Разработка технологии мясных рубленых полуфабрикатов с кальцийсодержащими композициями животных белков тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.18.04, кандидат технических наук Эсаулов, Сергей Владимирович

• Эсаулов, Сергей Владимирович
• кандидат технических наук
• 2009

Оглавление диссертации кандидат технических наук Эсаулов, Сергей Владимирович

ВВЕДЕНИЕ.:.'.:.'.

1. СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ НО ПРИМЕНЕНИЮ БЕЛКОВ И БЕЛКОВЫХ ДОБАВОК В ТЕХНОЛОГИИ МЯСНЫХ РУБЛЕНЫХ ПОЛУФАБРИКАТОВ;.

1.1. Мясозаменяющие белковые ингредиенты.

1.1.1. Пищевая ценность мясозаменяющих белков.

1.1.2'. Функциональныеживотные бёлки — источник биодоступного кальция .!.

1.1''.3< Функциональные молочные белки.

1.1.4. Препараты казеина.

1.1.5 : Препараты сывороточных белков;.

1.1.6. Препараты коллагена.

1.1.7. Препараты белков крови.

1.2. Применение композиций функциональных белков для улучшения текстуры фаршевых продуктов.,!.;. „.

1.2.1. Текстура фаршевых продуктов:.

1.2.2. Стабилизаторы-текстуры фаршевых продуктов.

1.2.3: Принципы создания'композиций функциональных белков для фаршевых продуктов .;.

1.3. Общая характеристика замороженных мясных полуфабрикатов

1.3.1. Замороженные рубленные мясные полуфабрикаты.

1.3.2. Замороженные рубленные мясные полуфабрикаты в тесте.

1.4. Изменения качества замороженных мясных полуфабрикатов при холодильном хранении.

1.4.1. Микробиологические изменения.

1.4.2. Усушка.:.

1.4.3. Рекристаллизация.

1.4.4. Изменения липидов.

1.4.5. Изменения белковых веществ.

1.4.6. Влияние температуры на качество замороженных мясных полуфабрикатов при хранении.

2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ. ПОСТАНОВКА ЭКСПЕРИМЕНТА.

2.1. Объекты исследования.

2.1.1. Белки и белковые добавки.

2.1.2. Мясное сырье и вспомогательные материалы. Рецептуры фаршей.

2.2. Методы исследования.

2.2.1. Методы исследования функциональных белков и белковых добавок

2.2.2. Методы исследования мясных фаршей.

2.2.3. Методы исследования мясных полуфабрикатов.

2.2.4. Методы исследования основных изменений замороженных мясных полуфабрикатов при холодильном хранении.

2.3. Постановка эксперимента.

Биологическая ценность пельменей и котлет с кальцийсодержащими БК.

3. РАЗРАБОТКА РЕЦЕПТУР И ТЕХНОЛОГИИ БЕЛКОВЫХ КОМПОЗИЦИЙ.

3.1. Макронутриентный состав.

3.2. Функционально-технологические свойства.

3.3. Моделирование состава композиций животных белков.

3.3.1. Композиция 1. «Казеинат кальция - плазма крови — КМЦ».

3.3.2. Композиция 2. «Казеинат кальция - КСБ - КМЦ».

3.3.3. Композиция 3. «КСБ - коллаген - КМЦ».

3.3.4. Композиция 4. «КСБ — изолят соевого белка — КМЦ».

3.4. Разработка рецептур и технологии фаршей с композициями животных белков.

4. РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ МЯСНЫХ РУБЛЕНЫХ ПОЛУФАБРИКАТОВ С КАЛЬЦИЙСОДЕРЖАЩИМИ КОМПОЗИЦИЯМИ ЖИВОТНЫХ БЕЖОВ.

4.1. Моделирование рецептур котлет.

4.2. Моделирование рецептур пельменей.

4.3. Ионизированный кальций в составе композиций животных белков.

4.3.1. Теоретические аспекты.

4.3.2. Исследование влияния растворимых солей кальция на функционально-технологические свойства и текстуру фаршевых систем

4.3.3. Примеры применения кальцийсодержащих композиций животных белков для улучшения текстуры фаршевых изделий.

4.4. Технология пельменей и котлет с кальцийсодержащими композициями животных белков.

4.4.1'. Пельмени.

4.4.2. Котлеты.

4.4.3. Биологическая ценность пельменей и котлет с композициями животных белков.

4.4.4. Расчет себестоимости продукции с кальцийсодержащими композициями животных белков.

4.5. Исследование изменений качества пельменей и котлет с кальцийсодержащими композициями животных белков при холодильном хранении.

