Научная статья на тему 'РАЦИОНАЛЬНОСТЬ РЕЖИМОВ СТЕРИЛИЗАЦИИ - ДЕТЕРМИНАНТ СТАБИЛЬНОСТИ КАЧЕСТВА МЯСНЫХ КУСКОВЫХ КОНСЕРВОВ'

РАЦИОНАЛЬНОСТЬ РЕЖИМОВ СТЕРИЛИЗАЦИИ - ДЕТЕРМИНАНТ СТАБИЛЬНОСТИ КАЧЕСТВА МЯСНЫХ КУСКОВЫХ КОНСЕРВОВ Текст научной статьи по специальности «Прочие технологии»

CC BY
183
30
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Журнал
Ползуновский вестник
ВАК
RSCI
Область наук
Ключевые слова
СТЕРИЛИЗАЦИЯ / РЕЖИМЫ / ЛЕТАЛЬНОСТЬ ПРОЦЕССА / БЕЗОПАСНОСТЬ / КАЧЕСТВО / ПОТРЕБИТЕЛЬСКАЯ УПАКОВКА / СОХРАННОСТЬ АМИНОКИСЛОТ / УСВОЯЕМОСТЬ ПРОДУКТА

Аннотация научной статьи по прочим технологиям, автор научной работы — Крылова Валентина Борисовна, Густова Татьяна Владимировна

Традиционной потребительской упаковкой мясных консервов является банка из жести или алюминия. В такой банке мясные кусковые консервы имеют сроки годности от трех до пяти лет, что важно для спецпотребителей страны. Промышленные режимы стерилизации научно обоснованы, в том числе с учетом минимальных деструктивных изменений основных веществ готового продукта, подтверждены многолетней практикой консервной отрасли, но достаточно жесткие. Рост производства и потребления пищевой упаковки из полимерных и комбинированных материалов существенно расширил номенклатуру потребительской упаковки для производства консервов, поставив задачу разработки более мягких режимов стерилизации. В работе представлен методический подход к обоснованию рациональных режимов стерилизации мясных кусковых консервов, изготовленных в пакетах из комбинированного материала. Расчетная требуемая летальность рациональных режимов стерилизации для мясных кусковых консервов должна быть не менее 10 условных минут, при этом промышленные режимы обеспечивают величину достигнутого стерилизующего эффекта, равную 16,4 условных минуты. Приведены результаты аналитических расчетов условно-рационального режимов тепловой обработки консервов с визуальным отражением динамик прогрева автоклава, продукта и величин F-эффекта. Режимы, прошедшие апробацию в лабораторных и промышленных условиях, показали микробиологическую безопасность консервов. Показана эффективность снижения тепловых нагрузок, обеспечивающих норму летальности в пределах 10-11 условных минут, на сохранности структуры мышечной ткани, и, как следствие, высоких органолептических и физико-химических характеристиках готового продукта. Отмечено, что интенсивность потерь сумм незаменимых аминокислот в консервах, изготовленных по опытным режимам, в среднем в 1,6 раза ниже по отношению к сумме незаменимых аминокислот в консервах, изготовленных по контрольному режиму. Резерв в 6,4 условных минут величины F-эффекта отразился на глубине агрегирования белковых веществ. Вследствие чего, переваримость мясных консервов, изготовленных по опытным режимам, положительно отличается от контрольных образцов продукции.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по прочим технологиям , автор научной работы — Крылова Валентина Борисовна, Густова Татьяна Владимировна

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

RATIONALITY OF STERILIZATION REGIMES AS DETERMINANT OF MEAT QUALITY STABILITY IN CANNED MEAT IN PIECES

The traditional consumer packaging for canned meat is a can from tin or aluminum. Canned meat in pieces in that kind of cans has the shelf life from three to five years, which is important for specific consumers of our country. Commercial sterilization regimes are scientifically substantiated with account for the minimum destructive changes in the main substances of the finished products, were proved by many years of using in the canning industry, but are quite tough. The growth in production and consumption of food packaging from polymer and composite materials significantly extended the nomenclature of consumer packaging for canned food manufacture setting a task of developing gentler sterilization regimes. The article presents the methodological approach to substantiation of the rational sterilization regimes for canned meat in pieces produced in packages from a composite material. The calculated required lethality of the rational sterilization regimes for canned meat in pieces should be not less than 10 arbitrary units; with that, commercial regimes ensure a value of the achieved sterilization effect equal to 16.4 arbitrary units. The results of the analytical calculation of the conditionally rational regimes of thermal treatment of canned foods with the visual reflection of the dynamics of autoclave heat-up, product heating and values of the F-effect are presented. Regimes tested in the laboratory and industrial conditions showed microbiological safety of canned foods. The effectiveness of reducing heat loads, providing the lethality rate within 10-11 conventional minutes on the preservation of the structure of muscle tissue and, as a consequence, high organoleptic and physicochemical characteristics of the finished product, has been shown. It is noted that the intensity of losses of the amounts of essential amino acids in canned food made according to the experimental regime is on average 1.6 times lower in relation to the amount of essential amino acids in the canned food produced according to the control regime. A reserve of 6.4 conventional minutes of the F-effect value was reflected in the depth of protein aggregation. As a result, the digestibility of canned meat, made according to experimental modes, positively differs from the control samples of products.

