автореферат диссертации по технологии продовольственных продуктов, 05.18.04, диссертация на тему:Разработка технологии варено-копченых колбас из электростимулированных говядины и свинины с применением повышенных температур и вакуум-перемешивания фарша

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПРИКЛАДНОЙ БИОТЕХНОЛОГИИ

На правах рукописи

Смирнов Михаил Николаевич

РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ВАРЕНО-КОПЧЕНЫХ КОЛБАС ИЗ ЭЛЕКТРОСТИМУЛИРОВАННЫХ ГОВЯДИНЫ И СВИНИНЫ РАННИХ СТАДИЙ АВТОЛИЗА С ПРИМЕНЕНИЕМ ПОВЫШЕННЫХ ТЕМПЕРАТУР И ВАКУУМ - ПЕРЕМЕШИВАНИЯ ФАРША

05.18.04 - технология мясных, молочных и рыбных продуктов

ДИССЕРТАЦИЯ на соискание ученой степени кандидата технических наук

Научный руководитель - доктор технических наук, профессор

Большаков А.С.

/ ^

.4?/ .* * ' I

, ' . А к] МОСКВА 1999 год ^

СОДЕРЖАНИЕ

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

ГЛАВА I Литературный обзор.

1.1. Характеристика мяса на стадиях автолиза (парное, посмертное окоченение, разрешение посмертного окоченения, созревание)............................................................6.

1.2. Использование парного мяса в колбасном производстве....................................................................................8.

1.3. Преимущества разделки мяса в парном состоянии..................13.

1.4. Влияние электростимуляции на качество мясного

сырья...........................................................................................17.

1.4.1. Механизм действия электростимуляции.......................17.

1.4.2. Влияние электростимуляции на биологические и физико-химические изменения, происходящие в парном мясе..........................................18.

1.5. Основные методы обезвоживания пищевых продуктов. Использование вакуума, вибрационного перемешивания при производстве колбасных

изделий........................................ гд ........................25.

1.6. Перспективность использования электростимуляции, повышенных температур и перемешивания под вакуумом при производстве колбас с промежуточной влажностью..................................................................30.

1.7. Заключение по обзору литературы..........................................32.

ГЛАВА 2 Постановка эксперимента.

Методы проведения исследований.................................................34

2.1. Организация эксперимента.......................................................34

2.1.1. Объект исследования.......................................................34

2.1.2. Схема проведения эксперимента....................................34

2.2.Методы исследований...............................................................39

2.3. Статистическая обработка экспериментальных

данных.......................................................................................42

ГЛАВА 3 Экспериментальная часть................................................................43

3.1. Влияние ЭС на развитие автолитических процессов в свином и говяжьем мясе в зависимости от его химического состава.......................................................43

3.2. Изменение рН и ВСС парного свиного и говяжьего мяса в зависимости от длительности, температуры выдержки и применения электровоздействия.............................51

3.3. Влияние условий механической обработки (перемешивание и перемешивание под вакуумом) на качественные показатели говяжьего и свиного

фарша............................................................................................57

3.4. Изменение массовой доли влаги варено-копченых

колбас в процессе осадки и тепловой обработки........................64

3.5. Изменение CMC и активности воды (a w ) сырья, фарша и

модельных колбас в процессе изготовления..................................68

3.6. Микроструктурные изменения при изготовлении модельных колбас из парного мяса..............................................73

3.7. Пищевая и биологическая ценность модельных колбас, изготовленных по традиционной и предлагаемой технологии.....................................................................84

3.8. Микробиологическая оценка сырья, фарша и

готового продукта.........................................................................87

ГЛАВА 4 Разработка технологии варено-копченых колбас с

применением ВП...............................................................................90

ВЫВОДЫ...........................................................................................................93

Список используемой литературы....................................................................95

ПРИЛОЖЕНИЯ..................................................................................................100

Приложение 1. Протокол расширенной дегустации

от 5 мая 1996 года...............................................................101

Приложение 2. Протокол расширенной дегустации

от 10 апреля 1997 года........................................................104

Приложение 3. Расчет экономической эффективности производства варено-копченых колбас «Московская»

и «Свиная» по предлагаемой технологии............................108

Приложение 4. Проект технологической инструкции по производству варено-копченых колбас

«Московская» и «Свиная» из парного мяса........................114

ВВЕДЕНИЕ

В настоящее время мясоперерабатывающая промышленность России переживает глубокий кризис, связанный с общим социально-экономическим положением в стране. Дефицит сырья и консервативный подход к производству приводит к снижению качества мясопродуктов.

