автореферат диссертации по технологии продовольственных продуктов, 05.18.04, диссертация на тему:Разработка ускоренной технологии сырокопченых колбас в виде нарезанных ломтиков

На правах рукописи

КУЗНЕЦОВА СВЕТЛАНА ВАСИЛЬЕВНА

РАЗРАБОТКА УСКОРЕННОЙ ТЕХНОЛОГИИ СЫРОКОПЧЕНЫХ КОЛБАС В ВИДЕ НАРЕЗАННЫХ ЛОМТИКОВ

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

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

1 ^ г,пГ 7П15

005561

Москва -2015

005561599

Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном научном учреждении «Всероссийский научно-исследовательский институт мясной промышленности имени В.М.Горбатова» (ФГБНУ «ВНИИМП» им.В.М.Горбатова»)

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

Кудряшов Леонид Сергеевич

Официальные оппоненты: Машенцева Наталья Геннадьевну

доктор технических наук, ФГБОУ ВПО «Московский г осу дарственный университет пищевых производств», профессор кафедры бионанотехнологии и биоорганического синтеза Махонина Валентина Николаевну кандидат технических наук, старший научный сотрудник ФГБ НУ «Всероссийский научно-исследовательский институт птицеперерабатывающей промышленности» ведущий научный сотрудник, заведующая лабораторией технологии колбас на основе мяса птицы

Ведущая организация ФГАОУ ВПО «Северо -Кавказский

федеральный университет»

Защита диссертации состоится «_»_2015 г. в_часов

На заседании диссертационного совета ДМ 006.021.01 при Федеральном государственном бюджетном учреждении «Всероссийский научно исследовательский институт мясгой промышленности» им. В.М.Горбатова по адресу: 109316, Москва, ул. Талалихина, д.26.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБНУ «ВНИИМП» им. В.М.Горбатова и на сайте \\\v\v.\niimp.ru

Автореферат разослан «_»_2015

Ученый секретарь диссертационного совета кандидат технических наук, старший научный сотрудник

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы

В условиях сегодняшней рыночной конкуренции специалисты мясоперерабатывающих предприятий особое внимание уделяют повышению качества, безопасности и сохранению товарного вида выпускаемой продукции, а также расширению рынка сбыта. Высокая пищевая ценность, длительная стойкость при хранении сырокопченых колбас определяют интерес потребителей и производителей к этим продуктам, спрос на которые постоянно растет как у нас в России, так и за рубежом. Однако увеличение выработки сырокопченых колбас сдерживается трудоемкостью и длительностью процесса их изготовления. В настоящее время для сокращения технологического цикла производства уменьшают сроки посола и созревания сырокопченых колбас, широко используются бактериальные культуры и пищевые добавки.

Совершенствованию технологии сырокопченых колбас были посвящены труды многих российских и зарубежных ученых - Анисимовой И.Г., Жаринова А.И., Каргальцева И.И., Косого В.Д., Крыловой В.В., Костенко Ю.Г., Лавровой Л.П., Лыковой A.B., Михайловой М.М., Соколова A.A., Слепых Г.М., Рогова И.А., Рыжова С.А., Хорольского В.В., Leistner L., Mueller А., Hammes W.R., Niederauer Th., Rödel W. и др., которые заложили научные основы формирования качества и безопасности продукции при подготовке сырья, в процессе приготовления фарша, ферментации, копчении, сушки при использовании стартовых культур и других рецептурных ингредиентов.

Одним из путей сокращения производственного цикла выработки сырокопченых колбас может явиться уменьшение продолжительности сушки. Известно, что при конвективной сушке движущей силой обезвоживания является градиент влагосодержания между центральным и внешним слоем колбасного батона. Следовательно, для интенсификации процесса массопереноса при сушке необходимо либо увеличить градиент влагосодержания между слоями продукта или уменьшить между ними расстояние.

Учитывая эти обстоятельства, разработка ускоренной технологии сырокопченых колбас обладающих высокими потребительскими свойствами является актуальной.

Цель и задачи исследования. Целью диссертационной работы является совершенствование технологии сырокопченых колбас за счет сокращения продолжительность сушки.

В соответствие с поставленной целью решались следующие основные задачи:

- обосновать толщину ломтиков сырокопченых колбас подвергаемых конвективной сушке;

- изучить влияние процесса созревания-сушки ломтиков сырокопченых колбас на биохимические, физико-химические и структурно-механические свойства ломтиков сырокопченых колбас;

изучить динамику изменения белков саркоплазмы и миофибрилл в процессе созревания-сушки опытных и контрольных продуктов;

провести сравнительные исследования показателей качества сырокопченых колбас выработанных по действующей технологии и высушенных в виде ломтиков;

- разработать ускоренную технологию сырокопченых колбас нарезанных в виде ломтиков и подвергнутых конвективной сушке. Провести производственную проверку и разработать проект технической документации;

- дать экономическую оценку предлагаемой технологии.

Научная новизна работы. Установлена возможность и целесообразность сушки сырокопченых колбас нарезанных на ломтики. Обоснована рациональная толщина ломтиков сырокопченых колбас, подвергаемых сушке с точки зрения качества продукта и энергозатрат на сушку. Установлены зависимости, характеризующие физико-химические, биохимические и структурно-механические свойства фарша в процессе созревания и сушки ломтиков сырокопченых колбас. Выявлены особенности изменения общей и молочнокислой микрофлоры в ходе созревания-сушки ломтиков сырокопченых колбас.

Дана комплексная оценка показателей качества, пищевой ценности и безопасности сырокопченых колбас высушенных в виде ломтиков.

Практическая значимость. По результатам экспериментальных исследований разработана технология сырокопченых колбас, когда сушке подвергаются нарезанные толщиной 2 мм ломтики продукта. Разработан проект технической документации на предлагаемую технологию, которая прошла апробацию и внедрена на мясоперерабатывающем заводе ОАО «Царицыно».

Разработанная технология позволит получить экономический эффект за счет сокращения длительности производственного цикла и снижения энергозатрат на сушку по колбасе «Брауншвейгская полусухая» 5779,48 руб., по колбасе «Нежная 3216,91 руб. на 1 т готовой продукции.

Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались на 15-ой Международной научной конференции памяти В.М.Горбатова. 13 декабря 2012 г. «Мясная промышленность - приоритеты развития и функционирования», 16-ой Международной научно-практической

конференции посвященной памяти В.М. Горбатова 11 декабря 2013 г. «Развитие постгеномных технологий при формировании и оценке качества сельскохозяйственного сырья и готовых пищевых продуктов», 17-ой Международной научно-практической конференции, посвященной памяти В.М. Горбатова 11 декабря 2014 г. «Теоретические и практические аспекты управления технологиями пищевых продуктов в условиях усиления международной конкуренции», ХЫХ отчетной научной конференции

преподавателей и научных сотрудников за 2010 г, ВГТА. Воронеж, 2011, научно-практической конференции студентов и молодых ученых. «Молодые ученые - пищевой и перерабатывающей промышленности АПК», Саратов 2011, VII Всероссийской научно-практической конференции. «Аграрная наука в XXI веке: проблемы и перспективы», Саратов, 2013, VIII Международной научно-практической конференции «Технологии и продукты здорового питания», Саратов, 2014, Международных научно-практических конференциях «Актуальные вопросы совершенствования технологии производства и переработки продукции сельского хозяйства». Мосоловские чтения, Йошкар-Ола 2013,2014 и 201,5 гг.,

Публикации. По теме диссертации опубликовано 16 печатных работ, из которых 3 в изданиях, рекомендованных ВАК РФ.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, методической части, экспериментальной части, основных результатов и выводов, списка использованной литературы, содержащего 195 источников, из них 86 зарубежных источников. Работа изложена на 165 страницах, включает 18 таблиц, 32 рисунка и приложения.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность выбранного направления исследований.

В обзоре литературы систематизированы данные об особенностях структурообразования фарша сырокопченых колбас в процессе созревания-сушки, рассмотрены факторы, влияющие на качество и безопасность сырокопченых колбас, проанализированы современные технологии сырокопченых колбас с использованием бактериальных культур. На основании анализа литературных данных сформулированы цель и задачи исследований.

В главе организация экспериментальных исследований приведены объекты исследования, схема проведения опытов и методы определения изучаемых показателей.

Эксперименты проводили в условиях мясоперерабатывающего завода ОАО «Царицыно», в химической и микробиологической лабораториях предприятия, в научно-исследовательских лабораториях ВНИИ мясной промышленности им. В.М.Горбатова. Исследования проводили в соответствии со схемой, представленной на рис.1. Для проведения опытов в качестве объектов исследования были выбраны сырокопченые колбасы «Брауншвейгская полусухая» ГОСТ Р 55456-2013 и «Нежная» ТУ 9213-00618285635-08 с мелкоизмельченным шпиком. Сырьем для выработки колбас служило замороженное блочное мясо: говядина в/с с рН 5,9, свинина нежирная с рН 6,2, шпик хребтовой. Мясные блоки отепляли до температуры минус 2 °С. Шпик подмораживали до минус 8 °С и нарезали на шпигорезке. Затем мясное сырье измельчали на волчке с диаметром отверстий в решетке 16-20 мм с

последующим измельчением и составлением рецептуры в куттере. Сырье для колбасы «Нежна» куттеровали до более тонкой структуры,

Анализ научно-технической литературы. Выбор направления, определение цели и задач исследования

д

Выбор объектов и методов исследования

43-

Изучение влияния толщины ломтиков, степени измельчения мясного сырья и рецептуры колбас на изменение содержания влаги и массы продукта при сушке

1,20,30,32

-О-

Обоснование толщины ломтиков сырокопченых колбас

подвергаемых сушке

1,20,30,32

Я

Изучение влияния сушки ломтиков сырокопченых колбас на физико-химические, биохимические и структурно-механические свойства продуктов 3,5,6,10,13,15,17,18,19, 21,23,24,27,28,32

_-0-_

Разработка технологии сырокопченых колбас подвергаемых сушки в виде нарезанных ломтиков и опытно-промышленная апробация

О- ~

Анализ качественных характеристик и биологической ценности сырокопченых колбас

1,2,3,4,7,8,9,10,11,12,13,14,16,22,23,25,26,27,28,29,30,31,32

Д

Разработка проекта технической документации и оценка экономической эффективности предлагаемой технологии

Рис. 1 Схема постановки эксперимента

чем колбасы «Брауншвейгская полусухая». После этого фарш колбасы «Брауншвейгская полусухая» и «Нежная» формовали в оболочку диаметром 55 мм, подвергали осадке-созреванию и копчению в климатической камере в течение 4 сут. После этого опытные образцы колбас подмораживали при температуре минус 10 °С до температуры в центре батона минус 1,5-2 °С, затем снимали оболочку и нарезали слайсером на ломтики толщиной 2,5, 2 и 1,5 мм (соответственно опыт 1, 2 и 3), раскладывали на сетки и подвергали сушке при температуре 12 °С и относительной влажности 80 % в начале процесса, а к концу сушки относительную влажность в сушильной камере снижали до 73 %. Затем высушенные ломтики упаковывали в вакууме на подложке и хранили при температуре 6-8 °С в течение 45 сут.

При проведении исследований использовали следующие показатели: массовую долю влаги (1), массовую долю жира (2), массовую долю белка (3), массовую долю золы (4), величину рН (5), влагосвязывающую и влагоудерживающую способность (6), массовую долю поваренной соли (7), количество нитрита натрия (8), содержание общих пигментов (9), содержание нирозопигментов (10), устойчивость окраски (11), относительное содержание миоглобина и его производных (12), цветовые характеристики (13), пластичность (14), микроструктура (15), аминокислотный состав на анализаторе ВюсЬгот (16), количество летучих жирных кислот (17), количество карбонильных соединений (18), количество молочнокислых микроорганизмов (19), потери массы при сушке (20), количество полипептидного азота (21), активность воды (22), структурно-механические свойства (23), количество соле- и водорастворимых белков (24), кислотное и пероксидное числа (25), тиобарбитуровое число (26), содержания белкового и небелкового азота (27), микробиологические показатели (28), переваримость продуктов (29), органолептическая оценка (30), температура (31), статистическая обработка (32).

