автореферат диссертации по технологии продовольственных продуктов, 05.18.01, диссертация на тему:Разработка технологии растительных текстуратов для использования в производстве пищевых продуктов

На правах рукописи

КОРЖОВ ИГОРЬ ВАСИЛЬЕВИЧ

РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ РАСТИТЕЛЬНЫХ ТЕКСТУРАТОВ ДЛЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ В ПРОИЗВОДСТВЕ ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ

05.18.01-Технология обработки, хранения и переработки злаковых, бобовых культур, крупяных продуктов, плодовоовощ-ной продукции и виноградарства

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

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

5 К:0Н 2014

005549938

Красноярск - 2014

005549938

Работа выполнена в Государственном научном учреждении Сибирский научно-исследовательский институт переработки сельскохозяйственной продукции Российской академии сельскохозяйственных наук

Научный руководитель: доктор технических наук, доцент

Мотовнлов Олег Константинович

Официальные оппоненты: Курбанова Марина Геннадьевна

доктор технических наук,

ФГБОУ ВПО Кемеровский

сельскохозяйственный институт,

заведующий кафедрой «Технология

хранения и переработки сельскохозяйственной продукции»

Аюшеева Октябрина Гомбоевна

кандидат технических наук, доцент ФГБОУ ВПО Восточно-Сибирский государственный университет технологий и управления, доцент кафедры «Технология продуктов из растительного сырья»

Ведущая организация: НОУ ВПО Сибирский университет

потребительской кооперации

Защита состоится «25» июня 2014 г. в ^ часов на заседании диссертационного совета Д 220.037.03 при ФГБОУ ВПО «Красноярский государственный аграрный университет» по адресу: 660049, Красноярск, проспект Мира 90 тел. 8 (391) 227-46-09, факс 8 (391) 227-05-34

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке и на сайте ФГБОУ ВПО «Красноярский государственный аграрный университет», http://www.kgau.ru.

Автореферат разослан «ибо» Яий,, 2014 года.

Учёный секретарь

диссертационного совета г^^гг^^ ~ Янова Марина Анатольевна

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Многочисленными исследованиями, установлен тот факт, что у большинства населения РФ выявлены нарушения питания, обусловленные недостаточным потреблением полноценных белков, минеральных веществ, витаминов и клетчатки, а также нерациональным их соотношением (Тутельян В.А., Шабров А.В., Спиричев В.Б. и др.).

Эта проблема частично решена за счет производства пищевых продуктов, обогащенных некоторыми недостающими компонентами (соевый белок, минеральные вещества, пищевые волокна и т.д.), и прежде всего, продуктов массового потребления, доступных всем группам населения и регулярно используемых в повседневном питании. К ним относятся, в частности, колбасные изделия, которые составляют незаменимую часть в питании человека (Жаринов А.И. Саватулина Р.М, Messina М. и

др.).

Исследованиями установлено, что содержание в пище одного животного или растительного белка обладает меньшей биологической ценностью, чем их комбинации в оптимальном соотношении. При этом, высокобелковая пшца способствует усвоению кальция (Высоцкий ВТ., Шабров А.В., Дадали В.А. и др.).

Более того, разработка технологии поликомпонентных мясных продуктов позволяет, кроме расширения путей рационального использования сырья, увеличить объемы мясной продукции, обеспечить высокую экономическую эффективность её производства, за счет снижения себестоимости, а также повысить пищевую ценность путем взаимообогащения составов сырья растительного и животного происхождения.

В настоящее время научно обоснованы и разработаны технологии мясных продуктов с использованием соевых изолятов, концентратов и текстуратов импортного производства. Однако, указанные белковые ингредиенты, вводимые в рецептуры мясных продуктов, не позволяют получать готовые изделия содержащие биоактивный комплекс макроэлементов (Са: Р: Mg) в рекомендуемом их соотношении. В этой связи, создание соевых текстуратов, содержащих сбалансированный комплекс макроэлементов Са: Р: Mg и сочетающихся по органолептическим и др. свойствам с фаршевыми системами на основе мясного сырья и пищевой крови является задачей актуальной, требующей своего решения.

Проработанность проблемы

Проблеме развития функциональных продуктов с использованием соевого компонента посвящаются работы Антиповой JI.B., Жаринова А.И., Палагиной М.В., Приходько Ю.В., Рогова И.А. и других учёных. Однако до настоящего времени нет данных по процессу получения биоактивных белково-минеральных коагуляционных структур путём использования биологически активного кислотно-минерального комплекса.

Целью исследований является разработка технологии белково-минерального и белково-углеводного текстуратов на основе соевых бобов для производства колбасных и кровяных изделий и оценка их качества. В соответствии с поставленной целью необходимо решение следующих задач:

обосновать возможность и целесообразность получения белково-минеральных и белково-углеводных биологически активных комплексов на основе соевого и минерального сырья;

- разработать технологию белково-минерального и белково-углеводного тек-стурата функциональной направленности;

- разработать технологию мясных фаршевых композиций с использованием белково-минерапьного и белково-углеводного текстуратов и изучить их функционально-технологические свойства;

- разработать технологию и рецептуры колбасных и кровяных изделий с использованием белково-минерального и белково-углеводного текстурата, дать качественную оценку разработанным продуктам питания и рассчитать экономический эффект от внедрения технологии;

- разработать техническую документацию на текстураты и новые продукты питания.

Научная новизна работы. Научная новизна исследований заключается в том, что установлены зависимости получения белково-минерального текстурата посредством кислотно-минерального биологически активного комплекса, а также гранулированного белково-углеводного текстурата. Разработаны математические модели термокислотной коагуляции соевого белка раствором янтарной кислоты, содержащей биологически активный минеральный комплекс Са:Р:М§. Определены оптимальные значения параметров процесса сушки белково-углеводного текстурата. Установлены влагосвязывающая способность, реологические характеристики фаршей на основе мясного сырья и белково-минерального текстурата, пищевой крови и белково-углеводного текстурата. Предложены технологические схемы производства белково-минерального и белково-углеводного текстуратов, а также мясных и кровяных хлебов с их использованием. Установлены регламентированные значения показателей качества (физико-химические, микробиологические, органолептические) для мясных и кровяных хлебов.

Практическая значимость работы: Результаты исследований реализованы в технологиях, подтвержденных технической документацией и внедрением на предприятиях питания и пищевой промышленности в г. Чита (ООО «Веста-Соя», столовая воинской части №12651) и в г. Новосибирск (ООО «Компания Модус»).

Новизна технических решений подтверждена патентами РФ на изобретение №2437558 «Способ получения белково-витаминного продукта» и №2437554 «Способ получения функционального белково-минерального продукта».

Апробация работы Материалы диссертации представлены, доложены и одобрены на научных форумах международного, всероссийского и регионального значения: IV Международной НПК «Безопасность и качество товаров» (Саратов, 2010); УП Международной НПК «Пища. Экология. Качество» (ГНУ СибНИИП, 2010); Международной конференции с элементами научной школы для молодежи «Новые технологии переработки сельскохозяйственного сырья в производстве продуктов общественного питания» (ТГЭУ, 2010, 2011 г.г.), IX Международной НПК «Пшца. Экология. Качество» (ГНУ СибНИИП, 2012 г.), при ГНУ «Сибирский научно-исследовательский институт переработки сельскохозяйственной продукции» Рос-сельхозакадемии (2013г.) и ФГБОУ ВПО «Кемеровский технологический институт пищевой промышленности» (2013 г.).

