Разработка технологии вареных колбасных изделий с растительными белками и трансглютаминазой тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.18.04, кандидат технических наук Горбатов, Станислав Алексеевич

• Горбатов, Станислав Алексеевич
• кандидат технических наук
• 2011

Оглавление диссертации кандидат технических наук Горбатов, Станислав Алексеевич

ВВЕДЕНИЕ.

Глава 1. Обзор литературы.

1.1 Характеристика зерновых и бобовых культур и их значение.

1.2 Функционально-технологические свойства продуктов переработки зерновых и бобовых культур и их применение в мясной промышленности.

1.3 Ферментный препарат трансглютаминаза.

1.4 Использование ферментного препарата трансглютаминазы при производстве пищевых продуктов.

1.5 Безопасность для потребителей глутамин-лизинового комплекса, получаемого при использовании трансглютаминазы.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Разработка технологии вареных колбасных изделий с растительными белками и трансглютаминазой»

Одной из важнейших проблем человечества является обеспечение постоянно увеличивающегося населения планеты пищевым белком. По данным ЮНЕСКО общая численность постоянно голодающих жителей Земли в 2010 году составила 915 млн человек [47].

В связи с трудностью решения глобальной проблемы недоедания и голода в последние годы резко возросла критика в адрес потребления мяса. Эта критика опирается на целый ряд фактов, доказывающих высокие экономические затраты и неизбежные потери, а также необратимые экологические последствия для человечества при увеличении объемов производства мяса. Так, указывается, что в ходе превращения зерна в мясо теряется 90% растительного белка. Производство 1 кг говядины требует в 100 раз больше воды, чем производство 1 кг пшеницы, энергии в 39 раз больше, чем на производство 1 кг соевых бобов, и сопровождается безвозвратной потерей нескольких десятков килограмм культурного слоя почв [108].

Однако потребление мяса должно составлять 70 кг на человека в год. При этом потребность в белке - 60 г в день (около 1,0 г белка на 1 кг веса тела), из них 30 г должно приходиться на животный белок. В связи с этим, еще в прошлом веке сложилась концепция комбинированных продуктов питания, сочетающих в своем составе мясные и растительные ингредиенты [58].

Разработкой комбинированных продуктов питания, основанной на применении растительных источников белка, вместе с тем обладающих достаточно высокой пищевой ценностью, в разное время занимались и продолжают заниматься отечественные (Толстогузов В.Б., Салаватулина P.M., Кудряшов JT.C., Любченко В.И., Щербаков В.Г., Иваницкий С.Б и др.) и зарубежные ученые, так как актуальность этого направления исследований, учитывая повышение стоимости животного сырья, не снижается.

С 60-х годов прошлого века и по настоящее время в мясной промышленности наиболее широко применяются соевые белки, что объясняется рядом их преимуществ: наиболее сбалансированный аминокислотный состав, низкая стоимость и высокие функциональные характеристики, позволяющие скорректировать технологические свойства сырья и качество готовых продуктов [22, 27, 39, 70]. В настоящее время годовой объем соевых белков, перерабатываемых в мясной промышленности, составляет около 100 тыс тонн.

Тем не менее, в связи с некоторыми законодательными аспектами, касающимися контроля и маркировки генетически модифицированных источников и возникшим в этой связи негативным отношением потребителей к продуктам, содержащим сою, актуальным вопросом для мясоперерабатывающих предприятий является переход на применение растительных белковых ингредиентов, являющихся альтернативой соевым.

За последнее время проведено большое количество исследований направленных на изучение и применение разнообразных ингредиентов растительного происхождения для производства мясных и мясосодержащих продуктов. Однако, несмотря на широкий спектр исследованных растительных белков зерновых, масличных и бобовых культур в настоящий момент в силу ряда экономических причин промышленно выпускаются, главным образом, белковые ингредиенты из гороха и пшеницы, не подвергавшихся генетической модификации, но уступающих по ряду характеристик, в том числе функционально-технологических, соевым белкам.