В третьей главе «Влияние толщины ломтиков сырокопченых колбас на скорость сушки и свойства продукта» установлено, что на процесс сушки ломтиков сырокопченых колбас существенное влияние оказывает толщина продукта и степень измельчения мясного сырья. Показано, что чем тоньше степень измельчения основного сырья (мясо и шпик) и меньше толщина нарезанных ломтиков, тем выше скорость сушки. Однако если степень измельчения мясного сырья влияет только на скорость сушки, то от толщины высушиваемых ломтиков зависят сенсорные свойства готового продукта.

На основании кинетических исследований процесса сушки ломтиков сырокопченых колбас, и сенсорной оценки готового продукта, упакованного в вакууме, а также с учетом энергетических затрат на сушку, установлено, что толщина ломтиков сырокопченых колбас, подвергаемых сушке, должна быть порядка 2 мм. При этом выдержка упакованных в вакууме ломтиков в течение 12 ч позволяет получить не деформированный продукт, аналогичный

упакованной нарезке аналогичных колбас, высушенных по действующей технологии в виде батонов.

В четвертой главе «Влияние сушки ломтиков сырокопченых колбас на физико-химические биохимические и структурно-механические свойства продукта» результаты выполненных исследований показали, что белки опытных сырокопченых колбас (высушенных в виде ломтиков) подвергаются менее глубоким изменениям по сравнению с белками колбас, изготовленных по действующей технологии. На основании полученных данных установлено, что во всех исследуемых образцах сырокопченых колбас в ходе созревания-сушки наблюдается уменьшение белкового азота и увеличение полипептидного и остаточного азота (табл.1). Выявлено, что уменьшение растворимости саркоплазматических и миофибриллярных белков в ходе созревания-сушки колбас происходит с одной стороны вследствие агрегирования белковых макромолекул и образования субстанций нерастворимых в солевых растворах, а с другой за счет частичного их гидролиза.

Однако растворимость миофибриллярных и саркоплазматических белков к значению этого показателя в исходном фарше во внешнем слое контрольных сырокопченых колбас к концу сушки снижается значительно больше, чем в центральном. Так растворимость миофибриллярных белков в центральном слое уменьшается в 1,4, а во внешнем в 2,8 раз, саркоплазматических соответственно в 1,2 и в 1,5 раза. Из результатов исследований видно, что снижение растворимости белков миофибрилл идет значительно интенсивнее, чем белков саркоплазмы.

Таблица 1 Изменение фракций азота фарша при созревании-сушке

сырокопченой колбасы «Брауншвейгская полусухая», % к общему

Содержание азота, % к общему Исходный фарш Контроль Опыт

центральный слой внешний слой

Белковый Белок саркоплазмы Белок миофибрилл Остаточный Полипептидный 85.5 ±0,52 11.3 ±0,22 18.6 ±0,10 10.4 ±0,09 2,72 ±0,06 78,3 ±0,35 9,8 ±0,13 13.6 ±0,14 14.7 ±0,10 3,63 ±0,08 82,1 ±0,43 7,7 ±0,16 6,6 ±0,20 12,0 ±0,08 3,05 ±0,05 81,1 ±0,62 8,8 ±0,24 11,6 ±0,18 13,5 ±0,09 3,71 ±0,07

С учетом полученных данных можно сделать заключение, что снижение количества солерастворимых белков в опытных сырокопченых колбасах и в центральном слое контрольных образцов происходит, главным образом, вследствие их гидролиза, о чем свидетельствует заметное увеличение остаточного и полипептидного азота. Вместе с тем растворимость белков внешнего слоя контрольных колбасных батонов уменьшается за счет их агрегирования вследствие более быстрого обезвоживания поверхностных слоев.

Важным показателем, обуславливающим санитарно-показательную микрофлору и влияющим на процесс сушки сырокопченых колбас, является величина рН фарша. При низких значениях показателя рН (4,8-5,2) достигается микробиологическая стабильность сырокопченых колбас, однако, слишком активное образование молочной кислоты и вследствие этого существенное снижение показателя рН фарша ниже изоэлектрического состояния белков может привести к повышению водосвязывающей способности мяса и соответственно к замедлению процесса сушки. Данные, приведенные на рис.2, свидетельствуют, что в процессе сушки ломтиков колбасы «Нежная» величина рН фарша снижается быстрее, чем в целых батонах и к концу сушки разница в значениях рН составила 0,11 ед. Более низкое величины рН опытных образцов колбас, скорее всего, может быть обусловлено интенсивным ростом молочнокислой микрофлоры.

Формирование структуры и структурно-механических свойств сырокопченых колбас сравнительно хорошо изучены, однако применительно к созреванию-сушке ломтиков сырокопченых колбас такая информация отсутствует. Данные, характеризующие изменение предельного напряжения сдвига фарша опытных и контрольных сырокопченых колбас в процессе

Продолжительность созревания-сушки, Продолжительность созревания-сушки,

сут сут

а б

Рис.2 Изменение величины рН фарша в процессе созревания-сушки сырокопченой колбасы «Брауншвейгская полусухая» (а) и «Нежная» (б)

Как видно из представленных данных, скорость увеличения предельного напряжения сдвига в опытных образцах значительно выше, чем в контрольных в результате более интенсивного обезвоживания фарша ломтиков сырокопченых колбас по сравнению с центральным слоем высушиваемых колбасных батонов. Вследствие того, что влагосодержание центрального слоя колбасных батонов к концу сушки остается несколько выше по сравнению с наружным и выше чем влажность ломтиков сырокопченых колбас величина

предельного напряжения сдвига этого слоя ниже, по сравнению опытными образцами.