Объем и структура диссертации Работа состоит из введения, аналитического обзора литературы, описания объектов и методов исследования, результатов соб-

ственных исследований и их анализа, выводов, списка литературы и приложений. Основное содержание диссертации изложено на 113 страницах, содержит 9 рисунков,

49 таблиц и 9 приложений.

Публикации По результатам исследований опубликовано 15 печатных работ, в том числе 1 монография, 3 работы в изданиях, рекомендованных в перечне ВАК и 2 патента Российской Федерации, 9 в трудах всероссийских, международных конференциях и форумах.

Основные положения, выносимые на защиту:

- режимы и параметры получения белково-минерального и белково-углеводного текстуратов, как компонентов фаршевых пищевых систем;

- математические модели термокислотной коагуляции соевого белка раствором янтарной кислоты, содержащей биологически активный минеральный комплекс Са:Р:М§;

- технологические схемы производства белково-минерального и белково-

углеводного текстуратов;

- обоснование целесообразности применения белково-минеральных и белково-углеводных текстуратов при производстве мясных и кровяных хлебов;

- технологические схемы производства мясных и кровяных хлебов;

- регламентированные значения показателей качества (физико-химические, микробиологические, органолептические) для мясных и кровяных хлебов.

СОД ЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность проблемы дефицита пищевых нутриен-тов, в частности, белков и минеральных веществ в питании населения РФ, а также их несбалансированности в мясных продуктах, сформулированы цель и задачи исследований, показана научная новизна и практическая значимость работы, а также приведены основные научные положения, выносимые на защиту.

Глава 1. Обзор литературы. В первой главе представлены аналитический обзор литературных и патентных источников по проблеме дефицита комплементарного белка и несбалансированности макроэлементов в питании населения РФ, а также намечены пути её решения. Показана возможность и целесообразность создания мясных изделий со сбалансированным составом и прогнозируемыми свойствами.

Глава 2. Объекты, методы и направления исследований. Приведена общая схема, а также представлены объекты и методы исследований.

Методология подхода к проведению исследований схематично представлена на рисунке 1. Научно-исследовательские работы проводились в аккредитованных лабораториях ГНУ СибНИИП Россельхозакадемии, ВНИИ сои, ФГУ «Амурский ЦСМ», а также ООО «Соевые технологии».

Для проведения эксперимента использовали ортогональный план, которому присуще минимальное число опытов, простота вычисления коэффициентов уравнения, описывающего изучаемый процесс, а также независимость коэффициентов математической модели. Построение математических моделей и их анализ осуществляли согласно программе Арро1 и методу Парето-оптимального решения (программа КРБ).

Рисунок 1 - Схема исследования

Глава 3. Результаты исследований. Были выделены факторы, влияющие на стабильность комбинированных мясных систем. Обоснован выбор мясного, субпродуктового и соевого сырья для получения мясных фаршевых композиций заданного состава и свойств.

При этом, в качестве принципиальной основы при разработке гипотезы, было принято предположение о том, что по физической форме и содержанию соевый белково-минеральный текстурат (БМТ) будет сочетаться с мясным сырьём, а соевый белково-углеводный текстурат (БУТ) в виде или хлопьев, с пищевой кровью.

В тоже время, в качестве рабочей гипотезы при проведении исследований по разработке технологии мясных хлебов, было принято предположение о том, что мясной фарш и соевый белково-минеральный текстурат будут сочетаться по консистенции, обеспечивая тонкую структуру и представляя собой однородную массу в её традиционной форме. Вместе с тем, соевый белково-минеральный текстурат, как компонент, содержащий комплекс Са: Р: М§, позволит обогатить мясной фарш, и тем самым, повысить биологическую ценность готового продукта.

При проведении исследований по разработке технологии кровяных хлебов было принято предложение о том, что пищевая кровь и соевый белково-углеводный текстурат в виде гранул или хлопьев, будут сочетаться по консистенции, обеспечивая необходимые для этого вида продукта состав, структуру и липкость фаршевой системы.

Вместе с тем, белково-углеводный текстурат, как компонент содержащий клетчатку позволит повысить пищевую и биологическую ценность готового продукта. При этом также было поставлено условие, согласно которому запекание указанных поликомпонентных продуктов, должно осуществляться в режиме, обеспечивающем минимальные потери питательных веществ в результате проводимой тепловой обработки данного пищевого продукта.

Характеристика состава и сравнительная биологическая ценность соевого сырья и продуктов его переработки, представлены в таблицах 1 и 2.

Таблица 1-Химический состав соевого сырья и продуктов его переработки ( s±n; п<0,05)

Наименование сырья и продуктов

Состав, % Семена сои Соевая Нерастворимый

сорта «Актай» белковая основа соевый остаток

Вода 12,0 90,0 76,7

Белки, №6,25 39,4 3,5 4,5

Жиры 20,3 2,6 4,0

Углеводы/ 22,8/ 2,8/ 12,5/

пищевые волокна 5,0 0,5 4,0

Минеральные вещества, мг/100 г:

Кальций 348,0 32,0 90,0

Фосфор 226 48,0 124,0

Магний 603 18,0 240,0

Таблица 2 - Сравнительный состав незаменимых аминокислот белка сои сорта «Актай»(п=5)_____

Незаменимые аминокислоты (HAK) Белок ФАО/ВОЗ Белок сои сорта «Актай»

А* С* А С

Лизин 5,5 100 7,1 129

Лейцин 7,2 100 11,9 165

Изолейцин 4,3 100 4,7 109

Валин 4,4 100 7,2 163

Треонин 3,3 100 3,8 115

Фенилаланин +гарозин 7,9 100 8,3 105

Триптофан 1Д 100 1,1 100

Метионин +цистин 2,3 100 2,1 91

У HAK 36,0 100 46,2 135,8

Примечание:* А - аминокислота, мг/100 г; С - аминокислотный скор. %

Обоснование способа и параметров получения белково-минерального и белково-углеводного текстуратов повышенной биологической ценности.

С учётом этого, разработана технологическая схема получения белково-минерального и белково-углеводного текстуратов для последующего их использования в мясорастительных фаршевых композициях (рисунок 2).

Рисунок 2 — Технологическая схема безотходного получения белково-минерального и белково-углеводного текстуратов

При разработке эффективного замещающего и обогащающего компонента, для включения его в мясные пищевые системы, с целью получения фарша заданного состава и свойств, были изучены свойства следующих органических кислот: уксусной, лимонной и янтарной. Первые два типа кислот ранее использовались при изучении процесса коагуляции соевого белка в его дисперсной системе. При этом, процесс термокислотной коагуляции, с помощью янтарной кислоты, ранее не изучался. Однако с учетом уникальных свойств этой пищевой кислоты, она выбрана нами для использования в технологии белково-минерального текстурата.

