автореферат диссертации по технологии продовольственных продуктов, 05.18.13, диссертация на тему:Технология консервов из говядины различных возрастных групп животных с использованием диоксида углерода

1

На правах рукописи

КОРОБИЦЫН Владимир Сергеевич /^^ОТ

ТЕХНОЛОГИЯ КОНСЕРВОВ ИЗ ГОВЯДИНЫ РАЗЛИЧНЫХ ВОЗРАСТНЫХ ГРУШ! ЖИВОТНЫХ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ДИОКСИДА УГЛЕРОДА

05.18.13 - технология консервированных пищевых продуктов

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Краснодар 1998

Работа выполнена в Кубанском государственном технологическом университете и Краснодарском научно-исследовательском институте хранения и переработки сельскохозяйственной продукции

Научные руководители: - доктор технических наук,

профессор Г. И. Касьянов - доктор сельскохозяйственных наук, профессор С. М. Дьяков Научный консультант: - кандидат технических наук,

доцент М. В. Ушаков

Официальные оппоненты: - доктор технических наук,

профессор Л. В. Антипова - кандидат технических наук, старший научный сотрудник Е. П. Ляшенко

Ведущая организация - промышленно-торговая компания "Кубаньмясо"

Защита состоится "27я октября 1998 г. в 13ю час. На заседании диссертационного Совета К 063.40.08. при Кубанском государственном технологическом университете по адресу: 350072, Краснодар, ул. Московская, 2, корп. А, конференцзал университета.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университета. Отзывы на автореферат, заверенные печатью учреждения, просим направлять в адрес диссертационного Совета. Автореферат разослан 25 сентября 1998 г.

Ученый секретарь диссертационного Совета,

j

кандидат технических наук, доцент i. Б. Фрампольская

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Результата последних исследований в области диетологии и физиологии питания выдвигают в число актуальных проблему разработки продуктов со сбалансированным химическим составом, высокой пищевой и биологической ценностью.

Разбалансированнссть продуктов питания по основным компонентам приводит к излишней массе и преждевременному старешпо организма человека. Поэтому актуальность данной проблемы носит глобальный херактер и не ограничивается только задачей устранения дефицита пищевых продуктов. Она затрагивает и все больше охватывает ведущие в экономическом отношении страны, так как многие болезни вызваны в первую очередь разбаланенрованиым и нерациональным питанием. В этой связи рпзраоопса новых продуктов питания с применением растительного сырья привлекает внимание многих ученых пищевой промышленности. Перспективным также внднтся создание комбинированных мясорастителышх шнцевых продуктов с применением нетрадиционных видов сырья растительного происхождения.

Одним из массовых источников белка растительного происхождения являются зернобобовые культуры, протеины которых по питательной ценности близки к белкам животного происхождения. В условиях засушливого и жаркого климата хорошо зарекомендовал себя представитель семейства бобовых нут, выращиваемый в Волгоградской области на площади более 5 тыс. га.

Зерно нута содержит 30% белка, 7% жира, 48-56% безазотистых экстрактивных веществ, до 5% клетчатки н ряд витаминов. Белок нуга характеризуется высокой полноценностью по аминокислотному составу, по содержанию лимитирующей аминокислоты лизина близок к животным белкам. Липиды содержат линолевую и линоленовую кислоты, которые необходимы человеку для осуществления ростовых процессов и различных физиологических функций. По химическому составу, биологической ценности и перевариваемости нут практически не уступает зернобобовой культуре сое.

Тема диссертационной работы соответствует Международной научно-техшгческой программе "Биологическая безопасность и лечебно-профилактическое питание" и тематическому плану инициативных комплексных

-г\ г'; ', ■■

научно-исследовательских работ кафедр КубГТУ, финансируемых по § 47 госбюджета, на 1996 - 2000 гг.

Цель и задачи исследования. Цель работы - разработка рецептур и технологии производства многокомпонентных консервов со сбалансированным аминокислотным, витаминным и минеральным составом. Для достижения поставленной цели предусматривалось решение следующих задач: обобщить имеющийся зарубежный и отечественный опыт, в области проектирования рецептур пищевых продуктов со сбалансированным химическим составом;_на основе анализа физиологической потребности организма в пищевых веществах и энергии разработать рецептурные требования к сбалансированному по составу пищевому продукту; дать сравнительную характеристику пищевой и биологической ценности говядины различных возрастных групп животных; разработать технологические приемы обработки говядины с целью улучшения ее усвояемости и органолептических показателей качества; используя методы математического моделирования и планирования эксперимента разработать рецептуру и технологию производства нового вида консервов; обобщить имеющийся зарубежный и отечественный опыт в области получения и применения С02 - экстрактов в консервной промышленности; разработать ТУ и ТИ на новые виды консервов.

