 г и 0,48 г, влаги - на 1,99% и 6,26%, увеличивается содержание углеводов на 4,79 г и 5,61 г в покрытиях с растворами крахмала и желатина соответственно. Биологическая ценность продукта в покрытии с добавлением желатина увеличивается на 2%. Показатели безопасности сырокопченых продуктов из мяса птицы в защитных покрытиях соответствуют требованиям СанПиН. Применение съедобных защитных покрытий в технологии сырокопченых продуктов из мяса птицы позволяет увеличить срок годности на 16 суток. Разработаны проекты технических документов на новые продукты.

5. Экономический эффект от производства сырокопченых продуктов из мяса птицы в съедобных защитных покрытиях в год составляет 16,17 тыс. руб. и 16,32 тыс. руб. при годовом объеме производства 26 т для каждого вида продуктов в защитном покрытии с картофельным крахмалом и пищевым желатином соответственно.

По материалам диссертации опубликованы следующие работы:

Публикации в изданиях, рекомендованных ВАК РФ:

1. Киреева, О.С. Съедобные пищевые пленки из концентрированных ягодных соков для вареных колбасных изделий / О.С. Киреева, O.A. Шалимова, И .Я. Стромская и др. // Мясная индустрия. - 2010. - №3. -С. 56-58.

2. Киреева, О.С. Разработка состава съедобных пищевых пленок и исследование фрактальных свойств дистиллятов плодовых и ягодных культур в технологии производства мясных продуктов / О.С. Киреева, И.Ф. Горлов, A.A. Емельянов и др. // Вестник Орел ГАУ. - 2010. - №2. -С. 42-45.

3. Киреева, О.С. Обоснование использования вторичных отходов плодоводства в разработке рецептур функциональных мясных продуктов / О.С. Киреева, A.A. Емельянов, O.A. Шалимова и др. // Технология и товароведение инновационных пищевых продуктов. — 2010. —№4/(4). — С. 45-49.

Патенты РФ:

4. Состав для получения съедобных оболочек для мясных продуктов: пат.2415592 Рос. Федерация: МПК А 22 С 13/00 / Киреева О.С., Стромская И.Я., Шалимова O.A., Емельянов A.A.; заявитель и патентообладатель ФГОУ ВПО Орел ГАУ. - № 2009118438/13; заявл. 15.05.09; опубл. 10.04.11, Бюл. № 10. - Зс.

5. Состав для получения съедобных оболочек для мясных продуктов: пат.2415593 Рос. Федерация: МПК А 22 С 13/00 / Стромская И.Я., Киреева О.С., Шалимова O.A., Емельянов A.A.; заявитель и патентообладатель ФГОУ ВПО Орел ГАУ. - № 2009118450/13; заявл. 15.05.09; опубл. 10.04.11, Бюл. № 10. - Зс.

6. Способ получения съедобного защитного покрытия для мясных продуктов: пат.2501280 Рос. Федерация: МПК А 23 В 4/10 / Киреева О.С., Шалимова O.A.; заявитель и патентообладатель ФГБОУ ВПО Орел ГАУ. — № 2012130793/13; заявл. 18.07.2012; опубл. 20.12.2013, Бюл. № 35. -4с.

Статьи и материалы конференций:

7. Гавриличева, О.С. Создание новых съедобных оболочек из растительного сырья для мясных продуктов / О.С. Гавриличева, O.A. Шалимова // Биотехнология: Состояние и перспективы развития: мат. междунар. конгресса. Часть 2, Москва. - 2009. - С. 76-78.

8. Киреева, О.С. Способ увеличения сроков годности вареных колбас путем использования в качестве упаковки сухих соков из ягод смородины / О.С. Киреева, O.A. Шалимова, ИЛ. Стромская // Фундаментальные и прикладные исследования в АПК на современном этапе развития химии: мат. Междунар. Интернет-конф., Орел. - 2009. - С. 198-203.