Текст научной работы на тему «РАЦИОНАЛЬНОСТЬ РЕЖИМОВ СТЕРИЛИЗАЦИИ - ДЕТЕРМИНАНТ СТАБИЛЬНОСТИ КАЧЕСТВА МЯСНЫХ КУСКОВЫХ КОНСЕРВОВ»

Научная статья

05.18.04 - Технология мясных, молочных и рыбных продуктов и холодильных производств (технические

науки)

УДК 664.931

doi: 10.25712^т2072-8921.2021.03.014

РАЦИОНАЛЬНОСТЬ РЕЖИМОВ СТЕРИЛИЗАЦИИ -ДЕТЕРМИНАНТ СТАБИЛЬНОСТИ КАЧЕСТВА МЯСНЫХ КУСКОВЫХ КОНСЕРВОВ

Валентина Борисовна Крылова 1, Татьяна Владимировна Густова 2

1 2 ФГБНУ «ФНЦ пищевых систем им. В. М. Горбатова» РАН, Москва, Россия

1 v.krylova@fncps.ru, https://orcid.org/ 0000-0003-0300-216X

2 t.gustova@fncps.ru, https://orcid.org/0000-0002-6313-6963

Аннотация. Традиционной потребительской упаковкой мясных консервов является банка из жести или алюминия. В такой банке мясные кусковые консервы имеют сроки годности от трех до пяти лет, что важно для спецпотребителей страны. Промышленные режимы стерилизации научно обоснованы, в том числе с учетом минимальных деструктивных изменений основных веществ готового продукта, подтверждены многолетней практикой консервной отрасли, но достаточно жесткие. Рост производства и потребления пищевой упаковки из полимерных и комбинированных материалов существенно расширил номенклатуру потребительской упаковки для производства консервов, поставив задачу разработки более мягких режимов стерилизации. В работе представлен методический подход к обоснованию рациональных режимов стерилизации мясных кусковых консервов, изготовленных в пакетах из комбинированного материала. Расчетная требуемая летальность рациональных режимов стерилизации для мясных кусковых консервов должна быть не менее 10 условных минут, при этом промышленные режимы обеспечивают величину достигнутого стерилизующего эффекта, равную 16,4 условных минуты. Приведены результаты аналитических расчетов условно-рационального режимов тепловой обработки консервов с визуальным отражением динамик прогрева автоклава, продукта и величин F-эффекта. Режимы, прошедшие апробацию в лабораторных и промышленных условиях, показали микробиологическую безопасность консервов.

Показана эффективность снижения тепловых нагрузок, обеспечивающих норму летальности в пределах 10-11 условных минут, на сохранности структуры мышечной ткани, и, как следствие, высоких органолептических и физико-химических характеристиках готового продукта. Отмечено, что интенсивность потерь сумм незаменимых аминокислот в консервах, изготовленных по опытным режимам, в среднем в 1,6 раза ниже по отношению к сумме незаменимых аминокислот в консервах, изготовленных по контрольному режиму. Резерв в 6,4 условных минут величины F-эффекта отразился на глубине агрегирования белковых веществ. Вследствие чего, переваримость мясных консервов, изготовленных по опытным режимам, положительно отличается от контрольных образцов продукции.

Ключевые слова: стерилизация, режимы, летальность процесса, безопасность, качество, потребительская упаковка, сохранность аминокислот, усвояемость продукта.

Для цитирования: Крылова, В. Б., Густова, Т. В. Рациональность режимов стерилизации - детерминант стабильности качества мясных кусковых консервов // Ползуновский вестник. 2021. № 3. С. 102-110. doi: 10.25712AASTU.2072-8921.2021.03.014.