Научная новизна. Получены, проанализированы и систематизированы данные по пищевой и биологической ценности говядины различных возрастных групп животных.

Разработаны научные аспекты обработки мяса под давлением в среде газообразного СОг с целью улучшения его пищевой и биологической ценности

С помощью инструментальных методов анализа подтверждено улучшение усвояемости и технологических характеристик мяса обработанного в среде С02. По степени накопления биомассы тест-микроорганизмом - Теи-аЬутепа Рупймпиз V/ установлено повышение усвояемости консервов с заданным химическим составом по сравнению с консервами аналогичного названия, изготовленными по традиционной рецептуре.

Практическая ценность работы и реализация результатов.: • Разработан состав и рецептура многокомпонентного консервированного продукта, адекватного по своему химическому составу

физиологическим потребностям выбранной категории населения: Консервы мясорастителыше "Ассорти" (ТУ № 9217 - 048 -04801346-98 )

• Подготовлены и переданы промышленности рекомендации по использованию нового метода обработки мясного сырья под давлением в среде газообразного С02 в целях улучшения его технологических и органолептических показателей качества;

Апробация работы Основные положения, изложенные в работе, докладывались на Второй межрегиональной научно-практической конференции "Пищевая промышленность 2000" (г. Казань, 1998 г.), на Всероссийской студенческой научней конференции "Студенты России - пищевой промышленности XXI века" (г. Краснодар, 1998 г.).

Публикации. По теме диссертационной работа опубликовано 10 работ.

Струг-гута и объем работы. Диссертационная ргбота состоит из введения, 4 основных глаз, выводов, списка использованной литературы и приложений.

Работа изложена на 149 стр. машинописного текста, включает 17 таблиц и 15 рисунков. В списке литературы 144 источника, из них 64 -зарубежных авторов.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении дано обоснование актуальности темы, сформулирована цель исследований.

В первой главе "Аналитический обзор патентно-информационной литературы" обобщен накопленный опыт исследований в области оценки качества мясного сырья, полученного от различных конгаигентов крупного рогатого скота и обоснована необходимость проведения исследований для оцени! качества говядины, полученной от различных возрастных групп животных. Обобщен накопленный материал в области совершенствования новых технологий проектирования и производства сбалансированных падевых продуктов на мясной основе. Показана техническая возможность извлечения ценных компонентов из растительного сырья для обогащения и стабилизации' состава консервов.

Во второй главе "Методология, контроль качества, методы и техника проведения исследований" дано описание методах определения качественного

состава мясного сырья, растительных добавок и готовой продукции. Описан метод математического планирования эксперимента Бокса-Хантера и обработка экспериментальных данных по программе "Statistica " фирмы Microsoft. -

В третьей главе "Разработка технологии консервов из говядины от животных различных возрастных групп и многокомпонентных консервов на мясной основе" приведена, разработанная с участием автора технология обработки мяса под давлением в среде газообразного СОг; показано влияние технологических режимов обработки на влагоудерживающую способность и нежность мяса. Похазан процесс конструирования сбалансированных продуктов питания на мясной основе.

В четвертой главе приведен химический состав, физико-химические показатели и свойства новых видов консервов на мясной основе.

Далее сделаны выводы и предложения, приведен список использованной литературы и даны приложения в виде ТУ и ТИ на производство консервов.

ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

В качестве объектов исследований использовалось мясо бычков красной степной породы высшей упитанности в возрасте 2-х лет и мясо выбракованных из стада коров той же породы в возрасте 6-9 лет.

Экспериментальные исследования проводили в условиях Исследовательского центра АОЗТ мясокомбинат "Тихорецкий", Краснодарского научно-исследовательского института хранения и переработки сельхозпродукции, Северокавказского научно-исследовательского института животноводства, кафедры технологии консервирования и кафедры мясных и рыбных продуктов КубГТУ.

Выражаем искреннюю благодарность сотрудникам перечисленных организаций за помощь и консультации при выполнении диссертационной работы.

Производственную апробацию технологий проводили на базе АОЗТ мясокомбинат "Тихорецкий". Экспериментальные работы выполняли в соответствии с разработанной схемой (рис. 1). Цифрам*; обозначены методы исследований качественных Показателей сырья и опытных консервов.