В соответствии с приведенной выше схемой, проведено исследование процесса коагуляции соевых белков раствором кислотно-минерального комплекса. С этой целью были исследованы факторы, оказывающие существенное влияние на процесс термокислотной коагуляции соевого белка в дисперсной системе белок — вода. К числу таких факторов отнесены: температура коагуляции - (Xi) - 1,°С;концентрация кислоты - (Х2) - R, %; массовая доля раствора кислоты - (Хз) - Мд, %.

В качестве критерия оптимизации принята продолжительность процесса термокислотной коагуляции белка в дисперсной системе — У] (Т„, с).

После реализации эксперимента по стандартной матрице проведён регрессионный анализ зависимости Y{ = f(Xl\Xl\XJ) -> min с определением стандартного отклонения, коэффициента корреляции R и F- критерия. В результате обработки полученных данных, построена модель термокислотной коагуляции соевого белка в его дисперсной системе:

7V = 1702,400-17,976 -146,110 • Л-517,340 ■ М) +0,121-(f0)2 +13,795-Ä2 + ^

+193,63О-Л02 -»min

Адекватность модели подтверждается неравенством FT)FR, при коэффициенте корреляции R=0,952 и принятой доверительной вероятности Р=0,95.

Для определения оптимального сочетания факторов, при которых Yt -» min были заданы области их экстремальных значений, которые приведены в диссертации, а по указанным значениям экстремума построены поверхности отклика У, min и их сечения . В результате решения поставленной задачи определены оптимальные значения параметров процесса термокислотной коагуляции соевого белка кислотно-минеральным комплексом: температура коагуляции белка -1°=74,2 °С; концентрация раствора янтарной кислоты - R=5,3 %; массовая доля раствора кислоты - Мд=13,35 %. Характеристика полученного продукта приведена в таблице 3.

Таблица 3. — Содержание питательных и минеральных веществ в соевом белково-минеральном текстурате ( Г±п; п<0,05)

Содержание

Основных веществ, % Макроэлементов, мг/100г

Вода Белки Nx6,25 Жиры Углеводы Минеральные вещества Органические кислоты Ca Р Mg

60,1 20,7 5,0 12,0 2,2 0,5 406 700 300

Соотношение 1,0:1,79:0,77

Анализ данных, представленных в таблице 3 показывает, что соотношение макроэлементов в биоактивном комплексе Ca:P:Mg составляет как (1:1,79:0,77), что фактически соответствует рекомендуемому (1:1,5:0,5).

Таким образом, полученный текстурат может быть использован в технологии мясных продуктов с целью их обогащения данным комплексом макроэлементов.

На втором этапе исследований изучался процесс получения белково-углеводного текстурата на основе нерастворимого соевого остатка — окары. С этой целью выделены наиболее значимые факторы, оказывающие существенное влияние на качество получаемых гранул.

К таким факторам отнесены: Xi - температура сушки гранул — t, °С; Х2 -начальная влажность окары — WH, %; Х3 — размер частиц окары — d, мм. В качестве критерия оптимизации (отклик - Y2) принята продолжительность сушки гранул - Тс, мин.

На основании полученных результатов построена математическая модель процесса получения белково-углеводного текстурата на основе окары в её раскодированной форме:

7с = 387,790-3,597-/°-3,658-Ж„ -559,660-rf + 0,015-i°-WH + 2,812-i°-d+

+\,%15-W„ •¿+0,010-(/°)2+0,027-^+688,910-ii2 ->min ^

Адекватность модели (2) подтверждается неравенством FR)FT, при коэффициенте корреляции R2=0,997534 и доверительной вероятности Р=0,95.

Для решения уравнения (2) были заданы области экстремальных значений функции У2 = >min, а также построены поверхности отклика Y2 и их

сечения, которые приведены в диссертации.

В результате решения поставленной задачи определены оптимальные значения процесса сушки окары и получения белково-углеводного текстурата: температура cyuiKH-t°= 149°С; начальная влажность гранул-\Ун=22,6-25%; размер частиц окары—d=0,071 мм. При данных значениях параметров продолжительность сушки составляет Тс=58,25 мин.

Характеристика белково-углеводного текстурата приведена в таблице 4. Таблица 4. — Содержание питательных и минеральных веществ в соевом белково-углеводном текстурате ( s ±п; п<0,05)

Содержание, % Соотношение БЖУ*

Воды Белков Жиров Углеводов ^^^Пищевые волокна Минеральных веществ, мг/100г Рекомендуемое

1:1:4

9,3 28,1 14,9 45,1 ^^^^ ^^^ 15,2 3,9 1:0,53:1,6

*- Б- белки; Ж- жиры; У- углеводы.

Анализ данных, представленных в таблице 4. показывает, что данный продукт содержит 15,2% клетчатки, что в случае включения его в мясные системы позволит создавать мясные продукты функциональной направленности.

В ходе экспериментальных исследований устанавливались зависимости степени— 1Р их регидратации - ЯР = /(/,,) в пищевой крови.

Зависимость Яр = /(/,) регидратации - ЯР белково-углеводного текстурата в виде гранул и муки от продолжительности аппроксимирована выражением следующего вида У, = о, + Ь, • *, где а1=1,0 и 1)1=0,15, а2=1,0 и Ьг=0,05. С учётом данных коэффициентов зависимости имеют следующий вид:

- для гранулированного БУТ, Я], = 1,0 + 0Д5 ■ 1Г (3)

- для БУТ в виде муки, Д2 = 1,0+0,05 ■ ¡р (4)

Преобразование выражений (3) и (4) относительно 1Р позволяет расчётным путем, для соответствующего значения Яр определить время регидратации:

- /¿ = 20-Л,-6,67 ; !гР = 20-^-20,0 (5)

Исследование функционально-технологических свойств и реологических показателей фаршевых композиций

На данном этапе исследований изучены функционально-технологические и реологические свойства фаршевых композиций (ФК).

За критерии оптимизации были приняты следующие: влагосвязывающая способность белково-минерального текстурата-(ВСС, %), а также реологические характеристики фаршевых композиций (ФК); липкость ФК - Е, Па;- пластическая вязкость ФК — г), Па-с; - предельное напряжение сдвига — ПНС, Па. В качестве основных факторов, влияющих на данные показатели выделены следующие: X] — массовая доля БМТ — Мк, %; Хг — продолжительность кутгерования фаршевых композиций — т, мин; Х3 — влажность БМТ - %■

На основании полученных результатов, построены следующие математические модели:

ВСС = -132,810 + 3,680 • Мк +11,926 • г + 3,554 • Ц'к - ОД 06 • г ■ \¥к - 0,057 -М\ -- 0,272 • г2 - 0,021 ■ тах;

е = 4321,800 -1574,400 ■ Мк -1,097 • г - 345,450 ■ ¡V,. + 24,657 ■ М\ + 60,962 ■ г2 + + 2,878->ор/;

т) = 21,912 - 0,686 • Мк - 0,205 • г - 0,184 • - 0,018 • г • Мк + 0,013 • М\ + + 0,042 • г2 + 0,001 ■ -> орП

ПНС = 2590,200 - 57,591 • Мк -137,770 ■ г - 24,457 • + 0,929 ■ М\ + 7,503 • г2 + + 0,198-> ор[\

(6)

(7)

(8) (9)

В результате их решения, определены оптимальные значения параметров: массовая доля БМТ — Мк=31-31,9%; продолжительность кутгерования — т=9,0-10,7 мин; влажность БМТ - \Ук=57,4-61,6. При данных значениях параметров:

ВСС=92,31°/о; <£■ =2782,09 Па; ц=А,19 Па с; ПНС=312,65 Па.

