Разработка технологий получения и применения белоксодержащего пищевого ингредиента из краевых участков голья и гольевого спилка тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.18.07, кандидат наук Соснина Ольга Андреевна

• Соснина Ольга Андреевна
• кандидат наук
• 2021

Оглавление диссертации кандидат наук Соснина Ольга Андреевна

Реферат

Synopsis

Введение

ГЛАВА 1. Аналитический обзор

1.1. Вторичное сырьё первичной обработки КРС - потенциальное пищевое сырье

1.2. Практика использования ферментных препаратов при обработке коллагенсодержащего сырья

1.3. Влияние биологически активных веществ хондропротекторного действия на организм человека при хронических заболеваниях

1.4. Опыт использования функциональных продуктов, обогащенных биологически

активными веществами

Заключение по аналитическому обзору

ГЛАВА 2. Методология научных исследований

2.1.Схема проведения

2.2.Объекты исследования

2.3. Методы исследования

ГЛАВА 3. Разработка технологии получения белоксодержащего пищевого ингредиента

3.1. Оценка эффективности применения ферментных препаратов для предварительной ферментативной обработки краевых участков

3.2. Исследование реологических характеристик белковых полуфабрикатов

3.3. Исследование белковых полуфабрикатов методом ИКС НПВО

3.4. Технология производства белоксодержащего пищевого ингредиента

Глава 4. Разработка технологии применения белоксодержащего пищевого ингредиента

4.1. Исследование свойств белоксодержащего пищевого ингредиента

4.2. Разработка технологии комплексной пищевой добавки на основе белоксодержащего пищевого ингредиента

4.3. Технология применения комплексной пищевой добавки в технологии

мясных рубленных полуфабрикатов

Заключение

Список сокращений

Список литературы

Список таблиц

Список рисунков

Приложение 1. Акты внедрения

Приложение 2. Протоколы результатов испытаний

Приложение 3. Расчет экономической эффективности производства мясных

рубленных полуфабрикатов

Приложение 4. Тексты публикаций

Список публикаций по теме работы

List of papers published on the topic of the dissertation

Тексты публикаций

Реферат

Актуальность темы. Важным резервом повышения эффективности агропромышленного производства является комплексное использование вторичного сырья первичной обработки крупного рогатого скота (КРС). Вовлечение их в переработку дает возможность значительно расширить ассортимент продуктов питания с улучшением их качества и позволит решить экологические задачи. Краевые участки голья и гольевого спилка от шкур крупного рогатого скота (далее — краевые участки) представляет собой ценное белоксодержащее сырье, обогащенное биологически активными веществами (БАВ), для производства пищевой, лечебно-профилактической и кормовой продукции. Существующие технологии переработки краевых участков предусматривают их дальнейшее применение в производстве желатина. Данный продукт обладает низкой стоимостью, а также ограниченными функциональными свойствами, в то время как предлагается технология переработки данного вида сырья с получением белоксодержащих пищевых ингредиентов (БСИ) с высокими функционально-технологическими свойствами (ФТС). Рациональное использование краевых участков позволит увеличить сырьевую базу для производства БСИ. Таким образом, разработка высокоэффективных технологий комплексной переработки вторичного сырья первичной обработки КРС для получения БСИ, в структуре которых сохранены БАВ различной функциональной направленности является актуальной задачей.

БСИ, выработанный по специальным технологиям, в составе которых сохраняются БАВ хондропротекторного действия, оказывает защитное действие не только на хрящевую ткань, но и на другие виды соединительной ткани. В настоящее время промышленно получают различные формы глюкозамин сульфата и хондроитин сульфата из сырья растительного и животного происхождения, в основном, из хрящевой ткани рыб, панцирей моллюсков и других ракообразных, костной ткани сельскохозяйственных животных. Применение данного типа сырья не позволяет наладить бесперебойное поточное производство.

Степень разработанности темы. Научные и практические основы технологии модификации вторичного сырья первичной обработки КРС представлены в работах учёных Л.В. Антиповой, В.Г. Волик, И.А. Глотовой, R.A. Lawrie, A. Veis, P. Hantzinger, и др. Установлено, что переработка коллагенсодержащего сырья возможна в различных условиях в присутствии ферментов, химических реагентов, катализаторов. Вопросы использования белковых гидролизатов в пищевых отраслях раскрыты в работах ученых А. А. Алексеева, С.И. Хвыля, А. М. Хилькина, Н.А. Ушаковой, D. Pszczola, M. Santo, К. Yoshimura и др. В работах Апраксиной, Е.И., Иванкина А.Н., Неклюдова А.Д., Титова, В.Г. рассмотрены особенности химических связей в структурах коллагена и коллагенсодержащего сырья в зависимости от вида реагентов и концентраций. В работах В.Н. Измайловой, А.И. Жаринова, А.Б. Лисицына, А.А. Семеновой, А.И. Сницарь, М.Л. Файвишевского обоснована рециркуляция вторичного сырья первичной обработки КРС. Установлено, что стабильность, перевариваемость, усвояемость и, собственно, дальнейшее применение полученных продуктов имеет специфическую направленность, в зависимости от источника сырья, молекулярной массы, физико-химических свойств получаемых полимеров. Использование коллагенсодержащих продуктов в пищевых отраслях, сельском хозяйстве, направленное применение в медицинской отрасли раскрыты в работах ученых А.

A. Алексеева, С.И. Хвыля, А. М. Хилькина, Н.А. Ушаковой, D. Pszczola, M. Santo, К. Yoshimura, G. Heinz, H. Müller, T. Gudaszewski, C. Warner, G. Heinz, H. Müller, T. Gudaszewski, C. Warner и др. Аппаратурное оформление технологий продуктов питания, исследования тепловых и массообменных процессов рассматривались

B.А. Аретом, Г.В. Алексеевым, В.И. Бегачевым, Л.Н. Брагинским, В.П. Глуховым, А.В. Федоровым.

Цель и задачи исследования. Цель исследования - разработать технологию БСИ с заданными функционально-технологическими и хондропротекторными свойствами из краевых участков голья и гольевого спилка, получаемых из шкур крупного рогатого скота, и технологию функциональных мясных рубленных полуфабрикатов, выработанных на его основе.

Для выполнения поставленной цели решались следующие задачи:

- оценить эффективность применения ферментных препаратов для предварительной ферментативной обработки краевых участков для получения белковых полуфабрикатов пищевого назначения;

- исследовать реологические характеристики белкового полуфабриката и определить температурный режим его обработки, при котором сохраняется содержание коллагена;

- исследовать влияние условий обработки на устойчивость БАВ хондропротекторного действия в структуре белковых полуфабрикатов;

- разработать технологическую схему получения БСИ из вторичного сырья первичной обработки КРС, провести исследования БСИ и пищевых продуктов, выработанных на его основе;

- разработать технологии функциональных продуктов, с использованием БСИ с высоким уровнем безопасности;

- разработать техническую документацию и провести апробацию в промышленных условиях технологии применения БСИ в пищевых продуктах.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Разработка технологий получения и применения белоксодержащего пищевого ингредиента из краевых участков голья и гольевого спилка»

Научная новизна работы

Определены условия предварительной ферментативной обработки краевых участков голья и гольевого спилка, позволяющие сохранить структуру коллагена и биологически активные вещества хондропротекторного действия в составе БСИ.

Получены аналитические зависимости эффективной вязкости коллагенсодержащей системы в температурном диапазоне от 20 до 33 °С в условиях нагревания - охлаждения.