9. Киреева, О.С. Получение съедобной пленки из ягод смородины / О.С. Киреева, O.A. Шалимова, И .Я. Стромская и др. // Мясные технологии. - 2009. - №6. - С. 46-47.

10. Киреева, О.С. Способ увеличения сроков годности вареных колбас путем использования в качестве упаковки сухих соков из ягод смородины / О.С. Киреева, O.A. Шалимова, И.Я. Стромская // Обеспечение продовольственной безопасности России через наукоемкий технологии переработки мясного сырья: сборник докладов Междунар. науч. конф. памяти В.М. Горбатова, Москва. - 2009. - С. 263-267.

11. Киреева, О.С. Разработка состава съедобных оболочек на основе концентрированных соков смородины для вареных колбасных изделий / О.С. Киреева, O.A. Шалимова // Наука и молодежь: новые идеи и решения: мат. регион, науч.-практ. конф., Орел. — 2010. — С. 46-50.

12. Киреева, О.С. Применение вторичных отходов плодоводства в производстве мясных продуктов / О.С. Киреева, O.A. Шалимова, Т.А. Козлова и др. // Инновационные фундаментальные и прикладные исследования в области химии сельскохозяйственному производству: мат. Междунар. Интернет-конф., Орел. - 2010. - С. 155-161.

13. Киреева, О.С. Съедобная оболочка из растительного сырья для вареных колбасных изделий / О.С. Киреева, O.A. Шалимова // Развитие инновационного потенциала агропромышленного производства: мат. Всерос. науч.-практ. конф., Орел. - 2010. - С.69-72.

14. Киреева, О.С. Использование съедобных пленок в технологии мясных продуктов / О.С. Киреева // Инновационные идеи молодых исследователей для АПК России: мат. Всерос. науч.-практ. конф. студентов, аспирантов и молодых ученых, Пенза. - 2011. - С. 195-197.

15. Киреева, О.С. Съедобные пищевые пленки в технологии мясных продуктов / О.С. Киреева, O.A. Шалимова // АПК в современном мире: взгляд научной молодежи: мат. регион, науч.-практ. конф. молодых ученых, Орел. - 2011. - С. 44-47.

16. Киреева, О.С. Новый вид упаковки из растительного сырья для мясных продуктов / О.С. Киреева, O.A. Шалимова // Инновационные фундаментальные и прикладные исследования в области химии сельскохозяйственному производству: мат. Междунар. науч.-практ. Интернет-конф., Орел. - 2011. - С. 157-162.

17. Киреева, О.С. Съедобная оболочка из растительного сырья для вареных колбасных изделий / О.С. Киреева, O.A. Шалимова, O.H. Баранникова // Успехи современного естествознания. — 2011.— №7. — С. 77.

18. Киреева, О.С. Создание новых съедобных пленок из растительного сырья для упаковки мясных продуктов / О.С. Киреева, O.A. Шалимова // Современное состояние и перспективы развития пищевой промышленности и общественного питания: мат. V Междунар. науч.-практ. конф., Челябинск. — 2011. — С. 37-40.

19. Киреева, О.С. Исследование микроструктуры съедобных пищевых покрытий / О.С. Киреева, O.A. Шалимова // Инновации аграрной науки и производства: мат. Междунар. науч.-практ. конф., Орел. -2011.-С. 60-64.

20. Киреева, О.С. Обоснование целесообразности применения концентрированного сока красной смородины в составе покрытий для мясных продуктов / О.С. Киреева, O.A. Шалимова // Брготехнологические системы в производстве пищевого сырья и продуктов: инновационный потенциал и перспективы развития: мат. Междунар. науч.-практ. конф., Воронеж. - 2011. - С. 478-483.

21. Киреева, О.С. Сравнительная характеристика бактериостатических свойств концентрированных смородиновых соков, полученных разными способами, в составе защитных пищевых покрытий для мясопродуктов / О.С. Киреева, O.A. Шалимова // Ресурсосберегающие экологически безопасные технологии производства и переработки сельскохозяйственной продукции: мат. VIII Междунар. науч.-практ. конф., Саранск. - 2012. - С. 63-67.

