автореферат диссертации по технологии продовольственных продуктов, 05.18.04, диссертация на тему:Состав и свойства соевого белково-жирового продукта и его использование в технологии замороженных мясных рубленых полуфабрикатов

МОТОВСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ „ , „1ЛЧ ^ПРИКЛАДНОЙ БИОТЕХНОЛОГИИ

3 i ii.UÍI iS:íü

На правах рукописи

НГУЕН ВАН МЫОЙ

УДК 637. 52.037:637.52.04:664.38:582.739

СОСТАВ И СВОЙСТВА СОЕВОГО БЕЛКОГО-ЖИРОВОГО ПРОДУКТА И ЕГО ИСПОЛЬЗОВАНИЕ В ТЕХНОЛОГИИ ЗАМОРОЖЕННЫХ МЯСНЫХ РУБЛЕНЫХ ПОЛ УФ АБ РИК АТОВ

Специальность 05. 18. 04 — технология мясных, молочных и рыбных продуктов

АВТОРЕФЕРАТ

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва 1993

Работа выполнена на кафедре технологии мяса л мясопродуктов Московской Государственной Академии прикладной биотехнблогии.

Научный руководитель - доктор технических наук, профессор

ЖУРАВСКАЯ Н.К.

Научный консультант - кандидат-технических наук, доцент

ТИТОВ Е.И.

Официальные оппоненты - доктор медицинских, наук,

ВЫСОЦКИЙ В.Г. - Кандидат технических наук, СПИРИН Е,Т. Ведущая организация - Агрохолодпром

Защита диссертации состоится З'о ИЮИ_с,_______1993 г.

на заседании специализированного Совета К 063.46.01 Московской ордена Трулового Красного Знамени государственной академии-прикладной биотехнологии по адресу: 109818 Москва, ул. Талалихина, 33.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МГАПБ Авторреферат разослан___________

Ученый секретарь специализированного Совета к.т.н..доцент

ЗАБАШГА А.Г.

Актуальность работы. Важным резервом увеличения производства пищевых продуктов является наиболее полное использование растительного белокосодержащего сырья и прежде всего бобов сои.

Анализ работ ученых в области пищевой биохимии и технологии ( Большакова A.C., Высоцкого В.Г, Журавской Н.К., Рогова H.A., Салаватулиной З.М., Толстогузова В.Б., Zirin У., Rhee., Kunt D, Nelson A.I., Wei L.s.,...) свидетельствует о перспективности использования белков сои при изготовлении комбинированных мясных изделий.

Учитывая обЪем производства соевых бобов во Вьетнаме и сложившиеся традиции в питании населения страны одним из ключевых вопросов являются рациональные способы переработки сои, обеспечивающие получение продуктов высокой пищевой ценности. В этой связи значительный интерес представляет технология обработки соевых бобов, позволяющая получить продукты, в которах, наряду с белками содержатся липиды, с последующим их применением в рецептурах популярных в стране рубленых мясных изделии.

Создание на основе совместного использования белков, и липидов сои новых мясопродуктов повысит возможности направленного регулирования их- состава и свойств, з том числе содержания аминокислот и высоконепредельных жирных кислот, и будет способ- ■ ствовать расширение ассортимента и объема выпуска высококачественных продуктов, экономии мясного сырья.

Анализ публикаций дает основание считать, что исследование в области всесторонного изучения качества соевых белково-кировых продуктов (СБЖП), способов их консервирования весьма

органичена, что затрудляет решения конкретных задач технологий их производства. Сведение о совместном использовании соевых белков и липидов при производстве комбинированных мясных продуктов в доступной литературе мы не обнаружили.

Указанные сообрашения определяют актуальность настоящей работы.

Цель и задачи исследования. Целью настоящих исследовании являлось усовершенствование технологии получения белково-кирового продукта из сои (СБЖП), изучение его состава и свойств, разработка рецептуры и технологии замороженных мясных рубленых полуфабрикатов с использованием СБЖП.