Теоретическая и практическая значимость

Показано, что предварительная обработка краевых участков ферментными препаратами, не содержащими коллагеназу, и их последующая переработка, позволяет получать из непищевого сырья белковый полуфабрикат, в структуре которого сохранены БАВ хондропротекторного действия, и который соответствует требованиям, предъявляемым к пищевой продукции, что значительно увеличит

сырьевую базу для получения БСИ с заданными ФТС.

На основе реологических характеристик установлена температура, при которой в процессе предварительной ферментативной обработки, начинается разрушение коллагенсодержащей системы, полученной из краевых участков.

Установлена доза внесения БСИ в КПД, позволяющая получать функциональные мясные рубленые полуфабрикаты с БАВ (глюкозамин сульфатом и хондроитин сульфатом).

Апробирована и внедрена технология применения БСИ в составе новой КПД на предприятии ООО «НатЭко» (Санкт-Петербург), а также при производстве мясных рубленных полуфабрикатов на предприятии ООО «Грин Сервис» (мясокомбинат «Пограничный», Калининградская область).

Основные положения, выносимые на защиту

Установлено, что в БСИ, полученных из краевых участков, присутствуют все незаменимые аминокислоты, в том числе, триптофан. Отмечено преобладание аминокислоты валин.

Установлено влияние принадлежности используемого сырья на ФТС БСИ.

Выявлено по показателям предела прочности и влагоудерживающей способности геля в холодной и горячей воде, что наилучшим является образец БСИ, полученный из краевых участков быков (Б30).

Показано, что при полной замене в КПД растительного белка на БСИ достигается наибольший предел прочности.

Апробация результатов

Главные постулаты диссертационной работы неоднократно были озвучены на научных, научно-практических конференциях, конгрессах и форумах как всероссийского, так и международного значения: Всероссийский конгресс молодых ученых 2017-2021гг, Научная и учебно-методическая конференция Университета ИТМО 2017-2021гг, 8th International Conference on Biosystems Engineering 2017, Международная научно-практическая конференция «Развитие агропромышленного комплекса на основе современных научных достижений и цифровых технологий» 2020, XXVII Международной агропромышленной выставки-ярмарки «АГРОРУСЬ-

2018», 11-th International Conference on Biosystems Engineering 2020. Результаты исследований отмечены сертификатами, дипломами, золотыми и серебряными медалями.

Публикации. По теме исследования опубликовано девять печатных работ, в числе которых две статьи в изданиях, включенных в перечень ВАК Минобрнауки РФ, и две публикации в изданиях, индексируемых библиографической и реферативной базой Scopus.

Структура и объем работы. Диссертация включает в себя введение, три содержательных раздела, заключение, список литературы из 136 научных источников, в том числе 39 на иностранном языке. Работа изложена на 265 страницах, содержит 24 таблицы, 32 рисунка и 4 приложения.

Основное содержание работы

Во введении обоснована актуальность темы, поставлены цель и задачи исследований, отмечена научная новизна и практическая значимость исследований, представлены основные положения, выносимые на защиту.

В главе 1 «Аналитический обзор» осуществлен обзор литературных данных, касающихся опыта применения коллагенсодержащего сырья в пищевой отрасли промышленности, практика использования ферментных препаратов при обработке коллагенсодержащего сырья. Приведены современные сведения о влиянии биологически активных веществ хондропротекторного действия на организм человека при хронических заболеваниях. Рассмотрен и проанализирован опыт использования функциональных продуктов, обогащенных биологически активными веществами.

Показана целесообразность дальнейшего изучения возможности применения протеолитических ферментных препаратов для получения коллагеновых продуктов с заданными ФТС.

Выявлено, что существует значительный, не используемый в полной мере потенциал вторичного сырья первичной обработки КРС, как пищевого сырья, в технологиях получения и применения белковых ингредиентов. Особенно важным и перспективным является сохранение имеющихся в соединительной ткани

биологически активных веществ - глюкозамина и хондроитина, дополнительный приём которых предусматривается при соединительнотканной и коллагеновой недостаточности. Поиск путей рационального использования белоксодержащего сырья, исследование процесса его предварительной ферментативной подготовки и последующих операций позволит увеличить сырьевую базу для технологий ингредиентов и их применения в пищевой индустрии, минимизируя затраты производств и экологические риски на окружающую среду.

В главе 2 «Методология научных исследований» описаны объекты исследования, оценка их физико-химического состава и свойств стандартными, модифицированными и оригинальными методами в условиях научно-исследовательских лабораторий факультета биотехнологий Университета ИТМО, ООО «НатЭко», АО «Верхневолжский кожевенный завод».

Схема исследований представлена на рисунке 1.

В главе 3 «Разработка технологий получения и применения белоксодержащего пищевого ингредиента» представлены результаты проведенных исследований.

Глубокая переработка вторичного сырья первичной обработки КРС подразумевает использование ресурсосберегающих биотехнологических приемов, которые позволяют извлекать и/или сохранять все содержащиеся в биологическом сырье макро- и микронутриенты.

Определение режимов предварительной ферментативной обработки в перемешивающем аппарате в условиях производства представляется одним из наиболее важных вопросов. Параметры технологического процесса предварительной обработки такого многокомпонентного сырья, как краевые участки, позволят сохранить БАВ в промежуточном коллагенсодержащем полуфабрикате и конечном продукте. В качестве объектов исследования на данном этапе использовали краевые участки и ферментные препараты отечественного производства.

Целью предварительной обработки ферментными препаратами являлась подготовка сырья перед гидролизом для уменьшения общей продолжительности

технологического процесса. Выбор ферментных препаратов основывался на том, чтобы их действие не разрушало структуру биополимеров ткани с имеющимися БАВ и было минимальным на углеводно-протеиновые связи и коллагеновую цепочку в структуре краевых участков. Кроме того, ферментативная обработка способствует очистке сырья от балластных белков и плазмы крови, которая остается в сырье после некачественного обескровливания животных. При запуске новых линий на крупнотоннажных производствах немаловажную роль играет себестоимость готовой продукции, поэтому ценовая политика сегмента ферментативного рынка также учитывалась.

Исходя из высокой протеолитической активности, субстратной специфичности и высокой стоимости, в работе не рассматривались такие ферментные препараты, как коллагеназа, пепсин, алкалаза и папаин.

Удовлетворяющими условиям процесса предварительной обработки краевых участков и уровню ценовой политики в структуре продаж сегмента ферментов представлялись Протосубтилин Г3х, Протепсин. Эти два ферментных препарата традиционно применяются в кожевенной промышленности на различных стадиях производств. Поэтому для исследований было решено использовать все два ферментных препарата, как отвечающим предъявляемым критериям.

Для оценки эффективности воздействия ферментных препаратов на сырьё исследовали влияние условий внешней среды (температура среды, рН среды и термостабильность) на протеолитическую активность ферментных препаратов. В рамках исследования субстратом для оценки протеолитической активности использовали очищенные препараты коллагеновых белков.

Рисунок 1 - Схема проведения экспериментального исследования

100

м

Л"

н

О О

и «

£

и о

<и

о <и н о

£

90

80 70

60

50

40

30

20

10

1-Ч-н

ММ I т

у = -0,03х2 + 3,48х - 8,94

4

I А I х

/

/ */' *

у = -0,02х2 + 2,61х - 11,60 R2 = 0,89

R2 = 0,94

"Ч 4 ч

\

N

\ \

|—Ж^чн \

/

' /

0

/У

' -ж

ж

■ \

\\

I-I

I—1—^

I ^ I

10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 Температура обработки, оС А Протосубтилин Г3х ♦ Протепсин

0

Рисунок 2 — Влияние температуры на протеолитическую активность ферментных препаратов

Анализируя данные влияния температуры на протеолитическую активность ферментных препаратов, представленные на рисунке 2, можно сказать, что наибольшей активностью обладает Протепсин. Оптимальный диапазон температур составляет 25-70°С. При температурах 0-10оС и 90-100°С ферментные препараты инактивируются практически полностью. Полученные данные подтверждают выбор температуры предварительной ферментативной обработки ^ = 33оС).