Характеристика составов БМТ, КФ и композиции - КФ+БМТ, а также их биологическая ценность приведены в таблице 5.

Таблица 5 — Сравнительный общий и аминокислотный состав белково-минерального текстурата (БМТ), колбасного фарша (КФ) и фаршевых композиций (п=5)

Состав Продукты и композиции

Шкала ФАО/ВОЗ БМТ Колбасный фарш (КФ) Композиция БМТ+КФ

Вода, % - 60,1 61,7 60,6

Белки, % - 20,7 13,0 15,31

Жиры, % - 5,0 25,0 19,0

Углеводы,% - 12,0 - 3,6

Минеральные вещесва,% - 2,2 1,0 1,36

Органические кислоты, г 2,0 0,8 - 0,2

Кальций, мг - 406 28,0 140,4

Фосфор, мг - 700 169 328,3

Магний, мг - 300 24,0 226,8

Аминокислоты А,г/Ю0г С,% А С А С А С

Валин 5,0 100 6,2 124 9,65 193 8,61 172

Лейцин 7,0 100 7,8 111 13,65 195 11,89 169

Изолейцин 4,0 100 5,3 132 7,85 196 6,55 163

Лизин 5,5 100 6,0 109 14,55 264 11,38 206

Метионин+цистин 3,5 100 3,1 88,5 6,73 192 5,64 161

Треонин 4,0 100 4,0 100 7,56 189 6,09 152

Триптофан 1,0 100 1,2 120 2,1 210 1,71 171

Фенилаланин+тирозин 6,0 100 7,8 130 13,51 225 11,01 183

2 НАК 36,0 100 41,4 115 75,6 210 62,88 174

Примечание:* А — аминокислота, мг/ЮО г; С — аминокислотный скор. %

На этом же этапе исследований изучались влагосвязывающая способность, БУТ, включенного в фаршевые композиции на основе пищевой крови убойных

животных (БУТ+ПК) и их реологические характеристики (£ ,г\ н ПНС).В качестве основных факторов, влияющих на данные свойства и показатели были определены следующие:- массовая доля БУТ- Мо, %;- массовая доля жира — Мж, %; -продолжительность куттерования — т, с. На основании результатов проведенного пошагового регрессионного анализа построены математические модели оценки:

ВСС = -87,865 + 7,900 • Ма + 3,507 -Мж +16,777 • т - 0,162 • Мж ■ г -- 0,188 ■ М\ - 0,094 • М\. - 0,757 • т2 -> тах

е = 2569,700 - 807,920 • М0 -145,380 ■ Мж - 2318,500 • г +18,107 • М] + 7,268 ■ Мгж + + 113Д70-Г3 ->ор1

т] = 31,156 -1,211 • М„ - 0.352 • Мж - 2,194 • т + 0,028 ■ М\ + 0,017 • М%. + + 0,104 г2 ->ор/

ПНС = 1418,500 - 57,208 ■ М0 -17,396 • Мж -108,870 • т +1,364 • М1 + 0,957 • М2Ж + + 5,140-г2 ->ор1

На основании полученных данных, построены графические зависимости в виде поверхностей откликов Y^.lo и их сечений, а также определены оптимальные значения параметров: массовая доля БУТ-Мо=20,9-22,3%; массовая доля жира-Мж=9,1-10%;- продолжительность куттерования — г=10,0-10,6 мин.

При данных значениях факторов значения показателей составляют:

(10) (П) (12) (13)

ВСС=96,13%; £ =4082,98 Па; п=5,148 Па с и ПНС=163,39 Па.

В таблице 6 представлены данные по общему и аминокислотному составу БУТ и фаршевых композиций с его использованием.

Таблица 6 - Сравнительный общий и аминокислотный состав БУТ, фарша на основе языка и пищевой крови (ПК+Я) и фаршевых композиций

Состав Продукта и композиции

Шкала ФАО/ВОЗ БУТ Фарш на основе ПК+Я Композиция БУТ+ПК+Я

Вода,0/« _ 9,3 74,6 61,54

Белки,% _ 28,1 18,0 20,02

Жиры,% _ 14,9 6,5 8,18

Углеводы,% _ 45,1 - 9,2

Клетчатка, г 25,0 15,2 - 3,4

Минеральные в-ва,% _ 3 9 0,9 1 4

Аминокислоты АдУЮОг С,% А С А С А С

Валин 5,0 100 6,2 124 6,99 139 6,83 136

Лейцин 7,0 100 7,8 111 8,98 128 8,74 124

Изолейцин 4,0 100 5,3 132 2,88 72,0 3,3 82,5

Лизин 5,5 100 6,0 109 8,63 156 8,10 147

Метионин+цистин 3,5 100 3,1 88,5 3,21 91,0 3,2 91,4

Треонин 4,0 100 4,0 100 4,17 104,0 4,16 104

Триптофан 1,0 100 1,2 120 1Д2 122 1Д1 121

Фенил ал анин+ тирозин 6,0 100 7,8 130 8,1 135 8,04 134

ЕНАК 36,0 100 41,4 115 44,18 122 43,58 121

А l^fOA V Д1ШЛ V« Л Ж IIIWH ■■ » ' " - - ~ J w -------------------------- X

Для оценки адекватности белкового компонента полученных фаршевых композиций использовали основополагающие показатели и критерии, предложенные академиками РАСХН Роговым И.А. и Липатовым H.H. Их анализ позволяет сделать вывод о достаточно высокой ценности белкового компонента разрабатываемых продуктов. Таким образом, предлагаемые технологии позволят увеличить и качественно улучшить фонд продовольственного белка страны, повысить долю биологически полноценных белков оптимального аминокислотного состава с определенными медико-биологическими свойствами.

Глава 4. Разработка технологии и рецептур мясопродуктов функциональной направленности на основе комбинированных фаршей. С учётом полученных данных обоснованы рецептуры мясопродуктов в виде мясных и кровяных хлебов, а также технологии производства этих продуктов.

Достоверно спрогнозировать поведение мясной системы сложно, и в этой связи, разработку рецептурного состава новых мясопродуктов осуществляли путем корректировки первичной рецептуры и предлагаемой технологии, а также апробации новой рецептуры и технологии в производственных условиях.

При этом, на каждом этапе учитывали характерные функционально-технологические свойства каждого ингредиента рецептуры и роль каждого из них в формировании стабильной эмульсии и качественных характеристик готового продукта. Отличительной особенностью производства колбасных изделий в виде

хлебов является осуществление процесса запекания.

В тоже время, спецификой запекания являются: наличие поверхностного уплотненного слоя; избыточное напряжение при парообразовании внутри продукта; повышенная сочность, нежность; привлекательный внешний вид. Происходящее внутри изделия парообразование создает избыточные напряжения, расширяющие продукт, вследствие чего улучшается его внешний вид, консистенция, нежность и сочность.