В соответствии с этим в работе решались следующие задачи:

- изучение влияния жидкостного коэффициента, величины рН, температуры и продолжительности процесса замачивания соевых бобов на степень извлечения белков;

- определение химичесткого состава, содержания аминокислот .микро- и макроэлементов, активности ингибитора трипсина, переваримости белков in vitro,- физико-химичестких, структурно -механических, микробиологических и органолептических показателей СБЖП;

- исследование особенностей микроструктуры СБЖП и ее изменений за счет кристаллообразования;

- изучение изменения органолептических и микробиологических показателей СБЖП при охлахедении, замораживании и последующем хранении;

- определение комплекса качественных показателей мясных

рубленых полуфабрикатов в зависимости от наличия в их составе СБЖП;

- изучение изменения физико-химических характеристик- комбинированных полуфабрикатов, содержащих СБЖП, при замораживании и последующем хранении;

- разработать на основе результатов исследования рациональные условия получения, хранения СБЖП и его использования в технолог™ замороженных мясных рубленых полуфабрикатов.

_Научнал_ковизна. Установлено влияние пидкостного коэффициента, величины рН, температуры и продолжительности процесса замачивания соевых бобов на степень извлечения белков.

Определен химический состав, содержание аминокислот, микро и макроэлементов, переваримость белков in vitro , физико--химичесческие, структурно-механические, микробиологические и органолептические показател! СЕЖГ7. Установлено, что принятые условия получения СБЖП обеспечивают необходимый уровень снижения активности ингибиторов трипсина. Выявлены специфики микро-и ультраструктура СБКП и особенности морфологических изменений при замораживании.

Охарактеризован аминокислотный состав,переваримость белксв in vitro, физико-химические, структурно-механические, гистологические, микробиологические к органолептические показатели новых видов мясных рублзных изделий, содержащих СБЭТ1. Показано, что взедешю СБЫ1 в мясные рубленые полуфабрикаты поникает скорость развитие реакции окисления и процессов, влиящих на уменьшение гидратации системы при хранении продуктов в условиях

отрицательных температур. _практическая_значимость

На основе анализа и обобщения результатов исследований разработаны рекомендации по условиям замачивания соевых бобов и режимов хранения СБКП, с учетом которых предложена технологическая схема получения препарата.

Разработана рецептура и технология новых' видов рубленых-полуфабрикатов с 10-15 % уровнем замены мяса СБЖП. Определены допустимые сроки их хранения в охлажденном и замороженном состояниях.

Структура и обЪем работы

Диссертация состоит из введения, четырех глав, включающих обзор литературы, методы исследования, экспериментальную часть, выводов и списка литературы.

Содержание работы изложено на Ю4 страницах машинописного текста. Работа содержит 20 табл., 9 рисунков. Список использованной литературы включает 189 наименований.

ОРГАНИЗАЦИЯ ЭКСПЕРИМЕНТОВ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Постановка эксперимента была осуществлена в соответствии со схемой (рис.1).

Объектами исследования являлись соевые бобы, водные экстракты, белково-жировой продукт (СБЖП), мясные рубленые полуфабрикаты с различным уровнем замены мяса СБЖП.

В качестве мясного сырья использовали охлажденную говядину II сорта со значением рН 5,6 - 5,9.

Рис Л. Схема проведения эксперимента

ю,

7

11,13, 14,15 16

1 ,2,3,4,5,6,7,8,10, 11,12,13,14,15,17

После заморакиваниу 11,12

11,12,16,17.