Далее исследовали изменение протеолитической активности ферментных препаратов при температуре 60 оС (температура сваривания краевых участков) в зависимости от продолжительности процесса обработки. В ходе исследования было отмечено снижение активности ферментных препаратов в течение времени, это связано с изменениями конформационного состояния молекулы. Данные представлены на рисунке 3.

100

и 90 п

м 80 л Н

70 60

^ 50

га

| 40 | 30 20 10 0

о и н

о &

а к *

V J 6

J V * V ч

х ч у = 0,01х2 - 2,78х + 89,80 ■ хь т? з = п 07

у = 0,02х2 - 2,77х + 74-71 ^

Я2 = 0,99 V нж-1^ . ь-ф-Т" >, * Ч

1—К . 1 _II 1_ы

к—, ,—й—,

10

15

20 Время'

25

30

35

40

оораооткн, мнн Протосубтшшн ГЗх ♦ Прогепсин

45

50

Рисунок 3 — Изменение протеолитической активности ферментных препаратов при температуре 60оС в зависимости от продолжительности процесса обработки.

Исследование влияния рН среды на протеолитическую активность ферментных препаратов проводили в диапазоне от 0,0 до 14,0 при оптимальных температурах действия ферментных препаратов представлено на рисунке 4.

100

80

м

л" н

§ 60 «

« н

у = 0,04х4 - 0,73х3 + 2,03х2 + 19,93х - 10,79 R2 = 0,88 ф

40

/ /*

у = 0,04х4 - 1,16х3 + 8,35х2 - 7,67х - 0,09

и о

<и

Ё 20

ч о

<и

ё

^ 0

0

-20

/

/

/ »

£

4

\

> А Г .

I—♦-! \ | ^ |

\

I | \

R2 = 0,97

6

8

10

I II

ч4.| I й I //к

12

«ч

14

16

рН среды

А Протосубтилин Г3х ♦ Протепсин

Рисунок 4 — Изменение протеолитической активности ферментных препаратов в зависимости от рН среды

Анализируя данные, представленные на рисунке 4, установлено, что наилучшая область рН для Протепсина при рН от 4,5 до 6,5; для Протосубтилина Г3х — от 5,5 до 8,5. Таким образом, Протепсин проявляет высокую протеолитическую активность в кислой и слабокислой зоне, а Протосубтилин Г3х в нейтральной и слабощелочной среде. Исходя из этого, стоит отметить, что предварительную ферментативную обработку следует вести в диапазоне рН от 6,5 до 7,5.

Далее проводили исследования влияния ферментных препаратов на краевые участки. На рисунках 5 и 6 представлены результаты экспериментов.

1.6 Ъ 1.4

0 3 и

1 1.2

о 1 и

о к

£0,8

"0,6

о

ш

Н

и

£ 0.4

Ь '

С! О

и ОД

................. ............. ................

*................ ••-.ф у = -0,002х+: К2 = 0 98( 1.338 }

....."' т

1 1

У = -0,002х+ 1 Я1 = 0,983 д'й *■•■-.. 1-•»■■..! —1

1— —X-1

50

100

150 200 250

Время обработки, мин

300

350

400

А Протосубтшшн ГЗх ♦ Протепсин

Рисунок 5 — Изменение количества суммарного белка в краевых участках в зависимости от продолжительности предварительной ферментативной обработки

Рисунок 6 — Изменение количества суммарных пептидов в зависимости от продолжительности предварительной ферментативной обработки.

Эксперименты показали, интенсивное протекание предварительной ферментативной обработки краевых участков (рисунок 5), что объясняется образованием низкомолекулярных продуктов в виде пептидов (рисунок 6). На рисунке 6 отмечено увеличение количества пептидов: за 5 часов на 57 мкг/см3 для Протосубтилина Г3х; на 64 мкг/см3 — для Протепсина.

При использовании Протепсина динамика накопления суммарных пептидов более высокая в сравнении с другими ферментными препаратами. Это говорит о том, что осуществляется частичный гидролиз связей в структуре сырья и выход в раствор ценных белковых веществ, что увеличивает потери в ходе обработки, снижается рентабельность производства. Таким образом, наилучшим из исследуемых ферментных препаратов для проведения предварительной ферментативной обработки краевых участков является Протосубтилин Г3х.

Используя полученные данные, проводили оценку эффективности действия ферментного препарата Протосубтилин Г3х для очистки краевых участков от неколлагеновых белков и балластных примесей в условиях предварительной ферментативной обработки. Для этого краевые участки промывали в проточной

воде температурой 20—25°С в течение 30 мин. Затем осуществлялась предварительная ферментативная обработка в аппарате со скребковыми перемешивающими устройствами при наилучшем уровне режимных параметров (температура — 33°С; время — 120 мин; жидкостной коэффициент (ЖК) — 2; рН = 7). Протосубтилин Г3х использовали в виде водных растворов 0,5, 1,0 и 1,5 %.

На рисунке 7 представлены результаты исследования содержания водорастворимых белков в зависимости от концентрации Протосубтилина Г3х в течение времени.

Рисунок 7 - Изменение содержания водорастворимого белка в зависимости от концентрации Протосубтилина Г3х.

В результате исследования установлено, что на стадии предварительной ферментативной подготовки использование 1,0% раствора Протосубтилина Г3х в течение 120 минут является наилучшим. При концентрации 0,5% не было достигнуто необходимого эффекта при обработке сырья, а при концентрации 1,5% эффективность действия практически не отличалась по сравнению с 1,0% раствором, что говорит о перерасходе ферментного препарата, а также обработка сырья препаратом с массовой долей 1,5% показала неприемлемые для дальнейшей переработки результаты.

Для допуска к последующей переработке полученных образцов белкового полуфабриката, а также обоснования безопасности исследуемых образцов проведено исследование микробиологических показателей и показателей безопасности белковых полуфабрикатов. Исследования проводились в аккредитованной лаборатории ФБУ «Тест-С.-Петербург».

Разработки методики расчета технологических параметров процесса предварительной обработки предполагает исследование и математическое описание условий теплообменного процесса предварительной ферментативной обработки краевых участков в аппаратах с очищаемыми поверхностями теплообмена. При термической обработке любых пищевых систем необходимы исследования теплообменных процессов в аппаратах, обеспечивающих их переработку. Расчет технологических параметров процессов непосредственно связан с исследованием закономерностей и получением результатов изменения реологических характеристик, которые дают возможность влиять на качество и структуру продуктов как путем внесения добавок, так и в результате регулирования режимов обработки продукта.

По результатам исследований были построены графики зависимости эффективной вязкости от термической обработки, представленные на рисунках 8 и 9.

S = O-OOTS" R- - 0 961

17.0 19.8 227 25.5 2&4 31.3 34.1

Температура продукта °С

Рисунок 8 — Изменение эффективной вязкости от термической обработки в процессе нагревания

S « 0.001 S2 R- = 0.9S-1

19.4 21.6 23.9 26.2 28.5 30.8 33.0

Температура продукта trp. :C

Рисунок 9 — Изменение эффективной вязкости от термической обработки в процессе охлаждения

На основе анализа представленных данных были получены эмпирические зависимости, описывающие процессы нагревания и охлаждения (интервал температур 20 - 32оС), которые имеют следующий вид:

- при нагревании: ц=0,63 - 0,18 lnt; (1)

- при охлаждении: ц=0,095 lnt - 0,24. (2)

Полученные данные, при изменении температуры продукта и различных значениях градиента скорости сдвига, показывают, что эффективная вязкость исследованного продукта значительно зависит от величины градиента скорости и температуры продукта.

