CC BY
1
УДК 637.5:347.771 DOI: 10.21323/2071-2499-2018-2-53-55 Ил. 1. Библ. 7.
интеллектуальная собственность
для мясной промышленности
Трифонов М.В., канд. техн. наук ФНЦ пищевых систем им. В.М. Горбатова
Ключевые слова: патенты, изобретения, полезные модели, технологии, рецептуры, программы для ЭВМ
Реферат
Статья отражает инновации, созданные ФГБНУ «ФНЦ пищевых систем им. В.М. Горбатова» РАН для мясной отрасли. Так же имеются описания наиболее интересных патентов и программ для ЭВМ, полученных за 2016-2018 годы.
iNTELLEGTuAL property FOR
THE MEAT iNDUSTRY
Trifonov M.V.
Gorbatov Research Center for Food Systems
Key words: patents, inventions, utility models, technologies, formulations, computer programs
Summary
The article reflects the innovations created by V.M. Gorbatov Federal Research Center for Food Systems of RAS for the meat industry. There are also descriptions of the most interesting patents and computer programs, received for 2016-2018 years.
ФГБНУ «ФНЦ пищевых систем им. В.М. Горбатова» РАН ведущий научно-исследовательский центр пищевой промышленности Российской Федерации. Традиционно в деятельности центра тесно переплетаются фундаментальные и прикладные исследования, что позволяет решать не только теоретические задачи, но и находить оптимальные пути решения проблем, стоящих перед каждым производителем пищевых продуктов. За последние 2 года Федеральный научный центр создал объекты интеллектуальной собственности полезные для мясной промышленности.
Один из таких объектов - способ оценки качества шпика. Это техническое решение позволяет определить его технологическую пригодность для производства мясных изделий, требующих нагрев до температур в диапазоне от 60 до 80 °С. Согласно этому способу оценку качества шпика начинают с его нарезки до размера сторон кусочков от 2 до 15 мм. Эта процедура необходима для увеличения площади поверхности шпика и дальнейшего быстрого равномерного прогрева кусочков в водной среде. Так же размер кусочков шпика в целом соответствует размерам, обычно используемым в производстве мясных продуктов, где требуется их нагрев до диапазона температур от 60 до 80 °С. Затем шпик помещается в водную среду, где его нагревают до температур от 60 до 80 °С. Именно до этих температур происходит нагрев мясной продукции, в которой встречаются такие виды брака, как бульонно-жировые оттеки, оплавленный шпик на разрезе вследствие использования технологически непригодного шпика и регламентируемого температурного воздействия. Затем с помощью сита отделяют влагу и вытопленный жир.
Следующая необходимая операция - сушка, которая необходима для выпаривания остатков влаги и удаления отделившегося жира с поверхности термически обработанных кусочков шпика.
Температура сушки от 15 °С до 23 °С с продолжительностью процесса от 7 до 20 минут, что обеспечивает максимально быстрый процесс выпаривания влаги и стекания остатков жира. Затем определяют изменение массы шпика после сушки в сравнении с массой шпика помещенной в емкость с водой, после чего потерю массы соотносят со шкалой технологической пригодности шпика.
При дифференциации образцов шпика по технологической пригодности его использования в производстве мясных продуктов, нагреваемых в процессе термической обработки до диапазона температур 60-80 °С, была установлена шкала технологической пригодности: шпик пригоден для изготовления структурных колбас с потерей массы жира не более 10 г на 100 г шпика; недостаточно пригоден - от 10 г до 15 г на 100 г шпика; не пригоден - свыше 15 г на 100 г шпика. Экспериментальным путем было установлено, что при потере массы шпика более 10 г на 100 г шпика происходит выплавление жира, создающее вокруг кусочка шпика жировой отёк, ухудшающий адгезию и приводящий к выпадению кусочка шпика на срезе, а при потере массы шпика более 15 г на 100 г шпика наблюдается наравне с ухудшением адгезии также полное плавление кусочков шпика и их размазывание на срезе.