1-4 - содфжание влага, белка, жира, золы (по общепринятым методикам); 5 - рН мяса (потенциометрическим методом); 7 - долю связанной влаги (по методу Грау и Хамма в модификации В. П. Воловинской и Б. И. Кельман); 8 -аминокислотный состав ( на аминокислотном анализаторе Бкотроннк ЬС-5000); 9- содержание триптофана и оксипролина (по общепринятым методикам, опубликованным в книге Н. К. Журавской и др. (1985)); 10- содержание коллагена (по методике Л. В. Антиповой); 11- содержание

хлороргапических пестицидов (а и х изомеров ГХЦГ и сумма метаболитов ДДТ) методом газо-жидкостной хроматографии (по методике Клисенко, 1971); 12-содержание свинца и кадмия (методом инверсионной Ео.гламперометрил); 14-содержанне витаминов группы В - по общепринятым методакам (И. М. Скурихин, 1984, Е. А. Нестеров, 1967); 15- содержание витаминов А и Е ( по методикам, рекомендованным Институтом питания РАМН); 17 - содержание нитрата натрия - по ГОСТ 8558.2-78; 18 - органолепгкческие показатели (внешний вид, цвет; запах, вкус - по ГОСТ - 8756-1.79); 19 - упруго-эластические свойства мяса - на тензометрическом комплексе кафедры пищевкусовых продуктов КубПУ в соответствии с инструкцией к прибору; 20- биологическую ценность и усвояемость продукта - с помощью комплексного показателя качества посредством обобщенной функции желательности Харрингтона, а также методом оценки наращивания биомассы биотестером Те(гаЬугаепа РупЛзгш!5 V,'; 21- белковый качественный показатель по отношению триптофана к оксипролину; 22 - математическая обработка экспериментальных данных и математическое планирование эксперимента с использованием методов математической статистики,' ротатабельных планов второго порядка Бокса-Хантера и обобщенной функции желательности Харрт:гтона; 23 -продолжительность обработки мяса под давлением в среде С02 - с помощью часов различных марок; 24 - величины давления при обработке в среде СОг - с помощью манометра; 25 - обработка в среде С02 - на установке лаборатории экстракции КНИИХП; 26 - микробиологические показатели (по ГОСТ 10444.185, ГОСТ 10444.5-85, ГОСТ 10444.6 - 85, ГОСТ 10444.15-76).

Рис. 1. Схема проведения эксперимента

I

\Г

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ Первым этапом исследования было выяснение и сопоставления количественных характеристик качества мяса крупного рогатого скота различных возрастных трупп животных с целью выяснения различий в технологических характеристиках мяса, его пищевой и биологической ценности. Исследовалось мясо 2-х групп животных - бычков красной степной породы высшей упитанности в возрасте 1,5 - 2-х лет и коров в возрасте 6-9 лет. Анализу подвергали среднюю пробу туши, для чего обваливали и измельчали отруб между 9 и 11 позвонками.

Общий химический состав мяса в % первой группы аснвотных (бычки) и второй группы животных (коровы) приведен в таблице 1.

Таблица 1 .Химический состав мяса I и П групп животных

№ группы Содержание в %

Влага Белок Жир Зола

I 74,2 19,4 5,13 1,0

П 68,7 18,9 11^ 1,1

Общий химический состав дает только приближенное представление о биологической ценности мяса. Достоверные различия наблюдаются лишь в содержании жира. Для выяснения различий исследован глубокий химический состав мяса, т.е. содержание аминокислот. Это позволило оценить и сопоставить мясо различных групп животных и сделать выводы относительно его сравнительной биологической ценности. С этой целью на аминокислотном анализаторе был проведен анализ аминокислотного состава средней пробы туши животных. В таблице 2 приведен аминокислотный состав мяса подопытных групп животных.

Для того чтобы сделать вывод относительно биологической ценности мяса, необходимо привести ряд обобщенных показателей ее характеризующих Количественным выражением биологической ценности мяса являются такие показатели, как отношение суммы незаменимых аминокислот к общему азоту и белковый качественный показатель (отношение триптофана к оксипролину).

По белковому качественному показателю судят о соотношении полноценных и неполноценных белков. Показателем полноценных белков является триптофан, отсутствующий в коллагене и эластине, неполноценных белков - оксипролин. Биологическая ценность мяса представлена в таблице 3

Таблица 2 Содержание аминокислот в средней пробе туши (г. в 100 г.

натурального мяса).

№ Названия Группы животных

п/п аминокислот

I П

1 Лизан 2,04 1,94

2 Гистидин 1,01 0,97

3 Аргинин 1,3 1,22

4 Аспарапшовая кислота 2,72 2,47

5 Треонин 0,90 0,92

6 Серии 0,88 0,91

7 Глутаминовая кислота 3,29 3,31

8 Глицин 0,89 0,84

9 Алании 0,93 0,89

10 Валин 0,99 1,00

11 Метионин 0,49 0,53

12 Изолейцин 0,80 0,78

13 Лейцин 1,75 1,81

14 Тирозин 0,77 0,76

15 Фенилаланин 0,87 0,87

16 Триптофан 0,29 0,28

17 Оксипролин 0,049 0,060

Таблица 3 Биологическая ценность мяса различных групп животных

№ Наименование Группы животных

п/п показателя I П

1 Сумма незаменимых

аминокислот (мг/100 г. 9910 9860

натурального мяса)

2 Белковый качественный

показатель 5,92 4,66

Содержание коллагена является одним показателем, характеризующим качество мяса с точки зрения присутствия в нем соединительнотканных элементов. Средние данные по группам животных приведены в таблице 4.