Опираясь на результаты исследования процесса теплообмена и применяя их к более широкому спектру обрабатываемых систем, с учетом теории подобия предложено критериальное уравнение теплообмена для ньютоновских и неньютоновских жидкостей:

.0.14

(3)

где: - критерий Нуссельта;

- критерий Рейнольдса;

^ - критерий Праидтля;

р и рст- эффективная вязкость продукта при средней температуре продукта и при температуре стенки соответственно, Па-с;

В - эмпирический коэффициент;

а, Ь - безразмерные коэффициенты, определяемые в ходе экспериментов.

В результате обработки экспериментальных исследований для групп опытов, критерий Прандтля в которых составлял Рг1 = 388, Рг2 = 2462, были получены безразмерные коэффициенты а, Ь, В, отображающие состояние процесса теплообмена. Критериальное уравнение имеет вид:

, N0.14

т = 0.923 • Яе0'59 • Рг037

V'

№ст

(4)

В данном случае критерий Рейнольдса отображает проявление взаимодействия инертных сил (плотности) и силы трения (вязкости).

Создание математической модели осуществлялось с целью разработки методики расчета технологических параметров процесса предварительной

обработки. Кроме того, знание критерия Нуссельта позволит перейти к решению кинетических задач технологических процессов и в решении междисциплинарных вопросов.

Сохранение БАВ в сырье после предварительной ферментативной обработки являлось приоритетным. Дальнейшая обработка проводилась в присутствии слабых растворов гидроокиси натрия при концентрациях 0,050; 0,075; 0,085 и 0,150% в течение одного часа при ЖК = 2.

Исследования осуществлялись методом инфракрасной спектроскопии нарушенного полного внутреннего отражения (ИКС НПВО) на Фурье-спектрометре Tensor 37 фирмы Bruker (Германия, программный пакет OPUS), в диапазоне частот 4000-600 см-1 в формате поглощения.

На рисунке 10 представлен общий вид спектров краевых участков, на котором видно, что максимальная тенденция протеиновой и углеводной области наблюдается в образце, который не подвергался обработке в присутствии едкого

Wavenumber, ст-1

Рисунок 10 - ИК-спектры НПВО образцов белковых полуфабрикатов, подвергнутых обработке №ОН, где 1 - С = 0%; 2 - С = 0,050%; 3 - С = 0,075%; 4 -С = 0,085%; 5 - С = 0,150%.

а) б)

Рисунок 11- Фрагменты протеиновой (а) и углеводной (б) областей ИК-спектров образцов белковых полуфабрикатов, где 1 - С = 0%; 2 - С = 0,050%; 3 - С = 0,075%; 4 - С = 0,085%; 5 - С = 0,150%.

Периодичность и идентичность характера изменения интенсивности всех полос, как в протеиновой, так и углеводной областях спектра, говорит о том, что с течением времени процессы, происходящие в системе в условиях эксперимента, можно условно разбить на два этапа, способствующих формированию двух наборов протеин-полисахаридных комплексов с разной структурой и свойствами.

Необычная форма полосы полисахаридов с двумя четко дифференцированными максимумами (1080 и 1030 см-1) может указывать на наличие в системе по меньшей мере двух разных доминирующих полисахаридных структур. Причем, судя по степени изменения интенсивности полос, следует ожидать и разную степень их участия в процессах первого этапа - предварительной обработки сырья.

Наличие интересующих БАВ хондропротекторного действия исследовали в сравнении с препаратом фирмы Swanson, производства США, в состав которого входили Glucosamine Sulfate, стабилизированного 2KC1, полученного из хитина моллюсков 750 мг, Chondroitin Sulfate USP - 600 мг. (рисунок 12)

О! I—

<С 0,10 -

3000 2500 2000 1500

Wavenumber, ст-1

Рисунок 12 - ИК-спектры НПВО: 1 - препарат фирмы Swanson (США), 2 - С = 0%; 3 - С = 0,050%; 4 - С = 0,075%; 5 - С = 0,085%; 6 - С = 0,150%.

В углеводной области спектров наблюдаются различия. В спектрах всех образцов отмечены две дифференцированные полосы - 1030 и 1080 см-1 с «перешейком» между ними. По интенсивности полосы 1080 см-1 в спектрах образцов совпадают, в то время как интенсивность полосы 1030 см-1 в спектре образца при концентрации реагента С = 0,050 % заметно выше по отношению к образцам, полученным в присутствии других концентраций реагента. При этом с увеличением интенсивности полосы 1030 см-1 снижается интенсивность липидной полосы 1160 см-1, что согласуется с характером изменения интенсивности протеиновых и высокочастотной полос. Исходя их полученных данных установлено, что режимные параметры предварительной ферментативной обработки краевых участков позволяют получить белковые полуфабрикаты, в которых сохранены БАВ хондропротекторного действия, имеющиеся в сырье. Подтверждено по отношению к аналогу препарата Swanson наличие спектров полисахаридов глюкозамина сульфата и хондроитина сульфата во вновь созданных биологических системах.

В результате анализа полученных данных предложена технология получения БСИ, представленная на рисунке 13.

По предложенной технологической схеме был осуществлен промышленный выпуск тестовых образцов БСИ из разного вида сырья.

Из анализа результатов исследования физико-химических свойств БСИ в

т 0,15

3500

зависимости от видовой принадлежности сырья установлено, что исследуемые БСИ соответствуют допустимым значениям нормативно-технической

документации по физико-химическим и микробиологическим показателям.

Рисунок 13 — Технологическая схема производства БСИ с использованием предварительной ферментативной обработки.

Результаты исследования предела прочности белковых гелей, подготовленных по методикам №1 «Проваривание» и №2 «Заваривание», а также влагосвязывающая способность БСИ, представлены в таблице 1, где «Б» и «К» обозначены образцы, полученные из краевых участков быков и коров, соответственно.

Таблица 1. Влияние видовой принадлежности сырья на ФТС гелей, изготовленных

из БСИ.

Обозначение образца Предел прочности геля, Н Влагосвязывающая способность, %

Методика №1 Методика №2 В холодной воде В горячей воде

Допустимые значения по НТД

- 850,00-950,00 1400,00-1600,00 1000 2500

Экспериментальные данные

Б 940,00 1580,00 1100 2500

К 450,00 965,00 700 1400

БК50-50 670,00 1380,00 1000 2200

БК80-20 860,00 1430,00 1000 2200

БК20-80 460,00 1010,00 700 1400

Б0-12 890,00 1535,00 1000 2500

Б12-16 920,00 1560,00 1000 2600

Б16-21 930,00 1570,00 1100 2400

Б21-26 950,00 1560,00 1000 2500

Б26-30 950,00 1590,00 1000 2500

Б30 980,00 1620,00 1200 2800

Из анализа результатов, представленных в таблице 1, установлено, что предел прочности БСИ, полученного из краевых участков от шкур коров (ПК = 450 Н) ниже стандартного значения в 2 раза. При смешивании краевых участков от шкур быков с краевыми участками от шкур коров в соотношении БК50-50 приводит к улучшению реологических характеристик по сравнению с образцом К, но не достигает стандартного значения. Наилучшими свойствами обладал образец Б30 (П = 940 Н).

БСИ, полученный из краевых участков от шкур быков, обладает

необходимыми ФТС. В связи с этим было принято решение дополнительно исследовать свойства БСИ, полученные из краевых участков от шкур быков разных развесов. Данные показали, что чем больше развес шкур быка, тем выше качество БСИ. Данные результаты показывают, что ФТС БСИ напрямую зависят от типа и вида сырья, а также возраста животных.