© Крылова, В. Б., Густова, Т. В., 2021 102

Original article

RATIONALITY OF STERILIZATION REGIMES AS DETERMINANT OF MEAT QUALITY STABILITY IN CANNED MEAT IN PIECES

Valentina B. Krylova 1, Tatyana V. Gustova 2

1 2 V. M. Gorbatov Federal Research Center for Food Systems of Russian Academy of Sciences, Moscow, Russia

1 v.krylova@fncps.ru, https://orcid.org/ 0000-0003-0300-216X

2 t.gustova@fncps.ru, https://orcid.org/0000-0002-6313-6963

Abstract. The traditional consumer packaging for canned meat is a can from tin or aluminum. Canned meat in pieces in that kind of cans has the shelf life from three to five years, which is important for specific consumers of our country. Commercial sterilization regimes are scientifically substantiated with account for the minimum destructive changes in the main substances of the finished products, were proved by many years of using in the canning industry, but are quite tough. The growth in production and consumption of food packaging from polymer and composite materials significantly extended the nomenclature of consumer packaging for canned food manufacture setting a task of developing gentler sterilization regimes. The article presents the methodological approach to substantiation of the rational sterilization regimes for canned meat in pieces produced in packages from a composite material. The calculated required lethality of the rational sterilization regimes for canned meat in pieces should be not less than 10 arbitrary units; with that, commercial regimes ensure a value of the achieved sterilization effect equal to 16.4 arbitrary units. The results of the analytical calculation of the conditionally rational regimes of thermal treatment of canned foods with the visual reflection of the dynamics of autoclave heat-up, product heating and values of the F-effect are presented. Regimes tested in the laboratory and industrial conditions showed microbiological safety of canned foods.

The effectiveness of reducing heat loads, providing the lethality rate within 10-11 conventional minutes on the preservation of the structure of muscle tissue and, as a consequence, high organolep-tic and physicochemical characteristics of the finished product, has been shown. It is noted that the intensity of losses of the amounts of essential amino acids in canned food made according to the experimental regime is on average 1.6 times lower in relation to the amount of essential amino acids in the canned food produced according to the control regime. A reserve of 6.4 conventional minutes of the F-effect value was reflected in the depth of protein aggregation. As a result, the digestibility of canned meat, made according to experimental modes, positively differs from the control samples of products.

Keywords: sterilization, regimes, process lethality, safety, quality, consumer packaging, amino acid preservation, product assimilability.

For citation: Krylova, V. B. & Gustova, T. V. (2021). Rationality of sterilization regimes as determinant of meat quality stability canned food. Polzunovskiy vestnik, (3), 102-110. (In Russ.). doi: 10.25712/ASTU.2072-8921.2021.03.014.

ВВЕДЕНИЕ

Развитие сельскохозяйственного производства сегодня идет по пути его интенсификации. Интенсификация производства - явление сложное и многогранное. Ю.А. Коновалова и Н.А. Алексеева определяют это явление как реализацию мероприятий, имеющих своим результатом экономию стоимости совокупности применяемых ресурсов [1]. Но процесс интенсификации может иметь и

негативные последствия, которые государство старается нейтрализовать посредством усиления влияния на структуру народного хозяйства, применяя государственную поддержку при закрытии неперспективных производств и предприятий. Однако вопрос сохранения качества готовой продукции остается открытым. В этом аспекте тепловой обработке продукции - стерилизации - уделяется большое внимание со стороны ученых и технологических служб консервных производств.

Н. Аппер, вошедший в историю науки о консервировании пищевых продуктов с титулом «Благодетель человечества», писал: «Мои эксперименты и, превыше всего, величайшая настойчивость в их проведении, убедили меня, во-первых, в том, что существенное действие тепла заключается не только в том, что изменяется комбинация компонентов пищевых продуктов животного и растительного происхождения, но также в том, что если не уничтожается, то, во всяком случае, задерживается на долгие годы естественная склонность этих продуктов к разложению; во-вторых, что надлежащее применение этого метода ко всем этим продуктам при самом тщательном устранении возможного соприкосновения их с воздухом, приводит к отличному сохранению этих пищевых продуктов со всеми их натуральными свойствами!» [2].

Гибель микроорганизмов в процессе стерилизации рассматривают с позиции экспоненциального уравнения. О термоустойчивости микроорганизмов судят по кинетическим константам D и Z, характеризующих, соответственно время стерилизации при температуре 121,1 °С в минутах, требуемое для снижения концентрации спор определенного вида микроорганизма на 90 % и температурный диапазон, на величину которого следует изменить температуру стерилизации, для изменения величины D в 10 раз. С помощью этих констант рассчитывают величину стерилизующего эффекта процесса стерилизации [3, 4].

Поскольку мясные и мясосодержащие консервы разнообразны по составу и неоднородности содержимого, а потребительская упаковка различна по теплопроводности и вместимости, научная обоснованность режимов стерилизации, являющихся отличительной особенностью технологии консервов, должна обеспечить не только необходимую летальность микроорганизмов, но и свести к минимуму изменения пищевой и биологической ценности, сохранить органолептические характеристики.