Таблица 4 Содержание коллагена в средней пробе туши.

№ группы Содержание коллагена в % от протеина

I 2,11

П за

С целью выяснения возрастных особенностей накопления токсических веществ в шее были проанализированы околопочечный жир и мясо опытных животных на содержите хлорорганических пестицидов (ХОП).

Данные таблицы 5 свидетельствуют о том, что изучаемые токсические вещества в жире и мясе животных находились в пределах, допустимых санитарными требованиями. Тем не менее следует отметить некоторое увеличение содержания хлорорганических пестицидов и метаболитов ДДТ в мясе коров по сравнению с мясом бычков.

С целью выяснения количественного присутствия таких токсических элементов гак свинец и кадмий, был также проведен ряд анализов методом инверсионной вольтамперометрии. Результаты представлены в таблице б.

Содержание токсичных элементов находятся в пределах корчил. Однако снова прослеживается тенденция к накоплению их с возрастом.

Таблица 5 Содержание хлорорганических пестицидов и метаболитов ДЦТ в мясе сопоставляемых групп животных, мг/кг ткани.

№п/п Наименование Группы животных

I П

1 ХОП в жире 0,0058 0,0091

2 Метаболиты ДЦТ в жире 0,0167.. 0,0256

3 ХОП в мясе 0,00156 0,00131 .

4 Метаболиты ДДТ в мясе 0,0021 0,0025

Таблица 6 Содержание свинца и кадмия в мясе различных групп животных мг/кг

№п/п Наименование Группы животных

I П

1 Содержание свинца 0,075 0,16

2 Содержание кадмия ' 0,03 0,05

Для целостности картины сопоставления качества мяса были исследованы такие технологические показатели качества мяса как рН и водосвязывающая способность. Концентрация водородных ионов дает

представление о процессах, происходящих в мясе после убоя животного, и позволяет определить пригодность его для приготовления тех или иных видов продуктов. Данные, характеризующие соотношение технологических показателей качества мяса представлены в таблице 7.

Таблица 7 Технологические свойства мяса

№ Наименование Группы животных

п/п показателя I II

1 Влагоудерживающая способность(\У)% 60 55

2 рН 6,12 5,27

Приведенные данные свидетельствуют о безусловном различии в качественных характеристиках мяса полученного от бычков и короа. Так

жесткость мяса коров значительно выше, что обусловлено большей долей коллагена в белке мяса и подтверждается данными таблицы 4. Белковый качественный показатель мяса коров ниже и по технологическим параметрам (рН, ВУС) качество мяса коров оказалось ниже в сравнении с мясом бычков.

В дальнейшем была произведена выработка опытных образцов консервов из говядины первой и второй групп животных по стандартной технологической инструкции "Говядина тушеная" высшего сорта. Анализ химического состава показал аналогичную закономерность в качественных характеристиках. По биологической ценности, консервы выработанные из шса молодых животных оказались более высокого качества. Результаты анализа представлены в

таблице 8

Таблица 8 Химический состав консервов "Говядина тушеная"

№ п/п Наименование компонента химического состава Ед. изм. Группы животных

I П

1 Белок г/100 г 16,6 16,1

2 Лизин г/100 г 1,77 1,65

3 Гистадин г/100 г 0,87 0,82

4 Аргинин г/100 г 1,13 1,04

5 Аспарпшовая кислота г/100 г 2,36 2,1

6 Треонин г/100 г 0,78 0,78

7 Серии г/100 г 0,76 0,78

8 Глугаминовая кислота г/100 г 2,84 2,8

9 Глицин г/100 г 0,77 0,72

10 Алании г/100 г 0,81 0,76

11 В алии г/100 г 0,86 0,85

12 Метаонин г/100 г 0,42 0,45

13 Изолейция г/100 г 0,69 0,66

14 Лейцин г/100 г 1,52 1,5

15 Тирозин г/100 г 0,67 0,65

16 Фенил аланин г/100 г 0,75 0,74

17 Триптофан г/100 г 0,25 0,23

18 Оксипролин г/100 г 0341 0,05

19 в6 мг/100 г 0,16 0,14

20 Ниашш мг/100 г 3.9 3,4

21 Рибофлавин мг/100 г 0,1 0,95

22 Тиамин мг/100 г 0,18 0,16

23 Вита?,(ин А мг/100 г Следы Следы

ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ СЖАТОГО С02 НА ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ МЯСА

В зарубежной литературе имеется ряд данных свидетельствующих о том, что обработка мяса под давлением (10-100 МПа) сокращает потери массы при последующей тепловой обработке и значительно увеличивает нежность мяса.