ю

-Контроль -Опыт

0 6 12 18 24 30

Продолжительность созревания-сушки,

сут

а

о

ю

20

15

30

Продолжительность созревания-сушки, сут

б

Рис.3 Динамика предельного напряжения сдвига в процессе созревания-сушки сырокопченой колбасы «Брауншвейгская полусухая» (а) и «Нежная» (б)

Однако как показали исследования (рис.3) среднее значение (между центральным и поверхностным слоем) предельного напряжения сдвига контрольных продуктов к концу созревания-сушки выше, чем опытных.

Цвет сырокопченых колбас, интенсивность и устойчивость окраски являются важными показателями потребительских свойств продуктов. В ходе исследований установлено, что в процессе созревания-сушки опытные и контрольные сырокопченые колбасы приобретают более темный цвет по сравнению с исходным фаршем вследствие удаления части влаги и увеличения концентрации пигментов мяса, при этом показатели красноты (а*) и желтизны (Ь*) увеличиваются (табл.2). Полученные данные подтверждаются исследованиями Сотаро5ас1а Тег.а!. (2004), которые показали, что при снижении влажности мясных продуктов значение показателя светлоты Ь уменьшается.

Опытные образцы колбас после сушки имели более светлый цвет, чем контрольные продукты, о чем свидетельствует показатель Ь. Так величина Ь у опытного образца сырокопченой колбасы «Брауншвейгская полусухая» на 4.56 % выше, а у колбасы «Нежная» на 5,91 % по сравнению с контрольным продуктом, что говорит о более светлой его окраске. Эти данные подтверждаются результаты визуальной оценки цвета.

Как показали исследования, после 10 суток хранения сырокопченых колбас наблюдается тенденция к потемнению фарша как опытных, так и контрольных образцов. что можно объяснить увеличением доли метмиоглобина. а не увеличением концентрации гемовых пигментов, так как

влажность продукта не меняется. При этом у всех исследуемых колбас уменьшается показатель красноты и увеличивается показатель желтизны.

Однако общее восприятие цвета как опытных, так и контрольных сырокопченых колбас свидетельствует об их высокой органолептической оценке.

Таблица 2 Координаты цвета опытных и контрольных сырокопченых колбас

Образец колбасы Исходный фарш Продукт после

копчения сушки хранения

«Брауншвейгская полусухая»

опыт

Ь (светлота) 53,2 51,1 48,2 46,1

а (краснота) 15,3 16,8 24,3 18,6

Ь (желтизна) 9,5 11,4 12,4 14,1

контроль

1 53,2 51,1 46,1 44,3

а* 15,3 18,8 21,2 23,6

Ь* 9,5 11,4 15,4 18,4

«Нежная»

опыт

Ь 54,9 53,4 50,2 47,8

а* 17,1 16,2 24,9 19,2

Ь* 10.8 12,3 12,7 18,0

контроль

Ь 54,9 53,4 47,4 46,2

а 17,1 18,2 22,6 23,8

Ь* 10,8 12,7 16,9 15,8

Для данных таблицы Р<0,01

Известно, что специфический аромат сырокопченых колбас формируется при накоплении в фарше летучих органических веществ, образующихся в результате ферментативных процессов в мясном сырье, в том числе и в жировой части. Нами получены данные о накоплении летучих жирных кислот и летучих карбонильных соединений в процессе созревания-сушки ферментированных колбас. На рис.4 приведены данные, характеризующие суммарное количество летучих жирных кислот, образующихся в ходе созревания-сушки опытных и контрольных сырокопченых колбас.

Результаты исследований показали, что в высушенных до нормированной влажности ломтиках сырокопченых колбас «Брауншвейгская полусухая» и «Нежная» образующееся количество летучих жирных кислот на 8,6 и 9,6 % соответственно меньше, чем в колбасах, выработанных по действующей технологии. Полученные данные свидетельствуют о менее глубоких гидролитических процессах в опытных продуктах.

Установлено, что содержание карбонильных соединений в опытных колбасах несколько меньше по сравнению с контрольными, что может

11

свидетельствовать о менее интенсивных окислительных изменениях в этих продуктах. Это на наш взгляд обусловлено сокращением длительности

Продолжительность созревания-сушки, Продолжительность созревания-сушки,

сут сут

а б

Рис.4 Динамика накопления ЛЖК в ходе созревания-сушки колбасы «Брауншвейгская полусухая» (а) и «Нежная» (б)

процесса сушки опытных колбас. И как можно заметить уменьшение содержания в фарше опытных сырокопченых колбас свободных жирных кислот, являющихся предшественниками карбонильных соединений, в определенной мере способствует торможению окислительных процессов.

Видовой состав микроорганизмов и их развитие в фарше сырокопченых колбас зависят от целого ряда факторов и, в частности, от температуры, активности воды, величины рН, наличия кислорода воздуха, присутствия нитрита натрия и коптильных компонентов дыма. Микробиологическими исследованиями установлено, что в процессе созревания-сушки общее количество микроорганизмов в фарше увеличивается. Вместе с тем известно, что коптильные вещества подавляют развитие кокковых микроорганизмов в больше мере, чем молочнокислых. Кроме того, для своего развития они требуют кислород и локализуются главным образом в поверхностных слоях продукта, и в тоже время подвергаются действию коптильного дыма.

Изучение развития молочнокислых микроорганизмов в фарше опытных колбас показало, что в сырокопченой колбасе «Брауншвейгская полусухая», нарезанной на ломтики лаг-фаза (фаза замедления роста) молочнокислых бактерий сокращается по сравнению с контрольными колбасами (рис.5). При этом их количество к окончанию сушки на 20,5 % выше, чем в колбасе, подвергнутой сушке в виде целого батона. В нарезке сырокопченой колбасы «Нежная» количество молочнокислых микроорганизмов на 19.8 % больше, чем в контрольных образцах.

Продолжительность созревания- Продолжительность созревания-

стшкн, сут сушки, сут

а ' б

Рис.5 Динамика молочнокислых микроорганизмов в опытных и контрольных образцах сырокопченой колбасы «Брауншвейгская полусухая» (а) и «Нежная» (б)

Наиболее заметный рост молочнокислых микроорганизмов в опытных колбасах отмечается на 5-6 сутки созревания-сушки, в то время как в контрольных образцах существенное увеличение молочнокислых бактерий происходит на 10-15 сутки созревания-сушки.