Для дальнейших исследований был выбран образец под условным обозначением Б, так как его показатели можно считать стандартным, а также для получения данного БСИ Б не требуется дополнительной комплектовки и сортировки краевых участков по развесам, тем самым снижаются экономические затраты на дополнительные операции.

Исследования, представленные в таблице 2, показали высокое содержание глицина (20,69%), а также критически низкое содержание цистина (менее 0,1%).

Таблица 2. Содержание аминокислот в БСИ Б.

Наименование АК Содержание, %

Незаменимые аминокислоты

Валин 13,57±5,43

Гистидин 1,30±0,65

Лейцин, изолейцин 4,28±1,11

Лизин 4,67±1,59

Метионин 0,38±0,13

Тирозин 0,38±0,11

Треонин 1,62±0,65

Триптофан 0,30±0,12

Фенилаланин 2,03±0,61

Сумма НАК 27,03

Заменимые аминокислоты

Аланин 9,27±2,41

Аргинин 8,41±3,36

Аспарагиновая кислота 5,22±2,09

Глицин 20,69±7,03

Глутаминовая кислота 7,76±3,10

Пролин 15,74±4,09

Серин 3,02±0,79

Цистин менее 0,1

Сумма ЗАК 71,71

Из анализа результатов, представленных в таблице 2, можно сказать, что во

вновь разработанном БСИ Б содержатся все незаменимые аминокислоты, что является преимуществом по отношению к аналогам, полученным из спилка гольевого говяжьего или свиной шкурки. Расчёт биологической ценности БСИ Б

представлен в таблице 3.

Таблица 3. Биологическая ценность БСИ относительно эталонного белка по ФАО ВОЗ, 2011г.

Массовая доля НАК,

Незаменимые аминокислоты (НАК) г/100г белка Аминокислотный скор,%

Эталонного белка скор, % ФАО/ВОЗ, 2011г БСИ Б, %

Валин 4,30 13,57 315,58

Гистидин 2,00 1,30 65,00

Лейцин, изолейцин 9,8 4,28 43,67

Лизин 5,70 4,67 81,93

Метионин +цистин* 2,70 0,38 14,07

Треонин 3,10 1,62 52,26

Триптофан 0,85 0,30 35,29

Фенилаланин +тирозин* 5,20 2,41 46,35

* Пары суммируются, так как потребность в одной аминокислоте может быть покрыта за счет наличия другой.

Первой лимитирующей аминокислотой являлась метионин (цистин).

Повышенное содержание глицина в продуктах питания эффективно в терапии тревоги и эмоциональной лабильности, он эффективен в отношении когнитивного компонента дисциркуляторной энцефалопатии. Глицин также оказался эффективен при исследованиях экспериментальной модели острой ишемии миокарда.

На российском рынке представлено множество животных белков для мясной промышленности, в основном они вырабатываются на основе вторичного сырья первичной обработки КРС. Сравнение БСИ Б по отношению к животным белкам «Гелиос-11» (Украина), «NovaPш» (Бразилия), Биф Про 98 (РФ) и Капро B95SF (Нидерланды) проводили по органолептическим, химическим и ФТС. Установлено, что БСИ Б обладает нейтральным запахом.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Соснина Ольга Андреевна, 2021 год

Литература

1. Khiai'i Z., Ndagijimana М., Betti М. Low molecular weight bioactive peptides deri-ved from the enzymatic hydrolysis of collagen after isoelectric solubilization/precipitation pro-cess of turkey by-products. Poultry Sei., 2014, V. 93, Is. 9, pp. 2347-2362.

2. Сапожникова А.И. Разработка и оценка качества продукции на основе фибриллярных белков из отходов сырья животного происхождения: дис.... д-ра техн. наук. Москва, 1999.

3. Белевцова Д.Б. Оценка качества коллагенсодержащих отходов и получаемых на их основе золей коллагена: автореф. дис. ... канд. техн. наук. Москва, 2006. 23 с.

4. Потушинская Е.В., Суходолов А.Ю., Ядута Д.С. Изучение возможности обезволашивания кожевенного сырья с использованием различных ферментных препаратов // Новые технологии и материалы легкой промышленности: сб. ст. Казань: КГТУ, 2006. С. 150-152.

5. Прокопенко Д.В., Глотова И А. Биотехнологические аспекты получения коллагенсодержащих основ для функционального питания в составе различных пищевых форм [Электронный ресурс] // Материалы первого студенческого форума «Биотехнология XXI века» (Астана, 12-14 апреля 2010 г.) URL: http://rep0sit01y.enu.kz/bitstream/l1andle/123456789/4810/k0llagen.pdf (дата обращения 15.01.2021)

6. Антипова Л.В., Пащенко Л.П., Шамханов Ч.Ю., Курилова Е.С. Получение и характеристика пищевого кератиного гидролизата // Хранение и переработка сельхозсырья. 2003. № 7. С. 63-66.

7. Aret VA., Kremenevskaya M.I., Krupoderov A.Y., Sosnina O.A., Chibiryak V.P., Sazonov V.A. Intensification of thermal and rheological processes in a scraped-surface apparatus. Foods and Raw Materials. 2018, V. 6, no. 2, РР- 342-3498. Косой В Д., Виноградов Я.И., Малышев АД. Инженерная реология биологических сред. СПб.: ГИОРД,

2005. 648 с.

9. Кутателадзе С.С. Основы теории теплообмена. Новосибирск: Наука, 1970. 658 с.

ю. Николаев Л.К. Закономерности процессов тепловой обработки пищевых продуктов с аномально-вязкими свойствами в аппаратах с очищаемой поверхностью: автореф. дис.... д-ра техн. наук. Ленинград, 1985. 32 с.

11. Николаев Б.Л. Развитие научных основ интенсификации гидродинамических и тепловых процессов при обработке жиросодержащих пищевых продуктов в емкостном оборудовании с перемешивающими устройствами: дис. ... д-ра техн. наук. Санкт-Петербург, 2009.397 с.

12. Павлушенко И.С., Глуз М.Д. Критериальные уравнения процессов переноса при перемешивании неньютоновских жидкостей // Прикладная химия. 1966. Т. 34. № ю. С. 2288-2295.

13. Воларович М.П., Лазовская Н.В. Ротационные вискозиметры для исследования реологических свойств дисперсных систем и высокомолекулярных соединений (Обзор) // Коллоидный журнал. 1966. Т. 28. № 2. С. 198-213.

14. Самсонов М.В. Использование протосубтилина Гзх для предотвращения образований микроэмульсий при гидролизе панцирных отходов северной креветки // Известия КГТУ. 2017. № 47. С. 123-132.

15. Юнусов Э.Ш., Пономарев ВЯ., Морозова СА., Ежкова Г.О. Изучение гидролиза коллагеноодержащего сырья протеолитическими ферментами // Вестник технологического университета. 2016. Т. 19, № 24. С. 168-170.

References

1. Khiari Z., Ndagijimana M., Betti M. Low molecular weight bioactive peptides deri-ved from the enzymatic hydrolysis of collagen after isoelectric solubilization/precipitation pro-cess of turkey by-products. Poultry Sci., 2014, V. 93, Is. 9, pp. 2347-2362.