Изменения, происходящие в мышечной ткани под воздействием давления, обусловлены изменением свойств 2-х ее основных компонентов - белков и воды. Наиболее изучены свойства белков сократительной системы - актина, миозина и актомиозина по сравнению с изолированными структурными белками мышц.

Действие давления приводит к нарушению вторичных, третичных и четвертичных структур белковых молекул и в меньшей степени - первичной. Вторичные и третичные структуры белков в водной среде стабилизируются ионными и водородными связями, а также гидрофобными взаимодействиями. Разрушение ионных связей вызывает уменьшение объема из-за эффекта электрострикции, поэтому увеличение давления благоприятствует ионизации. Кроме того, с увеличением давления разрушаются гидрофобные связи, увеличивается содержание легко реагирующих групп БН. В целом эти факторы приводят к образованию большого числа заряженных груш к которым присоединяются молекулы воды.

Нами предложен и апробирован новый способ обработки мяса сжатым диоксидом углерода под давлением 3-5 МПа. Кроме перечисленных преимуществ этот способ позволяет снизить рН'мяса на 1,5-2,0 единицы. При смешении рН в кислую или щелочную сторону от изоэлекгрической точки, набухаемость коллагена резко увеличивается. Обрайенка лег млса в среде сжатого

СО2 приводит к насыщению мяса газом по всему объему. СОг взаимодействует с водой с образованием угольной кислоты которая, являясь нестойкой обратимо диссоциирует, но в целом приводит к смещению рН среды в кислую сторону.

Существует достоверная версия д.т.н. Л. В. Аятиповой о набухании белков при взаимодействии с | Н2СОз. Коллаген, например, имеет два взаимно противоположных по знаку заряда центра, вследствие чего в нем образуются стабилизирующие структуру солевые связи.

При действии нз коллаген угольной кислоты в нем возникает положительный избыточный заряд и структура коллагена разрыхляется за счет расширения .-фибрилл в полярных областях из-за отталкивания одноименно заряженных групп. В расширенную область поступает вода н происходит набухание. Это также приводит к увеличению нежности мяса, что подтвердилось в результате исследований. Набухший, разрыхленный коллаген становится более доступным пищеварительным ферментам, что очень важно в свете существующей на сегодняшний день в пищевой науке доктрине о необходимости пищевых волокон коллагена в рационах взрослых и детей. При этом экспериментально доказано повышение показателя чистого усвоения белков.

Характер изменения влагоудерживающей способности исследовался в интервале давления от 0,4 до 4,1 МПа и в интервале продолжительности процесса от 3 до 30 мин. В результате статистической обработки полученных данных найдено уравнение регрессии имеющее вид:

W=53,383-0,006Т-0,413Р+0,00112 +0,04ТР + 0Д53Р2 (1)

График отражающий зависимость (Р, 1) представлен на рисунке 2

Изменения нежности определялись посредством денсиметра Боргвальда и регистрировались как изменения степени деформации образцов при сжатии:

ДН = АН, - АН,, * 100%; (2)

- ДН„

где, ДН - изменение степени деформации, %

ДНК - деформация обработанного сжатым СОг образца, мм ДН„ - деформация образца до обработки, мм Уравнение регрессии, отражающее зависимость между нежностью мяса, продолжительностью обработки и давлением имеет вид:

ДН = 2,336-2,037Р-0,298Т+1,755Р2 +0,019РТ+0,019Т2 (3)

График, отражающий зависимость ДН = Г (Р, т) представлен на рисунке 3

30 БигГасе РЫ (А£.БТА Зу*1 Ос) 2=53,383+0,006*х+0,413*у+0,001*х*х+0,04*х*у+0,153*у*у

Рис. 2 Зависимость влагоудерживающей способности от величины давления и продолжительности процесса

30 Э^асе Р1(Л (СЕЗТКОСТ.вТА 3\Л10с) 2—7,744+4,112*х+0,178*у+1,444*х*х-0,054*х*у+0,008*у*у

Рис. 3. Зависимость нежности мяса от давления и продолжительности обработки.

При планировании экспериментов, с целью сокращения количества опытов использовался метод ротатабельных планов Бокса- Хантера. Обработка сжатым диоксидом углерода привела к увеличению влагоудерживающей способности ( с 55 до 62 %) и улучшению упругих свойств мяса (ДНыгх=35%).