Результаты микробиологических испытаний подтверждаются данными микроструктурных исследований, свидетельствующие о более интенсивном накоплении молочнокислых микроорганизмов в опытных сырокопченых колбасах по сравнению с контрольными в процессе созревания-сушки (рис.6). Видимо при созревании-сушке сырокопченых колбас в виде ломтиков создаются более благоприятные условия для роста молочнокислых бактерий.

а б

Рис.6 Микроструктура колбасы «Брауншвейгская полусухая». Колонии стартовой культуры. Контрольный образец (а), опытный (б) (Об. 63х).

Как видно из рисунков в опытных образцах колбас более активно развиваются молочнокислые бактерии по сравнению с колбасами, высушиваемыми в виде целых батонов. Микробиологические исследования

13

показали, что наиболее заметный рост молочнокислых микроорганизмов в опытных колбасах отмечается на 5-6 сутки созревания-сушки, в то время как в контрольных образцах существенное увеличение молочнокислых бактерий происходит на 10-15 сутки созревания-сушки.

В главе 5 «Разработка и промышленная апробация технологии сырокопченых колбас» с учетом результатов выполненных исследований была разработана технология сырокопченых колбас на основе рецептур колбасы «Брауншвейгская полусухая» и «Нежная». Опытно-промышленная апробация была проведена в условиях мясоперерабатывающего завода ОАО «Царицыно». В качестве основного сырья использовали говядину высшего сорта, говядину первого сорта, лопатку свиную, шпик хребтовый.

Технологическая схема производства сырокопченых колбас приведена на рис.7.

Полный технологический цикл производства ломтиков сырокопченой колбасы «Нежная» составляет 12 суток, колбасы «Брауншвейгская полусухая» 14 суток.

В ходе исследований была проведена сравнительная оценка качества сырокопченых колбас «Нежная» и «Брауншвейгская полусухая», изготовленных по разработанной технологии (опыт) и выработанных по действующей (контроль), когда сушке подвергали целые колбасные батоны.

Ниже приведены результаты исследований химического состава опытных и контрольных образцов сырокопченых колбас (табл.3).

Таблица 3 Химический состав сырокопченых колбас

Показатель «Нежная» «Брауншвейгская

полусухая»

опыт контроль опыт контроль

Содержание в %:

Влага 27,1 ±0,23 26,5 ±0,31 27,2 ±0,19 26,4 ±0,25

Жир 38,8 ±0,22 39,2 ±0,28 41,3 ±0,19 42,4 ±0,26

Белковый азот 3,72 ±0,10 3,64 ±0,09 3,75 ±0,08 3,67 ±0,11

Небелковый азот 0,56 ±0,02 0,68 ±0,3 0,54 ±0,01 0,71 ±0,02

Зола 4,01 ±0,10 4,04 ±0,12 4,03 ±0,09 4,06 ±0,11

Из представленных данных видно, что влагосодержание и опытных и контрольных сырокопченых колбас соответствует нормативным значениям. Однако надо иметь ввиду, что содержание влаги в контрольных образцах это среднее значение между наружным и внутренним слоями.

Полученные нами данные (табл.4) показывают, что содержание влаги в центральной части батонов исследованных контрольных сырокопченых колбас на 16,54-21,17 % выше, чем в наружном слое толщиной 5 мм, а в среднем слое эта разница составляет 7,5- 14,8 %.

л а

л

Сушка в сушильной камере при 12 °С и относительной влажности 80 %, а к концу сушки влажность понижается до 73 % в течение 10-12сут

д ~

Упаковка высушенных ломтиков сырокопченых колбас в вакууме и хранение в течение 45 суток при температуре 6-8 °С и относительно влажности воздуха 75-80 %

Рис.7 Технологическая схема производства сырокопченых колбас

Таблица 4 Содержание влаги в сырокопченых колбасах

Наименование колбасы Содержание влаги, в % по слоям Содержание влаги в высушенных ломтиках, %

наружный средний внутренний

«Нежная» «Брауншвейская» 23,7±0,24 22,9±0,31 24,4 ±0,28 23,8 ±0,37 27.8 ±0,18 27.9 ±0,25 27.1 ±0,36 27.2 ±0,20

Установлено, что при созревании-сушке батонов сырокопченых колбас распределение влаги по объему продукта неравномерно и это не зависит от скорости диффузии влаги внутри батона, а также от рецептурного состава фарша. При созревании-сушке ломтиков сырокопченых колбас такого явления не наблюдается ввиду значительно меньшего пути (2 мм) диффузии влаги к поверхности продукта, по сравнению с 27,5 мм из, центральной части колбасного батона до поверхности.

Анализ цветовых характеристик в системе CIE La*b* исследуемых сырокопченых колбас показал, что ломтики колбасы «Нежная» и «Брауншвейгская полусухая» имеют более светлую окраску по сравнению с контрольными продуктами, о чем свидетельствует показатель светлоты L (табл.5). Несмотря на небольшие различия значений красных координат цвета (а ) между опытными и контрольными колбасами более светлая окраска опытных образцов обусловлена меньшими значениями желтой координаты цвета (Ь ). Индекс насыщенности (S) свидетельствует об образовании более интенсивной окраски опытных колбас, вероятно, вследствие более активных ферментативных процессов с участием молочнокислой микрофлоры.

