Совершенствование технологии мясо-растительных консервов Текст научной статьи по специальности «Прочие технологии»

МВйЯГЮ lpKK«4fi-УНИРТЯ С.

im Лодя, ? чада б

V? МСЖ&1 |Ло#нш

ЛгчиЛт:. 1ЫЩНИН •

С n ^cr.i—

ГГурчп<

ВД4«14

ноддой

бслкая

ЙСГККЯ-

иыямл.

r ДйЙет-

1 П'ЙДМ

fcJlic.‘L'TCff

к эъ £1 особ’

лг :Ptf-

: TevFf> Шша-v>rsf-*-с юье-> струк-hi.C n гсльна, ниижу-юквуад ул pj:i-С[Ы-. U.'JM Y.-SP1C ПГ"

P jfri.-prn VF-1ие .it) уггт-ШЯйй ■

N J.

..7= П-Г 11

1

Й.'ЖИ-

лйтвт?

j'JtT.-.A

S^rpjtc-

pyjep

живающей способностью (%), давлением Р (МПа) и продолжительностью процесса т (мин):

V? = 56,605 - 0,748г - 4.037Р + 0,022г2 +

+ 0,241гР+ 1Д62Р2. (1)

Г рафик зависимости Ш = /(Р, г) представлен на рис. 1.

Рис. 1

Изменения нежности определяли посредством тендерометра и регистрировали как изменения степени деформации образцов при сжатии АН.

Уравнение регрессии, отражающее зависимость между нежностью мяса и продолжительностью обработки и давлением, имеет вид

АН = 9,366 - 2,157Р - 1,256г + г^бЗР2 +

+ 0,08Рг + 0,04т2. (2)

График зависимости АН = f(P, г) представлен на рис. 2.

Обработка сжатым диоксидом углерода привела к увеличению влагоудерживающей способности с 55 до 82% и улучшению упругих свойств мяса АНтт = 35%. Это свидетельствует о несомненной перспективности данного способа обработки мяса.

Кафедра технологии мясных и рыбных продуктов

Поступила 21.07.98

664.93:002.237

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ МЯСО-РАСТИТЕЛЬНЫХ КОНСЕРВОВ

Г.И. КАСЬЯНОВ, С.М. ДЬЯКОВ, B.C. КОРОБИЦЫН

Кубанский государственный технологический университет

Результаты многочисленных исследований в области диетологии и физиологии питания выдвигают в число актуальных проблему разработки мясорастительных продуктов со сбалансированным химическим составом. Перспективным, на наш взгляд, является создание комбинированных пищевых продуктов на мясной основе с применением нетрадиционных видов сырья растительного происхождения [1].

В течение ряда лет совместно со специалистами Тихорецкого мясокомбината мы разрабатывали технологию многокомпонентных консервов со сбалансированным аминокислотным и минеральным составом.

Были получены, проанализированы и систематизированы данные по пищевой и биологической ценности говядины различных возрастных групп животных [2,3]. В качестве объектов исследований использовалось мясо бычков красной степной породы высшей упитанности в возрасте 2 лет и мясо выбракованных из стада коров той же породы в возрасте 6-9 лет.

Эксперименты проводили в условиях Исследовательского центра АОЗТ Мясокомбинат ”Тихо-

рецкий”, Краснодарского НИИ хранения и переработки сельхозпродукции, Северо-Кавказского НИИ животноводства, а также на кафедрах технологии консервирования и мясных и рыбных продуктов КубГТУ [4]. Производственную апробацию технологий осуществляли на базе АОЗТ ’’Мясокомбинат Тихорецкий” на заводе детских мясных консервов.

Исследования выполняли в соответствии с разработанной схемой, представленной на рис. 1 (цифрами обозначены содержание и методы исследований): 1-4 — содержание влаги, белка, жира, золы — по общепринятым методикам; 5 — pH мяса

— потенциометрическим методом; 7 — долю связанной влаги — по методу Грау и Хамма в модификации В.П. Воловинской и Б.И. Кельман; 8 — аминокислотный состав — на аминокислотном анализаторе Биотроник ЬС-5000; 9 — содержание триптофана и оксипролина — по общепринятым методикам (Н.К. Журавская и др., 1985 г); 10 — содержание коллагена — по методике Л.В. Антиповой; 11 — содержание хлорорганических пестицидов (а и % изомеры ГХЦГ и сумма метаболитов ДДТ) — методом газожидкостной хроматографии; 12 — содержание свинца и кадмия — методом инверсионной вольтамперометрии; 14 — содержание витаминов группы В — по общепринятым методикам (И.М. Скурихин, 1984; Е.А. Нестеров,