Внесение в мясные и мясосодержащие продукты ингредиентов растительного происхождения не должно приводить к снижению показателей качества готового продукта. Применение растительных белков с более низкими функционально-технологическими характеристиками приводит к изменению консистенции продукции, снижению выхода и экономических показателей, появлению брака. Использование для решения этой проблемы дополнительно вводимых в рецептуры структурообразующих пищевых добавок каррагинанов, альгинатов, камедей, пектинов и др., как правило, ведет к удорожанию готовой продукции и, к необходимости нанесения на маркировку продукта соответствующих используемым добавкам индексов Е, что, в свою очередь, негативно воспринимается потребителями.

В качестве альтернативы применению структурообразующих пищевых добавок сегодня рассматривается использование нового ферментного препарата - трансглютаминазы, участвующей в образовании дополнительных связей в белковых молекулах, приводящих к «сшиванию» белковых молекул. В виду того, что в результате тепловой обработки продукта до температуры готовности, происходит полная инактивация фермента, его применение в качестве вспомогательных средств не требует какого-либо декларирования [56, 105].

В связи с этим, разработка технологии вареных колбасных изделий на основе применения альтернативных растительных ингредиентов и технологических приемов ферментативной обработки трансглютаминазой является актуальной.

Заключение диссертации по теме «Технология мясных, молочных и рыбных продуктов и холодильных производств», Горбатов, Станислав Алексеевич

ВЫВОДЫ

1. На основании компьютерного моделирования проведена оценка изменения показателей пищевой ценности вареных колбас при замене концентрированного соевого белка на пшеничный и гороховый. Показано, что при 20%-ом уровне введения гидратированного растительного белка замена соевого белка на альтернативные (пшеничный и гороховый) не приводила к существенному изменению сбалансированности аминокислотного состава вареных колбасных изделий, а коэффициент утилитарности белка сохранялся на уровне выше 0,80. При этом наиболее высокое значение коэффициента утилитарности было получено при моделировании аминокислотного состава вареных колбас с 20% введения гидратированного пшеничного белка (0,88).

2. Исследования показателей химического состава и функционально-технологических свойств альтернативных растительных белков показало, что пшеничный и гороховый белки не уступали соевому белку по массовой доле белка, энергетической ценности, вкладу общего содержания белка в энергетическую ценность, жиросвязывающей и жироэмульгирующей способностям. Однако практически полное отсутствие гелеобразующей способности пшеничного белка вызывало снижение структурно-механических характеристик вареных колбас на 14-17% при одинаковом уровне введения растительного белка.

3. Изучение влияния различных доз введения растительных белков на органолептические и структурно-механические характеристики готовой продукции, а также полученные данные об изменении пищевой ценности позволили рекомендовать рациональную дозу введения гидратированного пшеничного и горохового белка при изготовлении вареных колбасных изделий в количестве 20%.

4. На основании исследований структурно-механических характеристик модельных белковых систем различного состава разработаны технологические рекомендации по применению фермента ТГ. Обоснована доза внесения ТГ в количестве 0,10% к массе фарша. Показано, что в присутствии 2 % поваренной соли в системах, содержащих животные и растительные белки, эффективность действия ТГ возрастала на 48%. И, напротив, в системах, содержащих только растительные белки, эффективность действия трансглютаминазы в присутствии 2 % поваренной соли снижалась на 57-83 %.

5. Опытно-промышленная апробация и сравнительные комплексные исследования показателей качества вареных колбас, содержащих ТГ и каррагинан, показали, что в процессе тепловой обработки и достижения температуры 72 °С в центре продукта, колбасы с ТГ обладали более высокими показателями переваримости и устойчивости цвета.

6. На основании проведенных исследований разработана техническая документация на новый ассортимент вареных колбас с пшеничным белком ТИ и ТУ 9213-954-00419779-08 «Изделия колбасные вареные».