Нами изучено влияние количества вводимого текстурата, а также его влажности и продолжительности куттерования на органолептические показатели фар-шевых композиций. С целью определения качества мясных и кровяных хлебов использовали девятибалльную шкалу оценки. Результаты органолептической оценки мясных и кровяных хлебов с различным содержанием соевых БМТ и БУТ приведены в таблице 7.

Таблица 7-Сравнительная органолептическая оценка опытных и контрольных образцов мясных продуктов в баллах (шах 54)

Продукт % БМТ и БУТ Внешний вид Цвет Аромат Вкус Консистенция Сочность Общая оценка, балл

Хлеб мясной с БМТ 10 8,73 8,40 8,30 8,80 8,30 7,20 49,73

30 8,82 8,80 8,50 8,90 8,50 7,70 51,22

50 8,11 8,21 8,00 8,30 8,00 7,10 47,72

Хлеб мясной V сорт 8,50 8,90 8,50 8,80 8,40 8,10 51,20

Хлеб кровяной с БУТ 10 8,00 8,09 7,40 8,00 8,50 7,00 46,99

25 8,16 8,33 7,90 8,50 8,80 7,20 48,89

40 7,50 7,86 7,30 7,60 8,30 6,50 45,06

Колбаса кровяная «Домашняя» - 7,21 7,00 8,11 8,50 7,30 6,50 44,62

Для определения возможности производства новых видов мясных и кровяных хлебов проведена дегустационная оценка их качества. Сравнительная органолептическая оценка качества представленных образцов продуктов показала, что их качество было высоким по всем показателям.

Таким образом, результаты дегустационной оценки представленных образцов мясных и кровяных хлебов «Армейские» позволяют заключить, что оптимальной массовой долей БМТ является - 30%, а для БУТ - 25%.

Полученные результаты, показали разный уровень качества данных колбасных изделий. Пределы колебаний в оценке качества составили от 90,5 до 94,8%.

Обобщенные оценки по каждому виду представлены в таблице 8.

Таблица 8-Сравнительная органолептическая характеристика мясных и кровяных хлебов

Наименование Внешний вид Вкус Цвет Запах Консистенция

Хлеб меной «Армейский» на разрезе однородный, без частичек соединительной ткани, без пустот и свободного бульона приятный, без посторонних и остаточных привкусов, свойственный колбасному изделию розовый, равномерной окраски, без серых пятен свойственный мясному продукту, без посторонних запахов плотная, упругая, не крошливая

Хлеб кровяной «Армейский» на разрезе однородный, с частичками языка и шпика, без пустот и свободного бульона приятный, с ароматом пряностей, без посторонних и остаточных привкусов, свойственный кровяному изделию темно-коричневый, равномерной окраски, без серых пятен свойственный кровяному изделию, без посторонних запахов плотная не крошливая

Согласно разработанной технологии производства (рисунок 3) из предварительно замоченных бобов сои получают белковую дисперсную систему, от которой отделяют нерастворимый соевый остаток (НСО) -окару.

Рисунок 3 - Принципиальная схема приготовления мясных и кровяных хлебов «Армейские» с использованием БМТ и БУТ

Посредством термокислотной коагуляции белка в системе раствором биоактивного комплекса - янтарная кислота + Са:Р:Мд получают белково-минеральный

коагулят (БМК). На основе сформованных в гранулы диаметром 1,0-2,0 мм и высушенных НСО и БМК, получают белково-минеральный и белково-углеводный текстураты.

В таблице 9 представлены данные по степени удовлетворения суточной потребности в пищевых веществах при употреблении 100 г продукта.

Таблица 9- Степень удовлетворения суточной потребности человека в пищевых веществах при употреблении 100 г продукта

Содержание и Степень удовлетворения, %

г/100 г мг/ЮОг 2 1 А » II 2 2

Наименование продукта белков жиров углеводов / пищевых волокон Са Р мЁ 1 1 С & о. о о си § с « Ь' 5 ю о 13 р. о с 11 в» ж а> 2 ** Ч >> а _ о § в ЕГ л § ж о с о •е- о о о в а о В

Хлеб ветчинный мясной 1 сорт (ИП Романова Т.Ю.) 13,0 27 1,5/- 28 169 24 301,0 6,2 33,7 037/- 2,8 113 4,8

Хлеб мясной «Армейский» 153 19 3,6/ 0,5 140 328 226 246,6 19,1 23,7 0,9/ 2,0 14 21,9 452

Колбаса кровяная с языком 10,0 30 4,0/- - - - 326 12,5 37,5 1,0/- - - -

Хлеб кровяной «Армейский» 18,0 17,2 9,1/ 3,8 - - - 263,2 25,0 22,5 23/ 152 - - -

Анализ данных таблицы 9 показывает, что в 100 г продуктов содержится -Са-17,5%, Р-21,8%, Мд-45,2% и клетчатки-15,2% от их суточной нормы.

Таким образом, на основании новых методологических подходов разработаны технологии, рецептуры и обоснованы параметры получения мясных хлебов и хлебов кровяных «Армейские», обогащенных минеральными веществами и ГТВ (пищевыми волокнами).

По безопасности разработанные мясные и кровяные хлеба соответствовали требованиям СанПиН 2.3.2.2804-10.

По результатам выполненных исследований и с учетом оценки дегустационных советов, разработан пакет технической документации для промышленного выпуска хлебов «Армейских» предложенного ассортимента. Замена части мясного сырья на белково-минеральный текстурат в количестве 30% позволяет снизить себестоимость мясных хлебов на 24,2% и получить экономический эффект в размере 39000 руб. на 1 тонну продукции.

В тоже время замена части пищевой крови и субпродуктового сырья в виде языка говяжьего или свиного на белково-углеводный текстурат в количестве 25% позволяет снизить себестоимость кровяных хлебов на 16,5% и получить экономический эффект в размере 21500 руб. на 1 тонну данной продукции.

ВЫВОДЫ

1. На основании анализа литературных источников, а также медико-биологических данных, обоснована целесообразность и возможность обогащения колбасных изделий - мясных хлебов, посредством биологически активных комплексов - белково-минерального и белково-углеводного;

2. Разработана биотехнология получения соевых белково-минерального (БМТ) и белково-углеводного текстуратов (БУТ) заданного состава и свойств.

