CC BY
69
3. Технолопя м'яса i м'ясних продукив [Текст] / за ред. М. М. Клименко. - К.: Вища осв^а, 2006. - 640 с.
4. Кравщв, Р. Й. Хiмiчний склад яловичини функцiонального призначення [Текст]: матер. мiжн. наук.-прак. конф. / Р. Й. Кравщв, М. З. Паска, М. Г. Личук // Сучасш проблеми тдвищення якосй, безпеки виробництва та переробки продукцп' тваринництва. - Вшниця. - 2008. - В. 34., Т. 1. - С. 236-240.
5. Лосева, Н. С. Влияние свойств DFD говядины на цветообразование [Текст]: Тр. ВНИИМПа / Н. С. Лосева, М. И. Дардик, И. А. Шумкова, Л. А. Бушкова // Качество сырья, ветсанэкспертиза и санитарно-микробиологические основы производства мясопродуктов, 1991. - C. 37-45.
6. Meller, Z. Jakosc miesa w zalesnosci ad stopnia uniesniemia I otluscenia tncznikou [Text] / Z. Meller // Zootechnika. - 2008. -Vol. 10. - Р. 3-48.
7. Антипова, Л. В. Методы исследования мяса и мясных продуктов [Текст] / Л. В. Антипова, И. А. Глотова, И. А. Рогов. — М.: Колос, 2001. - 376 с.
8. Мюик, А. Т. Справочник по качеству животноводства [Текст] / А. Т. Мюик, С. М. Белова. - М.: Агропромиздат, 1986. - 238 с.
9. Богатко, Н. М. Взаемозв'язок величини рН з деякими бiохiмiчними показниками яловичини при ïï дозрiваннi та збер^анш [Текст] / Н. М. Богатко, В. В. Касянчук // Вюник Бшоцергав. держ. аграр. ун-ту: 36. наук, праць. - 2002. - Вип. 21. - С. 94-99.
10. Belk, K. E. Volatile production in irradiated palesoft exudative (PSE) and dark firm dry (DFD) beef under different packaging and storage conditions [Text] / K. E. Belk, M. H. George, J. D. Tatum // J. Animal Science. - 2002. - Vol. 79, Issue 3. - P. 688-697.
-:-:—:-п . п~:-:-
Дослгджен фiзико-мехашчш властивостi захисних
покриттiв на основi гiдроколоiдiв, розроблений опти-мальний склад плiвкоутворюючого покриття на основi альгтату натрю з додаванням карбоксиметилцелюло-зи та глщерину, проведен експериментальн дослиджен-ня щодо впливу нанесення захисного покриття на ятс-ш характеристики м'яса. Проаналiзоват i теоретично пояснеш характер та мехатзми взаемоди компонентiв плiвкоутворюючого покриття та змти ятсних характеристик м'яса
Ключовi слова: упаковка, захист м'яса, плiвкоут-ворюючi захисн покриття, гидроколоиди, альгтат
натрю, гелеутворення
□-□
Исследованы физико-механические свойства защитных покрытий на основе гидроколлоидов, разработан оптимальный состав пленкообразующего покрытия на основе альгината натрия с добавлением карбокси-метилцеллюлозы и глицерина, проведены экспериментальные исследования по изучению влияния нанесения защитного покрытия на качественные характеристики мяса. Проанализированы и теоретически объяснены характер и механизмы взаимодействия компонентов плёнкообразующего покрытия и изменения качественных характеристик мяса
Ключевые слова: упаковка, защита мяса, пленкообразующие защитные покрытие, гидроколлоиды, аль-
гинат натрия, гелеобразование -□ □-
УДК 001.892:637.5.033:543.544.743
[doi: 10.15587/1729-4061.2015.44495|
РОЗРОБКА ПОКРИТТЯ ДЛЯ ПОДОВЖЕННЯ ТЕРМ1Н1В ЗБЕР1ГАННЯ М'ЯСА НА ОСНОВ1 АЛЬГ1НАТУ НАТР1Ю
Л. Г. В i н н i к о в а
Доктор техычних наук, професор* А. В. Кишеня
Астрант*
E-mail: [email protected] *Кафедра м'яса, риби та морепродуклв Нацюнальна академiя харчових технолопй вул. Канатна, 112, м. Одеса, Украша, 65039
1. Вступ
Харчова продукщя, а особливо м'ясна, е необхщ-ним елементом для забезпечення яюсного та пов-нощнного життя населення. Разом iз зб^ьшенням населення у свт пропорцшно тдвищуються i об'еми виробництва харчово! продукцп. Тим не менше, наро-щення виробництва харчових продукпв не виршуе у«х проблем, пов'язаних iз яюстю, безпечшстю, еко-лопчшстю, практичшстю тощо, що також ввдграе не останню роль. Бшьшшть проблем виршуються завдя-
ки впровадженню вдосконалених або принципово но-вих технологш виробництва, що дозволяе отримувати продукщю вiдповiдноï якость Але незакритим зали-шаеться питания збереження яюсних характеристик впродовж усього строку збер^ання i реалiзацiï, а також можливост його збiльшення [1].
Одним iз варiантiв вирiшення цього питання е роз-робка нових методiв захисту вiд факторiв, якi обумов-люють псування продукцiï. Центральне мшце у цьому питаннi займають технологи пакування та власне самi пакувальш (захиснi) матерiали [2].
Упаковка - це за«б чи комплекс засобiв, що забез-печують захист продукцп вiд впливу навколишнього середовища, вiд ушкоджень i втрат, а також полегшу-ють процес обпу (транспортування, зберiгання, реа-лiзацii) [1].