КОНСТРУИРОВАНИЕ РЕЦЕПТУРЫ КОНСЕРВОВ.

Процессу создания новой рецептуры предшествовал анализ и систематизация физиологических норм потребности чсзсаека в пищевых веществах и энергии, что необходимо для постановки задачи проектнроззння продуктов с заданным химическим составом. Анализ проводится на основа данных Института питания РАМН. Результаты анализа представлены в таблице 8.

Таблица 8 Потребность организма взрослого человека в пищевых веществах.

Группа пищевых веществ Наименование пищевых веществ Потребность в сутки г.

Аминокислоты Валин 2,9

Изолейцин 2,4

Лейцин 4,2

Лизин 3,3

Метионин + цистин 2,1

Треонин 2,4

Триптофан 0,6

Фенил ал анин + тирозин 3,6

Сумма заменимых аминокислот 19

Витамины Тиамин (В,) 0,0017

Рибофлавин (В2) 0,002

Пиридоксин (В<) 0,002

Аскорбиновая кислота 0,07

Витамин А 1

Витамин Е 0,01

Ниацин 0,018

Жиры Животные жиры 73,5

Растительные жиры 31,5

Минеральные вещества Кальций 0,8

Фосфор ■ U

Железо 0,01

Задача выбора оптимальной рецептуры была решена посредством обобщенной функции желательности Харринггона D. Применение данного математического аппарата потребовало использования вычислительных возможностей ПЭВМ Pentium 200.

Посредством специально написанной программы было найдено оптимальное сочетание компонентов рецептуры соответствующее максимальному В.

п

п^ам^НГИдГ-, (4)

где Б - комплексный критерий желательности Харрингтона.

dl*d2,,,dз....dn - частные безразмерные функции желательности.

ё=ехр{-ехр(Ьо +1>1у); (5)

где, у - содержание данного конкретного элемента химического состава в

Ьо и Ь1 - безразмерные коэффициенты.

Проектирование проводилось с учетом потерь пищевых веществ в процессе тепловой обработки.

В результате расчета была найдена оптимальная рецептура при заданных

компонентах. Рецешура представлена в таблице 9. Таблица 9 Рецептурный состав консервов

№ Наименование компонента Содержание в

п/п консервах %

1 Говядина П категории 20

2 Нут 8

3 Морковь свежая 13

4 Лук 15

5 Баклажаны 27,6

6 Томаты 2

7 Перец болгарский 0,55

8 Томатная паста 30 % 2

9 Масло растительное 7

10 Жир свиной топленый 3

11 СОг - экстракт перца черного! 0,05

12 СО2 - экстракт перца красного' .0,05

13 Петрушка "0,15

14 Укроп 0,15

15 Соль 1

Обобщенный критерий желательности О для данной рецептуры равен 0,72, что соответствует оценке "хорошо" по шкале желательности.

Графический аналог мультипликативной модели представлен на рисунке 4.

с

1 2 3 4 5 в 7 в в 10 11 12 13 14 15 16 17 1В 19 20 21 22

Частные функции желательности d

Рис. 4 Комплексная моделысачества консервов.

D - обобщенный критерий качества; d|, d2,...d2i - частные функции желательности: di -валика, d2 -нзолейцина, ¿з-лейцина, (^-лизина, d$- метаонина и цистина суммарно, dt- треонина, dr триптофана, d8- фенилаланина и тирозина суммарно, ¿г животных жиров, d|0- растительного жира, du- тиамина (Bi), d12-рибофлавина (В2), du- пиридоксина (В6), dj4- аскорбиновой кислоты (витамина С), di5- витамина A, d16- витамина Е, dI7- ниацина, d«- кальция, dl9-фocфopa, d20-железа, d2)- заменимых аминокислот суммарно, d^ - D - комплексный критерий желательности.

Базовая технологическая схема производства консервов показана на рисунке 5.

Результаты анализа химического состава консервов на предмет содержания белка, жира и витаминов представлены в таблице 10. Из данных таблицы и графика видна адекватность состава консервов поставленной задаче проектирования. Комплексная модель оценки качества консервов приведена таюке на рисунке 6.

Была также проведена оценка усвояемости консервов посредством клеточной модели изучения веществ - биотестера Tetrahymena Pyriforrais W. Эта живая модель позволяет определять функциональные и структурные показатели комплексных продуктов. -

0.9

>х О 0,6

s

=r xt 0,7

X S

g» Б 0,6

■б- о 0.5 0,4

0 s 1 X л 5

о т а X ' п о ь (Я § M 0.3 0.2 0.1

COriccipwni перца крючке жгучего а черного горького

растительное мело

т

Мойка Gokok

Modal I МоЯха I i——-«---

_| ' j ' | Суша бано» [

|Петрушц —^ i^V'*1. I [Сцадсмиопграани ]

Рис. 5. Базовая технологическая схема производства консервов "Ассорти"

' 1 20!