Рис. 2

ИЗВЕ

1967); 15 — содержание витаминов А и Е — по методикам, рекомендованным Институтом питания РАМН; 17 — содержание нитрата натрия — по ГОСТ 8558.2-78; 18 — органолептические показатели — по ГОСТ 8756-1.79; 19 — упруго-пла-стические свойства мяса — на тензометрическом комплексе кафедры пищевкусовых продуктов Куб-ГТУ; 20 — биологическая ценность и усвояемость продукта — с помощью комплексного показателя качества посредством обобщенной функции желательности Харрингтона, а также методом оценки наращивания биомассы биотестером Теиакутепа Руп\огт1з №;2\ — белковый качественный показатель по отношению триптофана к оксипролину; 22 — математическая обработка экспериментальных данных и математическое планирование эксперимента с использованием методов математической статистики, ротатабельных планов второго порядка Бокса-Хантера и обобщенной функции желательности Харрингтона; 23 — продолжительность обработки мяса под давлением в среде С02; 24 — величины давления при обработке в среде С02 — с помощью манометра; 25 — обработка в среде СО, — на установке лаборатории экстракции КНИИХП; 26 — микробиологические показатели — по ГОСТ 10444.1-85, ГОСТ 10444.5-85, ГОСТ 10444.6-85, ГОСТ 10444.15-76.

Таблица 1

Объекты исследований

1,2,3,4,5,7,8,9,10,

11,12,17,19,21,

Мясо крупного рогатого скота различных возрастных груяп

Обработка в среде сжатого СО? (0,4 - 4, 1 МПа)

ЭВМ

22

22,23,24,25,

7,19

Теоретическое обоснование растительных компонентов по прикладному значению

Обоснование

рецептуры

Обоснование

технологических

режимов

Выработка продукта

1,2,3,4,14,15,1

20,22

НД

Рис. 1

Общий химический состав мяса I (бычки) и II (коровы) групп животных приведен, в табл. 1. Достоверные различия наблюдаются лишь в содержании жира. В табл. 2 приведен аминокислотный состав (г/100 г) мяса исследованных групп животных.

Изучение биологической ценности мяса показало, что у животных I и II групп сумма незаменимых аминокислот составляет 9910 и 9860 мг/100 г соответственно, а белковый качественный показатель — 5,92 и 4,66. Содержание коллагена в средней пробе туши соответственно 2,11 и 3,2% от протеина.

Группа Содержание, %

животных влаги белка жира золы

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

II 68,7 18,9 11,3 1,1

Таблица 2

Аминокислота Группа животных

I II

Лизин 2,04 1,94

Гистидин 1.01 0,97

Аргинин 1,3 1,22

Аспарагиновая кислота 2,72 2,47

Треонин 0,90 0,92

Серин 0,88 0,91

Глутаминовая кислота 3,29 3,31

Глицин 0,89 0,84

Аланин 0,93 0,89

Валин ' ~ у ■ 0,99 1,00

Метионин . . 0,49 0,53

Изолейцин 0,80 0,78

Лейцин 1,75 1,81

Тирозин ‘ 0,77 0,76

Фениналанин 0,87 0,87

Триптофан 0,29 0,28

Оксипролин 0,049 0,060

Технологические показатели качества мяса у животных I и II групп: влагоудерживающая способность Г 60 и 55%, pH 6,12 и 5,27.

Приведенные данные свидетельствуют о безусловном различии в качественных характеристиках мяса, полученного от бычков и коров. Так, жесткость мяса коров значительно выше, что обусловлено большей долей коллагена в белке. Белковый качественный показатель и технологические параметры качества мяса коров оказались ниже в сравнении с мясом бычков.

Выработку опытных образцов партии консервов из говядины I и II групп животных вели по стандартной технологической инструкции ’’Говядина тушеная”. Химический состав представлен в табл. 3.