Таблица 5 Физико-химические показатели сырокопченых колбас

«Брауншвейгская «Нежная»

Показатель полусухая»

опыт контроль опыт контроль

Ь (светлота) 49,1 ±0,43 47,2±0,38 49,9±0,52 48,0±0,46

а (краснота) 24,2±0,1 22,1 ±0,2 24,7±0,3 23,1 ±0,2

Ь* (желтизна) 13,4±0,2 15,1 ±0,1 12,3±0,3 14, ±0,2

Б (насыщенность) 27,66±0,34 26,77±0,45 27,59±0,18 27,4 ±0,29

а„ (активность 0,878 0,882 0,882 0,886

воды) ±0,001 ±0,002 ±0,002 ±0,003

Содержание

поваренной соли, % 4,1±0,3 4,2±0,2 4,2±0,1 4,0 ±0,2

Для выявления влияния не окисленной и окисленной форм пигментов на цветовые характеристики сырокопченых колбас были проведены специальные исследования. Определение процентного соотношения форм миоглобина (не окисленной и окисленной) проводили с использованием методики, основанной на расчете коэффициентов поглощения в изобестных точках при определенной длине волны: для метмиоглобина (МетМГ) при длинах волн 507 и 573 нм; для восстановленного миоглобина (МГ) - 473 и 597 нм; оксимиоглобин определяется по разности: 100 — (МГ + МетМГ), %.

Получены данные, позволившие оценить влияние форм пигментов (не окисленной и окисленной форм) на цветовые характеристики сырокопченых колбас. Соотношение форм метмиоглобина (Ме1МЬ) и суммы миоглобина (МЬ) и оксимиоглобина (МЬО) рассчитывали как (К/Б^Л^К/Б^з, в котором длина волны 573 нм соответствует точке оксимиоглобина и миоглобина.

На основании выполненных исследований установлено содержание метмиоглобина как функция отношения (К/Б^сл^К/Б^з для опытных и контрольных исследуемых сырокопченых колбас. Как показали исследования для ломтиков сырокопченой колбасы «Брауншвейгская полусухая» это соотношение составило 0,43, в то время как для контрольного образца оно соответствовало 0,48, что свидетельствует о менее глубоких окислительных изменениях миоглобина в опытных продуктах. Относительное содержание метмиоглобина в колбасе «Нежная», изготовленной по действующей технологии, составило 0,44, что на 11,5 % больше, чем в той же колбасы, но высушенной в виде ломтиков.

Полученные результаты позволяют констатировать, что не зависимо от степени измельчения мясного сырья контрольные образцы сырокопченых колбас «Брауншвейгская полусухая» и «Нежная» имеют более темный цвет по сравнению с аналогичными продуктами, высушенными нарезанными на ломтики толщиной 2 мм вследствие более высокого уровня в них окисленной формы миоглобина (Ме1МЬ).

Одним из важных показателей качества и безопасности сырокопченых колбас является глубина гидролитических и окислительных изменений жира, как в процессе производства, так и в ходе хранения продуктов. Сравнительный анализ пероксидных чисел вакуумупакованных ломтиков опытных сырокопченых колбас и аналогично упакованных ломтиков нарезанных из колбас, выработанных по действующей технологии после 45-ти суточного хранения показал (табл.6), что у сырокопченых колбас, выработанных по опытной технологии, гидролитические и окислительные процессы жира менее глубокие, о чем свидетельствуют значения кислотных и пероксидных чисел.

Биологическая ценность колбасных изделий является важным показателем качества, при этом существенное значение имеет скорость переваримости готовых продуктов ферментами желудочно-кишечного тракта. Результаты переваримости опытных и контрольных колбас приведены в табл.7. Из полученных данных видно, что переваримость опытных образцов сырокопченых колбас «Брауншвейгская полусухая» и «Нежная» выше

контрольных на 13,4 и 12,7 % соответственно. Это обусловлено тем, что продолжительность сушки контрольных продуктов значительно больше, чем

Таблица 6 Кислотное и пероксидное число жира колбасных изделий

Кислотное число, Пероксидное число,

Наименование мг КОН/г жира моль/кг 'Л02

колбас после после 45 сут после после 45 сут

сушки хранения сушки хранения

«Брауншвейгская

полусухая» 1,98 ±0,03 3,45 ±0,02 0,95 ±0,01 1,84 ±0,01

опыт 2,45 ±0,02 3,89 ±0,03 1,18 ±0,03 2,15 ±0,02

контроль

«Нежная»

опыт 1,87 ±0,01 3,12 ±0,04 0,87 ±0,02 1,87 ±0,01

контроль 2,17 ±0,04 3,67 ±0,03 1,10 ±0,01 2,21 ±002

Таблица 7 Переваримость сырокопченых колбас протеолитическими

ферментами

Образец Переваримость ¡п у^го, мг тирозина на 1 г белка

пепсин трипсин сумма

Брауншвейгская

полусухая

Опыт 10,6 ±0,2 7,2 ±0,3 17,8 ±0,1

Контроль 8,8 ±0,3 6,9 ±0,2 15,7 ±0,2

Нежная

Опыт 10,9 ±0,3 7,8 ±0,1 18,7 ±0,4

контроль 9,4 ±0,4 7,2 ±0,4 16,6 ±0,2

опытных, вследствие чего, поверхностный слой сырокопченых колбас, выработанных по действующей технологии теряет больше влаги, чем внутренние слои и уплотняется. При этом белки агрегируют, фарш уплотняется и снижается доступность белков пищеварительным ферментам.

Исследования микробиологических показателей сырокопченых колбас, выработанных по опытной и действующей технологиям, показали отсутствие патогенной и условно патогенной микрофлоры как непосредственно после изготовления, так при хранении в течение регламентированного периода: опытных колбас упакованных в вакууме в виде нарезки, в течение 45 суток, контрольных в виде целых батонов в течение 4 месяцев (табл.8).

Результаты органолептической оценки сырокопченых колбас подтверждают высокое качество опытных продуктов, которые по определяющим показателям не уступают контрольным, а по консистенции и

Таблица 8 Микробиологические показатели сырокопченых колбас после хранения в течение 45 суток

Показатели Колбаса «Нежная» Колбаса «Брауншвейгская»

контроль опыт контроль опыт

КМАФАнМ, КОЕ в 1 г 5,7-104 3,8-104 6,3-104 4,МО4

БГКП (колиформы) не

допускаются в 0,1 г н/о н/о н/о н/о

Сул ьфитреду цирую щие

клостридии в 0,01 г н/о н/о н/о н/о

Стафилоккоки в 1,0 г н/о н/о н/о н/о

Сальмонеллы в 25 г н/о н/о н/о н/о

внешнему виду опытные колбасы имели преимущества (табл.9). Дегустаторами была отмечена более нежная консистенция и привлекательный внешний вид опытных сырокопченых колбас.