Таблица 10. Химический и биохимический состав консервов

№ п/п Наименование компонента ед. изм. Содержание Содержание по рецептурным требованиям

1 Белок % 9,8 10,3

2 Жир % 15,1 18,4

3 Валин г/ЮОг 0,14 0,15 -*

4 Изолейцин г/100г 0,10 0,11

5 Лейцин г/100г 0,2 0,22

6 Лизин г/100г 0,155 0,17

7 Метионин + цистин г/100г 0,1 0,11

8 Треонин г/ЮОг 0,115 0,12

9 Триптофан г/100г 0,03 0,03

10 Фенилаланин + тирозин г/ЮОг 0,174 0,18

11 в, мг/100г 0,076 0,082

12 в2 мг/100г 0,093 0,1

13 Вб мг/100г 0.096 0,1

14 с мг/ЮОг 2,9 3,2

15 А мг/100г 0,42 0,5

16 Е мг/ЮОг 0,89 1

17 Ниацин мг/ЮОг 0,86 0,95

18 Кальций г/ЮОг 0,34 0,04

19 Фосфор г/ЮОг - 0,53 0,6

20 Железо г/ЮОг 0.42 . 0,5

21 Влага •- % 71,5 -

>2 О Я1 и X 5

■В- о

§ 5 = §

о ¡*>

я я * 0) О I

[в]

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21

Частныэ функции желательности с!

Рис. 6. Комплексная модель оценки качества консервов

Б - обобщенный критерий качества (0,69); - частные функции

желательности: ^ -белка, ¿2 -жира, <53-валина, (^-изолейцина, <35- лейцина, <36-ллзипа, d7- метионина и цистина суммарно, треошша, (39- триптофана, сЗ, 0-фешшаланина и тирозина суммарно, ¿п- Вь с112-В2, <313- В6, (^«-витамина С, витамина А, <1)6- витамина Е, £117- ниаципа, <3ц- кальция, с^-фосфора, <1;0-:хелеза.

Тетрахимена совмещает в себе свойства организма и клетки и по показателю количественной чувствительности к веществам (что является одним из общепринятых требований к объектам для биологической стандартизации), не уступает лейкоцитам человеческой крови, а иногда н превосходит их. По данным отечественных и зарубежных ученых сравнение данных полученных на тетрахименах с данными на теплокровных животных находится в корреетных пределах. Поэтому в опытах на тетрахименах можно получать довольно быстро ориентировочные данные, которые имеют самостоятельное и сравнительное значение.

Оценка усвояемости консервов производилась по скорости накопления биомассы организма на посевах консервов. Сопоставление опытных образцов консервов при этом проводилось с консервами обладающ:шн тем же набором ингредиентов, но находящихся в другом рецептурном соотношении (с более низким Б). О 2-х образцов для сравнения были равны 0,54 и 0,41 соответственно. Эксперимент был запланирован как двухфакторныГг' (зависимость от времени и от температуры). Результаты представлены на рисунках 7,8,9.

1

3D Surface Plot (NEW.STA 3v*1 Oc) z*-102,564+6.626*x+1,139*y-0,111 *x*x-0,004*x*y-{l,006'y'y

OS -0,660 1Ш 3,681 KS 8.021 C2J 12,361

□ 16,702

□ 21.042 GZ5 25,382 Ш 29,723 ЕГ5 34,063. ЕЭ 38,403" £23 above

Рис. 7. Зависимость накопления биологической массы тест-микроорганизма Tetrahymena Pyriformis W. от времени и от температуры при D = 0,41

3D Surface Plot (NEW.STA 3v*10c) 2=-1t6,11S+7,594*x+0,991*y-0,125V*-0,005*x*y-0,003yy

ЕЭ 0,157 E3 5,314 E3 10,471 a 15,628 CD 20,785 СП 25,943 31,100 E2 36,257 E-3 41,414 ES3 46,571 ESi iba.e

Рис. 8. Зависимость накопления биологической массы тест-микроорганизма Те!гаЬушеиа РупСогпш V. от времени и от температуры при В = 0,54

ЗОБиг1аееР1сии5УСиА,ЭТАЗ\Л10с) г=-65,702+4,882*х+0,854*у-0,С86*х*х-0,004'х^-0.001уу

ПЗ 6,364 ЕП 12,727 СЕЗ 19.0Э1 ЕГЗ 25.455

□ 31.818

□ 33,182 ЕЭ 44,545

50,909 Е2Э 57,273 СЗ 63,636 СГЗ аЬоув

Рис. 9. Зависимость накопления биологической массы тест-микроорганизма ТеЬ-аЬушепа РупСэгпш №. от времени и от температуры при В =

Из графиков вндно, что вариант со сбалансированной рецептурой обладает значительно большей усвояемостью нежели продукты с разбалансированным химическим составом. Цетральная дегустационная комиссия Краснодарского научно-исследовательского института хранения и переработки сельхозпродукции дала высокую оценку органолептическнм показателям консервов (приложение 3).