На основе математического моделирования обоснованы оптимальные параметры процесса термокислотной коагуляции соевого белка: температура, равная t°=74,2°C; концентрация раствора янтарной кислоты, содержащей минеральный комплекс Ca:P:Mg - R=5,3%; массовая доля раствора кислотно-минерального биоактивного комплекса - Мр=13,35%, а также процесса получения гранулированного белково-углеводного текстурата: температура сушки - t =149,2 С; начальная влажность гранул - Wh=22,6-25,0%; размер частиц окары - d=0,071 мм.;

3. Обоснованы значения параметров получения фаршевых композиций для мясных и кровяных хлебов, при которых пластическая вязкость, липкость и предельное напряжение сдвига имеют оптимальные значения:

- влажность белково-минерального текстурата - Wk=57,4-61,6%;

- массовая доля жира - Мж=9,1-10,0%;

В результате экспериментальных исследований установлена зависимость влагосвязывающей способности (ВСС) двух видов фаршевых композиций от массовой доли белково-минерального - Мк и белково-углеводного - Мо текстуратов, а также продолжительности их кутгерования - т. Максимальные значения ВВС=92,31% и ВСС=96,13% получены при следующих значениях факторов Мк=30-32%, Мо=20-22%, т=9,0-10,7 мин.;

4. Разработаны рецептуры и технологии колбасных изделий - мясных и кровяных хлебов, а также техническая документация на 4 новых продукта питания, определен их химический состав и рассчитана энергетическая ценность. Разработанные продукты питания с соевыми БМТ и БУТ по показателям безопасности соответствуют требованиям СанПиН 2.3.2.1078-10;

5. Ориентировочный экономический эффект от производства 100 тонн хлебов мясных и кровяных «Армейские» составляет 4 млн. 550 тыс. руб. в год;

Основные положения диссертации отражены в следующих публикациях:

1.Монография

1. Карпов A.A. Научно-практические основы создания соевых текстуратов повышенной биологической ценности для мясных продуктов питания функциональной направленности. / Карпов A.A., Коржов И.В. и др. Монография. Благовещенск. 2011.-420 с.

2. Статьи в изданиях, рекомендованных ВАК

2 Карпов А.А Методологический подход к оценке эффективности получения и использования продуктов переработки сои в мясных фаршевых и фаршированных изделий/ Карпов A.A., Доценко С.М., Каленик Т.К., Коржов И.В., Савельев C.B.//«Вестник КрасГАУ».-2011.-№ 8 .-С. 241-246.

3. Доценко С.М. Белково-витаминно-минеральные концентраты на основе соевого и субпродуктового сырья / Доценко С.М., Карпов A.A., Савельев C.B., Коржов И.В. // «Вестник КрасГАУ». - 2011.- № 8 . - С. 191 -194.

4. Коржов И.В. Производство фаршевых и фаршированных изделий с использованием белковых концентратов/ Коржов И.В., Карпов A.A., Савельев C.B., Доценко С.М.//М.: Мясная индустрия. № 3. - С. 51-55.

Статьи в научных изданиях

5 Коржов, И.В. Обоснование параметров технологии белково-витаминно-минеральных концентратов на основе соевого и субпродуктового сырья./ A.A. Карпов, С.М. Доценко и др.// Пища. Экология. Качество: Материалы VII Международной НПК-Новосибирск, 2010. -С.119-121.

6 Коржов, И.В. Получение и использование белково-минерального и белково-углеводного концентратов в технологии мясных и кровяных хлебов/ И.В. Коржов, A.A. Карпов//Пища. Экология. Качество: Материалы VII Международной НПК—Новосибирск, 2010. - С.131-133.

7 Коржов, И.В. Обоснование параметров технологии белково-витаминно-минеральных концентратов на основе соевого и субпродуктового сырья./ A.A. Карпов, C.B. Савельев, И.В. Коржов// Технология и продукты здорового питания: Материалы IV Международной НПК - Саратов, 2010. - С.75-77.

8 Коржов, И.В. Обоснование технологии и параметров производства хлебов мясных и кровяных с использованием белково-минерального и белково-углеводного концентратов./ И.В. Коржов, A.A. Карпов // Технология и продукты здорового питания: Материалы IV Международной НПК - Саратов, 2010. -С.86-89.

9 Коржов, И.В. Технология производства сушеного комбинированного фарша для пищевых концентратов./ Карпов A.A., Доценко С.М и др.// Аграрная наука и образование на современном этапе развития: опыт, проблемы и решения: Материалы Международной НПК — Ульяновск, 2010. - С. 140-141.

10 Коржов, И.В. Технология производства мясных хлебов на основе комбинированного мясного фарша./ A.A. Карпов, С.М. Доценко и др.// Аграрная наука и образование на современном этапе развития: опыт, проблемы и решения: Материалы Международной НПК - Ульяновск, 2010. - С.143-145.

11 Коржов, И.В. Технология получения белково-минерального концентрата для производства комбинированного фарша./ И.В. Коржов, A.A. Карпов // Безопасность и качество товаров: Материалы IV Международной НПК— Саратов, 2010, —С.90-92.

12 Коржов, И.В. Обоснование подходов к разработке технологии мясных и кровяных хлебов с биоактивным комплексом. /И.В. Коржов, A.A. Карпов, С.М. Доценко и др.// Актуальные проблемы переработки сельскохозяйственного сырья и создания пищевых продуктов специального назначения: сборник научных трудов. Выпуск 2.- Благовещенск. 2011.- С. 65-69.

13 Коржов, И.В. Обоснование технологии колбасных изделий с соевым белко-во-минеральным текстуратом / И.В. Коржов, O.K. Мотовилов//Пища. Экология. Качество: Материалы IX Международной НПК-Новосибирск, 2012. — С.113-115.

14 Патент Российской Федерации на изобретение «Способ получения белково-витаминного продукта» №2437558 МПК A23J 3/00, заявитель и патентообладатель ГНУ «ВНИИ сои Россельхозакадемии». - №2010113847/10; заявл. 08.04.2010; опубл. 27.12.2011, Бюл. №36.

15 Патент Российской Федерации на изобретение «Способ получения белково-минерального продукта №2437554 МПК A23J 1/14, A23L 1/20 заявитель и патентообладатель ГНУ «ВНИИ сои Россельхозакадемии». - №2010113881/10; заявл. 08.04.2010; опубл. 27.12.2011, Бюл. №36.

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ, ИСПОЛЬЗУЕМЫХ В АВТОРЕФЕРАТЕ

БМТ- белково-минеральный текстурат ПК - пищевая кровь

БУТ- белково-углеводный текстурат ФК - фаршевые композиции

ВСС- влагосвязывакяцая способность текстурата ФТС - функционально-технологические свойства

\Ун - начальная влажность гранул КФ - колбасный фарш

ПНС - предельное напряжение сдвига НСО- нерастворимый соевый остаток

Подписано в печать 23.04.2014 г. Формат 60 х 84 'Л6. _Объем 1 п.л. Тираж 100 экз. Заказ № 28._

Отпечатано в ГНУ СибНСХБ Россельхозакадемии 630501, Новосибирская обл., пос. Краснообск

ГОСУДАРСТВЕННОЕ НАУЧНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ СИБИРСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ПЕРЕРАБОТКИ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОЙ ПРОДУКЦИИ РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ НАУК

О 4 ¿014с00 57 На правах рукописи

КОРЖОВ ИГОРЬ ВАСИЛЬЕВИЧ

РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ РАСТИТЕЛЬНЫХ ТЕКСТУРАТОВ ДЛЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ В ПРОИЗВОДСТВЕ ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ

Специальности: 05.18.01-Технология обработки, хранения и переработки злаковых,

бобовых культур, крупяных продуктов, плодоовощной продукции и виноградарства 05.18.04-Технология мясных, молочных и рыбных продуктов и холодильных производств

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук

Научный руководитель: доктор технических наук, доцент Мотовилов Олег Константинович

Красноярск 2014

ОГЛАВЛЕНИЕ

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

ГЛАВА 1 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ.............................................................................10