Необходимым условием для правильного и грамотного решения вопроса обеспечения населения высококачественными мясными продуктами питания является вопрос восстановления собственной животноводческой базы и разработок прогрессивных технологий, направленных на переработку сырья, выращенного внутри страны.

Поэтому научный интерес приобретает более полное и глубокое изучение процессов, происходящих в мясе на разных этапах его переработки, автолитического состояния; поиск возможных способов и приемов интенсификации его созревания и улучшения консистенции, разработок новых технологических решений, направленных на повышение качества готового продукта и снижения его себестоимости.

Одним из таких направлений является использование мяса в парном состоянии. Опыт показал, что готовые изделия из него не уступают (а во многом и превосходят) по своим качественным показателям продуктам, изготовленным из охлажденного сырья.

Использование парного мяса позволит экономить мясные ресурсы за счет исключения потерь при холодильной обработке и хранении, сократить продолжительность производственного цикла, снизить расход электроэнергии и затрат труда.

В мировой практике производства мясных изделий широкое развитие приобретают новые методы технологической обработки сырья с целью ускорения автолитических изменений: электростимуляция парного мяса (ЭС), обработка мяса при повышенных температурах (посол, осадка и т.д.), различные виды механической обработки, в том числе и под вакуумом (МО).

Применение указанных воздействий не только ускоряет биохимические изменения в мясе, но интенсифицирует предварительное обезвоживание мясосы-рья до стадии его формования в оболочку, что благоприятно сказывается на качестве колбас с промежуточной влажностью.

Проведенные ранее исследования (работы Болыпакава A.C., Куликовской JI.B.., Журавской Н.К., Мадагаева Ф.М., и др.) широко осветили вопрос об использовании парного мяса и методов его обработки при производстве вареных колбас, продуктов из говядины и свинокопченостей. Однако сведений о влиянии ЭС с последующей выдержкой парного сырья (в особенности свиного) при повышенных температурах и МО при производстве варено-копченых колбас недостаточно.

Таким образом , разработка новой ресурсосберегающей технологии варено-копченых колбас из парного мяса - задача актуальная и заслуживает серьезного внимания специалистов мясной промышленности.

ГЛАВА 1 Литературный обзор

1 Л.Характеристика мяса на стадиях авто лиза ( парное, посмертное окоченение, разрешение посмертного окоченения, созревание).

После убоя животных ферментные системы сохраняют свою активность, однако, их действие приобретает определенную специфику из-за того, что в ткани не поступает кислород и из них не удаляются продукты ферментативного распада. Автолиз мяса развивается в определенной последовательности и его показатели на разных стадиях послеубойного хранения существенно отличаются. (46)

Парное мясо имеет наиболее высокую водосвязывающую способность (ВСС). Так ВСС парного свиного мяса рН=5,7-6,2 находится в пределах 6973%.

Ко времени окоченения мясо плохо удерживает влагу и в сваренном состоянии имеет жесткую консистенцию. Уже к четвертому часу выдержки сырья происходит быстрое падение ВСС (на 0,7-2,4% для говядины и 0,9-1,4% для свинины).

В результате этого выход вареной говядины через четыре часа после убоя снижается на 1,8-2,4%, свинины - на 1,6-1,8% для сырья с различным значением рН. (11)

Парное мясо обладает хорошо выраженными бактериостатическими свойствами по отношению ко многим видам бактерий, поэтому размножение микробов в нем замедляется. Бактериостатическая фаза в зависимости от температуры удерживается от 3 до 40 часов. В дальнейшем на поверхности мяса образуется корочка подсыхания, а в толще создается слабокислая среда. Все это предохраняет мясо от развития микрофлоры. (2, 54).