Вплив навколишнього середовища на продукти та сировину обумовлений безлiччю факторiв: хiмiчними та бiохiмiчними (вплив кисню повiтря i поверхневоi вологи, хiмiчнi перетворення пiд дieю ферментiв, по-трапляння та накопичення неба жаних речовин тощо), фiзичними та фiзико-хiмiчними (вплив температури, ультрафюлету, активностi води та шших), бюлопчни-ми (дiяльнiсть мiкро- i макроорганiзмiв).
У противагу вищеперерахованим факторам з цiллю збереження продукцii вживаються вiдповiднi заходи та методи: хiмiчнi (введення консервантiв, антиокис-лювачiв, стабiлiзаторiв), фiзичнi (охолодження, замо-рожування, висушування, стерилiзацiя), бiохiмiчнi та бiологiчнi (додавання антибютиюв, бактерiостатикiв, корисних мiкроорганiзмiв) [2].
Не один iз методiв збереження продукцп не е повноцiнним та ушверсальним, тому останнiм часом прийнято iх поеднувати. Так, наприклад, введення консерванпв та упакування у модифжованому газовому середовищi в герметичнш упаковцi з подальшим зберiганням в охолодженому стан дае можливiсть по-довжити термiн придатностi продукцii у 3-6 разiв [1].
Останнiм часом все б^ьше уваги придiляеться методам захисту м'ясноi продукцii, якi передбачають використання натуральних матерiалiв у якост бар'е-рiв. Вони мають певш переваги перед традицiйними матерiалами: вони безпечнiшi з гiгiенiчноi та еколо-гiчноi точки зору, а деяю навiть чинять позитивний вплив на здоров'я людини, можуть використовуватися задля надання продукту позитивних органолептич-них властивостей, '¿х виробництво зазвичай мае меншi екологiчнi наслiдки [3].
Загалом, вищевказаш обставини обумовлюють ак-тивнi дослвдження в цiй областi, розвиток промис-лового виробництва, впровадження та використання нових пакувальних матерiалiв на основi природних компонентiв i методiв захисту продукцп з '¿х застосу-ванням.
2. Аналiз лiтературних даних i постановка проблеми
Сучасний ринок упаковки переважно представлений полiмерними матерiалами, картонною, паперовою упаковкою та металевою тарою. Серед полiмерних матерiалiв найбiльш розповсюдженими е полiетилен, полiпропiлен, полiвiнiлхлорид, полiамiд, а також ком-бiнованi матерiали [1].
За останне десятилiття у галузi виробництва пакувальних матерiалiв вiдбулися суттевi змiни: проведена велика юльюсть наукових дослiджень, розроблеш новi види матерiалiв а також методи пакування. До сучасноi упаковки висуваються нов^ бiльш жорсткi та водночас адекватш вимоги, вона виконуе багато рiзно-манiтних функцiй:
- зберпае форму та цiлiснiсть продукту;
- захищае вiд впливу зовшшшх факторiв (хiмiч-них, бiохiмiчних, фiзичних, фiзико-хiмiчних, бюлопч-них, механiчних тощо);
- зменшуе втрати вологи при зберпанш;
- забезпечуе оптимальнi для продукту внутршш умови;
- створюе привабливий вигляд;
- надае можливiсть зменшити кiлькiсть консерван-тiв при виробництвi [2].
Окрiм цього, упаковка мае бути гтешчно безпеч-ною, тобто мiж продуктом та упаковкою не повинно вщбуватися небажаних взаемодiй, що несуть деструк-тивнi змiни як для самого продукту, так i для матерiа-лу упаковки. Немале значення мае i екологiчнiсть, це стосуеться вах етапiв iснування упаковки (вщ виробництва, i до утилiзацii). Тому останнiм часом на ринку з'являеться все бшьше матерiалiв, що розкладаються у процесi утилiзацii. Як правило, це природнi та штучш матерiали природного походження.
Синтетичш полiмери володiють рядом переваг та недолшв. Серед переваг можна видшити те, що вони володiють достатньо хорошими мехашчними власти-востями (мщшсть, еластичнiсть), стiйкiстю до агресив-них факторiв (низьких та високих температур, хiмiчних реагентiв), вони мають досить великий потенщал у модифiкацii '¿х властивостей i характеристик. Але не-зважаючи на всi переваги, вони мають досить сутте-вi недолжи: по-перше, виробництво таких матерiалiв завдае серйозшл шкоди навколишньому середовищу, а по-друге, переважна бшьшкть мае дуже великий строк розкладання в природшх умовах (бшьше 200 рокiв), що вже у наш час стало проблемою глобального характеру [3]. Окрiм цього, синтетичнi полiмери певною мiрою взаемодiють з продуктом за рахунок дифузп фраг-менпв полiмерних ланцюгiв [1]. Цей процес ктотно iнтенсифiкуеться пiд впливом тдвищених температур, ультрафiолету та деяких хiмiчних речовин [3].
Цих недолiкiв майже немае у матерiалiв природного походження: '¿х виробництво не характеризуеться великими викидами шкщливих та отруйних речовин, а розкладання в природшх умовах вщбуваеться порiв-няно швидко за рахунок дiяльностi мiкроорганiзмiв. З гiгiенiчноi точки зору такi матерiали теж набагато кращi - по суп бшьшкть з них навггь е придатними до споживання [3-6].