2. Sapozhnikova A.I. Development and evaluation of the quality of products based on fibrillar proteins from waste raw materials of animal origin. Doctor's thesis. Moscow, 1999. (In Russian)

3. Belevtsova D.V. Assessment of the quality of collagen-containing waste and collagen sols obtained on their basis. Extended abstract of candidate's thesis. Moscow, 2006. 23 p. (In Russian)

4. Potushinskaya E.V., Sukhodolov A.Yu., Yaduta D.S., et al. The study of the possibility of dewatering leather raw materials with the use of various enzyme preparations. New technologies and materials for light industry. Collection of work. Kazan'. 2006, pp. 150-152. (In Russian)

5. Prokopenko D.V., Glotova I.A Biotechnological aspects of obtaining collagen-containing bases for functional nutrition as part of various food forms. Proceeding of the first student forum "Biotechnology of the XXI century" (Astana, April 12-14, 2010). URL: http://rep0sit0ry.enu.kz/bitstream/handle/123456789/4810/k0Ilagen.pdf (accessed 15.01.2021). (In Russian)

6. Antipova LV., Pashenko L.P., Shamkhanov Ch.Yu., Kurilova E.S. Obtaining and characterization of food keratin hydrolysate. Storage and Processing of Farm Products. 2003, no. 7, pp. 63-66. (In Russian)

7. Aret VA, Kremenevskaya M.I., Krupoderov A.Y., Sosnina OA., Chibiryak V.P., Sazonov VA Intensification of thermal and rheological processes in a scraped-surface apparatus. Foods and Raw Materials. 2018, V. 6, no. 2, pp. 342-349.

8. Kosoy V.D., Vinogradov Ya.I., Malyshev A.D. Engineering rheology of biological media. St. Petersburg, GIORD Publ., 2005. 648 p. (In Russian)

9. Kutateladze S.S. Fundamentals of the theory of heat transfer. Novosibirsk, Nauka Publ., 1970.658 p. (In Russian)

10. Nikolaev L.K. Regularities of the processes of heat treatment of food products with anomalously viscous properties in apparatuses with a cleaned surface. Extended abstract of doctor's thesis. Leningrad, 1985. 32 p. (In Russian)

11. Nikolaev B.L. Development of scientific bases of intensification of hydrodynamic and thermal processes in the processing of fat-containing food products in the tank equipment with mixing devices. Doctor's thesis. St. Petersburg, 2009. 397 p. (In Russian)

12. Pavlushenko I.S., Gluz M.D. Criterion equations of transport processes during mixing of non-Newtonian liquids. Applied Chemistry. 1966. V. 34, no. 10, pp. 2288-2295. Russian)

13. Volarovich M.P., Lazovskiy N.In. Rotational viscometers for the study of the rheological properties of disperse systems and high-molecular compounds (Review). Colloid Journal. 1966. V. 28, no. 2, pp. 198-213. (In Russian)

14. Samsonov M.V. Using protosubtilin G3X to prevent the formation of microemulsions under hydrolysis of crustacean waste of northern shrimp. Izvestia KSTU. 2017, no. 47, pp. 123-132. (In Russian)

15. Yunusov E.S., Ponomarev V.Ya., Morozova SA., Yezhkova G.O. Study of hydrolysis of collagen-containing raw materials by proteolytic enzymes. Herald of Technological University. 2016, V. 19, no. 24, pp. 168-170. (In Russian)

Sth International Conference on Bwsy stems Engineering

l. 1

v^ i

<017

Meat industry' by-products for berry crops and food production quality

improvement

M Kremenevskaya , 0 Sosnma , A. Semenova . I. Udma And AGlazova

ГТМО University, Faculty- of Food Biotechnologies and Engineering. Department of Meat and Fuh Processing and Refrigeration. 49 Kronverkiky Pi , St. Petersburg. 19T101. Russia The Gorbatov'i All-Russian Meat Research Institute (VNUMP), Deputy director for scientific work. 26 Talalikhioa Str . Moscow, 109316. Russia

LLC JTI Russia, Scientific and Regulator} Affairs Department Scientific and Regulators- Affairs Manager, 1st Krasnogvardeyiky proezd. Moscow. 123100, Russia Correspondence: sosntna olga.ITMOg-yandex.ru

Abstract This paper describes the problem of obtaining a hydrolysate from animal industry ijy-products A new innovative protein-containing product has been created to stimulate the growth and development of bern and fruit a ops The paper describes a technique for a plant treatment with a hydrolysate invented, its concentrations being determined We Ьал* studied the chemical composition of fruit and berry raw materials m a nam e form after rapid freezing and lefregiration. The possibility of creating a new confectioner» product made from quick-frozen berries treated with a stimulator is predetermined

Key words: protein hydrolysate. stimulator of plant growth and development, quick-frozen berries, amhocyanias

ACKNOWLEDGEMENTS. The authors are sincdely grateful to Bogomolov V.Y. PhD. Head of Department Federal State Budget Institution Leningrad Interregional Veterinary Laboratory' and Sera/utdinova LD. Deputy General Director. State Centre 'Test - St Peterburg for the assistance ш the determination of amino acid content and safety performance of the products.

May 11-13. 20Г Tartu. Estonia Estonia University of Lift Sciences

210

УДК 664

Соискатель O.A. СОСНИНА Канд. техн. наук М.И. КРЕМЕНЕВСКАЯ (ФГБОУ НИУ ИТМО) Канд с.-х. наук НЛО. СТЕПАНОВА (ФГБОУ ВО СПбГАУ)

АПРОБАЦИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ РИСКОВ ПРИ ТЕПЛОВОЙ ОБРАБОТКЕ ЖИВОТНОГО СЫРЬЯ

На сегодняшний день возникает проблема безопасности пищевых продуктов животного происхождения, связанная с выживанием сальмонеллы и других патогенных микроорганизмов в пищевых продуктах с низким содержанием влаги. Исторически многие продукты с низким содержанием влаги считались безопасными от патогенных факторов из-за низкой активности воды и сухих технологических сред. Тем не менее поражение сальмонеллезом, возникающее после употребления продуктов с низким содержанием влаги, предполагает необходимость дополнительных исследований безопасности пищевых продуктов. Поскольку патогенные микроорганизмы могут выживать в условиях низкой влажности и потенциально могут расти (при допущении вероятности риска нарушения контроля технологических режимов и процессов), продукты с низкой влажностью не защищены от обсеменения [1 ].

Основная цель данного исследования - термическая инактивация сальмонеллы в процессе сушки при апробации новой сушильной установки. Основным объектом исследования являлся высушенный белок говяжий коллагеновый. Исходили из предположения, что длительное выживание микроорганизма возможно в пищевой матрице с низким содержанием влаги (не более 8%) и жира (менее 2%). Для оценки меры контроля безопасности этапа сушки белка коллагена в новом сушильном оборудовании использовали принцип валидации.

Ингибирование роста в продукте может происходить из-за факторов, которые могут включать pH, активность воды, уровень консерванта или упаковку в модифицированной атмосфере. Хотя нельзя исключить и отношение возбудителя к составу пищевого продукта при определении эффективности антимикробного агента.

Сырьем для получения белка говяжьего коллагенового является спилок гольевой, полученный из шкур КРС [2]. Его необходимо предварительно подготовить. Данная стадия называется процессом отмывки, в ходе которого из спилка гольевого получают полуфабрикат белка говяжьего коллагенового. Данный процесс соответствует требованиям Regulation (ЕС) № 853/2004 [3|. В табл.1 представлены основные стадии процесса отмывки.

Таким образом, на стадии подготовки сырья для производства белка говяжьего коллагенового регулированием pH среды (более 12,5) уже достигается ингибирование роста Salmonella в сырье.