Указанным методом оценки качества шпика был достигнут результат, заключающийся в снижении и/или устранении дефектов шпика на срезе колбас, нагреваемых в процессе термической обработки до диапазона температур 60-80 °С. У образцов колбасных изделий, где использовался шпик, прошедший оценку качества заявляемым методом, не встречались дефекты шпика, выражающихся в виде оплавленных, потерявших форму, выпадающих и размазывающихся кусочков по сравнению с колбасами, изготовленными со шпиком, прошедшем оценку качества другими методами.
Еще одно техническое решение - ги-дролизат для обогащения мясных функциональных продуктов и способ его производства. Это решение направлено на получение гидролизата с высокой концентрацией целевых биологически активных веществ, обладающих ткане-специфическим действием, оказывающих стимулирующее влияние на регенераторные процессы слизистой оболочки желудка, предназначенного для обогащения продуктов питания.
Для приготовления гидролизата используется сычуг КРС, так как этот субпродукт содержит высокую концентрацию биологически активных веществ заданного спектра действия. При производстве осуществляют предварительное замораживание сычуга КРС от минус 5 °С до минус 20 °С и последующее размораживание, что увеличивает концентрацию биологически активных веществ заданного спектра действия за счет образования кристаллов льда в сычуге с деструкцией волокон и образования дополнительного количества биологически активных веществ заданного спектра действия. Сырье измельчают с выходным диаметром решетки измельчителя 2-50 мм, что оптимально для дальнейшей бланшировки. В измельченное сычужное сырье добавляют от 0,5 до 10 частей раствора хлорида натрия с концентрацией от 0,1 % до 1,0 %. Затем смесь нагревают до температуры от 50 °С до 90 °С с последующей выдержкой от 1 до 60 минут, что необходимо для модификации структуры белковых молекул без разрушения ковалентных связей посредством тепловой денатурации. Нагретую массу измельчают до пюреобраз-ного состояния для придания однородной консистенции смеси и повышения эффективности дальнейшего гидролиза.
В гомогенную смесь добавляют обезжиренную поджелудочную железу свиней в количестве 0,5-10% к массе сырья, что необходимо для повышения эффективности гидролиза с получением
низкомолекулярных пептидов, обладающих тканеспецифическим действием. Дальнейший нагрев до температуры от 30 °С до 70 °С с выдержкой 1-24 часа необходим для осуществления гидролиза. По окончании процесса гидролиза реакционную смесь прогревают до температуры 70-95 °С в течение 10-40 мин.
Указанным методом производства гидролизата был достигнут результат, заключающийся в увеличении в готовом продукте количества целевых низкомолекулярных белковых фракций в 1,5 раза по сравнению с экстрактом, полученным в результате экстракции сычуга.
Проведенные эксперименты на животных с моделью аспиринового повреждения слизистой оболочки желудка (СОЖ) показали, что употребление тканей сычуга, содержащих тканеспецифические вещества (до 12 кДа), привело к нормализации содержания лейкоцитов, лимфоцитов, гранулоцитов и моноцитов, что косвенно свидетельствует о восстановлении состояния животных после перенесенного заболевания. Исследование внутренних органов животных показало, что слизистая и подслизистая оболочка желудка - складчатая, явления отечности, гиперемии отсутствовали, каких-либо изменений слизистой, покровного и железистого эпителиев не отмечалось.
В результате проведенных исследований показано, что тканеспецифические вещества сычуга оказывают терапевтическое действие на организм животных при моделировании аспиринового повреждения СОЖ, обладают хорошей противоязвенной и гастрозащитной активностью при воздействиях химических повреждающих агентов на СОЖ. Дополнительным фактором является усиление местного синтеза простагландинов, способных улучшать микроциркуляцию в слизистой оболочке желудочно-кишечного тракта.
ФНЦ пищевых систем им. В.М. Горбатова создал патент на средство антимикробной защиты мясной продукции, не имеющее противопоказаний при употреблении в пищу и обеспечивающее получение продукции, предназначенной для широкого круга возможных потребителей. Техническим результатом изобретения является повышение безопасности средства антимикробной защиты для здоровья человека, упрощение антимикробной обработки мясных продуктов с его помощью, а также расширение круга потребителей за счет устранения противопоказаний при употреблении продукции, прошедшей антимикробную обработку.