7. Расчет экономической эффективности показал, что при годовом объеме производства вареных колбас с применением ферментного препарата ТГ в размере 150 тыс. тонн, может быть получена дополнительная масса прибыли в размере 120 тысяч рублей.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Горбатов, Станислав Алексеевич, 2011 год

1. Абдуль Хаким Фахед Визиев. / Разработка технологии колбасных изделий с использованием гороховой муки, традиционной для Сирийской Арабской Республики. Автореферат на соискание ученой степени канд.техн.наук. М., 1990. — 28 с.

2. Алехина JI.T., Большаков В.Г., Боресков В.Г. и др. / Технология мяса и мясопродуктов. Под ред. И.А.Рогова. М.: Агропромиздат, 1998.576 с.

3. Аналоги мяса и мясных продуктов (Обзор). // Все о мясе — 2000, №1 с. 20-22.

4. Аникеева Н.В. Перспективы применения белковых продуктов из семян нута. // Изв.вузов.Пищ.технология. — 2007, №5-6. с. 33-35

5. Антипова JI.B. Перспективы применения препарата Протепсин при производстве мясных продуктов. // Мясная Индустрия. 2006, №9. -с. 35-37.

6. Ахмичева О.В. Использование энзимов при производстве мясных изделий. // Мясная индустрия. 2004, №6. — с. 35.

7. Барудо Е.Е. / Растительный белок: новые перспективы. М.: Пищепромиздат, 2000. — 27 с.

8. Базарнова Ю.Г., Ишевский A.JI. Белоксодержащие добавки для мясных продуктов. //Ингредиенты и добавки. — 2004, №1 —с. 23-26

9. Базарнова Ю.Г., Соскин В.И. Повышение пищевой ценности мясных продуктов. // Мясная индустрия. 2005, №2, - с. 42-44

10. Ю.Балашова H.H. Мировые тенденции производства и потребления нута. // Зерн.хоз-во 2003, № 8. - с. 5-8

11. П.Баринова Е. Состояние и стратегия развития размещения и специализации производства пшеницы в России. Междунар.с.-х.журн. - 2010; №1. - С. 41-42.

12. Басов В.О. / Разработка технологии мясопродуктов из свинины с использованием структурообразующих компонентов. Дисс. на соискание ученой степени канд. техн. наук. — 2004 110 с.

13. Бахтизин Н.Р. Аминокислотный состав и пищевая ценность зерна озимой ржи. //Пробл.селекции и интенсификации земледелия в Башкортостане. Уфа, 1997. - с. 47-48

14. Васильева А.Г. Семена бобовых культур как источник белка. // Перспективные биотехнологии переработки сельскохозяйственного сырья / Краснод. науч.-исслед. ин-т хранения и перераб. с.-х. продукции. 2008. - с. 47-52

15. Верещагин А. Комплексные пищевые добавки в производстве колбасных изделий// Мясные технологии. 2005, №6. - с.22-23.

16. Весген В. Можно обойтись и без мяса. // РЫБсЬлуп^сЬай 2002, №3-с. 46-50

17. Горпинченко Т. Чечевица перспективная культура/ Хлебопродукты. - 2006, № 4. - с. 58-59

18. Гребенщикова Т.Ю. Использование пшеничной муки в производстве фаршевых мясных систем. // Все о мясе 2000, №3 - с. 19-21

19. Гуринович Г.В., Потипаева H.H., Зубарева E.H. Использование пшеничного зародыша в технологии вареных колбас. // Все о мясе — 2002, №3 с. 18-20

20. Гурова Н.В. Методы определения функциональных свойств соевых белковых препаратов. // Мясная Индустрия. — 2001, №9. с.30-32.

21. Гурова Н.В., Жаринов А. И., Попело И. А., Сучков В.В., Дунченко Н.И., Брагина Э.А. / Функциональные свойства гидроколлоидов. Каррагинаны. Методические указания к лабораторным работам. — М., 2001.-34с.