Найпоширешшими серед природних матерiалiв е таю, що виробляються на основi колагену (кутизин, натурш, бiлкозин, желатишж плiвки), iнших бiлкiв (казеiн, соевi концентрати та iзоляти тощо) [6, 7], целю-лози та карбоксиметилцелюлози (КМЦ), полiпептидiв, лiпiдiв та полiсахаридiв. Найбiльший iнтерес представ-ляють захисш покриття на основi природнiх пдроколо-iдiв (агар-агар, пектин, карагiнан, крохмаль, целюлоза та альгшати) [4].
Розглядаючи властивост вищевказаних матерiалiв (речовин), особливу увагу привертають альгшати.
Альгшати - це амейство бшарних нерозгалужених сополiмерiв, утворених залишками p-D-маннуроновоi та a-L-гулуроновоi кислот, з'еднаних (1^4)-зв'язками. Вони широко розповсюджеш у природi в якосп структу-роутворюючих компонентiв бурих морських водоростей (Phaeophyceae) та капсульних полiсахаридiв Грунтових бактерiй. Мiжклiтинна гелева матриця альгшату надае водоростям механiчноi мщносл та гнучкостi. Якщо у водоростей альгшат виконуе тiльки роль структуроу-творюючого компоненту, то у бактерш його призначення не до кшця зрозумiле. Вiдомо, що синтез альгшату не-
обхвдний для yтворення цисти y Azotobacter vinelandii, y формi цисти клиина покриваeться декiлькома шарами полiсахаридiв, одним iз яких e альгiнат, що захиш^ ïï вiд механiчного yшкодження та висихання. Але це не пояс-нюe синтез позаклiтинного альгiнатy y деяких бактерiй.
В залежносп вiд джерела, альгiнати мають рiзний склад, структуру та властивостi. Молекули альгiнатy Умовно дiлять на блоки: М-блоки (блоки, що склада-ються пльки з залишкiв ß-D-маннyроновоï кислоти), Г-блоки (блоки з залишюв a-L-гyлyроновоï кислоти), МГ- та ГМ-блоки (складаються iз залишкiв обох кислот у певному порядку). Ввдомо, що чим бшьше Г-блокiв у ланцюгу альгшату, тим мщшша структура гелю, що утворюються. Шляхом кислотного гiдролiзy з подаль-шим фракцiонyванням з альгшату можна видшити Г-блоки, якi при змшуванш зi звичайним альгiнатом дають мiцнiшi гелi, змiнюються також кшетика геле-утворення та властивостi yдаваноï рiвноваги [4, 8, 9]. Загалом, найбшьша кiлькiсть a-L-гyлyроновоï кислоти i, я як слвдство, Г-блокiв мктиться в альгiнатi з водорос-ri Laminaria hyperborea, вона i використовyeться в якостi основноï сировини для виробництва альгшапв. Також в якосп джерела альгiнатiв можна використовувати Azotobacter vinelandii [5], хоча зараз це e менш економiч-но обгрунтованим напрямком виробництва.
Виробництво альгшату з використанням водоростей в якосп сировини складаeться з деюлькох стадш. Першим етапом e його екстракщя iз подрiбнених ткани-ни водорост за допомогою неорганiчноï кислоти. Зазви-чай для цього використовують хлоридну кислоту (HCl) з концентрацieю 0,1...0,2 моль/л. На другому етапi утво-рену альгiновy кислоту переводять у розчинну форму шляхом нейтралiзацiï карбонатом натрт (Na2CO3) або гiдрооксидом натрт (NaOH). Отриманий альгiнат ви-д^яють та очищують вiд iнших компоненпв водоростей шляхом флотацп, центрифугування та ф^ьтрацп, пiсля чого його осаджують спиртом, хлоридом кальщю (CaCl2) або неорганiчною кислотою. Нерозчинний у водi осад альгiнатy або альгiновоï кислоти вщдшя-ють, при необхвдносп переводять в натрieвy форму за допомогою карбонату натрт, та висушують. В такому виглядi його упаковують i зберпають.
Завдяки yнiкальнiй властивост альгiнатних гелей ставати твердими при охолодженш, основний напрямок застосування альгшапв пов'язаний саме з '¿х гелеподiб-ним станом. Гелеутворення альгiнатiв майже не зале-жить вiд температури, однак кшетика цього процесу може бути модифжована при змж температури.
Iraye два основних методи утворення альгшатних гелей: дифузне та внутршж гелеутворення.
Метод дифузного гелеутворення характеризyeться дифyзieю зшиваючого iона (наприклад Ca2+) у розчин альгiнатy iз зовшшнього резервуару. 1они кальцiю ча-стково вимщають iони натрiю та утворюють так зваш кальцieвi мiстки мiж молекулами альгiнатy. За рахунок цього збiльшyeться розмiр колоïдноï частинки (мще-ли), пiдвищyeться в'язкiсть та утворюються зв'язки з шшими часточками - тобто yтворюeться гелева структура (матриця). У випадку дифузного гелеутворення вiдбyваeться перерозподш альгiнатy у гелевих часточ-ках, при цьому максимальна його концентращя спосте-рiгаeться на поверхш частки.
Внyтрiшнe гелеутворення характеризyeться тим, що «зшивання» молекул альгшату вiдбyваeться
завдяки поступовому приеднанню зшиваючих ю-hîb i3 слаборозчинного джерела. В якоси джерела зшиваючих юшв використовують карбонат каль-цiю (CaCO3), сульфат кальцiю (CaSO4) або хелатш агенти (етилендиамiнтетраацетат кальцiю, цитрат кальщю тощо). Вив^ьнення iонiв кальцiю та кше-тику цього процесу контролюють змiною водневого показника (pH).