Таблица 9 Органолептическая оценка сырокопченых колбас

Органолептическая оценка, баллы

Образец цвет аромат вкус консист внешни общая

енция й вид оценка

Контроль

«Брауншвейгская

полусухая» 4,4 4,5 4,5 4,4 4,7 4,5

«Нежная» 4,5 4,5 4,5 4,4 4,6 4,5

Опыт

«Брауншвейгскаяпо

лусухая» 4,6 4,6 4,5 4,5 4,8 4,7

«Нежная» 4,6 4,6 4,5 4,5 4,7 4,6

На основании проведенных исследований разработана ускоренная технология сырокопченых колбас. Показано, что сокращение длительности технологического цикла с 30-34 суток до 12-14 суток и, в частности, процесса сушки с 26-30 суток до 8-10 суток по сравнению с действующей технологией позволяет вырабатывать сырокопченые колбасы, отвечающие всем требованиям к качеству и безопасности. Установлено, что сушка сырокопченых колбас, нарезанных на ломтики толщиной 2 мм, улучшает цветовые

19

характеристики готовых продуктов за счет интенсивного развития молочнокислых микроорганизмов, способствующих направленному развитию реакции нитрозирования. Следствием более равномерного обезвоживания продукта, подвергнутого сушке в виде ломтиков является формирование однородной структуры сырокопченых колбас. Результаты исследований свидетельствуют о лучшей переваримости опытных сырокопченых колбас вследствие отсутствия уплотненного поверхностного слоя.

Промышленная апробация показала, что сырокопченые колбасы, выработанные по предлагаемой технологии и упакованные в вакууме, по органолептическим показателям не отличаются от продуктов, изготовленных по действующей технологии и упакованных в виде нарезки. Разработанная технология позволит получить экономический эффект за счет сокращения длительности производственного цикла и снижения энергозатрат на сушку по колбасе «Брауншвейгская 5779,48 руб., по колбасе «Нежная» 3216,91 руб. на 1 т готовой продукции.

ВЫВОДЫ

1. Обоснована возможность сокращения продолжительности сушки батонов сырокопченых колбас нарезанных в виде ломтиков, с 30-34 до 12-14 суток.

2. На основании кинетических исследований процесса сушки ломтиков сырокопченых колбас, и сенсорной оценки готового продукта, упакованного в вакууме, а также с учетом энергетических затрат на сушку установлено, что толщина ломтиков сырокопченых колбас, подвергаемых сушке, должна быть порядка 2 мм.

3. Установлено, что за счет более равномерного удаления влаги при сушке ломтиков повышается растворимость миофибриллярных и саркоплазматических белков, лучше развивается реакция цветообразования готового продукта. Показано, что образующееся количество летучих жирных кислот в опытных колбасах «Брауншвейгская полусухая» и «Нежная» на 8,6 и 9,6 %, а карбонильных соединений на 27,6 и 21,4 % меньше по сравнению с контрольными, что может свидетельствовать о менее глубоких окислительных и гидролитических изменениях в этих продуктах.

4. Микробиологическими исследованиями показано, что в опытных образцах колбас более активно развиваются молочнокислые бактерии по сравнению с колбасами, высушиваемыми в виде целых батонов. При этом активный рост их наблюдается в опытных колбасах на 5-6 сутки созревания-сушки, а в контрольных на 10-15 сутки. Данные, полученные с помощью микроструктурного метода, дополняют информацию микробиологических исследований, свидетельствующих о более интенсивном росте молочнокислых микроорганизмов в образцах сырокопченых колбас, подвергнутых созреванию-сушке в виде нарезанных ломтиков.

5. Разработана ускоренная технология сырокопченых колбас и проект нормативной документации. Предлагаемая технология позволит получить экономический эффект за счет сокращения длительности производственного цикла и снижения энергозатрат на сушку по колбасе «Брауншвейгская полусухая» 5779,48 руб, по колбасе «Нежная 3216,91 руб на 1 т готовой продукции.

6. Определены физико-химические и структурно-механические показатели ломтиков сырокопченых колбас. Показано, что вследствие менее глубоких окислительных изменений миоглобина в опытных продуктах, они имеют более светлую окраску. Установлено соотношение окисленной и не окисленной форм миоглобина (K/S)507/(K/S)573, для ломтиков сырокопченой колбасы «Брауншвейгская полусухая» которое составило 0,43, в то время как для контрольного образца оно соответствовало 0,48. Относительное содержание метмиоглобина в колбасе «Нежная», изготовленной по действующей технологии составило 0,44, что на 11,5 % больше, чем в той же колбасы, но высушенной в виде ломтиков. Эти исследования свидетельствует о менее глубоких окислительных изменениях миоглобина в опытных продуктах.

Полученные данные свидетельствуют, что в процессе хранения в опытных образцах сырокопченых колбас накапливается меньше продуктов гидролиза и окисления жира, чем в контрольных на 12,8-17,6 % и 16,8-18,2 % соответственно.

Сравнительные исследования опытных и контрольных сырокопченых колбас показали, что вследствие менее глубоких агрегационных изменений белков колбас, высушенных в виде ломтиков, они обладают более нежной консистенцией и лучше перевариваются ферментами желудочно-кишечного тракта. Так переваримость опытных образцов сырокопченых колбас «Брауншвейгская полусухая» и «Нежная» выше контрольных на 13,4 и 12,7 % соответственно.

7. Исследования микробиологических показателей опытных сырокопченых колбас показали отсутствие патогенной и условно-патогенной микрофлоры как непосредственно после изготовления, так при хранении в течение регламентированного периода.

Результаты органолептической оценки сырокопченых колбас подтверждают высокое качество опытных продуктов, которые по определяющим показателям не уступают контрольным, а по некоторым имеют преимущества.