В зарубежной литературе имеется ряд данных, свидетельствующих, что обработка мяса под давлением (10-100 МПа) сокращает потери массы при последующей тепловой обработке и значительно увеличивает нежность мяса. На основании наших исследований предложено снизить давление обработки мяса говядины II категории до 4 МПа, а саму обработку вести в среде С02 [5].

ХИ:

Белої

Дизи:

Гиста

Аргш

Аспа(

Треоі

СерИ!

Глутз

Глищ

Адаш

Валиі

Мети

Изол<

Лейці

Тироі

Фени

Трип'

Оксш

Вб

Ниащ

Рибос

Тиамі

Витаі

Из

ПОД £ НИЄМ

белк<

вторі

белкі

туры

НЫМ1

нымк Ра ниє I тому зациі разру держ

ЭТИ (

числг

ются

Об

мясе

С02

гидра

содер

честв

следо

групп

ЩЄЛ0'

f

5-6,1998 \|4ШЛ I

ЗОЛЫ

1,0

1,1

"аблица 2

IX

II

,94

1,97

,22

1,47

|?2

1,91

1,31

1,84

),89

i,00

),53

►,78

,81

S,76

>,87

),28

neo

ММСП y cimcoft-

Г! fip.syc-HCTKKHX

iltefl'-

буслив-

!ТТ(Г^Ы11

<- iiipa • towe з

KlHpHAR 1C ^ТЗУ-

Wn.fra'a к ти5.''.

HIFOfint. 3JZLKfl?-;;:U i |.,и i I Р.’.ШС : HLOIK

if (fjpn-, я :аму

Таблица 3

Компоненты химического состава Единица измерения Группа животных

I И

Белок г/100 г 16,6 16,1

Лизин » 1,77 1,65

Гистидин » 0,87 0,82

Аргинин » 1,13 1,04

Аспарагиновая кислота » 2,36 2,4

Треонин 0,78 0,78

Серии » 0,76 0,78

Глутаминовая кислота » ‘2,84 2,8

Глицин » 0,77 0,72

Аланин » 0,81 0.76

Валин » 0,86 0,85

Метионин » 0,42 0,45

Изолейцин & 0,69 0,66

Лейцин ъ 1,52 1,5

Тирозин > 0,67 0,65

Фенилаланин » 0,75 0,74

Триптофан » 0,25 0,23

Оксипролин » 0,042 0,05

в6 мг/100 г 0,16 0,14

Ниацин * 3,9 3,4

Рибофлавин » 0,1 0,95

Тиамин 0.18 0,16

Витамин А » Следы Следы

Изменения, происходящие в мышечной ткани под воздействием давления, обусловлены изменением свойств двух ее основных компонентов — белков и воды. Давление приводит к нарушению вторичных, третичных и четвертичных структур белковых молекул. Вторичные и третичные структуры белков в водной среде стабилизируются ионными и водородными связями, а также гидрофобными взаимодействиями.

Разрушение ионных связей вызывает уменьшение объема из-за эффекта электрострикции, поэтому увеличение давления благоприятствует ионизации. С увеличением давления от 0,4 до 4 МПа разрушаются гидрофобные связи, возрастает содержание легко реагирующих групп БН. В целом эти факторы приводят к образованию большого числа заряженных групп, к которым присоединяются молекулы воды.

Объяснить увеличение доли связанной влаги в мясе в результате обработки в атмосфере сжатого С02 можно также участием коллагена. Высокая гидратационная способность коллагена связана с содержанием в его структуре значительных количеств диамино- и аминодикарбоновых кислот и, следовательно, большого числа боковых полярных групп молекулы. При смещении pH в кислую или щелочную сторону от изоэлектрической точки на-

бухаемость коллагена резко увеличивается. Обработка же мяса в среде сжатого С02 приводит к гидролизу коллагена за счет насыщения мяса газом по всему объему. СО., взаимодействует с водой с образованием угольной кислоты, которая, будучи нестойкой, обратимо диссоциирует, но в целом pH среды смещается в кислую сторону.