На сьогодшшнш день основною сферою застосування альгшату э харчова, фармацевтична та техшчна галузь Його застосовують для реструктурування хар-чових продукпв (штучноï iкри, смужок iспанськоï паприки), шкапсуляцп живих клiтин, виготовлення пасти для друку у текстильнш промисловосп та за iншими напрямками.
Таким чином, альгшати на ряду з шшими пдроко-ловдами е досить тдходящим матерiалом, який можна використовувати для захисту продукцп, а саме у якост плiвкоутворюючого матерiалy Вони е гтешчно та еко-лопчно безпечними, окрiм того, вони мають здатшсть зв'язувати та виводити важю метали, радiонуклiди та деякi токсичш речовини з органiзму людини, очищують травну систему, що також е '¿х позитивною характеристикою. При цьому всьому ввдсутш даш щодо мож-ливостi застосування альгiнатiв у якост плiвкоутво-рюючого матерiалу для захисту та подовження строку зберпання м'яса [4].
3. Мета та задачi дослщження
Метою дослiдження було встановлення можливо-стi застосування альгшату натрж в якостi плiвкоутво-рюючого матерiалу для захисту та подовження строку зберпання м'яса, а також встановлення оптимального складу та властивостей плiвок.
Для досягнення встановленоï мети були виршеш наступш задачi:
- отримання плiвок рiзного складу та '¿х порiвняль-ний аналiз, вибiр основного компоненту;
- визначення фiзичних показникiв плiвок;
- встановлення термшу зберiгання м'яса з плiв-коутворючими покриттями.
4. Матерiали та методи дослщження фiзико-механiчних властивостей плiвок та якiсних характеристик м'яса
4. 1. Матерiали та обладнання, що використовува-лись в експеримент
У якостi основно' сировини i матерiалiв викорис-товувалися:
- свинина напiвжирна (ДСТУ 7158);
- альгшат натрiю (ГОСТ 4197);
- карбоксиметилцелюлоза (КМЦ) (ГОСТ 4197);
- гуарова камщь (ГОСТ 4197);
- ксантанова камщь (ГОСТ 4197);
- глщерин (ГОСТ 6824).
4. 2. Методи дослщження фiзико-механiчних властивостей плiвок та яюсних характеристик м'яса
Визначення мщноси плiвок на розрив
Для випробування застосовували зразки у формi прямокутника шириною вщ 50 до 60 мм, довжиною не
менше 150 мм. Граничш вiдхилення по ширин зразка повиннi бути в межах ±0,2 мм.
Зразки закршлювали у затискачi випробувально! машини. 1х рiвномiрно затягували, щоб не вiдбувалося ковзання зразка при випробуваннi, але i щоб при цьо-му не руйнувався зразок у мшщ закршлення.
У ходi випробування каретку перемщали з постш-ною швидюстю, розтягуючи зразок. Випробування припиняли тсля розриву зразка. При цьому фжсува-ли данi динамометра (Fr).
Мщшсть на розрив (аг) обчислювали за формулою:
=
А
(1)
де Fr - навантаження в момент розриву, Н; А0 - почат-
^ 2 ковий поперечний перерiз зразка, мм2.
Визначення коефвденту розтягнення плiвок
Коефiцiент розтягнення (кг) розраховували як вщ-ношення максимально! довжини зразка (довжини, що була зафжсована до моменту початку його руйнуван-ня) до початково! довжини (в перерахунку у ввдсотки).
Розрахунок проводили за формулою:
к. = .100, %,
(2)
де 1г - довжин, що була зафжсована до моменту початку руйнування зразка, мм; 10 - початкова довжина зразка, мм.
Визначення паропроникноси пмвок
Для цього зразок герметизували до бiчно'i поверхнi випробувально! чашки, що мштила вологопоглинач (хлорид кальцiю). Чашку зi зразком розмiщували в умовах регульованих температури i вологостi. Внас-лiдок рiзницi мiж парцiальними тисками водяно! пари виникае потiк водяно! пари, що проходить через зразок. Для визначення шдльноси потоку водяно! пари перюдично проводили зважування чашки iз зразком до моменту досягнення рiвноважного стану.
Змшу маси чашки iз зразком ^1,2), для кожного зразка за заданий штервал часу обчислювали за формулою:
|т2 - т1
(3)
де т1 - маса чашки зi зразком у момент часу мг; т2 - маса чашки зi зразком у момент часу мг; ^ i t2 - моменти часу послвдовного зважування чашки iз зразком, год.
Вщносну паропроникнiсть (W) розраховували за формулою:
W =
G
Sср .АР'
(4)
де $ср - середньоарифметичне значення площ верхньо-го та нижнього д^янок зразка, що пiддаються впливу пари, м2; АР - рiзниця тискiв в залежностi вiд умов випробування, Па.
Визначення загально! бактерiально¡ забрудненостi м'яса
Визначення загально! бактерiально'! забруднено-сп (ЗБЗ) м'яса та дослiдних зразюв провили у п'ять
послiдовних етатв: пiдготування проб зразкiв, при-готування розведень проб зразюв, висiвання проб зразюв на поживне середовище, шкубування посiвiв та власне визначення юлькост утворених колонiй мь кроорганiзмiв та розрахунок загально! бактерiальноi забрудненостi.