4.5.1. Органолептические показатели.

4.5.2. Макронутриентный состав.

4.5.3. Микробиологические показатели.'.

4.5.4. Биохимические показатели.

4.5.5. Потери влаги.

4.6. Кинетические характеристики биохимических процессов, протекающих в исследуемых продуктах при холодильном хранении.

ВЫВОДЫ.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Разработка технологии мясных рубленых полуфабрикатов с кальцийсодержащими композициями животных белков»

Актуальность работы. Пищевая ценность мяса и мясных продуктов определяется содержанием биологически полноценных и легко усвояемых белков. Существующий в настоящее время общий дефицит мясных ресурсов, нарушение холодильной цепи, высокий объем мяса с пороками и низкими функциональными свойствами приводит к потерям мясных белков, минеральных веществ и витаминов и обусловливает целесообразность применения белковых добавок в технологии мясных изделий. Известны работы ученых и специалистов, посвященные этой проблеме - Лисицына А.Б., Рогова И.А., Жари-нова А.И., Нелепова Ю.Н., Липатова Н.Н., Ивашкина Ю.А., Бражникова A.M., Антиповой Л.В., Винниковой Л.Г. и др.

Применение полноценных животных белков, полученных путем переработки вторичного животного сырья, особенно актуально в технологиях продуктов массового потребления, доступных всем социальным слоям населения, в том числе слабозащищенным. Такими продуктами сегодня являются замороженные мясные рубленые полуфабрикаты. Половину всей товарной массы мясных рубленых полуфабрикатов на отечественном рынке составляют пельмени и котлеты, поскольку являются традиционными блюдами русской кухни.

Известно, что комбинирование животных белков в определенных соотношениях приводит к улучшению их функциональных свойств за счет эффекта синергизма, проявляющегося в повышении прочности структуры смешанных белковых гелей. Целесообразна разработка бинарных белковых композитов, которые нивелируют недостатки мясного сырья, улучшают текстурные характеристики и пищевую ценность мясных изделий.

Одной из важнейших характеристик качества продуктов из рубленого мяса является текстура. Текстура полутвердых пищевых продуктов формируется биополимерами пищевого матрикса - белками и полисахаридами. Поэтому I 7 при разработке белковых композиций необходимо» учитывать их влияние на формирование текстурных характеристик мясных изделий.

Многие животные белки являются не только источником полноценного белка, но и содержат биодоступный органический кальций1. Молекулы белков способны также связывать кальций ионогенно. Присутствие ионизированных частиц, в том1 числе кальция, во многом определяет коллоидно-химические свойства мышечных белков, что проявляется в улучшении текстурных характеристик фаршевых систем. Этому направлению посвящены работы Гусева Н.Б., Жаринова А.И., Веселовой О.В., Пермякова Ю.Н., Лопачёвой Е.Г., Чир-киной Т.Ф. и др.

Применение кальцийсодержащих композиций животных белков для замены части мясного сырья улучшает пищевую ценность и текстуру мясных рубленых полуфабрикатов и снижает их себестоимость.

Цель работы. Разработка рецептур и технологии мясных рубленых полуфабрикатов» с заменой части' основного! сырья на кальцийсодержащие белковые композиции.

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

- провести анализ состава и свойств белковых препаратов, представленных на рынке пищевых добавок, обосновать выбор ингредиентов для составления композитов;

- разработать рецептуры бинарных белковых композиций (БК) и рационализировать способ внесения БК в фаршевые изделия;

- изучить влияние добавок растворимых солей кальция на функционально-технологические свойства и текстуру мясных фаршей;

- разработать технологию > кальцийсодержащих композиций животных белков для фаршевых изделий;

- разработать проект технической документации по производству и применению новых БК в технологии мясных рубленых полуфабрикатов и провести t их промышленную апробацию;

- разработать технологию пельменей: и • котлет с кальцийсодержащими композициями животных?белков; • (

- исследовать биологическую ценность продуктов с кальцийсодержащими БК;

- исследовать изменения качества пельменей и котлет с добавками белковых композитов для обоснования продолжительности их холодильного хранения; ,

- провести внедрение технологии пельменей и котлет с кальцийсодержащими белковыми композитами на ООО «Талосто продукты»

Научная новизна:

Теоретически1 обоснована и экспериментально подтверждена целесообразность разработки бинарных композитов животных белков для снижения себестоимости и повышения пищевой ценности фаршевых продуктов.;

Обоснованы принципы рационализации рецептурного состава, разработаны рецептуры фаршевых изделий с композициями животных белков. '

Научно обосновано влияние добавок растворимых солей кальция на функ-, ционально-технологические показатели, текстуру фаршевых систем; и> увеличение доли связанной влаги. Установлены их эффективные концентрации.