Таблица I Схема технологии подготовки спилка гольевого перед сушкой

Стадия процесса Концентрация раствора, С,% Время процесса, час рН Температура процесса, ОС

Обработка раствором едкого натра 6-7 10-15 > 12,5 30-32

Многократные промывки водой вода 5 Снижение от 12,5 до 10,5 30-32

Промывка горячей водой вода 2 Снижение от 12,5 до 10,2 50-52

Обработка раствором лимонной кислоты 4-5 0,8 Снижение от 10,2 до 4,9 20-22

Для определения оптимальных параметров технологического процесса сушки были проведены серии испытаний и разработана технология сушки сырья для получения белка говяжьего коллагенового. На основе данных [4] были подобраны оптимальные параметры сушки, позволяющие сохранять качество белка говяжьего и обеспечивать безопасность готового продукта. Процесс высушивания заключался в обработке полуфабриката для получения белка говяжьего потоком горячего воздуха в несколько этапов. Основные технологические параметры представлены в табл. 2. Рекомендуется не изменять параметры работы сушильной установки, в ином случае необходимо проводить дополнительные испытания и поведения валидации.

Таблица 2. Температурные диапазоны и время сушки

Технологический процесс Температурные Время

диапазоны, °С сушки, мин

1 -й этап сушки 70-80 15-22

2-й этап сушки 75-85 15-22

3-й этап сушки 80-90 15-22

4-й этап сушки 85-90 15-22

В рамках данного эксперимента были определены оптимальные места для записи времени выдержки продукта на линии. Использован стандартный секундомер для записи времени процесса.

Существует значительная взаимосвязь между влагой и термостойкостью сальмонеллы в продуктах с низким содержанием влаги, а пределы влажности часто цитируются в научной литературе и нормативных документах [5]. Таким образом, основная задача следующего этапа работы состояла в том, чтобы охарактеризовать влажность испытуемых образцов на соответствие регламентирующим документам. Образцы исследования - полуфабрикаты для производства белка говяжьего коллагенового на разных стадиях сушки.

Испытания производились на лабораторном анализаторе влажности марки ML-50 производитель AND (страна производства - Япония) при температуре сушки 105,0°С±0,5. Пробы отбирались из нескольких точек доступа таким образом, чтобы это было безопасно для исследователя и не искажало результаты. Результаты испытаний представлены в табл. 3.

Таблица 3 . Показатели влажности полуфабриката для изготовления белка говяжьего коллагенового

Этапы сушки Влажность полуфабриката перед проведением этапа сушки, % Влажность полуфабриката после проведением этапа сушки, %

1 -й этап 63,00±0,50 60,00±0,50

2-й этап 60,00±0,50 50,00±0,50

3-й этап 50,00±0,50 35,00±0,50

4-й этап 35,00±0,50 25,00±0,50

Досушивание полуфабриката производилось на роторно-вихревой мельнице типа РВМ.

Эксперименты, предполагающие развитие худшего сценария сушки, и определение логарифмического изменения патогена проводили отдельно. Они полностью соответствовали режимам сушки на первом этапе сушки при температуре 70°С в течение 15 минут.

Для определения содержания сальмонелл и определения термостойкости патогена (Сальмонелла), вызывающего наибольшую озабоченность, на этой стадии отбор проб образцов осуществляли в начале и в конце процесса. Температура в центре продукта измерялась на протяжении всего процесса нагрева каждые 30 секунд и соответствовала 70±0,11)С. Установлено, что при худшем варианте сушки на первом этапе логарифмическое изменение составило 6,2232. Для постановки эксперимента были использованы утвержденные методы микробиологического анализа - ГОСТ 31659-2012 (ISO 6579:2002).

Таким образом, установлено, что представленный вариант предварительной обработки спилка гольевого, а также высушивание предлагаемым способом полуфабриката для производства белка говяжьего гольевого не допускают возможности развития бактерий рода Salmonella.

При промышленном выпуске продукции крайне важно предотвратить повторное загрязнение патогенными микроорганизмами после этапа термического уничтожения. Элементы контроля включают в себя обозначенные зоны на объекте для контроля гигиены, барьеры для предотвращения распространения патогенных микроорганизмов, контроль движения, контроль пыли, санитарию, очистку и предотвращение накопления продукта вблизи технологических зон.

Литература

1 Чугунова Е.О., Татарникова H.A. Сальмонеллез сельскохозяйственных животных и птиц: характеристика возбудителя, распространенность в Пермском крае и эпидемиологическое значение: учебное пособие. - Пермь: ИПЦ «ПрокростЪ», 2014. -135 с.

2. Кременевская М.И., Вихарев A.B., Юдина И.Ю. Перспективы использования побочного сырья для производства продуктов питания // Научный журнал НИУ ИТМО. Серия: Процессы и аппараты пищевых производств. - 2016. - № 2(28). - С. 49-53.

3 Куцакова В.Е., Кременевская М.И., Сосннна O.A., Добрягин Р.В.

Предгидролизная обработка говяжьего спилка для пищевых нужд // Все о мясе. -2017. -№ 2. - С. 33-35.

4. Васильев B.H., Куцакова B.E., Фролов C.B. Технология сушки. Основы тепло- и массопереноса: учебник. - СПб: «ГИОРД», 2013. - 224 с.

5. Ермолаев В.А., Шушпанников А.Б. Исследование показателя активности воды сухих молочных продуктов // Техника и технология пищевых производств. - 2010. -5 С.

УДК 664.8:663.252

Докторант С.М. МАМЕДОВА Диссертант А.Т. ТАГИЕВ А.Р. МАМЕДОВА Доктор техн. наук Х.К. ФАТАЛИЕВ (АГАУ, Азербайджан)

ИССЛЕДОВАНИЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ВИНОГРАДНОЙ ВЫЖИМКИ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ ПРОДУКТОВ

В 2016 году в принятой Стратегической дорожной карте по развитию аграрного сектора Азербайджана однозначно показано, что виноградарство и виноделие являются одними из самых прибыльных и древних отраслей аграрно-промышленного комплекса страны, и важно восстановить их былую славу. Согласно Государственной программе по виноделию на 2018-2025 гг. виноделия, в частности производство вина, ориентированного на экспорт, должно быть увеличено в несколько раз [1].

В процессе переработки винограда и производства соков и вин образуются значительные количества отходов. Ввиду богатства его состава эти отходы называют вторичным сырьем, и их переработка может иметь существенные экономические выгоды. Примерно 20% винограда приходится на такие отходы, как гребни и выжимки. Тем не менее, поскольку в стране нет перерабатывающей промышленности, каждый год тысячи тонн продукта выбрасываются без использования или просто используются для кормления сельскохозяйственных животных [2].

В Азербайджане при производстве вина широко используются так называемые технологии «белый способ» и «красный способ». По «белому способу» виноград после отделения гребней и дробления сжимается в отжимных прессах. Полученное сусло направляется на брожение. По

УДК 637, 664

ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ СУШКИ НА ИНАКТИВАЦИЮ ПАТОГЕННЫХ

МИКРООРГАНИЗМОВ Соснинл 0,А. Университет ИТМО) Бисгекова О.И. (Универскгет ИТМО) Научный румволгтель - к.т.н.. доцент Кременевская M.II. (Универснтет ТТГМО)

Аннотация. Основная цель лажного исследования - термическая инактивация сальмонеллы в процессе сушки при апробации новой сушильной установки. Основным объектом исследования являлся высушенный белок говяжий коллагеновый. Исходили из предположения, что длительное выживание микроорганизма возможно в пищевой матрице с низким содержанием влаги (не более ЗУ«) и жира (менее 2 "/□). Введение,

Ингибированне роста б продукте может происходить из-за факторов, которые могут ылючатъ pH. активность волы, вровень консерванта или упаковку е модифицированной атмосфере. Хотя литературные данные могут предоставить информацию, которая имеет отношение к возбудителю и пишевому продукту, эффективность антимикробного агента может зависеть от состава.