Параметрами тепловой обработки продуктов в автоклаве, которыми можно управлять, являются температура и время, что создает значительные ограничения в обеспечении качества готового продукта.

Работы отечественных и зарубежных ученых констатируют, что «классическую» стерилизацию консервов в автоклавах можно считать достаточно жестким процессом, она может приводить к ухудшению текстуры, вкуса, аромата и пищевой ценности. Чем выше тепловая нагрузка на продукт, тем ниже каче-

ство готовой продукции. Но сроки годности консервированной продукции варьируют от трех лет и выше [5], что является особенно привлекательным для обеспечения государственных нужд и потребностей спецпотребителей.

Генеральный директор Национальной Конфедерации Упаковщиков в марте текущего года отметил, что, по данным всемирной упаковочной организации WPO, российский рынок упаковки входит в десятку крупнейших мировых рынков: его оборот превысил 16,5 млрд. евро, что составило порядка 115 евро на душу населения в год. С его слов, в предыдущие периоды динамика рынка упаковки коррелировала с динамикой показателей перерабатывающей промышленности. В период пандемии упаковочная отрасль в России не пострадала. Спрос на упаковку был поддержан ростом производства пищевых продуктов, прежде всего, товаров длительного хранения. Сильно выросло производство и потребление гибкой упаковки из полимерных и комбинированных материалов, а также жесткой полимерной.

Потребительская упаковка играет важную роль в обеспечении безопасности и качества консервов. Более 15 лет назад упаковка из полимерных и комбинированных материалов с высокими барьерными свойствами уверенно вошла на отечественный рынок мясной промышленности, в частности производства консервов [6, 7, 8]. Баночки, одно- и двухсекционные контейнеры, реторт-пакеты с донышком или без донышка, прозрачные и непрозрачные, с флексографией интересны для потребителя. Для консервов в такой упаковке целесообразна разработка щадящих режимов стерилизации.

Опыт показал, что термическая обработка мяса, расфасованного в пакеты, при правильно разработанных режимах стерилизации дает благоприятные сенсорные характеристики, меньшие потери питательных веществ, достаточно длительный срок годности консервов, а также повышенную коммерческую ценность, безопасность и удобство [9, 10]. Например, сенсорные и биохимические характеристики стерилизованного мяса моллюска были сохранены после 12 месяцев хранения при комнатной температуре [11]. Мясо было расфасовано в пакеты из комбинированного со слоем алюминия материала, стерилизацию проводили в паровоздушной среде автоклава, величина достигнутого стерилизующего эффекта - 9 условных минут при длительности тепловой обработки 99 мин при температуре 121 °С (рисунок 1).

Рисунок 1 - Динамика проникновения тепла и значение Fo

Figure 1 - Dynamics of heat penetration and Fo value

Снижение параметров режима стерилизации обосновано главным преимуществом -сохранностью показателей качества готовой продукции. Контролируемый параметр летальности процесса позволяет реализовать рациональные режимы на производстве. Такой же подход к обоснованию щадящей тепловой обработки мясных кусковых консервов был применен и для продукции, изготовленной в потребительской упаковке из комбинированных материалов.

Цель настоящих исследований - сравнительная визуализация физико-химических изменений в белковой составляющей консервов при промышленном и опытных режимах и анализ фактора, сохраняющего качество продукции.

МЕТОДЫ

В качестве объектов исследований были взяты мясные кусковые консервы из говядины, расфасованные в пакеты из комбинированного материала со слоем алюминиевой фольги, массой нетто 250 г.

При изготовлении мясных кусковых консервов говядину жилованную измельчали вручную на куски массой 50-100 г; лук репчатый свежий очищенный - на волчке с диаметром отверстий решетки 5 мм. Ингредиенты фасовали в пакеты в следующей последовательности: лавровый лист, соль, перец, лук и мясо. В качестве контрольного режима стерилизации был принят промышленный режим, установленный для мясных кусковых консервов из говядины в потребительской упаковке аналогичной вместимости и указанный в Технологической инструкции к ГОСТ 32125, являющейся его неотъемлемой частью.