Разработана технология кальцийсодержащих композиций животных белков; для фаршевых изделий и технология* мясных рубленых полуфабрикатов с добавками кальцийсодержащих композиций;животных белков. Новизна предлагаемой технологии подтверждена патентом, на изобретение № 2345605 «Способ производства мясных фаршей».

Получены кинетические зависимости основных изменений исследуемых продуктов при холодильном хранении. Предложено уравнение, характеризующее изменение качества пельменей при холодильном хранении в температурном диапазоне от-12 до-18°С.

Практическая значимость и реализация результатов работы;

Разработаны рецептуры и технология бинарных композитов животных белков. В производственных условиях ЗАО «ВИАДИ» (г. СПб) проведена их апробация. Разработаны технические условия ТУ 9223-003-74793855-2007 "Смеси сухие белковые".

Разработаны промышленные рецептуры фаршей, проведена промышленная выработка пельменей и котлет с кальцийсодержащими БК на ООО Пищевой t комбинат «Колпин».

Разработана технология мясных рубленых полуфабрикатов с кальцийсодержащими БК. Проведено промышленное внедрение технологии пельменей и котлет с кальцийсодержащими ,БК на ООО «Талосто продукты». Себестоимость пельменей и котлет с БК снижена на 8. 12 %.

Модифицирован* метод определения перевариваемости in vitro мясных изделий, сконструирована экспериментальная установка для проведения исследований. Результаты внедрены в учебный процесс на кафедре ТМРПиКХ СПбГУНиПТ.

Апробация работы. Основные результаты исследований доложеныьв период с 2005 по 2008 гг. на: VIII Всероссийском конгрессе «Оптимальное питание -здоровье нации» (Москва, 2005); Международной конференции «Научное обеспечение и тенденции развития производства пищевых добавок в России» (СПб, Россельхозакадемия, ГУ ВНРШПАКК, 2005); научно-практической конференции «Пищевая и морская^ биотехнология: проблемы,и перспективы» (Калининград, 2006); 1Г научно-практической конференции «Пищевые техно-логии-2006» (Одесса, 2006); конференциях профессорско-преподавательского состава (СПб, СПБГУНиПТ, 2006, 2007); Международно-практической конференции «Стратегия развития предприятий пищевой промышленности, ресторанного обслуживания и торговли» (Харьков, ХГУНиТ, 2007). Публикации. По теме диссертации опубликовано 11 печатных работ, в том числе 2 статьи в изданиях, рекомендованных ВАК РФ.

1. СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ ПО ПРИМЕНЕНИЮ БЕЛКОВ И

БЕЛКОВЫХ ДОБАВОК В ТЕХНОЛОГИИ МЯСНЫХ РУБЛЕНЫХ

ПОЛУФАБРИКАТОВ

Пищевая ценность мяса и мясных продуктов определяется, в первую очередь, содержанием биологически полноценных и легко усвояемых белков [24].

Последние десятилетия население России испытывает дефицит в количестве потребляемого животного белка. [10]. Данные по потреблению белков животного происхождения (табл. 1.1) свидетельствуют об их нехватке более чем в 1,5 раза от рекомендуемых норм [114].

Таблица 1.1

Потребление белка населением России за период 2003-2007 г

Показатель Среднедушевое потребление белка Рекомендуемая минимальная величина

2003-2007 гг. 2007 г.

Потребление белка, г/сут 66,3 67 82,4

В том числе животного белка 29,4 29 45,4

Доля от общего белка, % 44,3 43,3 55

Дефицит белка,* г/сут 16,1 15,4

То же, % 19,4 18,7

В том числе животного белка, г/сут 16 16,4

Доля от общего белка, % i 35,2 36,1 Дефицит к минимальной величине.

Потребность в полноценном белке может быть восполнена за счет добавок животного белка в продуктах массового потребления, полученных путем переработки вторичного животного сырья.

Благодаря своему аминокислотному составу и функциональным свойствам, животные белки используются в мясоперерабатывающей отрасли в качестве полноценной замены мяса. Животные белки повышают пищевую и биологическую ценность, улучшают органолептические свойства и снижают себестоимость мясных продуктов. Кроме того, животные белки усваиваются человеком» полнее, чем растительные. Для покрытия минимальных потребностей организма белком, мясных белков требуется примерно вдвое меньше, чем растительных.