Шдготування проб зразкiв. Для цього з усереднено! проби зразка вiдбирали наважку в масою 5 г, тсля цього розтирали в стерильнш фарфоровiй ступцi з пiском iз поступовим додаванням 45 мл iзотонiчного розчину хлориду натрiю. Приготовлену пробу витримували протягом 15 хвилин при юмнатнш температурь
Приготування розведень проб зразюв. Для цього iз попередньо приготовлено! проби зразка за допомогою стерильно! градуйовано! пiпетки вiдбирали 1 мл су-спензi! i переносили в стерильну пробiрку, яка мiстила 9 мл iзотонiчного розчину хлориду натрж, при цьому приймаючи, що 1 мл суспензп мiстив 0,1 г продукту. Шсля цього вмiст пробiрки ретельно перемiшували. В результатi вищевказаних дш отримували десяти-кратне розведення вихщно! суспензп, тобто в першш пробiрцi мiстилось 0,1 продукту (перше розведення).
Для другого розведення iз першо! пробiрки ввд-бирали 1 мл суспензп i переносили в шшу стерильну пробiрку, яка мктила 9 мл iзотонiчного розчину хлориду натрт, при цьому приймаючи, що 1 мл суспензп iз першо! пробiрки мiстив 0,01 г продукту (стократне розведення). Для подальшого розведення послвдов-нiсть дiй повторювалась.
Виивання проб зразкiв. Висiвання отриманих проб зразюв тсля розведення виконували шляхом вщби-рання 1 мл суспензп iз пробiрки з ввдповвдним розве-денням та перенесення тд поживне середовище (агар поживний 2-%). Для цього ввдбрану пробу вносили в стерильну чашку Петр^ рiвномiрно розподiляли рь дину по всш поверхнi чашки коловими рухами, тсля цього заливали 12...15 мл поживного середовища з температурою 45 °С та рiвномiрно розпод^яли по всш поверхш чашки коловими рухами. Шсля застигання поживного середовища чашки Петрi перегортали догори дном, загортали в чистий патр та направляли на шкубування.
1нкубування посiвiв. Чашки Петрi з посiвами ш-кубували в термостат при температурi 37 °С протягом 48...72 годин.
Визначення юлькосп утворених колонiй мжро-органiзмiв та розрахунок загально! бактерiально! за-брудненостi. Пiсля iнкубування посiвiв виконували юльюсний пiдрахунок утворених колонiй мжроорга-нiзмiв. Розрахунок загально! бактерiально! забрудне-ностi зразкiв проводили за формулою:
ЗБЗ=К.10п+1
(5)
де К - юльюсть колонiй, що утворилися на поживному середовищд, шт.; п - юльюсть розведень. При десятикратному (першому) розведенш вихiдно! суспензi! п=1, при стократному (другому) п=2 i т. д. [5].
Визначення перекисного числа жирiв м'яса
Для цього наважку дослвджуваного продукту масою 0,5 г переносили у кошчну колбу в сумiшi з 5 мл концентровано! оцтово! кислоти i 5 мл хлороформу. До розчину додавали 1 мл свiжоприготовленого наси-
0
ченого розчину йодистого калт (К1) i витримували у темному мiсцi протягом 5 хв. Шсля цього додавали 30 мл води, йод що вив^ьнився вщтитровува-ли 0,01-нормальним розчином гшосульфиу натрiю (Na2S2Oз) iз застосуванням крохмалю як iндикатора до зникнення синього забарвлення. Паралельно ставили контрольний дослщ, в якому брали и ж юлькосп реагентiв, але без продукту.
Перекисне число (ПЧ) у % йоду розраховували за формулою:
(VI - V« )■ с
ПЧ = ^-^—1000, % 12,
ного (просмаженого) тску, далi бюкси зважували i по-мiщали в сушильну шафу. Шсля висушування бюкси помiщали в ексикатор до повного охолодження. Пiсля цього бюкси зважували. Розрахунок масово! частки вологи (Хв) проводили за формулою:
(а - Ь)
Хв -¿100, %,
т
(8)
(6)
де v1 - юльюсть 0,01-нормального розчину гшосуль-фiту натрж, який пiшов на титрування йоду, що видь лився в основному дослвд, мл; vo - юльюсть 0,01-нор-мального розчину гiпосульфiту натрт, який пiшов на титрування йоду, що вид^ився в контрольному досль дi, мл; т - маса наважки продукту, г; с - концентращя гшосульфиу натрiю, моль/дм3.
Визначення перекисного числа жирiв м'яса
Метод засновано на титруванш вiльних жирних кислот в спиртово-ефiрному розчинi жиру водним розчином пдроксиду калт до появи рожевого забарвлення, яке не зникае протягом 1 хв. Наважку дослвджува-ного продукту близько 2 г помщали у колбу мктюстю 150 мл. В колбу додавали 30 мл попередньо нейтра-лiзованоi сумiшi етилового ефiру i 96 %-го етилового спирту (у стввщношенш - 2/1). Сумш ефiру i спирту нейтралiзували лужним розчином концентрацieю 0,1 моль/л до дуже слабо-рожевого забарвлення фено-лфталешу, який додаеться до сумiшi. У колбу з м'ясом додавали 1-2 краплi 1 %-го розчину фенолфталешу у спирт i швидко титрували 0,1-нормальним розчином гiдроксиду калiю (КОН) до появи виразного рожевого забарвлення.
Кислотне число (КЧ) визначали за формулою:
КЧ = Ус-56,1К, (7)
т
де V - об'ем розчину гiдроксиду калж молярною концентрацiею 0,1 моль/л, витраченого на титрування, мл; К - поправка до розчину титру лугу для перерахування на точний розчин; 56,1 - юльюсть мiлiграмiв пдроксиду калт, який мктиться в 1 мл (0,1 моль/л) розчину; т - маса наважки продукту, г.