В работе использованы следующие методы определения:

- максимального напряжения резания -на испытательной машине INSTRON 3342 (USA) с заданной линейной скоростью 50 мм/сек;

- переваримости белков «in vitro» - ферментным гидролизом белка методом А.А. Покровского и И.Д. Ертанова в модификации ВНИИМП;

- микроструктурные исследования по ГОСТ 31796 по методу, основанному на определении на гистологических препаратах животных и растительных структурных компонентов в различных видах мяса и мясных продуктов в соответствии с их микроструктурными особенностями [12];

- аминокислотного состава белка по ГОСТ 34132 по методике, основанной на кислотном гидролизе белка до его полного распада на составляющие аминокислоты с последующим хроматографическим определением смеси на автоматическом жидкостном аминокислотном анализаторе для выявления состава и определения массовой доли индивидуальных аминокислот [13];

- промышленной стерильности консервов по ГОСТ 30425 методом, основанным на определении внешнего вида и герметичности консервов, выявлении в продукте жизнеспособных микроорганизмов и, при необходимости, определении их количества, мик-роскопировании продукта [14].

Обработку экспериментальных данных проводили методами математической статистики. Повторность опытов трех и пятикратная. Гипотезы проверяли с уровнем доверительной вероятности 0,95

РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Использование техники искусственных нейронных сетей как альтернативу традиционным методам расчета тепловых процессов дает потенциал для моделирования процесса стерилизации, демонстрируя точность и быстрые надлежащие ответы на получаемую информацию текущего процесса [15]. Однако в изложенной работе были использованы классические методы расчета требуемой летальности процесса стерилизации как наиболее доступные, основанные на двух принципах. Первый - расчет летальности, ориентированный на обеспечение гибели возбудителей ботулизма, учитывает вероятность выживаемости хотя бы одной споры в одной банке при условии выработки партии консервов из 10 12 банок, и принимая повышенную обсеме-

ненность содержимого банки перед стерилизацией, выраженную в содержании одной споры C. Botulinum на банку. Второй - ориентирование режима стерилизации на выживаемость термоустойчивых микроорганизмов, способных вызвать порчу продукта. Например, C. Sporogenes. Получаемые нормы летальности при этом выше, чем значения F -эффекта относительно C. Botulinum.

В результате проведенных расчетов установлено, что требуемая летальность рациональных режимов стерилизации для мясных кусковых консервов должна быть не менее 10 условных минут. Фактическая летальность процесса, проведенного по промыш-ленно используемой (контрольной) формуле стерилизации - длительность всего процесса 80 мин при 120 °С - составила 16,4 условных минут. Сравнивая полученное значение фактического стерилизующего эффекта с установленной нормой летальности, отмечено, что режим стерилизации содержит значительный резервный элемент стерилизующего эффекта в 6,4 условных минуты.

С целью решения задачи по разработке условно-рационального режима тепловой обработки консервов применили графический метод с отражением кривых прогрева автоклава, продукта и кривую F-эффекта. По горизонтальной оси откладывали время стерилизации, а по вертикальным осям - температуру и переводные коэффициенты (рисунок 2).

/

у

) * ч"

/

Зв 2i \

\ ',1 1=16,3»

\ F2=i \ \ FJ=1C,14 la 2а 1а

i

ь

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 1.иии '—Иа •—■ Jn Г-~1 За -*-1а -ф-16 -2а -»-26 -«-За -Ф-Зб

Рисунок 2 - Термограммы условных процессов стерилизации мясных кусковых консервов: 1а, 2а и 3а - кривые прогрева автоклава; 1б, 2б и 3б - кривые прогрева продукта; 1в, 2в и 3в - площади кривых летальности.

Figure 2 - Thermograms of the conditional sterilization processes of canned meat in pieces: 1a, 2a and 3a - curves of autoclave heat-up; 1 б, 2б and 3б - curves of product heating; 1в, 2в and 3в - areas of the lethality curves

Сокращая время собственно стерилизации контрольного (промышленного) режима -длительность всего процесса 80 мин при 120 °С - и пересчитывая по формуле, приведенной ниже, фактическую летальность режима стерилизации с учетом переводных коэффициентов получаем кривые 2а, 2б, 2в и 3а, 3б, 3в.

Фактическую летальность режима стерилизации Р рассчитывают по формуле приближенного интегрирования [1]:

¥ = ¡1 КРйт « тр(КР1 + КР2 + КРз + ••• + КРп), (1)

где Тр - промежуток времени от а до Ь, поделенный на п равных частей;

Кр - переводной коэффициент: условное, эквивалентное реальному по действию на микроорганизмы время воображаемого стационарного процесса, при котором центр банки мгновенно прогревается до эталонной температуры (Тэ= 121,1 °С), выдерживается при этой температуре в течение р минут, после чего мгновенно охлаждается до сублетальных температур.

Анализируя графические данные, формула стерилизации была преобразована следующим образом:

1. Контрольный режим 1 - длительность всего процесса 80 мин при 120 °С, летальность в пределах 16,5-17 условных минут (на рисунке 2 кривые 1а, 1б, 1в, F1).