Белк^ животного происхождения более полноценны чем растительные, поскольку они содержат незаменимые аминокислоты- в* количестве; приближающем их к идеальному белку, то^сть белку, аминокислотный состав которого отражает необходимое для организма человека соотношение' аминокислот. Для нормального питания количество незаменимых аминокислот должно составлятьЛб - 40(%, что обеспечивается при соотношении'белков 1 растительных к животным, равном-45 к 55 %. [24].

Анализ пищевой^ и> биологической1 ценности мороженого мясного сырья свидетельствует, что* в нем содержится недостаточное количество! белка и минеральных веществ^ [,117]. Нарушение холодильной цепи приводит к необратимым потерям*мясных белков, минеральных веществ и витаминов.

В связи с усложнением процедуры доставки замороженного мясного сырья (несколько видовi транспорта в процессе перевозки), возникает риск колебаний температуры. Повторное замораживание мяса приводит к снижению его качества. В результате этих факторов мясное сырье поступает на технологический участок со значительными, потерями белка, минеральных веществ и витаминов. Авторы [8] исследовали снижение растворимости белковых фракций в различных видах мясного сырья, подвергшегося повторному замораживанию. Содержание саркоплазматических и миофибриллярных белков в экстрактах исследуемых образцов повторно ^заморожен ной говядины составило в среднем только 5 % против, 12. 19 % в охлажденной говядине. Это свидетельствует о негативном влиянии повторных циклов холодильной обработки на функциональные свойства мясных белков [8].

Поэтому применение белковых препаратов для замены части мясного сырья позволит улучшить функционально-технологические свойства и пищевую ценность-мясных продуктов, вырабатываемых из мороженого мяса. При этом необходимым; условием < является^ технологическая совместимость белковых добавок с мясными белками [10].

Сравнительная оценка содержания аминокислотного состава белков говядины, свинины и молочных белков свидетельствует об их близкой природе. Это: значит, что частичная замена мясных белков на молочные является адекватной; и; целесообразна в условиях современного производства, когда пищевая ценность мясного сырья крайне низкая.

Наряду с белками!, жирами, углеводами и- витаминами, неотъемлемыми элементами питания,являются минеральные вещества. Они играют важнейшую роль во всех процессах, происходящих:в организме:человека.,По химическому составу тело! человека приблизительно на 5 % состоит из минералов, причем в отличие от белков, жиров и углеводовюни не вырабатываются организмом, а поступают только с пищей [100]. В нашей стране, где продолжительность жизни за последние годы сократилась на 30 %, население испытывает еще больший:дефицит в минеральных веществах: [50]; Наиболее эффективный путь обеспечения населения минералами - обогащение ими; продуктов массового потребления, что: нашло свое отражение в основных положениях «Концепции государственной политики в области здорового питания населения Российской Федерации» [88]:

В; этой связи актуальным является; проектирование рецептур; мясных продуктов с учетом требований их сбалансированности по аминокислотному и минеральному составу.

Заключение диссертации по теме «Технология мясных, молочных и рыбных продуктов и холодильных производств», Эсаулов, Сергей Владимирович

ВЫВОДЫ

1. Обоснован выбор ингредиентов для составления белковых композитов, предложен их состав. Разработаны рецептуры и технология бинарных белковых композитов (БК).

2. Установлено влияние добавок растворимых солей кальция в составе БК на функционально-технологические показатели и текстуру фаршевых систем. Обоснован выбор лактата кальция и интервал эффективной концентрации действия добавки - 0,7. 1,7 г на 100 г фарша. Показано, что применение добавок лактата кальция в составе БК снижает потери влаги при тепловой обработке фаршевых продуктов и улучшает их текстуру.

3. Отмечено улучшение перевариваемости мясных рубленых полуфабрикатов с БК от 5 до 13 %; увеличение белкового качественного показателя, более чем на 60 %; индекс незаменимых аминокилот составил от 1,19 до 1,31; содержание биодоступного кальция составило 22.27 % от среднесуточной нормы потребления.

4. Получены кинетические зависимости гидролитических и окислительных изменений липидов и белковых веществ, характеризующие изменения качества исследуемых продуктов от температуры и продолжительности хранения. Выявлено, что применение добавок БК не оказывает существенного влияния- на стабильность исследуемых продуктов при хранении.

5. Предложено уравнение, характеризующее изменение качества пельменей при холодильном хранении в температурном диапазоне от -12 до -18°С.

6. Разработаны рецептуры и технология мясных рубленых полуфабрикатов с кальцийсодержащими композициями животных белков. Проведено их промышленное внедрение.