Визначення водневого показника м'яса
Водневий показник (рН) м'яса визначали потенщо-метричним методом за допомогою рН-метра. Для цього наважку м'яса масою 10 грамiв подрiбнювали, переносили в мiрну склянку i додавали 100 мл дистильовано! води. Вмiст склянки перемiшували на протязi 25 хви-лин, пiсля чого отриману витяжку ф^ьтрували через зморшкуватий фiльтр та проводили визначення рН ф^ьтрату за допомогою рН-метра.
Визначення масово! частки вологи у м'яс
Масову частку вологи визначали прискореним методом - методом висушування наважки при темпе-ратурi 150 °С протягом одше! години. Наважку попередньо подрiбненого зразка, масою 5 г переносили в бюксу i перемшували з 6...8 г попередньо тдготовле-
де а i Ь - маса бюкси з наважкою до i шсля висушування ввдповвдно, г; т - маса наважки, г.
5. Результати дослщження фiзико-механiчних властивостей плiвок та впливу ¡х нанесення на якiснi характеристики м'яса
Плiвкоутворюючi покриття повиннi мати висок показники мiцностi, еластичностi, прозоростi. Плiвка мае запобiгати небажаним впливам в системi про-дукт-плiвка, мати стаб^ьш властивостi в умовах и експлуатацп, бар'ернi властивостi (проникнiсть до парiв води, кисню тощо), здатнiсть до сорбцп газiв, парiв вологи, небажаних запахiв, збiльшувати термiни придатностi продукту без змши показникiв якостi.
Плiвкоутворюючi покриття на основi пдроколлоь дiв отримували шляхом !х розчинення у холоднш водi. Отриманий розчин намащували на рiвну поверхню для отримання плiвки. Характеристики плiвок рiзного складу представлен в табл. 1.
Таблиця 1
Характеристики плiвок рiзного складу
№ Склад пл1вки Характеристика пл1вки
1 Альпнат натр1ю Ламка, крихка
2 Гуарова камщь Ламка, крихка
3 Ксантанова камщь Ламка, крихка
4 КМЦ Ламка, крихка
5 Альпнат натрш + КМЦ Прозора, мщна
6 Альпнат натр1ю + + гуарова камщь Жовтуватого вщтшку, мщна, нееластична
7 Альпнат натр1ю + ксантанова камщь Непрозора, мщна, нееластична
8 Альпнат натр1ю + + КМЦ + глщерин Прозора, мщна, еластична
9 Альпнат натр1ю + гуарова камщь + глщерин Жовтуватого вщтшку, мщна, еластична
10 Альпнат натр1ю + ксантанова камщь + глщерин Непрозора, мщна, еластична
Вищеприведеш полiсахариди були обранi осюльки вони володiють високою в'язкiстю, добре розчинш у водi, окрiм цього ферменти м'яса не чинять деградую-чого впливу на молекули альгшату натрж, гуарово! та ксантаново! камда.
Для покращення механiчних властивостей (елас-тичностi) покриттiв додають пластифiкатори. В хар-човiй промисловостi використовують глщерин, сорбiт, лiпiди (моноглiцериди). За результатами дослщжень плiвковi покриття з пластифжатором (глiцерином) та/або пластифiкатором вiдзначались еластичшстю, на вiдмiну вiд iнших плiвок, тому для подальших до-слщжень використовували сумiшi № 5, 6, 7, 8, 9 i 10 з табл. 1.
При зберпанш, транспортуванш та у процес пере-робки сировина i продукщя пiддаються впливу рiзно-манiтних факторiв механiчного впливу (тертя, дефор-мащя, тиск), тому важливо знати фiзико-механiчнi властивостi захисних покриттiв. Для отримання бшьш точно! характеристики фiзико-механiчних властивос-тей плiвок були проведенi дослвди з визначення мщ-ностi плiвок на розрив, коефiцieнту 1х розтягнення та паропроникность Результати представленi в табл. 2.
Таблиця 2
Фiзико-механiчнi властивост плiвок
№ Склад пл1вки Мщшсть на розрив, Н/мм2 Коефь щент розтягнення, % Паропроник- шсть, мг/(м2-год-Па)
1 Альпнат натр1ю + + КМЦ 0,12 110 2430
2 Альпнат натр1ю + + гуарова камщь 0,06 108 2150
3 Альпнат натр1ю + + ксантанова камщь 0,03 112 1980
4 Альпнат натр1ю + + КМЦ + глщерин 0,14 136 2760
5 Альпнат натр1ю + + гуарова камщь + + глщерин 0,07 128 2320
6 Альпнат натр1ю + + ксантанова камщь + + глщерин 0,04 129 2180
Дослiдження фiзико-механiчних властивостей плiвкових покриттiв показують, що додавання плас-тифiкаторiв пiдвищуe мiцнiсть та еластичшсть плiвок.
В якостi основного був обраний склад покриття № 4 з табл. 2 (далi просто «Альгшат+КМЦ»). Для нього були проведет дослщи щодо встановлення його впливу на яюст показники м'яса пiдчас зберпання. Результати приведенi у виглядi графтв на рис. 1-5.