1.1 Соя - источник биологически активных нутриентов...........................10

1.2 Развитие технологий соевых белковых продуктов и их особенности 22

1.3 Комбинированные продукты питания: анализ производства и их особенности...............................................................................................................35

ГЛАВА 2 ОБЪЕКТЫ, МЕТОДЫ И НАПРАВЛЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ.........42

2.1 Общая схема проведения исследований.................................................42

2.2 Объекты исследований.............................................................................42

2.3 Методы исследований..............................................................................44

2.3.1 Методы определения общего химического состава сырья.........44

2.3.2 Методика определения содержания макроэлементов..................45

комплексов............................................................................................................э2

3.1.3 Разработка режимов и параметров получения белково-минерального и белково-углеводного текстуратов..........................................60

3.2 Обоснование выбора мясного и субпродуктового сырья для получения мясных и кровяных фаршей.....................................................................................69

3.3 Выявление основных факторов и обоснование подходов к получению стабильных мясных систем сбалансированного состава......................................77

3.4 Исследование функционально-технологических свойств и реологических показателей комбинированных фаршевых систем......................84

ГЛАВА 4 РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ И РЕЦЕПТУР МЯСОПРОДУКТОВ ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ НАПРАВЛЕННОСТИ НА ОСНОВЕ КОМБИНИРОВАННЫХ ФАРШЕЙ.........................................................................101

ВЫВОДЫ.....................................................................................................................118

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ...................................................120

ПРИЛОЖЕНИЯ...........................................................................................................144

ВВЕДЕНИЕ

Многочисленными исследованиями и, в первую очередь институтом питания РАМН, установлен тот факт, что у большинства населения РФ выявлены нарушения питания, обусловленные недостаточным потреблением полноценных белков, минеральных веществ, витаминов, а также нерациональным их соотношением [9, 76, 134].

Известно, что растительные и животные белки занимают особое место в питании человека. Белок способствует построению структур субклеточных включений, обеспечивает обмен между организмом и окружающей внешней средой, координирует и регулирует химические реакции, необходимые для функционирования организма [28,171].

Исследования показывают, что существующий в настоящее время в мире дефицит пищевого белка сохранится и в ближайшие десятилетия, так как на каждого жителя Земли приходится около 60 г белка в сутки при средней норме 100 г [82].

В настоящее время в большинстве регионов России значителен дефицит белковых продуктов питания. Это связано с нехваткой мясного сырья, как основного источника белка, и появлением в рационе питания населения некачественных импортных пищевых продуктов. По данным института питания РАМН и других ученых, в России, начиная с 1992 г., потребление животных белков снизилось на 25-35% и, соответственно, увеличилось потребление углеводсодержащей пищи [11, 12, 118].

Среднестатистическое потребление белка животного происхождения снизилось с 47,5 до 38,8 г в сутки и составило 49% против 55% рекомендуемых. В семьях с низким доходом потребление общего белка в сутки не превышает 29-40 г. Так как животные белки остаются самым ценным источником в традиционном рационе питания населения РФ, необходимо решить важную проблему - проблему создания новых высококачественных мясорастительных продуктов, обогащенных белком, а также макро- и микронутриентами [13, 17, 228].

Эта проблема частично решена за счет производства пищевых продуктов, обогащенных некоторыми недостающими компонентами, получаемыми из нетрадиционного сырья (соевый белок, минеральные вещества, полиненасыщенные жирные кислоты, пищевые волокна, витамины и т.д.) путем обогащения, прежде всего, продуктов массового потребления, доступных всем группам населения и регулярно используемых в повседневном питании[8, 14, 208].

Однако, как показывают прогнозы глобального обеспечения населения Земли белками, в нынешнем столетии обеспечение белкового баланса в продуктах может быть достигнуто лишь при комбинировании растительных и животных белков [82].

Многочисленными исследованиями установлено, что содержание в пище одного животного или растительного белка обладает меньшей биологической ценностью, чем их комбинации в оптимальном соотношении [82,175,181,202].

В настоящее время основными направлениями решения проблемы дефицита пищевого белка являются [52, 202]:

- создание соевых белковых продуктов, непосредственно употребляемых в пищу, так называемых текстуратов и аналогов традиционных пищевых продуктов;

- во вторых, вовлечение в процесс производства мясных, молочных, рыбных и овощных изделий соевых белков различной модификации, то есть создание поликомпонентных белковых продуктов.

На сегодняшний день такие ценные соевые пищевые ингредиенты, как изо-ляты, концентраты, текстураты и соевая мука широко используются в разных отраслях пищевой промышленности. Наибольшее распространение в России, как показывают маркетинговые исследования, они нашли в мясоперерабатывающей промышленности.

Широкое использование соевых белков при производстве мясных продуктов обусловлено:

- уникальностью аминокислотного состава белков сои;

- комплементарностью белков сои с мышечными белками, что повышает общую биологическую ценность белкового состава готового продукта;

- нейтральностью вкусоароматических характеристик соевых белков и их совместимостью с различными видами сырья в рецептурах изделий;

- наличием высоких функционально-технологических характеристик -эмульгирование, удержание влаги и способность к гелеобразованию, стабилизирующих реологические характеристики эмульсионных систем;

- относительно низкой стоимостью этих продуктов в гидратированной форме по сравнению с белками животного происхождения [54, 178, 258].

Данные качества соевых белковых ингредиентов дают возможность вводить их в рецептуры мясных продуктов и получать высококачественные готовые изделия, не уступающие по биологической ценности традиционным продуктам питания, а также рационально использовать дорогостоящее сырье животного происхождения. При этом продукты, выработанные с соевыми белками, по цене наиболее доступны массовому потребителю и позволяют частично устранить дефицит белка в рационе питания [88, 182, 248].

Разработка технологии поликомпонентных мясных продуктов позволяет, кроме расширения путей рационального использования сырья, увеличить объемы белоксодержащей продукции, обеспечить высокую экономическую эффективность её производства за счет снижения себестоимости, а также повысить пищевую ценность путем взаимообогащения составов сырья растительного и животного происхождения [181, 264].

В настоящее время научно обоснованы и разработаны технологии комбинированных мясных продуктов с использованием дорогостоящих соевых изолятов и концентратов [82,167,169,170,172,203].

Указанные белковые ингредиенты, вводимые в рецептуры мясных продуктов, позволяют получать высококачественные готовые изделия, не уступающие по биологической ценности традиционным продуктам, однако их стоимость и на сегодняшний день высока [261].

В то же время известны технологии создания мясных продуктов с использованием соевой муки, имеющей относительно низкую стоимость [89,150,196,197, 263]. Однако, являясь, по сути, полуфабрикатом, соевая мука не обеспечивает

требуемых технологией консистенции и вкуса готовых комбинированных мясных продуктов из-за специфической структуры, бобовых привкуса и запаха. Недостатком соевой муки является и наличие в ней повышенного содержания олигосаха-ров [91,98].

В этой связи создание соевых текстуратов, наиболее полно сочетающихся по указанным органолептическим показателям с фаршевыми пищевыми системами на основе мясного сырья и пищевой крови, является задачей актуальной, требующей своего решения.