Указанный результат достигается средством антимикробной защиты мясной продукции, содержащим пищевые до-
бавки, обладающие свойствами консервантов. В его состав входит сорбат калия, лактат натрия, ацетат натрия или диаце-тат натрия и глицерин пищевой. Сорбат калия (Е 202) - калиевая соль сорбино-вой кислоты является природным консервантом. Сорбат калия разрешен к употреблению в пищевой промышленности практически во всех странах мира. Широко применяется при консервировании пищевых продуктов, поскольку способен тормозить развитие микроорганизмов -плесневых грибов, дрожжей и аэро-фильных бактерий. При его растворении происходит высвобождение сорбиновой кислоты, которая является действующим веществом. Содержание его в смеси обеспечивает эффективное антимикробное действие на мясные продукты. Лактат натрия (E325) - натриевая соль молочной кислоты, пищевая добавка группы антиоксидантов, разрешен к применению в пищевой промышленности нормативными документами РФ и пятью международными стандартами на пищевые продукты (Codex Alimentarius). Действует как влагоудерживающий агент, эмульгирующая соль, синергист антиоксидантов, проявляет себя как антибактериальное средство благодаря ингибированию процессов гниения и развития патогенных бактерий и способствует увеличению продолжительности хранения продуктов. В организме человека лактат натрия естественным образом вырабатывается микрофлорой кишечника. Ограничения по потреблению только для грудных детей и в случае непереносимости лактозы. Наличие его в смеси совместно с сор-батом калия усиливает антимикробное действие на мясные продукты.
Ацетат натрия или диацетат натрия относятся к группе искусственных консервантов. По химическому составу представляют собой натриевые соли уксусной кислоты. Имеют выраженные бактерицидные свойства. Пищевой консервант Е 262 хорошо усваивается организмом. Ацетаты натрия признаны абсолютно безопасными. В смеси обеспечивается эффективное антимикробное действие на мясные продукты. Пищевой глицерин в смеси необходим для обеспечения адгезии компонентов смеси с поверхностью обрабатываемых мясных продуктов.
Полученные смеси могут реализоваться как в сухом виде, так и в гидратирован-ном состоянии. Перед технологическим применением сухих смесей их предварительно гидратируют. Гидратированное средство может распыляться на поверхность продуктов. Обработку поверхностей продуктов осуществляют также путем погружения продуктов в раствор с последу-
ющей выдержкой для стекания излишков жидкости и подсушиванием, но в этом случае возрастает расход предлагаемого средства, и применима такая обработка для небольших партий продукции.
Эксперименты подтверждают существенное увеличение сроков годности мясных продуктов, например, срок годности вареной колбасной продукции в проницаемой оболочке (натуральной, белковой) возрастает с 72 до 96 часов, варено-копченой увеличивается на 3 суток. Существенным результатом является отсутствие к концу срока годности на поверхности мясной продукции, обработанной средством, условно патогенной микрофлоры, что доказывает эффективность разработанного средства.
Существенным результатом является сохранение стабильных качественных и количественных микробиологических характеристик мясной продукции, обработанной данным раствором: в течении 14 суток по КМАФАнМ и по КОЕ плесеней, по КОЕ дрожжей стабильные показатели сохранялись в течение 11 суток, по КОЕ молочнокислых микроорганизмов в течение 6 суток. В течение всего срока проведения эксперимента в обработанной продукции не были обнаружены сальмонеллы, листерии и S. aureus.
Таким образом, предлагаемое средство является безвредным для организма человека при использовании его для обработки поверхности мясных продуктов, поскольку содержит безопасные пищевые добавки. Кроме того, учитывая их низкое содержание в растворе, очевидно, что с обработанным продуктом человек может получить несущественное количество (намного ниже действующих норм) веществ из предлагаемого антимикробного средства.
Центром было создано устройство для гидролиза водных растворов биополимеров. Это техническое решение относится к биотехнологии и может быть использовано в медицине, пищевой промышленности и сельском хозяйстве. Для гидролиза водных растворов белков существуют самые разнообразные установки. Но все они не позволяют получать растворы продукта с заданной степенью гидролиза и не обеспечивают достаточную степень конверсии из-за низкой эффективности гидродинамического перемешивания. Задачей предлагаемого технического решения является повышение эффективности работы устройства за счет интенсификации процесса в условиях пленочного испарения жидкости.