22. Киреева, О.С. Исследование бактериостатических свойств концентрированного сока красной смородины и микроструктуры съедобных пленок с его использованием / О.С. Киреева, JI.A. Белевская // Современный агропромышленный комплекс глазами молодых исследователей: мат. регион, науч.-практ. конф. Молодых ученых, Орел. -2012.-С. 68-70.

23. Киреева, О.С. Защитные пищевые покрытия для деликатесных мясных продуктов на основе концентрированного ягодного сока / О.С. Киреева, O.A. Шалимова // Проблемы гигиены и технологии питания. Современные тенденции и перспективы развития: мат. Междунар. науч.-практ. конф., Донецк. — 2012. — С. 22-24.

24. Киреева, О.С. Исследование консервирующих свойств концентрированного сока красной смородины в составе съедобных барьерных покрытий для деликатесных мясных продуктов / О.С. Киреева // Инновационные пути развития агропромышленного комплекса: задачи и перспективы: мат. Донской аграрной науч.-практ. конф., Зерноград. — 2012.-С. 122-125.

25. Киреева, О.С. Исследование барьерных свойств защитных пищевых покрытий для мясопродуктов / О.С. Киреева // Вклад молодых ученых в инновационное развитие АПК России: мат. Всерос. науч.-практ. конф., Пенза. - 2012. - С. 97-100.

Автор выражает искреннюю благодарность д.т.н., профессору, зав. кафедрой технологии и товароведения ФГБОУ ВПО «Госуниверситет-УНПК» Ивановой Т.Н., д.т.н., доценту, профессору кафедры химии и биотехнологии ФГБОУ ВПО «Госуниверситет-УНПК» Самофаловон JI.A., к.т.н., доценту кафедры технологии и товароведения ФГБОУ ВПО «Госуниверситет-УНПК» Ереминой О.Ю, к.т.н., зав. сектором НИРС НИЧ ФГБОУ ВПО Орел ГАУ Козловой Т.А. за методическую помощь при подготовке диссертации; коллективу ИНИИЦ ФГБОУ ВПО Орел ГАУ - за оказание помощи в проведении отдельных этапов работы.

Подписано в печать 09.04.2014 г. Формат 60x90/16. Бумага офсетная. Гарнитура Тайме Усл. печ. л. 1,0. Заказ 18. Тираж 100 экз.

Отпечатано в издательстве Орел ГАУ, 2014, Орел, бульвар Победы, 19

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РФ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ

УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГ О ОБРАЗОВАНИЯ ОРЛОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

На правах рукописи

04201457438

КИРЕЕВА ОЛЬГА СЕРГЕЕВНА

РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ПОЛУЧЕНИЯ СЪЕДОБНЫХ ПОКРЫТИЙ ДЛЯ СЫРОКОПЧЕНЫХ ПРОДУКТОВ ИЗ МЯСА ПТИЦЫ С ЦЕЛЬЮ

УВЕЛИЧЕНИЯ СРОКА ГОДНОСТИ

Специальность 05.18.04 - Технология мясных, молочных и рыбных продуктов и

холодильных производств

ДИССЕРТАЦИЯ

на соискание ученой степени кандидата технических наук

Научный руководитель: Ковалева Оксана Анатольевна доктор биологических наук, доцент

0рел-2014

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ 4

ГЛАВА 1 АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 10

1.1 Ягодное сырье как источник консервирующих веществ 10

1.2 Барьерные технологии мясных продуктов 19

1.3 Защитные пищевые покрытия 29

1.4 Желатин и крахмал как компоненты пищевых покрытий 37 ГЛАВА 2 ОРГАНИЗАЦИЯ ЭКСПЕРИМЕНТА, ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ 44