7. Разработан проект технической документации по производству и применению кальцийсодержащих БК в технологии мясных рубленых полуфабрикатов, проведена промышленная апробация рецептур фаршей и выработка пельменей и котлет.

8. Экономический эффект производства мясных рубленых полуфабрикатов с добавками БК составил 8000 - 12000 рублей на тонну, что позволило снизить себестоимость вырабатываемой продукции на 8. 12 %.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Эсаулов, Сергей Владимирович, 2009 год

1. Алехина JI.T. и др. Технология мяса и мясопродуктов. — М.: Агропромиз-дат, 1988.-576 с.

2. Антипова JI.B., Глотова И.А., Рогов И.А. Методы исследования мяса и мясныхпродуктов. М.: Колос, 2001. - 376 с.

3. Апраксина С.К. Повышение потребительских свойств рубленых полуфабрикатов // Мясная технология, №2, 2004 г.

4. Базарнова Ю.Г. Современные технологии полифункциональных молочно-белковых препаратов, Материалы МНТК "Высокоэффективные технологии, методы и средства для их реализации". М. 2006. — с. 194-195.

5. Базарнова Ю.Г., Ишевский A.JI. и др. Достижение стабильности мясных эмульсий // Пищевые ингредиенты сырье и добавки. — М.: 2004, № 1. с. 47-48.

6. Базарнова Ю.Г., Бурова Т.Е. и др. Возможности применения принципов химической кинетики для оценки качества пищевых продуктов // Хранение и переработка сельхозсырья, 2004, №11.

7. Базарнова Ю.Г., Поляков К.Ю. Ускоренное тестирование срока хранения замороженных мясных продуктов // Хранение и переработка сельхозсырья, № 2, 2008. С. 14-19.

8. Базарнова Ю.Г., Соскин В.И. Возможности улучшения пищевой-ценности мясных продуктов в условиях современного производства: теоретические аспекты и практические решения//Мясная индустрия № 2, 2005. С. 4243.

9. Базарнова Ю.Г., Шкотова Т.Е., Зюканов В.М. Гидроколлоидные смеси с заданными свойствами // Кондитерское производство, № 3, 2003.- С. 3840.

10. Базарнова Ю.Г., Эсаулов С.В. Ионизированный кальций в составе белковых композиций, заменяющих мясо // Мясная индустрия, № 12, 2007. С. 30-33.

11. Базарнова Ю.Г., Эсаулов С.В. Потеря качества и потребительская оценка пельменей при хранении // Мясная индустрия № 5, 2006. С. 30-33.

12. Базарнова Ю.Г., Эсаулов С.В. Применение кальцийсодержащих белковых добавок для структурирования фаршевых систем. Харьковский университет питания и торговли // Сборник научных трудов выпуск 2 (6), 2007. -С. 55-61.

13. Базарнова Ю.Г., Эсаулов С.В., Кременевская М.И. Метод определения перевариваемости мяса и мясных продуктов IN VITRO. СПб.: СПБГУ-НиПТ, 2008.

14. Бараненко А.В., Куцакова В.Е., Борзенко Е.И., Фролов С.В. Примеры и задачи по холодильной технологии пищевых продуктов. Ч. 3. Теплофизи-ческие основы. — М.: КолосС, 2004. 249 с.

15. Безуглова А.В., Касьянов Г.И., Палагина И.А. Технология производства паштетов и фаршей. М.:МарТ, 2004. - 304 с.

16. Березина В.В. Патент РФ №2180511, публ. 2002.03.20.

17. Березовский В.М. Химия витаминов. М.: Пищепромиздат, 1959. — 380 с.

18. Бобренева И.В. Рекомендации по внесению биологически активных добавок в рецептуры функциональных продуктов питания// Мясная индустрия. М.: №5,2003.

19. Богданова Е.А., Богданова Г.И. Производство цельномолочных продуктов издание второе перераб. и доп. — М.: Легкая и пищевая промышленность 1982.-200 с.

20. Боравский В.А. Энциклопедия по переработке мяса в фермерских хозяйствах и малых предприятий. М.: COJIOH-Пресс, 2002. - 576 с.

21. Будина В.Г. Технологический контроль рыбных колбасных изделий. — М.:ВО Агропромиздат, 1990. 98 с.

22. Буланов Ю. Б. «Соя подарок бога человечеству» http://www.medsport.ru

23. Булеев И.К. Состояние и развитие рынка замороженных мясных продуктов в 2006 году // Мясная индустрия, №1, 2007.24