2. Режим 2 - длительность всего процесса стерилизации составила 75 мин при 120 °С, обеспечивающая норму летальности в пределах 13-14 условных минут (на рисунке 2 кривые 2а, 2б, 2в, F2).

3. Режим 3 - длительность всего процесса стерилизации составила 70 мин при 120 °С, обеспечивающая норму летальности в пределах 10-11 условных минут (на рисунке 2 кривые 3а, 3б, 3в, Fз).

Аналитические расчеты и предварительные режимы, прошедшие апробацию в лабораторных условиях, были проверены в промышленных условиях. Результаты проверки режимов стерилизации мясных кусковых консервов из говядины приведены на рисунке 3.

Значимой разницы величин фактической летальности процесса от значений, полученных аналитическим методом, не было отмечено. Результаты микробиологических исследований подтвердили отсутствие в консервах спорообразующих мезофильных аэробных и факультативно-анаэробных микроорганизмов, мезофильных анаэробных, спорообра-зующих термофильных аэробных и факультативно-анаэробных и термофильных анаэ-

робных микроорганизмов, что свидетельствует о промышленной стерильности консервов и подтверждает их безопасность.

Т,Ч' 130 120 110 100 90 80 70 60 S0 40 30 20 10 о

36 16

¡1 7

Зв У- \

/ J ч\\\ л\\

/ i ►

/ ;У i '•1 Fl=ll

/ ! '. V iFl=13.71 Ja 2а la

у i Fi=H.86

1

S 10 15 20 25 30 3S 40 4S 50 55 60 65 70 75

1.3 Ki

1.2

0.9 0.8 0,7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0

CZDle c::'2e C7j3o -»-la -»-16 -2а -»-26 -»-За -»-36

Рисунок 3 - Термограммы фактических процессов стерилизации мясных кусковых

консервов: 1а, 2а и 3а - кривые прогрева автоклава; 1б, 2б и 3б - кривые прогрева продукта; 1в, 2в и 3в - площади кривых летальности.

Figure 3 - Thermograms of the real sterilization processes of canned meat in pieces: 1a, 2a and 3a - curves of autoclave heat-up; 1 б, 2б and 3б - curves of product heating; 1в, 2в and 3в - areas of the lethality curves

На следующем этапе были проведены исследования показателей качества консервов, выработанных по фактическим режимам стерилизации.

Наиболее характерные изменения в консервах при тепловой обработке связаны, в том числе, с денатурацией растворимых белков, приводящей к снижению их гидрофиль-ности и, как результат, увеличению прочностных характеристик продукта. Тепловая дезагрегация коллагена, наоборот, снижала прочностные свойства кусочков мяса. Очевидно, длительность нагрева продукта, изготовленного из мяса с малым содержанием соединительной ткани, не должна быть более той, которая необходима для денатурации растворимых белков. Для производства опытных образцов консервов использовали говядину жилованную с массовой долей жировой и соединительной тканями не более 6 %. Проведенное исследование структурно-механических свойств мясных кусковых консервов позволило установить, что увеличение длительности термообработки приводит к уменьшению значений максимального напряжения резания мышечной ткани. Снижение величины максимального напряжения

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

резания образцов говядины, стерилизованной по контрольному режиму, составило 15,9 % по сравнению со значением этого показателя до стерилизации.

Сохранность структуры мышечной ткани, и, как следствие, сохранность органолепти-ческих характеристик положительно выражены в консервах, изготовленных по режиму 3, о чем свидетельствовало увеличение значений изучаемого показателя. Результаты представлены на рисунке 4. При этом следует учесть, что промышленные (контрольные) режимы тепловой обработки консервов разработаны с учетом минимальных деструктивных изменений основных веществ готового продукта.

Рисунок 4 - Изменение значений максимального напряжения резания мышечной ткани консервов после стерилизации

Figure 4 - Changes in the values of maximum shear stress of muscle tissue of canned foods after sterilization

Проведенными исследованиями структурно-механических свойств кусочков мяса в консервах, изготовленных из другой партии размороженной говядины по промышленным режимам стерилизации, показано снижение жесткости мяса на 12,3 % по отношению к данным до стерилизации, что сопоставимо с полученными результатами, указанными выше.

Результаты динамики аминокислотного состава консервов в зависимости от режима стерилизации, представленные на рисунке 5, свидетельствуют, что убыль суммы незаменимых аминокислот в контрольных образцах составила 11,1 % по отношению к соответствующим данным в мясе до стерилизации, а в образцах опытных - от 4,5 до 9,1 %.