Рис. 1. Змши загальноТ бaктерiaльноТ забрудненостi м'яса в процес зберiгaння
1, + 7,2 7.0 6,8 6,6 6,4 6,2 6,0
___ ■ — — — — -*
_____ ---
У г*
у
у
-- -
6 9
Триэал|сть збер1ганн, д1б
12
15
- Альпнагг+КМЦ
-Контроль
Рис. 2. Змши водневого показника м'яса в процеа збер^ання
80 ^ 70 -
о ' - __ ^__
' ~ ^
1 30 20 _
- - - -
б 9
Трпвал^сть збер]гання, д]б
12
15
—■—Альгшагг+КМЦ —*—Контроль
Рис. 3. Змши масовоТ частки вологи у м'яа в процеа збер^ання
Рис. 4. Змши кислотного числа м'яса в процеа збер^ання
3,5 3,0 2.5 2,0 15 1.0 (1.5 0,0
1" '
**
______-*
У /
/___ - - -
(I
12
15
3 6 9
Трнвалкть юер1га[гмя д1б
—Альпна-гЧ-КМЦ ■ Контроль
Рис. 5. Змши перекисного числа м'яса в процеа збер^ання
Як видно iз результаив дослiдiв щодо впливу нане-сення покриття на основi альгшату натрую з додаван-ням карбоксиметилцелюлози та глiцерину на якiснi характеристики м'яса тдчас зберiгання, за вама по-казниками нанесення покриття чинить позитивний вплив.
Так, наприклад, загальна бактерiальна забрудне-нiсть (КМАФАнМ) м'яса без покриття вже на тринад-цяту добу перевищувала вимоги стандарту, натомкть зразок, на який було нанесене покриття, вщповщав вимогам навггь пiсля п'ятнадцято! доби зберiгання.
Стосовно змш водневого показника (рН) впродовж зберпання, то тут також спостерпаеться суттева рiз-ниця, особливо це стосуеться першого тижня збертн-ня. На протязi першого тижня також спостертеться велика рiзниця мiж значеннями кислотного i перекисного чисел дослщного та контрольного зразкiв.
Слщ також вiдмiтити, що нанесення захисного покриття на основi альгiнату натрт певною мiрою загальмувало змiни органолептичних характеристик м'яса. Так на дев'яту добу зберпання зразок без покриття мав досить помиш змши кольору, поверхня мшцями липка, певш д^янки мали дещо пiдсушену поверхню, м'язи на розрiзi злегка розрихлилися, по-темнiли, спостерiгалось видiлення ексудату (м'язо-вого соку), а запах був дещо кислий. На п'ятнадцяту
добу зберкання у контрольного зразка спостер^алися ще бiльшi змiни: поверхня стала тршки ослизненою, колiр поверхнi став арувато-коричневим, м'язова тканина потемшла та стала липкою, запах б^ьш кислий. Натомiсть зразок, на який було нанесене покриття, характеризувався меншими змшами: на дев'яту добу збертння у порiвняннi iз контрольним зразком поверхня майже не потемшла, стан поверхш не змшився, на розрiзi м'язи стали менш пружними, але штотного розрихлення не спостертлось, колiр та запах майже не змшилися. На п'ятнадцяту добу вiдмiчалося деяке потемнiння поверхнi та м'язiв на розрiзi, спостер^а-лось нештенсивне видiлення ексудату. Загалом, на п'ятнадцяту добу стан зразка з покриттям був майже таким, як у зразка без покриття на дев'яту добу.
6. Обговорення результаив дослщження фiзико-мехашчних властивостей плшок та впливу ïx нанесення на ятсш характеристики м'яса
Дослщження показали, що плiвкоутворюючi покриття на основi сумiшi альгiнату натрт, карбоксиме-тилцелюлози та глiцерину володтть найкращим поед-нанням фiзико-механiчних властивостей у т^внянш з покриттями на основi iнших гiдроколоïдiв. Механiчна мщшсть утворених плiвок по бiльшiй мiрi обумовлена тим, що i альпнат, i карбоксиметилцелюлоза е гщро-колощами з нерозгалуженою структурою, для яких характерна бшьш мiцна структура гелiв та бiльша в'яз-кiсть розчишв. Часткова асоцiацiя молекул альгiнату та карбоксиметилцелюлози обумовлюе гомогеннiсть структури. Асощащя молекул та колоïдних часток вщ-буваеться за рахунок електростатичноï взаемодп заря-джених груп, груп з високою електронною густиною, шляхом утворення так званих «хiмiчних мктюв» мiж молекулами а також за рахунок мехашчного зачеплення молекул [4, 8, 11]. Певною мiрою механiчна мiцнiсть обумовлена здатшстю альгiнату натрiю утворювати твердi гелi при низьких температурах, до того ж, власне саме розчинення альгшату проводиться при невисоких температурах, що мае неабияке значення, осюльки зменшу-еться деструктивний вплив температури [4].
Додавання глщерину призвело до пщвищення елас-тичностi плiвки, але разом з тим спостер^алося деяке пiдвищення мiцностi. Можливо це пов'язано зi змен-шенням крихкост плiвок а також утворенням зв'язюв мiж молекулами альгiнату, карбоксиметилцелюлози та глщерину за рахунок взаемодп з гщроксильними групами глщерину.
Вщмшност яюсних характеристик зразкiв з по-криттям та без нього в першу чергу обумовлеш бар'ер-ними властивостями утвореноï плiвки. Порiвняно менша загальна бактерiальна забрудненiсть у зразка з покриттям пояснюеться тим, що було виключене потрапляння мiкроорганiзмiв з навколишнього сере-довища безпосередньо на поверхню м'яса. Наявшсть плiвки також запобiгае розвитку аеробноï мiкрофлори.