Целью исследований является разработка технологии белково-минерального и белково-углеводного текстуратов на основе соевых бобов для производства колбасных и кровяных изделий и оценка их качества.

В соответствии с поставленной целью необходимо решение следующих задач:

- обосновать возможность и целесообразность получения белково-минеральных и белково-углеводных биологически активных комплексов на основе соевого и минерального сырья;

- разработать технологию белково-минерального и белково-углеводного текстурата функциональной направленности;

- разработать технологию мясных фаршевых композиций с использованием белково-минерального и белково-углеводного текстуратов и изучить их функционально-технологические свойства;

- разработать технологию и рецептуры колбасных и кровяных изделий с использованием белково-минерального и белково-углеводного текстурата, дать качественную оценку разработанным продуктам питания и рассчитать экономический эффект от внедрения технологии;

- разработать техническую документацию на текстураты и новые продуты питания.

Научная новизна работы. Научная новизна исследований заключается в том, что установлены зависимости получения белково-минерального текстурата посредством кислотно-минерального биологически активного комплекса, а также

гранулированного белково-углеводного текстурата. Разработаны математические модели термокислотной коагуляции соевого белка раствором янтарной кислоты, содержащей биологически активный минеральный комплекс Са:Р:]\^. Определены оптимальные значения параметров процесса сушки белково-углеводного текстурата. Установлены влагосвязывающая способность, реологические характеристики фаршей на основе мясного сырья и белково-минерального текстурата, пищевой крови и белково-углеводного текстурата. Предложены технологические схемы производства белково-минерального и белково-углеводного текстуратов, а также мясных и кровяных хлебов с их использованием. Установлены регламентированные значения показателей качества (физико-химические, микробиологические, органолептические) для мясных и кровяных хлебов.

Практическая значимость работы. Результаты исследований реализованы в технологиях, подтвержденных технической документацией и внедрением на предприятиях питания и пищевой промышленности в г. Чита (ООО «Веста-Соя», столовая воинской части №12651) и в г. Новосибирск (ООО «Компания Модус»).

Новизна технических решений подтверждена патентами РФ на изобретение «Способ получения белково-витаминного продукта» и «Способ получения белково-минерального продукта».

Достоверность и обоснованность полученных результатов. Основные положения, выводы, рекомендации, полученные в работе, научно обоснованы, подтверждены экспериментальными данными и апробированы на предприятиях питания и пищевой промышленности. Достоверность полученных результатов подтверждена применением современных методов исследования, математической обработкой данных и апробацией.

Основные положения, выносимые на защиту:

- режимы и параметры получения белково-минерального и белково-углеводного текстуратов, как компонентов фаршевых пищевых систем;

- математические модели термокислотной коагуляции соевого белка раствором янтарной кислоты, содержащей биологически активный минеральный комплекс Ca:P:Mg;

- технологические схемы производства белково-минерального и белково-углеводного текстуратов;

- обоснование целесообразности применения белково-минеральных и бел-ково-углеводных текстуратов при производстве мясных и кровяных хлебов;

- технологические схемы производства мясных и кровяных хлебов;

- регламентированные значения показателей качества (физико-химические, микробиологические, органолептические) для мясных и кровяных хлебов.

Апробация работы. Материалы диссертации представлены и доложены на научных форумах международного, всероссийского и регионального значения: V Международной научно-практической конференции «Аграрная наука - сельскому хозяйству» (Барнаул, 2010); IV Международной научно-практической конференции «Безопасность и качество товаров» (Саратов, 2010); VII Международной научно-практической конференции «Пища. Экология. Качество» (ГНУ СибНИ-ИП, 2010); IV Международной научно-практической конференции «Технология и продукты здорового питания» (СГАУ, 2010); Международной конференции с элементами научной школы для молодежи «Новые технологии переработки сельскохозяйственного сырья в производстве продуктов общественного питания» (ТГЭУ, 2010), при ГНУ «Сибирский научно-исследовательский институт переработки сельскохозяйственной продукции» Россельхозакадемии (2013г.) и ФГБОУ ВПО «Кемеровский технологический институт пищевой промышленности» (2013 г.).

Публикации. Основные положения и результаты исследований опубликованы в 15 печатных работах, в том числе 1 монография, 3 в издании, рекомендованном в перечне ВАК. Получено 2 патента Российской Федерации (№2437558 «Способ получения белково-витаминного продукта» и №2437554 «Способ получения функционального белково-минерального продукта»).

Объем и структура диссертации. Работа состоит из введения, четырех глав, аналитического обзора, описания объектов и методов исследования, результатов собственных исследований и их анализа, выводов, списка литературы и приложений. Основное содержание диссертации изложено на 113 страницах, содержит 9 рисунков, 49 таблиц и 7 приложений.

ГЛАВА 1 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1 Соя - источник биологически активных нутриентов

Известно, что наиболее перспективными из растительных белков, наряду с молочными и мясными, являются соевые белки, что объясняется рядом факторов. Во-первых, в экономически развитых странах мира создано крупномасштабное производство таких белковых продуктов из соевого шрота, как изоляты, текстура-ты и концентраты. Во-вторых, семена сои среди большого разнообразия возможных сырьевых ресурсов растительного белка являются уникальным источником с высоким содержанием белка. В-третьих, предшествующий тысячелетний опыт производства пищевых форм из семян сои и 30-летний новейший период их промышленного производства и переработки показали, что из семян этой культуры получают различную гамму белковых продуктов, используемых непосредственно в питании человека. В-четвертых, соевые белки характеризуются одной из наиболее высоких среди растительных источников биологической ценностью. В-пятых, соевые белки, наряду с другими растительными белками, обладают клинически и экспериментально доказанным гипохолестеринемическим эффектом [86, 232, 260].

Среди дополнительных источников пищевых белков и других физиологически важных для человека нутриентов за последние годы существенно возросло внимание исследователей к продуктам переработки соевых бобов, использование которых в пищевых целях получило широкое распространение во многих странах, в том числе США, Канаде, некоторых странах ЕС, Японии, Китае, Корее и др., не только в традиционном, но и лечебно-профилактическом питании [2, 249].

Из урожая соевых семян можно получить белка больше, чем из равноценного урожая любой другой культуры. Этот белок выделяется среди растительных аналогов своей близостью по биологической ценности к белкам животного происхождения и способен полностью заменить их в питании. Химический состав

семян сои в сравнении с другими белоксодержащими продуктами приведен в таблице 1.1 [55, 154].

Таблица 1.1- Сравнительный химический состав сои и говядины II категории

Показатель Семена сои Говядина II категории

Белок, % 34,9 20,0

Общее количество аминокислот, % 34,36 19,94

В том числе: - незаменимые 12,67 7,7

- заменимые 21,69 12,24

Жиры, % 17,3 9,8

Витамины, мг на 100 г: Е 17,3

В6 0,9 0,4

РР 2,2 5,0

В2 0,2 0,2

В1 0,9 0,07

Фолацин 0,2 0,01

Минеральные вещества, мг на 100 г: Кальций 1607 355

Калий 348 10

Магний 226 25

Фосфор 608 200

Железо 15,0 2,9

Кобальт 0,03 0,007

Марганец 2,8 0,035