При действии на коллаген Н„СО~ в нем возникает положительный избыточный заряд и структура коллагена разрыхляется за счет расширения фибрилл в полярных областях из-за отталкивания одноименно заряженных групп. В расширенную область поступает вода, происходит набухание. Это также приводит к увеличению нежности мяса, что подтвердили результаты исследований. Набухший, разрыхленный коллаген становится более доступным пищеварительным ферментам, что очень важно в свете доктрины о необходимости пищевых волокон коллагена в рационах взрослых и детей. При этом экспериментально доказано повышение показателя чистого усвоения белков [6].

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

W = 53,383 - 0,006 г - 0,413Р + 0,001т2 +

+ 0,04тЯ + 0Л53Р2. (1)

График зависимости W = [(Р, г) представлен на рис. 2.

3D Surface Plot (AE.STA 3v Юс)

2=53,383+0,006 x+0,413'У+-0,001 ;X'X+G,04 x 7+0,153 у у

Рис. 2

Изменения нежности определяли посредством денсиметра Боргвальда и регистрировали как изменения степени деформации образцов при сжатии:

АН — АН

АН ------1 ■ 100%, (2)

А Я.

где АН — изменение степени деформации, %■

АНК, АНч — деформация образца до и после обработки сжатым С02, мм. Уравнение регрессии, отражающее зависимость между нежностью мяса и продолжительностью обработки и давлением, имеет вид

ДЯ = 2,336 - 2Щ7Р - 0,298г + 1J55P' +

+ 0,019Рг + 0,019г. (3)

График зависимости ДЯ = /(Р, г) представлен на рис. 3.

3D Surface Plot (GESTKOCT.STA 3v Юс): г=-7,744+4,112 x+0,178 y+1,444-х x-0,054 X y+0,008

Томатная паста 30%-я

Масло растительное

Жир свиной топленый

С02-экстракт перца черного жгучего

С02-экстракт перца красного жгучего

Петрушка

Укроп

Соль

2

7

3

0,05

0,05

0,15

0,15

При планировании экспериментов с целью сокращения количества опытов использовали метод рогатабельных планов Бокса-Хантера. Обработка сжатым СО, привела к увеличению влагоудерживающей способности с 55 до 82% и улучшению упругих свойств мяса &Нта = 35%.

Процессу конструирования рецептуры мясо-рас-тительных консервов предшествовали анализ и систематизация физиологических норм потребности человека в пищевых веществах и энергии.

Задача выбора оптимальной рецептуры была решена посредством обобщенной функции желательности Харрингтона О. С помощью специально написанной с участием доц. М.В. Ушакова программы было найдено оптимальное сочетание компонентов рецептуры, соответствующее максимальному £>.

D = уd d,}d,...d^

(4)

где

D —

ardv-M^...dn

где

комплексный критерии желательности Харрингтона; частные безразмерные функции желательности.

d - ехр[-е£р{Ь0 + Ь{у)}, (5)

содержание данного конкретного элемента химического состава, %;

Ь0 и Ь{ — безразмерные коэффициенты.

Проектирование проводили с учетом потерь пищевых веществ в процессе тепловой обработки. В результате расчета было определено оптималмюе содержание в рецептуре заданных компонентов, %:

У

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

Графический аналог мультипликативной модели представлен на рис. 4 (О — обобщенный критерий качества; частные функции желательности: — валина, d,l — изолейцина, йъ — лейцина,

— лизина, ё5 —"метионина и цистина суммарно, — треонина, й7 — триптофана, — фенилаланина и тирозина суммарно, dij — животных жиров, dln — растительного жира, — тиамина (В,), с1,2 — рибофлавина (В.,), —

пиридоксина (В6), -— аскорбиновой кислоты

(витамина С), di^ — витамина А, d^fъ — витамина Е, — ниацина, й18 — кальция, й19 — фосфора, d„i) — железа, |/_1 — заменимых аминокислот суммарно, й2П — О — комплексный критерий желательности).

Анализ химического состава консервов (табл. 4) свидетельствует об адекватности полученных результатов задач проектирования. Комплексная модель оценки качества консервов приведена на рис. 5 (й — обобщенный критерий качества (0,69); частные функции желательности: й, — белка,

-- жира, а, — валина, d^ — изолёйцина, с1ъ — лейцина, —• лизина, с17 — метионина и цистина

суммарно, ds — треонина, а триптофана, й10 фенилаланина и тирозина’суммарно, а1 </,, — В... — П. I витамина С.