Розвиток мiкрофлори певним чином впливае на багато характеристик м'яса, так, наприклад, тд дiею ферментв мiкроорганiзмiв вiдбуваються хiмiчнi пе-ретворення рiзного характеру, що неодмiнно впливае на активну реакщю середовища (водневий показник) та динамжу ïï змши. Загалом, збiльшення воднево-
го показника впродовж збертння пов'язане з нако-пиченням органiчних основ (амiнiв, амiаку тощо) в результатi реакцiй декарбоксилювання пiд впливом залишковоï мiкрофлори, а зменшення водневого показника - з накопиченням оргашчних кислот в результат реакцш дезамiнування амшокислот. 1нтенсив-нiсть та характер змш pH в цьому випадку переважно залежить вщ якiсного та юльюсного складу мжрофло-ри. Наявнiсть покриття зменшуе iнтенсивнiсть дiяль-ностi мiкроорганiзмiв, чим i пояснюються менш гли-бокi змiни водневого показника у зразка з покриттям.
Змши масовоï частки вологи, а саме ïï зменшення, пов'язаш з випаровуванням вiльноï вологи з поверхш м'яса, нанесення плiвки значно уповшьнюе цей процес.
Кислотне число змшюеться за рахунок накопи-чення жирних кислот, яю утворюються при гiдролiзi жирiв тд дiею ферментiв мiкроорганiзмiв та власних ферментв у присутностi вiльноï вологи. Зменшення загальноï бактерiальноï забрудненостi, юлькост в^ь-ноï вологи за рахунок наявност захисного покриття зменшуе штенсившсть цього процесу [9].
Аналогiчна ситуащя i з перекисним числом, але в даному випадку немале значення мае i захист продукту вщ впливу кисню повггря, а результати дослiдження тдтверджують, що покриття на основi альгшату на-трiю здатнi зменшити вплив цього фактору.
7. Висновки
В результат проведених дослщжень щодо мож-ливостi застосування та власне розробки захисних покриттв для захисту та подовження термжв зберь гання м'яса були отримаш наступнi результати:
- за результатами дослщжень були отримаш плiв-ковi покриття з рiзним складом, пластифiкатором (rai-церином) та без пластифжатору. Плiвковi покриття з пластифжатором вiдзначались еластичнiстю, на вщмь ну вiд iнших плiвок, проведений порiвняльний аналiз та визначений основний склад для плiвкоутворюючого покриття (альгшат натрiю + КМЦ + глщирин);
- при зберiганнi, транспортуваннi та у процес пе-реробки сировина i продукщя пiддаються впливу рiз-номанiтних факторiв механiчного впливу (тертя, де-формацiя, тиск), тому важливо знати фiзико-механiчнi властивостi захисних покриттв. Для отримання бiльш точноï характеристики фiзико-механiчних властивостей плiвок були проведет дослщи з визначення мщ-ностi плiвок на розрив, коефвденту ïх розтягнення та паропроникностi;
- науково обгрунтовано i розроблено споиб подовження термiну зберiгання м'яса з нанесенням плiвкоу-творюючого покриття методом занурювання продукту в розчин;
- встановлено можливкть збiльшення термшу збе-рiгання м'яса свинини з 9-10 до 12-15 дiб.
Таким чином, застосування альгшату натрт у су-мiшi з карбоксиметилцелюлозою та глщерином у яко-стi захисного покриття для м'яса е ефективним та мае достатньо реальш перспективи для впровадження на м'ясопереробних пщприемствах. Окрiм цього, е ште-рес у подальших дослiдженнях властивостей захисних покриттв, необхiднiсть ïх вдосконалення, розробки технологш i обладнання для ïх застосування.
Лиература
1. Снежко, А. Г. Современная упаковка мяса и мясных продуктов [Текст] / А. Г. Снежко, А. В. Федотова, Е. А. Евстафьева // Мясная индустрия. - 2008. - № 5. - С. 40-43.
2. Козеева, О. В. Проектирование мясокомбинатов по международным стандартам GMP [Текст] / О. В. Козеева // Мясная индустрия. - 2008. - № 2. - С. 53-54.
3. Снежко, А. Г. Новые упаковочные наноматериалы и перспективы их использованя [Текст] / А. Г. Снежко, А. В. Федотова, Е. А. Евстафьева // Мясная индустрия. - 2008. - № 8. - С. 20-21.
4. Филлипс, Г. О. Справочнык по гидроколлоидам [Текст] / Г. О. Филлипс, П. А. Вильямс; пер. с англ.; под ред. А. А. Ко-четковой. - СПб.: ГИОРД, 2006. - 536 с.
5. Хамнаева, Н. И. Особенности санитарно-микробиологического контроля сырья и продуктов питания животного происхождения [Текст]: учеб. пос. / Н. И. Хамнаева. - Улан-Удэ: Изд-во ВСГТУ, 2006. - 136 с.
6. Perez-Gago, M. B. Protein-Based Films and Coatings Gennadios [Text] / M. B. Perez-Gago, J. M. Krochta. - CRC Press, Boca Raton, FL, 2002. - P. 159-180. doi: 10.1201/9781420031980
7. Krochta, J. M. Protein-based Films and Coatings Gennadios [Text] / J. M. Krochta. - CRC Press, 2002. - P. 1-41.
8. Lide, D. R. Handbook of Chemistry and Physics [Text] / D. R. Lide. - CRC Taylor and Francis, 2007. - P. 10-19.
9. Ritala, M. In Handbook of Thin Film Materials. Vol 1[Text] / M. Ritala, M. Leskelä. - Academic Press, San Diego, CA, 2002. - 103 p.
10. Enrione, J. I. Mechanical Stability of Intermediate Moisture Starch-Glycerol Systems [Text]: PhD thesis / J. I Enrione. -Division of Food Sciences. Nottingham, The University of Nottingham, 2005. - 153 p.
11. Sperling, L. H. Introduction to Physical Polymer Science [Text] / L. H. Sperling. - New York, NY, USA: John Wiley & Sons, Inc, 2006. - P. 11-15.