2.1 Условия выполнения и принципиальная схема исследований 44

2.2 Характеристика объектов исследования 44

2.3 Методы исследования 48 ГЛАВА 3 ИССЛЕДОВАНИЕ ХИМИЧЕСКОГО СОСТАВА КОНЦЕНТРИРОВАННЫХ СОКОВ СМОРОДИНЫ 56

3.1 Химический состав концентрированных соков смородины 56

3.2 Исследование содержания органических кислот в концентрированных соках смородины 59 ГЛАВА 4 РАЗРАБОТКА СОСТАВА СЪЕДОБНЫХ ЗАЩИТНЫХ ПОКРЫТИЙ НА ОСНОВЕ КОНЦЕНТРИРОВАННОГО СОКА СМОРОДИНЫ 62

4.1 Разработка состава съедобных защитных покрытий 62

4.2 Обоснование консервирующих свойств съедобных защитных покрытий 77

4.2.1 рН составов пищевых покрытий 77

4.2.2 Бактериостатические свойства съедобных защитных покрытий

4.3 Исследование микроструктуры и толщины съедобных защитных покры тий 83

ГЛАВА 5 РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЙ ПРОИЗВОДСТВА ПРОДУКТОВ ИЗ МЯСА ПТИЦЫ В СЪЕДОБНЫХ ЗАЩИТНЫХ ПОКРЫТИЯХ 89

5.1 Технология производства продуктов из мяса птицы в съедобном защитном покрытии 89

5.2 Оценка пищевой и биологической ценности продуктов из

мяса птицы в съедобном защитном покрытии 92

5.3 Безопасность сырья и сырокопченых продуктов из мяса птицы в съедобных защи тных покрытиях 97

5.4 Изучение сроков годности продуктов из мяса птицы в съедобных защитных покрытиях 103

5.5 Сенсорный анализ сырокопченых продуктов из мяса птицы

в съедобных защитных покрытиях 114

ГЛАВА 6 РАСЧЕТ ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ СЪЕДОБНЫХ ЗАЩИТНЫХ ПОКРЫТИЙ В ПРОИЗВОДСТВЕ ПРОДУКТОВ ИЗ МЯСА ПТИЦЫ 118

ВЫВОДЫ 129

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ 131

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 132

ПРИЛОЖЕНИЯ 148

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность работы. Мясо птицы - один из важнейших продуктов в рационе здорового питания, источник легкоусвояемого белка, жирных кислот и витаминов [741. Низкая закупочная цена мяса птицы делает его доступным для россиян с невысоким уровнем доходов. Ежегодно растет доля потребления мяса птицы в общей структуре отечественного производства мяса (в 2012 году потребление мяса птицы составило 44%) (Фисинин В.И., 2013 г.) [71]. В связи с этим в последние годы рынок мяса птицы в России активно развивается, увеличивается объем производства и расширяется ассортимент продуктов из мяса птицы.

Ухудшение качества продуктов из мяса птицы - следствие целого ряда реакций (физических, химических, ферментных и др.), однако главнейшей задачей при эффективном хранении всегда остается сведение к минимуму возможности появления и роста микроорганизмов, вызывающих порчу продукта. Поэтому качество и безопасность продуктов из мяса птицы напрямую связано с их защитой от микробной контаминации. Одним из перспективных способов сохранения качества продуктов из мяса птицы и увеличения их сроков годности, является использование пищевых защитных покрытий, сформированных непосредственно на мясопродуктах.

Защитные покрытия, как правило, содержат в своем составе основу (структурообразователь) и различные добавки, обеспечивающие необходимые свойства разрабатываемым покрытиям (консервирующие вещества, ароматизаторы, красители, вкусовые добавки и др.). Разработке защитных пленок и покрытий, как для мясных отрубов, тушек ггтицы, так и для готовых мясных продуктов с использованием различных структурообразователей посвящены работы многих российских и зарубежных исследователей - Динзбурга Л.И., 2008 г., Додонова A.M., 1995 г., Бараненко Д.А., 2006 г., Казаковой Е.В., 2010 г., Евстафьевой Е.А., 2005 г., Кюрегяна Г.П., 2011 г., Krochta J.M., 1997 г., Bonilla J.,

2010 г., Boutroom T., 2008 г., Chen M.C., 1996 г., Garcia M.A., 2000 г., Gennadios A. 1990 г., 2002 г. и др.