Решение поставленной задачи обеспечивается тем, что для гидролиза водных растворов биополимеров используется
все о мясе № 2 | 2018
устройство, включающее: реактор (стеклянная колба или металлический барабан с крышкой и днищем) - 1, вращающийся при помощи электромотора - 2, устройство для вакуумирования - 3. Реактор содержит трубчатый патрубок для ввода реагентов - 4, трубчатый патрубок - 5, для удаления продуктов - 6, а также устройство для подогрева - 7. Принципиальная схема предлагаемого устройства для гидролиза водных растворов биополимеров приведена на рисунке 1.
Рисунок 1 1
Устройство работает следующим образом. В реактор 1, обогреваемый при помощи устройства для обогрева 7 до необходимой температуры, подается смесь реагентов, представляющая собой раствор смеси биополимера (белков или полисахаридов, или жиров), фермента или кислоты через штуцер 5. Например, подают 1 % водный раствор белка с рН = 7,0, содержащий 0,01 % фермента пептидазы. При помощи электромотора 2 устанавливают необходимую скорость вращения реактора, например, 200 об/мин. Скорость вращения подбирают таким образом, чтобы при вращении образовывался равномерный пристеночный слой жидкости. При помощи устройства 3 из загруженного реактора откачивают воздух до остаточного давления 10-20 мм рт. ст., обеспечивающее равномерное испарение влаги при вращении реактора. В режиме вращения реактора при заданной температуре, вакуумировании и умеренном пленочном кипении жидкой фазы выдерживают смесь необходимое время, которое устанавливают по контролю за степенью гидролиза продукта, периодически отбирая пробы через патрубок 4. Через штуцер 5, нижний конец которого расположен в непосредственной близости от вращающейся стенки реактора, осуществляют отбор продукта и по необходимости отбор проб. Например, степень гидролиза белка 60 %, реализуемая в условиях пат. ^163602 и1 достигается за 4 часа, по условиям пат. ^167833 и1 -за 3 часа, в заявляемом устройстве 60% конверсия достигается за 1-1,5 часа.
Была разработана программа для ЭВМ «Конструктор рецептур». Программа позволяет получать данные по пищевой ценности колбасных изделий. Эти данные представляют собой сведения с фиксированными рецептурами, соответствующими требованиям стандартов, и расширенными рецептурами по техническим условиям и технологическим инструкциям, дающими возможность рассчитать рецептуру продукта при свободном выборе ингредиентов. Компьютерная система также позволяет скорректировать и оптимизировать продукты питания по различным критериям, структурировать полученное множество альтернатив и установить оптимальный вариант продукта заданного качества, состава и свойств.
Еще одна программа для ЭВМ -«Программа по сбору и статистической обработке сенсорных данных». Эта программа создана для анализа результатов дегустационной оценки образцов мясной продукции. Функциональными возможностями программы являются: оценка дегустаторами дескрипторов в образцах мясных продуктов по шкале различного типа; объединение полученных результатов оценки дегустаторов в массивы данных по образцам, дескрипторам или дегустаторам для последующего статистического анализа; определение общей согласованности дегустационной комиссии по всем оценкам дескрипторов всех образцов; анализ
результатов каждого дегустатора при согласованной и несогласованной оценке дескрипторов; создание сенсорных профилей в виде графиков; сравнение полученных результатов и построенных сенсорных профилей друг с другом или с эталонным образцом.
«Компьютерная программа по статистической обработке экспериментальных данных» создана для обработки и анализа результатов в исследованиях технологических экспериментов. Позволяет интенсифицировать труд научного исследователя, сократить сроки и затраты на технологические эксперименты, повысить достоверность выводов по результатам исследований. В возможности программы входит однофакторный дисперсионный анализ; двухфакторный дисперсионный анализ без повторений; корреляционный анализ; регрессионный анализ (простая линейная зависимость; множественная линейная регрессия; нелинейная зависимость: гиперболическая, степенная, показательная, экспоненциальная, логарифмическая и параболическая регрессии), статистический анализ результатов технологического эксперимента, проверка точности оценок параметров и работоспособности полученных моделей.