В процессе

хранения

Для оценки состава и свойств исследуемых объектов определяли следующие показатели: массовые доли влаги (I), белка (2), жира (3), золы (4), пероксидное число ПЧ (16), величину рН (10)- по общепринятым методикам; аминокислотный состав (5) -методом ионообменной хроматографии на автоматическом аминокислотном анализаторе фирмы " Hitachi"; минеральный состав (6) -рзнтгенофлуоресцентным методом при участии к.х.н. Стефанова Л.; иирнокислотный состав (7) - методом газожидкостной хроматограг фии; переваримость белков .in-vitro (8) - по Покровскому А. и Ертанову У.; активность ингибиторов трипсина(9); водосвязьгаащую способность ВСС (II)- по методу Грау Р. и Хзмма Р. в модификации

Воловинской В. и Кельмана И.; потери массы при тепловой обработке (12) - весовом методом; структурно-механические показатели (13) - на универсальной испытательной машине "П^тши" М 1140; микроструктуру (14) - по стандартным методикам, при участии к.б.н. Писменской В.; микробиологическую обсемененность (15) -по стандартным методикам с участием к.т.н. ПолишукаП.: ■ органолептические показатели продуктов оценивали по 5-ти балльной шкале(17).

Повторность опытов 3-7 кратная. Экспериментальные данные обработаны методом математической статистики.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Получещ1е_бежовозжирового__пройукта_из__сои_._Изученке__его

состава_и_свойств.

Замачивание является первой стадией выделения белка из соевых бобов. Этот процесс имеет определяющее значение для выхода и качества продукта. Анализ имеющегося информации дает основание считать, что конкретные условия осуществления зтого этапа технологического процесса недостаточно изучены.

В опытах по изучению влияния жидкостного коэффициента на эффективность выделения белка установлено, что соотношение семян и воды должно быть на уровне 1:2 или 1:3.

Полученные результаты, характеризующие 'эффективность выделения белка в зависимость от продолжительности и температуры замачивания> изображена на рис.2.

Анализ полученных результатов дает основание рекомендовать в качестве рационального режима замачивание продолжительность

процесса 5 часов при температуре 30 С.

Рис_2. Количество выделенного

.70.

60.

50.

40.

30-

количество выделяемого белка, %

t=зo0c

\ t=40oC

/

/ t=20oC

бежа в зависимость от температуры и продолжительности замачивания.

Результаты экспериментов по определению степени извлечения белка из соевых бобов в зависимость от рН при температуре вода 30°С свидетельствуют о том, что высокий уровень выделения

1

9 час 0елка обеспечивается при

начальном значении рН на стадии замачивания равным 9 и 10.

На основе анализа научной информации, практического опыта получения соевого творога во Вьетнаме и результатов вышеприведенных исследований, предложена технологическая схема получения белково-жирового продукта из сои, предусматривающая выделения белков в присутствии водного раствора хлорида кальция (рис.з).

Решение задачи рационального использования СБЗШ требует всесторонного изучения его состава и двойств.

В результате исследований установлен химический состав-СБЖП: массовая доля влаги -78,30 ± 1,64 %, белка -12,22 ± 0,45® , жира - 6,34 ± 0,34 %, золы - 1,18 ± 0,04 %. Согласно полученным данным соотношение белка и жира в СБЖП составляет 2:1, что

соответствует этому показателю соевых бобов. Энергетическая ценность СБЖП составляет 475,5 КДж/100 г. продукта (113,78 ККал /100 г. продукта)

Рис.3. Технологическая схема получения СБЖП

Полученные результаты определения аминокислотного состава

приведены в табл. I. Лимитирующими аминокислотами являются метионин и цистин. Доля незаменимых аминокислот составляет 39,51% , что на 3,51 % превосходит аналогичный показатель для идеального белка ФА0/В03.

Табл I. Аминокислотный состав СБЖП.

Показатели СБЖП Аминокислот (г/ЮОг белка Скор,'?

Изолейцин 4,07 102

Лейцин 8,52 122

Лизиин 5,70 104

Метионин 1,12 76

Цистин 1,54

Фенилаланин 4,40

Тирозин 3,97 1 40

Треонин 4,04 101

Триптофан 1,12 112

Валин 5,03 100

2 39,51

Содержание пальмитиновой, стеариновой, олеиновой, лшголе-вой и линоленовой кислот, в % от общего количества мирных кислот соответствует 10,74, 3,50, 23,81, 52,07, 9,26.