Как правило, в качестве структурообразователей в составе защитных покрытий используют различные полимеры - хитозан, пищевой желатин, крахмал, коллаген, белки молока и сыворотки т.д. [6, 99, 117, 119, 120, 147, 158]. Однако в отечественных и зарубежных литературных источниках отсутствует информация об использовании ягодных соков в качестве консервирующих компонентов в составе защитных покрытий для мясных продуктов. Для производства ягодных соков применяется отечественное сырье (ягоды красной смородины) с низкой себестоимостью и высокой рентабельностью производства. Используемое ягодное сырье выращено в Орловской области с учетом экологических основ и правил промышленного производства и соответствует требованиям безопасности.

В связи с этим, предотвращение потерь, сохранение качества и обеспечение безопасности продуктов из мяса птицы за счет применения съедобных защитных покры тий из концентрированных соков красной смородины в технологии деликатесных мясопродуктов с увеличенным сроком годности является актуальной проблемой.

Цель работы - разработка состава съедобных защитных покрытий из концентрированного сока красной смородины для сырокопченых продуктов из мяса птицы и технологии производства продуктов из мяса птицы с увеличенным сроком годности.

В соответствии с поставленной целыо в ходе работы решались следующие

задачи:

1. Исследовать химический состав концентрированных соков красной смородины, полученных разными способами;

2. Разработать составы съедобных защитных покрытий на основе концентрированного сока красной смородины и исследовать его бактериостатические и микроструктурные свойства;

3. Разработать технологию получения съедобных защитных покрытий для сырокопченых продуктов из мяса птицы;

4. Исследовать пищевую ценность и показатели безопасности и установить сроки годности сырокопченых продуктов из мяса птицы в защитных покрытиях, разработать проекты технических документов на сырокопченые продукты из мяса птицы в съедобных защитных покрытиях;

5. Рассчитать экономическую эффективность от применения съедобных защитных покрытий в технологии сырокопченых продуктов из мяса птицы.

Научная новизна. Проведенное обобщение данных химического состава ягодного сырья, способов концентрирования ягодных соков позволило разработать новый подход к оптимизации процесса производства сырокопченых продуктов из мяса птицы с увеличенным сроком годности за счет применения съедобных защитных покрытий на основе концентрированного сока красной смородины. Установлена зависимость консервирующего эффекта от способов концентрирования ягодных соков и концентрации компонентов в составе покрытий. Впервые научно и экспериментально обоснована и разработана технология применения концентрированного сока красной смородины в составе съедобных защитных покрытий для сырокопченых продуктов из мяса птицы с увеличенным сроком годности.

Практическая значимость работы. Разработаны составы съедобных защитных покрытий для сырокопченых продуктов из мяса птицы, а также технология их нанесения. Обосновано увеличение сроков годности продуктов из мяса птицы за счет применения съедобных защитных покрытий. Показана экономическая эффективность использования съедобных защитных покрытий в технологии сырокопченых продуктов из мяса птицы. Запатентованы составы съедобных покрытий на основе концентрированного сока красной смородины (патенты РФ №2415592 и №2415593, 2009 г.) и способ получения съедобного защитного покрытия (патент РФ №2501280, 2013 г.). Разработаны проекты технических документов на новые продукты.