Рисунок 5 - Изменение суммы незаменимых аминокислот мясных кусковых консервов из говядины

Figure 5 - Changes in the sum of essential amino acids of canned beef in pieces

При стерилизации консервов деструктивные изменения коллагена в определенных границах играют положительную роль. Сваривание повышает усвояемость коллагена и уменьшает прочность соединительной ткани. Вследствие этого улучшается усвояемость мяса в целом.

Глубина агрегирования белковых веществ при контрольном режиме стерилизации отразилась на переваривание денатурированного белка пищеварительными ферментами. Результатами исследований установлено, что переваримость консервов, изготовленных по контрольному режиму (режим 1), незначительно, но ниже значений показателя по отношению к консервам, изготовленным по скорректированным режимам в среднем в 1,2 раза (рисунок 6).

Рисунок 6 - Переваримость белка in vitro до и после стерилизации мясных кусковых консервов из говядины

Figure 6 - In vitro protein digestibility before and after sterilization of canned beef in pieces

Глубина гидролитического распада белковых веществ говядины при стерилизации влияет на усвояемость мяса консервов, что может быть связано, в том числе с образование продуктов реакции Майяра.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Проведенные исследования в области сохранности показателей качества, выборочно приведенных в настоящей статье, консервов с подтверждением их микробиологической безопасности в зависимости от тепловых нагрузок на продукт позволили подтвердить практическое преимущество сниженных режимов стерилизации на примере консервов в потребительской упаковке из полимерных и комбинированных материалов. Безусловно, сроки годности такой продукции будут отличаться от максимально возможных для мясных консервов. Но для рядового потребителя, имеющего сегодня возможность выбора консервированной продукции, делать запасы на случай дефицита на 5 и более лет нет необходимости.

Современный подход к реализации процесса стерилизации с учетом запаса по F-эффекту нашел отражение в разработке рациональных режимов стерилизации для производства всех ассортиментных групп консервов.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Коновалова Ю.А., Алексеева Н.А. Факторы и показатели интенсификации производства // Вестник удмуртского университета. 2011. Вып. 1. Экономика и право. С. 8-12.

2. Флауменбаум Б.Л. Основы консервирования пищевых продуктов. М. : Легкая и пищевая промышленность, 1982. 272 с.

3. Эйснер М. Введение в технику и технологию ротационной стерилизации : Изд. 2-е, доп. и перераб; перевод с англ. США, 1988. 240 с.

4. Бабарин В.П. Стерилизация консервов: Справочник. - СПб. : ГИОРД, 2006. - 312 с.

5. Advanced retorting, microwave assisted thermal sterilization (MATS), and pressure assisted thermal sterilization (PATS) to process meat products / V. Gustavo, Barbosa-Cánovas, Ilce Medina-Meza, Kezban Candogan, Daniela Bermúdez-Aguirre // Meat Science. 2014. V. 98 (3). P. 420434.

6. Крылова В.Б., Густова Т.В., Шевченко С.С. Новые энергосберегающие технологии мясо-растительных консервов в многослойной полимерной таре // Интеграция в мясную промышленность России современных методов управления качеством и прослеживаемости : сборник докладов 9-й Международной научной

конференции памяти В.М. Горбатова. Москва, 2006. С. 26-29.

7. Крылова В.Б., Густова Т.В. Инновационные технологии консервированных продуктов питания в полимерной потребительской таре // Все о мясе. 2010. № 1. С. 4-7.

8. Крылова В.Б., Густова Т.В. Консервы -драйвер развития промышленности полимерных материалов // Все о мясе. 2020. № 5. С. 46-53, DOI: 10.21323/2071-2499-2020-5-10-10.

9. Ready to eat mussel meat processed in retort pouches for retail and export market / J. Bindu, T.K. Srinivasa Gopal, T.S.U. Unnikrishnan Nair // Packaging Technology and Science. 2004. № 17. Р. 113-117.

10. Traditional Kerala style fish curry in indigenous retort pouch / T.K.S. Gopal, P.K. Vijayan, K.K. Balachandran, P. Madhavan, T.S.G. Iyer // Food Control. 2001. № 12. Р. 523-527.

11. Shelf life evaluation of a ready-to-eat black clam (Villorita cyprinoides) product in indigenous retort pouches / J. Bindu, C.N. Ravishankar, T.K. Srinivasa Gopal // Journal of Food Engineering. 2007. V. 78 (3). P. 995-1000.

12. ГОСТ 31796-2012. Мясо и мясные продукты. Ускоренный гистологический метод определения структурных компонентов состава: введ. 2013-07-01. М. : Стандартинформ, 2019. 7 с.

13. ГОСТ 34132-2017. Мясо и мясные продукты. Метод определения аминокислотного состава животного белка: введ. 2019-01-01. М. : Стандартинформ, 2017. 16 с.