© контакты:
Трифонов Михаил Валерьевич а m.trifonov@fncps.ru
список литературы: REFERENCES:
1. Патент № 2629262 РФ. Способ оценки качества Patent № 2629262 RF. Sposob otsenki kachestva shpika шпика / А.А. Семенова, К.И. Спиридонов; опубл. [Method of assessing the quality of pork fat] / A.A. Semeno-28.08.2017, Бюл. № 25. va, K.I. Spiridonov; opubl. 28.08.2017, Byul. № 25.
2. Патент № 2630498 РФ. Гидролизат для обогащения Patent № 2630498 RF. Gidrolizat dlya obogashcheniya мясных функциональных продуктов и способ его myasnykh funktsional'nykh produktov i sposob yego proiz-производства / О.К. Деревицкая, М.А. Асланова; vodstva [Hydrolysate for enrichment of meat functional опубл. 11.09.2017, Бюл. № 26. products and method of its production] / O.K. Derevitska-
ya, M.A. Aslanova; opubl. 11.09.2017, Byul. № 26.
3. Патент № 128878 РФ. Устройство для гидролиза Patent № 128878 RF. Ustroystvo dlya gidroliza vodnykh водных растворов биополимеров / А.Н. Иванкин, rastvorov biopolime-rov [Device for hydrolysis of aqueous Н.Л. Вострикова, А.В. Куликовский, А.Б. Лисицын; solutions of biopolymers] / A.N. Ivankin, N.L. Vostrikova, опубл. 01.02.2018, Бюл. № 4. A.V. Kulikovskiy, A.B. Lisitsyn; opubl. 01.02.2018, Byul. № 4.
4. Патент № 2638185 РФ. Средство антимикробной защиты мясной продукции / Ю.Г. Костенко, А.Б. Лисицын, Л.А. Текутьева, А.Б. Подволоцкая, О.М. Сон; опубл. 12.12.2017, Бюл. № 35.
Patent № 2638185 RF. Sredstvo antimikrobnoy zashchity myasnoy produktsii [Antimicrobial protection of meat products] / Yu.G. Kostenko, A.B. Lisitsyn, L.A. Tekutyeva, A.B. Podvolotskaya, O.M. Son; opubl. 12.12.2017, Byul. № 35.
5. Конструктор рецептур / М.А. Никитина, А.Б. Ли- Konstruktor retseptur / M.A. Nikitina, A.B. Lisitsyn,
сицын, А.Н. Захаров, Е.Б. Сусь, В.В. Насонова // A.N. Zakharov, Ye.B. Sus', V.V. Nasonova [Recipe Build-
Свидетельство о регистрации программы для ЭВМ er] // Svidetel'stvo o registratsii programmy dlya EVM
№ 2016616925 от 20.07.2016. № 2016616925 ot 20.07.2016.
Программа по сбору и статистической обработке сенсорных данных / М.А. Никитина, А.Б. Лисицын, Т.Г. Кузнецова, А.А. Лазарев, А.Н. Захаров // Свидетельство о регистрации программы для ЭВМ № 2017663406 от 01.12.2017.
Programma po sboru i statisticheskoy obrabotke sensornykh dannykh [Program for the collection and statistical processing of sensory data] / M.A. Niki-tina, A.B. Lisitsyn, T.G. Kuznetso-va, A.A. Lazarev, A.N. Zakharov // Svidetel'stvo o registratsii programmy dlya EVM № 2017663406 ot 01.12.2017.
7. Компьютерная программа по статистической обра- Komp'yuternaya programma po statisticheskoy obrabotke ботке экспериментальных данных / М.А. Никитина, eksperimental'nykh dan-nykh [Computer program for sta-А.Б. Лисицын, А.Н. Захаров, В.В. Насонова, Е.К. Туни- tistical processing of experimental data] / M.A. Nikitina, ева // Свидетельство о регистрации программы для A.B. Lisitsyn, A.N. Zakharov, V.V. Nasonova, Ye.K. Tuni-ЭВМ № 2017663406 от 19.12.2017. yeva // Svidetel'stvo o registratsii programmy dlya EVM
№ 2017663406 ot 19.12.2017.