Апробация работы. Инновационные разработки диссертационной работы представлены на конкурсе молодых ученых на лучшую научно-исследовательскую работу в рамках конгресса «Биотехнология: Состояние и перспективы развития», и отмечены дипломом и медалью (Москва, 2009); на конкурсе «У.М.Н.И.К.-2009» награждены дипломом в номинации «За научные результаты, обладающие существенной новизной и среднесрочной перспективой их эффективной коммерциализации» (Воронеж, 2009); на Всероссийском конкурсе достижений талантливой молодежи «Национальное достояние России» (Москва, 2011) удостоены диплома Лауреата конкурса; на Всероссийском конкурсе инновационных проектов и идей научной молодежи (Москва, 2011) отмечены сертификатом финалиста конкурса; на конкурсе «Обеспечение безопасности и качества мясной продукции, как одно из обязательных условий интеграции агропромышленного комплекса России в мировую экономику» в рамках Международной выставки «Мясная промышленность. Куриный Король/VIV Russia» (Москва, 2011) отмечены дипломом.

Основные положения и результаты работы представлены и обсуждены на Пятом Московском международном конгрессе «Биотехнология: Состояние и перспективы развития» (Москва,2009); II Международной Интернет-конференции «Фундаментальные и прикладные исследования в АПК на современном этапе развития химии» (Орел, 2009); 12-й Международной научной конференции памяти В.М. Горбатова «Обеспечение продовольственной безопасности России через наукоемкий технологии переработки мясного сырья» (ВНИИ мясной промышленности, 2009); региональной научно-практической конференции молодых ученых «Наука и молодежь: новые идеи и решения» (Орел, 2010); III Международной Интернет-конференции «Инновационные фундаментальные и прикладные исследования в области химии сельскохозяйственному производству» (Орел, 2010); Всероссийской научно-практической конференции «Развитие инновационного потенциала агропромышленного производства» (Орел, 2010); Всероссийской научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Инновационные идеи молодых исследователей для АПК

России» (Пенза, 2011); региональной научно-практической конференции молодых ученых «АПК в современном мире: взгляд научной молодежи» (Орел, 2011); IV Международной научно-практической Интернет-конференции «Инновационные фундаментальные и прикладные исследования в области химии сельскохозяйственному производству» (Орел, 2011); V международной научно-практической конференции «Современное состояние и перспективы развития пищевой промышленности и общественного питания» (Челябинск, 2011); международной научно-практической конференции «Инновации аграрной науки и производства» (Орел, 2011); международной научно-практической конференции «Биотехнологические системы в производстве пищевого сырья и продуктов: инновационный потенциал и перспективы развития» (Воронеж, 2011); VIII международной научно-практической конференции «Ресурсосберегающие экологически безопасные технологии производства и переработки сельскохозяйственной продукции» (Саранск, 2012); региональной научно-практической конференции Молодых ученых «Современный агропромышленный комплекс глазами молодых исследователей» (Орел, 2012); Международной научно-практической конференции «Проблемы гигиены и технологии питания. Современные тенденции и перспективы развития» (Донецк, 2012); Донской аграрной научно-практической конференции «Инновационные пути развития агропромышленного комплекса: задачи и перспективы» (Зерноград, 2012); Всероссийской научно-практической конференции «Вклад молодых ученых в инновационное развитие АПК России» (Пенза, 2012).

Личное участие соискателя. Диссертационная работа выполнена соискателем лично, включая анализ технической и патентной литературы по теме диссертации, подбор экспериментальных методик проведения исследований, анализ и обобщение полученных результатов, формулировка выводов. При участии соискателя проведено внедрение разработанной технологии производства сырокопченых продуктов из мяса птицы в съедобных защитных покрытиях на предприятии ООО «Нутрипит». Соавторство по отдельным этапам работы отражены в списке публикаций.

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 22 научных статьи в различных изданиях, в том числе 3 - в журналах, рекомендованных ВАК РФ, получено 2 патента «Состав для получения съедобных оболочек для мясных продуктов» и патент «Способ получения съедобного защитного покрытия для мясных продуктов».