По материалам диссертации опубликованы следующие работы

Публикации в изданиях рекомендованных ВАК РФ:

1. Кудряшов, JI.C. Интенсификация технологии сырокопченых колбас [Текст]/ Л.С. Кудряшов, C.B. Кузнецова// Мясная индустрия. - 2013. - №1. -С.29-32.

2. Кудряшов, JI.С. Кинетические характеристики сушки ломтиков сырокопченых колбас [Текст]/ Л.С.Кудряшов, С.В.Кузнецова// Мясная индустрия. 2013. - №8,- С.36-39.

3. Кудряшов, Л.С. Качественные показатели и безопасность сырокопченых колбас, высушенных в виде ломтиков [Текст]/ Л.С.Кудряшов, СВ.Кузнецова// Мясная индустрия. - 2014. - №8. - С.36-38.

Публикации в сборниках научных трудов:

4. Кузнецова, C.B. Использование углеводного комплекса при производстве колбасных изделий [Текст]/ С.В.Кузнецова// Материалы XLIX отчетной научной конференции преподавателей и научных сотрудников за 2010 г. Ч. 1. - Воронеж - ВГТА, 2011.- С. 174.

5. Кузнецова, C.B. Влияние углеводного комплекса на цвет колбасных изделий[Текст]/ С.В.Кузнецова// Материалы XLIX отчетной научной конференции преподавателей и научных сотрудников за 2010 г. 4.1. - Воронеж. - ВГТА, - 2011,-С. 175.

6. Кузнецова, C.B. Влияние углеводного комплекса на растворимость белков сырокопченых колбас[Текст]/ С.В.Кузнецова// Молодые ученые -пищевой и перерабатывающей промышленности АПК. Материалы научно-практической конференции студентов и молодых ученых, г. Саратов. - 2011.— С.74-76.

7. Кузнецова, C.B. Совершенствование технологии сырокопченых колбас [Текст]/ С.В.Кузнецова, Л.С.Кудряшов// 15-ая Международная научная конференция памяти В.М.Горбатова. 13 декабря 2012 г. Мясная промышленность - приоритеты развития и функционирования. Сборник докладов. Том 1.М.: 2012,-С.175-180.

8. Кузнецова, C.B. Окислительные изменения жира в процессе сушки-созревания и хранения ломтиков сырокопченых колбас [Текст]/ С.В.Кузнецова, Л.С.Кудряшов// 16-ая Международная научно-практическая конференция, посвященная памяти В.М. Горбатова 11 декабря 2013 г. «Развитие постгеномных технологий при формировании и оценке качества сельскохозяйственного сырья и готовых пищевых продуктов». Сборник докладов. - М.: 2013. - С.97-100.

9. Кудряшов, Л.С. Влияние толщины ломтиков сырокопченых колбас на кинетику сушки [Текст]/ Л.С.Кудряшов, Е.А.Савенкова, С.В.Кузнецова// Актуальные вопросы совершенствования технологии производства и переработки продукции сельского хозяйства. Мосоловские чтения. Материалы международной научно-практической конференции. Вып.XV. - Йошкар-Ола. -2013. - С.224-226.

10. Кузнецова, C.B. Влияние ускоренной сушки на свойства ферментированных сырокопченых колбас [Текст]/ С.В.Кузнецова, Л.С.Кудряшов, Е.А.Савенкова// Актуальные вопросы совершенствования технологии производства и переработки продукции сельского хозяйства. Мосоловские чтения. Материалы международной научно-практической конференции. Bbin.XV. - Йошкар-Ола. -2013. - С.226-221.

11. Кузнецова, C.B. Эффективная технология сыровяленых колбас [Текст]/ С.В.Кузнецова// Аграрная наука в XXI веке: проблемы и перспективы. Сборник статей VII Всероссийской научно-практической конференции.- г. Саратов. - 2013. - С.250-251.

12. Кузнецова, C.B. Влияние сушки ломтиков сырокопченых колбас на цветовые характеристики готовых продуктов [Текст]/ С.В.Кузнецова, Л.С.Кудряшов, Е.А.Савенкова// Актуальные вопросы совершенствования технологии производства и переработки продукции сельского хозяйства. Мосоловские чтения. Материалы международной научно-практической конференции. Bbin.XVI. - Йошкар-Ола. - 2014. - С.248-250.

13. Кузнецова, C.B. Изменение белков фарша сырокопченых колбас в ходе созревания-сушки [Текст]/ С.В.Кузнецова, Л.С.Кудряшов, Е.А.Савенкова // Актуальные вопросы совершенствования технологии производства и переработки продукции сельского хозяйства. Мосоловские чтения. Материалы международной научно-практической конференции. Bbin.XVI. - Йошкар-Ола. -2014.-С.246-248.

14. Кузнецова, C.B. Физико-химические аспекты сушки ломтиков сырокопченых колбас [Текст]/ С.В.Кузнецова, Л.С.Кудряшов// Материалы VIII Международной научно-практической конференции «Технология и продукты здорового питания». - г.Саратов. -2014. - С. 192-198.

15. Кудряшов, Л.С. Новая технология ферментированных колбас [Текст]/ Л.С.Кудряшов, С.В.Кузнецова// 17-ая Международная научно-практическая конференция, посвященная памяти В.М. Горбатова 11 декабря 2014 г. «Теоретические и практические аспекты управления технологиями пищевых продуктов в условиях усиления международной конкуренции». Сборник докладов. - М.: 2014,- С.268-271.

16. Кузнецова, C.B. Пищевая ценность сырокопченых колбас высушенных в виде ломтиков [Текст]/ С.В.Кузнецова, Л.С. Кудряшов, Е.А. Савенкова // Актуальные вопросы совершенствования технологии производства и переработки продукции сельского хозяйства. Мосоловские чтения. Материалы международной научно-практической конференции. - Bbin.XVII. -Йошкар-Ола.-2015.-С. 197-199.

Тираж экз. 100 заказ №69

ФГБНУ «ВНИИМП им В.М. Горбатова 109316 г. Москва, ул. Талалихина д. 26