Сырьем для получения белка говяжьего коллагвнового является спилок гольевой, полученный нз шкур КРС. Спилок гольевой необходимо предварительно ппдготоить. Данная стадия называется процессом отмывки. В коле данного процесса из спилка гольевого получается пот-фабрикат для получения белка говяжьего коллатенового. Данный процесс соответствует требования Regulation (ЕС) № B53.''20Q4. Таким образом, на стадии подготовки сырья для производства белка говяжьего коллагенового регулированием pH среды (более 12,5) уже достигается кнтибироьание роста Salmonella в сырье. Основная часть.

Эксперимент при худшем сценарии сушки и определение логарифмического изменения патогена проводились отдельно к полностью соответствовали режимам сушки при худшем сценарии на первом лапе сушки при температуре 70=С в течение 15 минул. Образцы собирали ь начале н в конце процесса нагрева и определяли содержание сальмонелл. Внутренняя температура продукта (данные о проникновении тепла) измерялась на протяжении всего процесса нагрева каждые 30 секунд и соответствовала 70°С. Исследования содержания сальмонелл были проведены на пробах, отобранньк. в начале и в конпе процесса, тюбы определить термостойкость патогена (Сальмонелла), вызывавшего наибольшую озабоченность, на этой стадии процесса. Эксперимент показал, что при яудшеы варианте сушки на первом этапе логарифмическое изменение составило 6Д232. Выводы,

Представленная информация позволяет сделать вывод о том. что использование гидролизов анного говяжьего белка в составе многокомпонентной смеси для инжектирования мясных продуктов приводит к снижению себестоимости вырабатываемой продукции, а также улучшению органолептических показателей готового изделия.

Соскина O.A. (автор)

Кременевскал М.И. (научный руководитель)

УДК 637, 664

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ГИДРОЛИЗОВАННОГО ГОВЯЖЬЕГО БЕЛКА МНОГОКОМПОНЕНТНОЙ СМЕСИ ДЛЯ ИНЪЕКТИРОВАНИЯ МЯСНЫХ

ПРОДУКТОВ Соснина O.A. (Университет ИТМО) Научный руководитель - к.т.н., доцент Кременевская М.И. (Университет ИТМО)

Аннотацня. В тезисах доклада представлены результаты влияние гидролизованного говяжьего бежа (произведенного из спилка КРС) на свойства рассольного препарата для мясных продуктов. Введение.

Аналитический обзор показал, что на сегодняшний день рынок цельнокусковых мясных продуктов является наиболее перспективным для развития. Цельнокусковые продукты всегда относили к деликатесной продукции, и соответственно они характеризовались высокой ценой. Это связано с несколькими факторами, а именно: использование сырья высокого качества и длительность технологического процесса. Предполагается, что использование гидролизованного говяжьего белка в составе смесей для инъектирования снизит стоимость данного вида продукции при таком же, а возможно и лучшем, качестве готового изделия. Основная часть.

Для проведения эксперимента были составлены два рассольных препарата, представляющих собой многокомпонентные смеси из растительного белка, полифосфата, хлорида натрия, мальтодекстрииа, смеси каррапшанов. Разница заключалась лишь в том, что во второй смеси растительный белок был заменен гадролизованным говяжьим белком в полном объёме. Первый рассольный препарат был признан контрольным.

В лабораторных условиях было осуществлено инъектирование цельнокускового мясного продукта из говядины с последующем запеканием при температуре 220 °С в течение 3 часов. После был проведен расчёт выхода готового изделия. Обработка результатов данных показала, что применение гидролизованного говяжьего бежа взамен растительного белка приводит к увеличению выхода на 20%.

Также была собрана рабочая группа по проведению органолептического анализа, состоящая из 10 человек (5 человек представители предприятий, заинтересованных в разработке новых рецептур деликатесной продукщш, 5 человек из исследовательской группы). Закрытая дегустация выработанных образцов показала, что деликатесная продукция с использованием гидролизованного говяжьего бежа обладает более высокими вкусоароматическими свойствами (на 7,5 % от контрольного образца).

После проведения лабораторных исследований в аттестованной испытательной лаборатории на показатели безопасности, был проведён экономический расчёт по вводу новой рецептуры на действующее предприятие. Он показал, что, несмотря на более высокую стоимость гидролизованного говяжьего белка (по сравнению с растительным бежом в среднем на 45%), его применение позволяет увеличить прибыль производства на 7% за счёт увеличение выхода готового изделия и улучшению его вкусоароматических свойств. Выводы.

Представленная информация позволяет сделать вывод о том, что использование гидролизованного говяжьего бежа в составе многокомпонентной смеси для инъектирования мясных продуктов приводит к снижению себестоимости вырабатываемой продукции, а также улучшению органолептпческнх показателей готового изделия.

Соснина O.A. (автор)

Кременевская М.И. (научный руководитель)

11th International Conference

Biosystems Engineering

May 6-8,2020 in Tartu, Estonia

The usage of a binder system for frozen berries in the manufacture of

confectionery

M. Kremenevskaya1, V. Aret1, E. Tambulatova1, O. Sosnina1 •*, T. Shkotova1, E. Kupriiia1,1. Makeeva2, A. Manuylov1, M. Kipcliatova1 and A. Anikina1

'ITMO University, Faculty of Food Biotechnologies and Engineering, 49 Rronverksky Pr., St. Petersburg, 197101, Russian Federation

2A11-Russian Research histitute of Dairy Industty, Lyusinovskaya Str. 35 Bldg. 7, Moscow 115093, Russian Federation

* Correspondence: sosnina .olga [e-mail]

Abstract. The aim of the research was to create binding systems for confectionery using gelling agents. The possibility of using partially hydro lyzed liquid egg white (egg hydrolyzate) in the binding system of gelling agents (egg hydrolyzate - agar' (EG-A), egg hydrolyzate - starch (EG-S)) was determined to obtain the required mechanical characteristics when creating coatings, ornaments or fillers in confectionery with whole berries or pieces of fruit. In this regard, a technology has been developed for the hydrolysis of liquid egg white in the presence of an acidic reagent. The best rheological characteristics of the gelling agent from egg white were obtained under the following hydro lysis conditions: egg white : 1% HC1 ratio = 1:2, process temperanire - 66°C, duration - 40 minutes, the pH of the egg hydrolyzate was 6.53, the amount of dry solids was 11.78%. The newly created systems with agar (E406, Germany), chemically modified food starch (E1442, Germany) and hydro lyzed egg white (egg hydrolyzate) allow to adjust the properties of the coating for quick-frozen berries used in semifinished confectionaries or cakes. It is established that the coating for quick-frozen berries, which includes a system consisting of 1% E406 and 0.5% egg hydrolyzate, should be carried out in 2 stages, hi the fust stage, a 10-minute exposure of the coating, which has a tensile strength of 580 g em"2, allows to create a strong capsule around the berry, which prevents the processes of destruction from proceeding. The second stage is necessary to obtain a uniform surface coating of the semi-finished mix from the berries. In this case, the tensile strength of the coating should be 480 g em 2. The system created from the E1442 and egg hydrolyzate gelling agents was also used in 2 stages when making cakes, which were subsequently baked at 180°C. The content of the binding system in the coating applied to the test substrate was 6.9 - 7.7%, the effective viscosity of the coating was 120 - 180 Pas. The content of the binding system in the coating of the surface of the berries in the second stage was 5.2 -6.3% with effective viscosity values of 50 - 90 Pa- s. Semi-finished berry products and ready-made baked cakes, produced with developed binding systems, can be stored at -8°C for 10 to 12 days. After refrigerated storage, the separated moisture was not observed in the test samples. The absence of the phenomenon of syneresis with the indicated proportions of the introduction of gelling agents in coating systems has been established.

Keywords: hydrolysis, egg hydrolyzate, binding systems, jellies, confectionery, refrigerated storage.

Estonian University of Life Sciences