Непосредственной причиной падения ВСС и увеличения жесткости мяса в послеубойный период является изменение белков и микроструктуры мяса.

6

В парном состоянии мышечные волокна имеют наибольший диаметр и плотно прилегают друг к другу. На стадии посмертного окоченения наблюдается сокращение мышечных волокон и их деформация.

К явлениям, которые происходят сразу после убоя и связаны с качеством мяса, относится и анаэробный гликолиз. В мясе после убоя наблюдается падение рН от 7,0 до 5,6-5,5. Это обусловлено в первую очередь образованием молочной кислоты, которая появляется при распаде гликогена путем ферментативного гликолиза. Около 70% распавшегося гликогена обнаруживается в виде молочной кислоты. Скорость распада гликогена варьирует в зависимости от вида животного (у свиней быстрее, чем у крупного рогатого скота), вида мышцы, температуры хранения и т.д. Между количеством образовавшейся молочной кислоты и рН имеется обратная взаимосвязь: чем больше образуется молочной кислоты, тем ниже рН. (63) Обнаружено, что для развития посмертного окоченения распад гликогена не является решающим фактором.

Ведущим процессом для его развития является распад АТФ после убоя животного.

Пока АТФ присутствует в мышечной ткани, это предотвращает прочное соединение между миозин- и актинфиламентами. Поскольку около 80% АТФ создается ферментативно, актин и миозин прочно соединяются в актомиозино-вом комплексе. При этом растяжимость мышцы понижается примерно на 20% и наступает посмертное окоченение.

Мясо в состоянии посмертного окоченения очень жесткое. При температуре окружающей среды к 20 часам после убоя сопротивление срезу возрастает на 50% по отношению к начальной величине.

Образование АТФ-азы в мышце после смерти животного свидетельствует о том, что из саркоплазматической сетки выделяются ионы кальция. Ионы кальция оказывают влияние на активизацию миозин-АТФ-азы. Этот процесс можно ускорить путем измельчения парного мяса, а также путем механического массирования парного мяса, так как при этом саркоплазматическая сетка значительно разрушается. Если, как было отмечено выше, скорость гли-

колиза зависит от вида животного, вида мышц, температуры и других факторов, то это важно также для скорости распада АТФ и развития посмертного окоченения. (49)

Появляющаяся после посмертного окоченения тесная связь миозина и ак-тинфиламентов обусловливает максимальную жесткость мяса. С понижением рН уменьшается ВСС мяса и наблюдается тенденция к увеличению жесткости.

После 20 часов хранения при температурах близких к 0°С ВСС и механическая прочность мяса достигают соответственно своего минимума и максимума.

Так ВСС говядины после 20 часов хранения при температуре 2-4°С составляет лишь около 60% к исходному значению.

На последующих стадиях хранения происходит разрешение посмертного окоченения и созревание мяса (14). Его ВСС повышается, однако не достигает уровня ВСС у парного мяса. Также наблюдается существенное улучшение консистенции. Уже на четвертые сутки хранения величины напряжения среза и модуля упругости снижаются и достигают своих первоначальных показателей (100% к их величинам у парного мяса), а на шестые сутки их значения составляют около 70% и 95% соответственно от их характеристик у парного мяса.

Продолжительность созревания мяса зависит от многих факторов. На сроки созревания влияют вид животного, температура хранения. Повышения скорости автолитических превращений в мясе можно достигнуть электростимулированием туш, в результате которого ускоряются реакции гликолиза и создается возможность использования парного мяса в колбасном производстве непосредственно после убоя без предварительной холодильной обработки.

1.2. Использование парного мяса в колбасном производстве.

В зарубежных странах наблюдается тенденция к расширению использования парного мяса в производстве разнообразных продуктов (69). Его используют в производстве колбасных изделий и мясных соленостей. Из него выраба-

тывают продукты имульсионного типа, такие, как вареные колбасы и сосиски. После убоя парные туши электростимулируют и обваливают, полученное мясо подвергают грубому измельчению и посолу (3% соли). Посоленное мясо имеет высокую водосвязывающую способность (54,7).