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, шести глав, включающих обзор литературы, методы исследований, экспериментальную часть (4 главы), выводов и предложений производству, списка литературы, включающего 114 отечественных и 46 зарубежных источника информации, 21 приложения. Работа изложена на 147 страницах машинописного текста, содержит 37 таблиц и 11 рисунков.

ГЛАВА 1 АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1 Ягодное сырье как источник консервирующих веществ

Существенную часть продовольственных ресурсов человечества, как известно, составляют овощи, плоды и ягоды. Их пищевая и диетическая ценность в основном определяется содержанием углеводов, органических кислот, дубильных и азотистых веществ, и, особенно, витаминов и минеральных веществ [45]. Причем содержание органических кислот в ягодах несколько выше, чем в плодах, а их содержание в овощах, за исключением томатов, вообще незначительно. Однако именно органические кислоты проявляют консервирующие свойства, в связи с чем, в качестве их источника целесообразно выбрать именно ягоды.

Как известно, химический состав, а, следовательно, и пищевая ценность свежих ягод не постоянны и зависят от copia, места произрастания, количества атмосферных осадков во время роста и развития, способа возделывания, степени зрелости, сроков уборки и т.д. [45].

Составными частями различных видов ягод являются вода и сухие вещества. В состав сухих веществ входят углеводы, органические кислоты, минеральные, азотистые, красящие и ароматические вещества, жиры, витамины, фитонциды, ферменты [9].

Свежие ягоды содержат до 90—95% воды, что обуславливает их сочность и в то же время быструю порчу. Ягоды быстро перезревают и обычно нестойки при хранении из-за развития различных микроорганизмов. Особенно быстро повреждаются микробами перезрелые, недоразвитые, вялые и механически поврежденные ягоды [45].

Содержание белка в ягодах незначительно. Его количество колеблется от 0,5% в клюкве и белой смородине до 1,5% в ежевике. Содержание жира в ягодах менее 1%. Однако, ягоды отличаются высоким содержанием углеводов,

витаминов, макро- и микроэлементов и органических кислот. Так наиболее высоким содержанием аскорбиновой кислоты отличаются черная смородина и облепиха (200 мг%), а также свежий шиповник (650 мг%). Самое низкое содержание витамина С в малине (25 мг%) и крыжовнике (30 мг%) [84, 110].

Все ягоды являются источником минеральных веществ. Наиболее высоким содержанием калия и магния отличается черная смородина (350 мг% и 31 мг% соответственно), самым низким - свежий шиповник (23 мг% и 8 мг% соответственно). Железа много в малине, черной смородине и землянике (1,2-1,3 мг%) и особенно много в облепихе (1,4 мг%).

Среди углеводов, содержащихся в ягодах, преобладают легкоусвояемые простые сахара - глюкоза и фруктоза (отмечено, что виноград по сахаристости вдвое превышает все остальные ягоды). Ягоды содержат большое количество пищевых волокон (от 2 до 5%).

При разработке защитных пищевых покрытий особое значение имеет содержание в ягодах органических кислот, которые являются консервирующими веществами, широко используемыми в пищевой промышленности [11, 39, 63]. Наиболее высоким содержанием органических кислот отличаются ягоды черной и красной смородины (в среднем 2,3-2,5%) и особенно клюква (3,1%). В ягодах в основном преобладают лимонная и яблочная кислоты, исключение составляют виноград (до 50% всех кислот - винная кислота) и клюква (30% хинной). В умеренных количествах органические кислоты благоприятно влияют на жировой обмен и активизируют деятельность пищеварительного тракта [114].

Многие ягоды красного и синего цвета содержат красящие вещества -антоцианы, обладающие бактерицидным действием (в том числе против кишечной палочки). Поэтому черника, черная смородина и красный виноград издавна применялись для лечения заболеваний желудочно-кишечного тракта [45, 80,114].

Из наиболее широко распространенных ягод, выращиваемых в России можно выделить землянику садовую, малину, смородину черную и красную, крыжовник и другие. Однако в качестве источника консервирующих веществ при

разработке съедобных за