Таким образом, содержание полиненасыщенных жирных кислот в соевом продукте составляет более 60 %. Учитывая, что указание кислоты входят в состав структурных элементов тканей, при их наличии обеспечивается нормальный обмен веществ в организме, способствуют удалению холестерина. Пищевая ценность продукта со этому показателю является весьма высокой.

Результаты определения минерального состава свидетельствуют о том, что СБЖП является хорошим источником микро- и

макроэлементов. Содержание кальция и фосфора в продукте приолп-¡кается к оптимальному I : 1,5. (табл.2)

Табл.2. Минеральный состав СБЖП

Макроэлементы, мг/г : Микроэлементы, Мкг/г

Са 2,76 : Ре 54,2

К 5,31 : Си 4,0

Р 4,20 : ¡£п 59,0

Важным критерием качества продуктов переработки сом является наличие ингибиторов протеолитических ферментов. Согласно приведенным исследования образцов СБЖП уровень активности ингибиторов трипсина составляет 1,66-1,99 мг/г., что существенно ниже соответствующих показателей для соевой муки(более 15 мг/г) При создании комбинированных мясопродуктов важное значение имеют физико-химические и реологические показатели вводимых компонентов. Результаты определения рН, ВСС, сыс приведены в табл.3.

Табл.3. Физико-химические и структурно-механические пока-

затели СБЖП.

рН ВСС, % к влаге Напряжение среза, хЮ^Па Работа везани< Дж /УГ

7,02 ± 0,08 98,49 ± 0,52 9,0 ± 0,34 48,13 ± 2,3

Результаты микроскопического анализа (рис.4) показали, что соевый белково-жировой продукт имеет мелкозернистую структуру с равномерным распределением жировой фракции в белковой системе, что обеспечивает формирование гомогенной структуры. В связи с наличием значительного количества жирового компонента и специфику его распределения при просмотре на сканирующем электронном

микроскопе отмечено своеобразное сглаживание микрорельефа белковых структур.

Рис.4. Микроструктура СБЖП. х 160

По результатам органолептической оценки установлено, что белковый препарат имеет белый цвет, упругую консистенцию, слабо выраженный вкус и нейтральный запах.

Согласно данным микробиологических исследований общее количество микроорганизмов в I г СБЖП непосредственно после получения составляет 1,7.104. Наличие поточенных и условнопото-ченных микроорганизмов не обнаружено.

Хранение продукта при положительных температурах в пределах 4 суток не сопровождается значительным ростом микроорганизмов. Увеличение продолжительности хранения приводит к существенному повышению микробной осемененности. К 7 суткам хранения отмечается ухудшение таких органолептических показателей как цвет, запах, вкус.

Процесс замораживания и по'следувдего хранения .соевого продукта сопровождается понижением количества микробных клеток

до 4.2.103. В пределах установленных сроках( т;=3 мес.,г=-18°С ) органолептические показатели соевого продукта не претерпевает изменений.

Подтверждением целесообразности консервирования соевого продукта замораживание служат результаты определения водосвязы-вающеи способности, напряжения среза, пероксидных чисел в зависимости от продолжительности хранения (табл.4) таОл.4. Качественные характеристики СБЖП

Исследуемый ВСС, Напряжение Пероксидное

обЪект % к влаге среза,хЮ3Па число, % I

Исходный продукт 98,49 ± 0,52 9,00 ± 0,34 0,0035±0,0003

После заморажи-

вания и хранения

I мес. 97,52 ± 0,63 9,01 ± 0,22 0,0038±0,0004

3 мес. 95,42 ± 0,57 8,86 ± 0,30 0,0042+0,0003

Результаты исследования комплекса качественных характеристик продукта свидетельствуют о перспективности его использования при производстве широкого спектра мясопродуктов, в том исле мясных рубленых полуфабрикатов.

Разработка рецептур и исследование качественных характеристик полуфабрикатов, содержащих СБЖП, и их изменении при замораживании и хранении.

Во Вьетнаме мясные рубленые полуфабрикаты являются популярным блюдом.