Парное мясо, предназначенное для производства сырой колбасы, должно быть подвергнуто грубому измельчению в волчке с диаметром отверстий решетки не менее 12 мм. Измельченное мясо быстро охлаждается до температуры минус 1°С. После охлаждения добавляются соль , специи и другие ингредиенты. После этого производят окончательное измельчение через решетку с диаметром отверстий 3-4 мм. Затем производят шприцевание и упаковку готового продукта. Цвет продукта сохраняется красным в течение 10 дней (64).

Парное мясо также может использоваться при производстве крупнокусковых продуктов, таких, как окорока и беконы. Окорока из парного мяса имеют те же свойства ( по сравнению с окороками из охлажденного сырья), но обладают более высокой нежностью мяса. Диффузия посолочной смеси в окороках из парного мяса выше, чем в окороках из охлажденного мяса (64).

Наибольшее преимущество в производстве окороков и беконов из парного сырья - экономия времени и энергии. Окорока и беконы можно шприцевать рассолом и сразу же коптить. Перед их тепловой обработкой не требуется охлаждение.

В связи с ростом спроса в США на реструктурированные полуфабрикаты из парного мяса для предприятий общественного питания проведены серии исследований реструктурированных мясопродуктов, выработанных из парного мяса, и сравнение их с продуктами из охлажденного мяса. При этом различие между продуктами по органолептическимс свойствам не установлено (65).

Парное мясо, подвергнутое электростимулированию, используется также при производстве сырокопченых колбас. После электростимулирования мясо не требует выдержки в камерах для созревания и сразу направляется на выработку сырокопченых колбас (53).

Копченые мясопродукты, получаемые из парного мяса, не отличаются по массе и качеству от продуктов из охлаженного сырья. При производстве вареных окороков из парного мяса установлены более низкие потери массы и лучшее качество продукта. Выход вареных окороков при использовании парной свинины по сравнению с охлажденной повышается на 4% (66).

В ФРГ оопределены критерии пригодности парной свинины для производства различных мясных продуктов. Минимально допустимый уровень рН исходной (до посола) парной свинины составляет 5,95. Другим важным критерием является среднее содержание АТФ (1 мкмоль/г). Изделия из парной свинины превосходят аналогичные мясопродукты из охлажденной свинины по органолептическим показателям и выходу по сырью (на 4%).

В частности, колбасы типа франкфуртской из парной свинины обладают лучшим цветом, вкусом, консистенцией и образуют меньше жировых и бульонных отеков (4%), чем колбасы из охлажденного сырья (20%). Вареные колбасы из парной свинины содержат меньше образующегося желе и отделяющегося жира (5% против 20% в вареных колбасах из охлажденного мяса). Они являются более качественными по органолептическим свойствам (67).

Во Всероссийском институте мясной промышленности были проведены исследования по возможности использования парной свинины для производства ветчины "Для завтрака" и ветчины "В оболочке". Результатом стало утверждение временной технологической инструкции для их производства (12).

В качестве сырья брали парное мясо: 100% свинины нежирной для ветчины "Для завтрака" и 100% свинины полужирной для ветчины "В оболочке".

Производство продуктов из парной свинины включает в себя: взвешивание полутуш, шприцевание раасолом, электромассирование, разделку, обвалку, жиловку, механическую обработку (с добавлением заливочного рассола), выдержку не рассола, формовку, тепловую обработку, охлаждение, упаковку.

Парные свиные полутуши взвешивают, затем шприцуют, используя шприцы с перфорированными иглами, под давлением 200 кПа - 1 Мпа. При

шприцевании игла вводится под углом близким к 180° к оси полутуши, что обеспечивает приее проникновении захват максимального количесва групп мышц. При шприцевании используют стерилизованный рассол плотностью 1,103 г/см с содержанием 0,037% нитрита натрия и сахара: 1,5% для ветчины "Для завтрака" и 2,5% для ветчины "В оболочке". Температура рассола 3