Экономические расчеты показывают, что годовой эффект от выработки 3 Муб новых видов консервов (по 1 Муб каждого вида) составляет 540 ООО руб.

1. На основе комплексных исследований состава и свойств говядины • различных возрастных групп животных дана сравнительная оценка мясного

0,69

ВЫВОДЫ

■ 24 ' '

сырья как основы для проектирования продуктов с заданным химическим составом. _

2. Теоретически и экспериментально обоснована целесообразность использования сжатого диоксида углерода (давление до 4 МПа) с целью повышения усвояемости и органолептических характеристик мяса, полученного от взрослых животных.

3. На основе анализа химического состава продуктов разработаны рецептурные требования к пищевому продукту с заданным химическим составом, адекватным потребностям конкретной категории населения.

4. С использованием компьютерных методов проектирования разработана рецептура многокомпонентных консервов с заданным химическим составом.

5. По результатам выполненных исследований разработана, согласована и утверждена нормативная документация на производство консервов: Консервы мясорастительные "Ассорти" (ТУ № 9217 - 048 - 04801346-98)

ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ ОПУБЛИКОВАНЫ СЛЕДУЮЩИЕ РАБОТЫ.

1. Исследование равновесных термодинамических условий газожидкостной экстракции основных экстрагируемых компонентов и оценка качества полученных С02 - экстрактов. /Г. И. Касьянов, В. Г. Шапошников, В. С. Коробицын и др. Краснодар.: КНИИХП, 1997 -39 С.

2. Коробицын В. С. Способ обработки мяса под давлением в среде диоксида углерода// В сб. трудов КНИИХП вып. 3, Современные технологии и оборудование для переработки и хранения сельскохозяйственной продукции, 1998,С.27

3. Коробицын В. С. Применение прогрессивных методов современной

I

математики для проектирования рецептур пищевых продуктов и оценка полученных результатов// В сб. трудов КНИИХП вып. 3, Современные

технологии и оборудование для переработки и хранения сельскохозяйственной продукции, 1998, С. 28-29

4. Охримеико А. Н., Коробицын В. С. Содержание коллагена в

говядине различных возрастных групп животных. // В сб. тез. докл. всероссийской студ. научи, конф. "Студента России - пищевой промышленности XXI века". - Краснодар.: КубГТУ,1998,С. 199

5. Г. И. Касьянов, В. Г. Шапошников, В. С. Коробицын. Использование экстракционных свойств жидкого диоксида углерода для извлечения ценных компонентов из растительного сырья., - Краснодар: КубГТУ, 1998.-38 с.

6. Г. И. Касьянов, В. С. Коробицын. Медико-биологические требования к производству мясорзстителышх консервов./ / В сб. тез. докл. Второй межрегнон. научно-практ. конф. "Пищевая промышленность 2000" Казань, 1998 - С. 37-38

7. В. В Лисицкий., В. С. Коробицын, А. В. Козмава. Использование сои в производстве мясоовощных консервов. / / В сб. тез. докл. Второй межрегион, научно-практ. конф. "Пищевая промышленность 2000", Казань, 1998 - С. 62 - 63

8. С. М. Дьяков, В. С. Коробицын. Мясо крупного рогатого скота различных возрастных и половых групп, как объект непрерывного изучения. // В сб. тез. дохл. Второй межрегион, научно-практ. конф. "Пищевая промышленность 2000", Казань, 1998 - С. 63-64

9. И. Г. Каракулиди, М. В. Логвинов, В. С. Коробицын. Технологический поток С02 - обработки.// В сб. тез. докл. Всероссийской студ. научн. конф. с. "Студенты России - пищевой промышленности XXI века". Краснодар: КубГТУ, 1998-С. 22-23

10. А. Н. Полищук, В. С. Коробицын. Новый вид сбалансированных консервов // В сб. тез. докл. Всероссийской студ. научн. конф.. "Студенты России - пищевой промышленности XXI века". Краснодар: КубГТУи1998 - С. 104 -105

Подписано в печать 18.09.98г.

Краснодар. Типография лубГТУ. Заказ 912. Тираж 100.