Согласно данным предварительной оргэнолептической оценки продукта 10- И- % уровень замены мясного сырья СБЖП < с+ютчгеа

приемлемые сенсорше показатели рубленых мясных изделий. Рецептуры изучаемых объектов представлены в табл.5. Табл. 5. Рецептура рубленых полуфабрикатов

Содержание компонентов в 100 г, ф';р»п Компонентов :рецептура I :Рецептура Я 2: Рецептур,": > о _(контрольные)_( опытные )_______

Говядина II сорта : 83.2 73.2 : 68.2

СБЖП : - 10,0 : 15,0

Вода питьевая : 12,0 12,0 : 12,0

Лук репчатый : 3,5 3,5 • 31 о

Соль поваренная : 1.2 1.2 : 1,?

Перец черный : 0,1 0,1 : 0,1

100,0 : 100,0 : 100,0

Результаты определения химического состава полуфабриката: представлены в табл.6.

Табл.6. Химический состав рубленых полуфабрикатов

Образцы полуфабрикатов Содержание, %

Влага Белок жир Зола

Контрольные 70,10-1,50 :17,40±0,35 10,76-0,56 1,10^0,

Опытные

10 % замены 70,95-1,30 16,92-0,40 10,27-0,62 1,84+П,

15 % замены 71,32-1,70 16,64-0,43 10,02-0,59 2,48-С.

Согласно полученным результатам 10-15 % уровень замены мне-; СБКП не приводит к существенному изменению химического состагя

рубленых полуфабрикатов.

Данные по определению аминокислотного состава полуфабрикатов с 15 % уровнем замены говядины СБЖП представлены в табл.7. Табл.7. Аминокислотный состав полуфабрикатов.

Показатели Контрольные Опытные

Содержание аминокислот, г/юог белка Скор , % Содержание амино-кис.,г/юог белка Скор , %

Валин 5,34 106 5,28 105

Изолейцин 4,28 107 4,25 106

Лейцин 7,62 109 . 7,73 НО

Лизин 7,79 141 7,50 136

Метионин +

цистин 4,05 115 3,86 НО

Треонин 4,28 107 4,16 104

Триптофан 1,18 118 1,16 116

Фенилаланин

+ тирозин 7,63 127 7,72 128

Сопоставление приведенных данных свидетельствует о том,что введение СБЖП в указанных количествах не приводит к дефициту серусодеркащих аминокислот, при этом суммарное содержание незаменимых аминокислот в опытных и контрольных образцах остается практически одинаковым.

Согласно полученными результатом по определению переваримости белков Лп-уЗ^го достоверная разница атакуемости бежа контрольных и опытных образцов протеолитическими ферментами не выявлена.

Анализ результатов определения физико-химических показа-

телей контрольных и опытных образцов полуфабрикатов дает основание считать, что замена мясного сырья соевым белковым препаратом увеличивает гидратацию системы, и приводит к сокращению потери массы объекта при тепловой обработке на 2,7-3,7 %(табл.8) Табл.8. Физико-химические показатели полуфабрикатов.

Образцы полуфабрикатов Величина рН ВСС % к влаге Потери массы при тепловой обработке,%

Контрольные Опытные 10 % замены 15 % замены 5,80-0,04 5,88-0,03 5,95-0,03 76,8-0,60 82,4-0,54 84,3-0,63 31,5-0,61 28,8^0,55 27,8-0,66 1

Введение в мясной фарши СБЖП сопровождается па:ш:ением механической прочности продукта примерно на 7 что обусловлено особенностями состава и микроструктуры соевого,хгоеттвратяГша-51

•л-,-,г

""лиитрилькнв

К?'

• * < Г'

■ - • -^ • • - ;

'оаытнив с "Сьап Ряс 5. Микроструктура полуфабрикатов, х 160. Изучение ультраструктуры опытйых образце! позволило выявить четкую взаимосвязь фрагментов мышечных волокон. с соевой белково-

жировой массой.

Полученные данные дегустационной оценки фрикаделек свидетельствуют о том, что замена мяса соевым продуктом практически не сказывается на внешнем виде и арамате продукта, но способствует улучшению его консистенции и сочности.