и тмина А - витамина Е, dl — ниацина, dlS — кальция, — фосфора, й2{, —- железа).

г 3 4 5 6 7 в 8 10 11 12 13 14 15 18 17 18 19 20 21 22

Частные функции желательности й

Рис. 4

Говядина I (или II категории после СОо-обработки) 20

Нут 8

Морковь свежая 13

Лук 15

Баклажаны 27.6

Томаты 2

Перец сладкий 0,55

Рис. 5

Рис. 3

1

___.С.9

0да =Г ■О 0,7 |50,

Е Й 0/3

г Но,г ъ «Со,д й| =

з 4 5 8 7 8 9 10 11 12 13 14 15 18 17 13 19 20 21

Частные функции желательности 3

Таблица 4

Единица измерения Содержание

Компоненты в результате проектирования по рецептурным требованиям

Белок % 9,8 10,3

Жир % 15,1 18,4

Валин г/100 г 0,14 0,15

Изолейцин 0,10 0,11

Лейцин » 0,2 0,22

Лизин » 0,155 0,17

Метионин + цистин » 0,1 0,11

Треонин » 0,115 0,12

Триптофан » 0,03 0,03

Фенилаланин + тирозин » 0,174 0,18

мг/100 г 0,076 0,082

в2 » 0,093 0,1

в6 0,096 0,1

С » 2,9 3,2

А » 0,42 0,5

Е » 0,89 1

Ниацин » 0,86 0,95

Кальций г/100 г 0,34 0,04

Фосфор » 0,53 0,6

Железо » 0,42 0,5

Влага % 71,5

Оценку усвояемости консервов производили по скорости накопления биомассы тест-организма Те^аИутепа Ругірогміз

Результаты показывают, что вариант со сбалансированной рецептурой обладает значительно большей усвояемостью, нежели продукты с разбалансированным химическим составом. Центральная дегустационная комиссия Краснодарского НИИ хранения и переработки сельхозпродукции дала высокую оценку органолептическим показателям консервов.

По результатам исследований разработана, согласована и утверждена нормативная документация на производство консервов мясо-растительных Ассорти (ТУ № 9217-048-04801346-98).

Годовой экономический эффект от внедрения данной разработки в условиях предприятия малой мощности составляет 540 тыс. р.

ВЫВОДЫ

1. На основе исследований состава и свойств говядины различных возрастных групп животных дана сравнительная оценка мясного сырья как основы для конструирования продуктов с заданным химическим составом.

2. Теоретически и экспериментально обоснована целесообразность использования сжатого диоксида углерода (давление от 0 до 4 МПа, продолжительность процесса от 5 до 30 мин) с целью гидролиза коллагеновых структур, повышения усвояемости и улучшения органолептических характеристик мяса, полученного от взрослых животных.

3. Разработаны рецептурные требования к пищевому продукту с заданным химическим составом, адекватным потребностям конкретной категории населения, работающей в экстремальных условиях.

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

ЛИТЕРАТУРА

1. Касьянов Г.И., Коробицын B.C. Медико-биологические требования к производству мясо-растительных консервов // Тез. докл. 2-й Межрегион. научно-практ. конф. ’’Пищевая промышленность 2000”. — Казань: КазГТУ, 1998. — С. 37-38.

2. Дьяков С.М., Коробицын B.C. Мясо крупного рогатого скота различных возрастных и половых групп как объект непрерывного изучения / / Там же. — С. 63-64.

3. Дьяков С.М. Мясная продуктивность красного степного скота. — М.: Россельхозиздат, 1986. — Й6 с.

4. Коробицын B.C. Технология консервов из говядины различных возрастных групп животных с использованием диоксида углерода: Автореф. дис. ... канд. техн. наук. — Краснодар: КубГТУ, 1998. — 25 с.

5. Коробицын B.C. Способ обработки мяса под давлением в среде диоксида углерода // Тр. КНИИХП. Современные технологии и оборудование для переработки и хранения с.-х. продукции. — 1998. — Вып. 3. — С. 53.

6. Антипова Л.В., Глотова И.А. Основы рационального использования вторичного коллагенсодержащего сырья мясной промышленности. — Воронеж: ВГТА, 1997. — 248 с.

Кафедра технологии мясных и рыбных продуктов

Поступила 23.09.98