14. ГОСТ 30425-97. Консервы. Метод определения промышленной стерильности введ. 1998-01-01. М. : Стандартинформ, 2010. 14 с.

15. Modeling sterilization process of canned foods using artificial neural networks / E.C. Gon-galves, L.A. Minim, J.S.R. Coimbra, V.P.R. Minim // Chemical Engineering and Processing: Process Intensification. 2005. V. 44 (12). P. 1269-1276.

Информация об авторах

В. Б. Крылова - доктор технических наук, профессор, ФГБНУ «ФНЦ пищевых систем им. В. М. Горбатова» РАН.

Т. В. Густова - кандидат технических наук, доцент, ФГБНУ «ФНЦ пищевых систем им. В. М. Горбатова» РАН.

REFERENCES

1. Konovalova, Yu.A. & Alekseeva, N.A. (2011). Factors and indicators of production intensification. Bulletin of the Udmurt University. Issue 1. Economics and Law. (In Russ.).

2. Flaumenbaum, B.L. (1982). Basics of food preservation. Moscow: Light and food prost. (In Russ.).

3. Ejsner, M. (1988). Introduction to the technique and technology of rotary sterilization: Moscow: Translated from English. (In Russ.).

4. Babarin, V.P. (2006). Sterilization of canned food: A reference book. Saint Petersburg: GIORD (In Russ.).

5 Gustavo, V., Barbosa-Cánovas, Ilce Medina-Meza, Kezban Candogan & Daniela Bermúdez-Aguirre. (2014). Advanced retorting, microwave assisted thermal sterilization (MATS), and pressure assisted thermal sterilization (PATS) to process meat products. Meat Science. 98 (3). 420-434.

6. Krylova, V.B., Gustova, T.V. & Shev-chenko, S.S. (2006). New energy-saving technologies of canned meat in multilayer polymer containers. Integration of modern methods of quality management and traceability into the Russian meat industry: collection of reports of the 9th International Scientific Conference in memory of V. M. Gorbatov: Moscow. (In Russ.).

7. Krylova, V.B. & Gustova, T.V. (2010). Innovative technologies of canned food products in polymer consumer containers. Vsyo o myase, (1), 4-7. (In Russ.).

8. Krylova, V.B. & Gustova, T.V. (2020). Canned food - Driver of industry Development Of polymer materials. Vsyo o myase. (5), 46-53. (In Russ.). DOI: 10.21323/2071-2499-2020-5-10-10.

9. Bindu, J., Srinivasa Gopal, T.K. & Unnikrishnan Nair, T.S.U. (2004). Ready to eat mussel meat processed in retort pouches for retail and export market. Packaging Technology and Science. (17). 113117.

10. Gopal, T.K.S., Vijayan, P.K., Balachandran, K.K., Madhavan, P. & Iyer, T.S.G. (2001). Traditional Kerala style fish curry in indigenous retort pouch. Food Control. (12). 523-527.

11. Bindu, J, Ravishankar, C.N. & Srinivasa Gopal, T.K. (2007). Shelf life evaluation of a ready-to-eat black clam (Villorita cyprinoides) product in indigenous retort pouches. Journal of Food Engineering. 78 (3). 995-1000.

12. Meat and meat products. Fast histological method of identification of composition structural components (2012). GOST 31796-2012. Moscow: Standards Publishing House. (In Russ.).

13. Meat and meat products. Determination of amino acids composition of animal protein. (2017). GOST 34132-2017. Moscow: Standards Publishing House. (In Russ.).

14. Interstate standard. (1998). Canned foods. Method for determination of commercial sterility. GOST30425-97. Moscow: Standards Publishing House. (In Russ.).

15. Gonçalves, E.C, Minim, L.A., Coim-bra, J.S.R., & Minim, V.P.R. (2005). Modeling sterilization process of canned foods using artificial neural networks. Chemical Engineering and Processing: Process Intensification. 44 (12)._1269-1276.

Information about the authors

I. V. Krylova - Doctor of Technical Sciences, Professor, V.M. Gorbatov Federal Research Center for Food Systems of Russian Academy of Sciences.

T. V. Gustova - Candidate of Technical Sciences, Docent, V.M. Gorbatov Federal Research Center for Food Systems of Russian Academy of Sciences.

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов. The authors declare that there is no conflict of interest.

Статья поступила в редакцию 06.07.2021; одобрена после рецензирования 10.09.2021; принята к публикации 20.09.2021.

The article was received by the editorial board on 6 July 21; approved after reviewing 10 Sep 21; accepted for publication on 20 Sep 21.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.