сопоставление данных (табл.8 и табл.9) свидетельствует о том, что замораживание и последующее хранение приводит к изменению качественных показателей продуктов. Уровень понижения ВСС и увеличения потери массы комбинированных полуфабрикатов при тепловой обработке менее выражен.

Табл.9. ВСС и потери массы замороженных полуфабрикатов

при хранении.

Образцы ВСС, % к влаге Потери при теп. обраб,%

полуфабрикатов Продолжительнось [ранения при -18 °С, мес.

0 : 2 : 3 0 : 2 : 3

Контрольные 72,1- :69,4- Гбв,]^ 32,7- : 34,7- : 35,2-

0,54 : 0,57 : 0,64 0,54 : 0,63 : 0,58

Опытные

10 % замены 77,4± :76,3- :74,8- 29,1- : 30,0± : 30,6±

0,62 : 0,56 : 0,59 0,65 : 0,67 : 0,61

15 % замены 78,3- :77,1- :76,2- 28,6- : 29,1- : 29,7±

0,51 : 0,63 : 0,55 0,55 : 0,60 : 0,58

Важным фактором, определяющим допустимые сроки хранения рубленых мясных полуфабрикатов, является уровень развития окислительных процессов.

Результаты определения первичных продуктов окисления липи-дов представлены на рис.6.

пероксидное 0 131 число, % I

0,10--

0,05-

' контрольные

Рис_б- Изменение пероксидных чисел полуфабрикатов в процессе хранения при -18°С.

опытные

Согласно полученным результатам при сохранении общей направленности про-

о

1

Л мес. цесса теш накопления продуктов окисления липидов ниже в полуфабрикатах, содержащих СГ'Г

Изменение качественных показателей полуфабрикатов в цессе хранения отражается на сенсорных характеристиках г.^о^ого продукта (табл.10).

Табл.10. Обобщенные органолептические показатели

Образцы полуфабрикатов Продолжительность хранения при -18°С 2 мес. 3 мес.

Контрольные Опытные 4,0 4,4 3,4 3,9

Согласно полученным данным опытные образцы рубленых полуфабрикатов, хранившихся в течение 3 мес. при-18°С,' имеют хорошие органолептические показатели.

Результаты микробиологических исследований свидетельствуют о близком уровне микробиологической обсемененности контрольных и опытных образцов, которая по мере хранения замороженных полуфабрикатов понижается .

выводы

1. Установлено влияние жидкостного коэффициента, величины рН, температуры и продолжительности процесса на степень извлечения белков, что дало возможность определить рациональные условия замачивания соевых бобов при получении белково-жирового продукта (СБЖП).

2. Определен химический состав, содержание аминокислот, микро- и макроэлементов, переваримость белков in vitro, физико-химические, структурно-механические, микробиологические и орга-нолептические показатели СБЖП. Установлено, что при принятых условиях получения СЕЖП уровень активности ингибиторов трипсина составляет 1,66 - 1,99 мг / г, что существенно нике значений соответствующего показателя для соевой муки.

3. Охарактеризована специфика микро- и ультраструктура СБЖП и особенности морфологических изменений при замораживании.

4. На основании изучения органолептических и микробиологических показателей СБЖП при охлаждении, замораживании и последующем хранении установлена целесообразность холодильного консервирования продукта и определены допустимые сроки хранения.

5. Сравнительное изучение химического состава, биологической ценности, структурно-механических и органолептических показателей свидетельствуют о том, что введение СБЖП в мясные рубленые полуфабрикаты обеспечивает получение продуктов высокого качества, при этом потери массы при тепловой обработке сокращаются.

6. Выявлена специфика микроструктуры комбинированных руб-

леных полуфабрикатов, обусловленная наличием СБЖП.

7. Согласно полученным данным наряду с непосредственным, использованием в пищу СБЖП целесообразно его вводить в "состав рубленых мясных полуфабрикатов в количестве 10-15%.

8. Разработана рецептура и технологическая схема новых видов замороженных рубленых полуфабрикатов с использованием СБЖП.