22. Гусленников П.В. Разработка технологии продуктов с использованием модифицированной муки гороха. / Автореферат на соискание ученой степени канд. техн. наук. М., 2004 — 24 с.

23. Джумабаев И.Б., Бабаев Т.Д.; Мажидов К.Х.; Бабаев С. Д. Характеристика и особенности зерна некоторых селекционных сортов пшеницы. // Хранение и перераб.сельхозсырья. 2000, №8. -с. 63-64

24. Дон Р.Н., Кученкова O.E., Ядковская С.Э. Соевые текстурированные продукты нового поколения. // Мясная Индустрия М., 2002, №8, - с.

25. Егупов А.Г., Щербакова Е.В.; Бархатова Т.В. Модификация соевых белков термоденатурацией. / Сб.науч.тр.Краснод.регион.ин-та агробизнеса. 2003; Вып. 12. - с. 249-253

26. Егупов А.Г., Щербакова Е.В.; Бархатова Т.В. Модификация соевых белков экзопротеазами. Получение белковых гидролизатов. / Сб.науч.тр.Краснод.регион.ин-та агробизнеса. 2003; Вып. 12. - с. 254-257

27. Жаринов А.И. / Основы современных технологий переработки мяса. Краткий курс. Часть II. «Protein Technologies International», 1997. -156с.

28. Жаринов М.С. / Основы современных технологий переработки мяса. 4.1. - М.,1994. - 143 с.32.3абашта А.Г., Подвойская И.А., Молочников М.В. /Справочник по производству фаршированных и вареных колбас, сарделек, сосисок и мясных хлебов. М., 2001. - 709 с.

29. Кудряшов JI. С., Гуринович Г.В.,. Кушевская P.A. Новое белковое растительное сырье для выработки мясных изделий. // Мясная Индустрия М., 2002, №11. - с. 32-35

30. Лебедева Л.И. / Разработка технологии эмульгированных мясных продуктов с использованием модифицированной рисовой. Автореферат диссертации на соискание ученой степени канд. техн. наук. М, год, - 129 с.

31. Липатов H.H., Сизых Е.В., Титов Е.И. и др. / Методические указания к лабораторной работе и изучению структурно-механических свойств мясопродуктов на универсальной машине «Инстрон», выполняемый по системе НИРС-УИРС. М.: МТИММП, 1985. 35 с.

32. Липатов H.H. / Изучение структурно-механических свойств мясопродуктов на универсальной машине М.: МТИММП, 1985. — 30с.

33. Лисицын А.Б., Гутник Б.Е., Анисимова И.Г., Смирнов М.Н., Маликова В.И. Функционально-технологические свойства соевых белков нового поколения. // Мясная индустрия 2002, №4. - с. 50-52

34. Лишаева Л.Н., Турчина Т.Н. Экономические аспекты производства и переработки сои в России. // Масложировая пром-сть. — 2000, № 4. -с. 11-13

35. Логинов Д.А. Производство ячменя в рыночных отношениях. // Земледелие. 2003, №4. - с. 42-43

36. Лоскутов И. Овес прошлое, настоящее и будущее. Пищевое использование. // Хлебопродукты. - 2007, № 6. - С. 50-51

37. Магомедов Г.О, Рудась П.Г., Шевякова Т.А. Экструдированные продукты повышенной пищевой ценности из нута. Хранение и перераб. Сельхозсырья. 2006, № 9. - с. 32-36

38. Манжесов В.И., Курчаева Е.Е. Перспективы использования растительных белков на пищевые цели. Гл.агроном. — 2005, № 6. - с. 67 -69

39. Материалы сайта «GenomeNet Database Resources». E-zyme for prediction of enzymatic reactions. Kyoto University Bioinformatics Center. 2008. — www.genome.jp.

40. Материалы сайта «Sigma-Aldrich Co.»-2010.-http://www.sigmaaldrich.com

41. Материалы сайта «Организации объединенных наций по вопросам образования науки и культуры». 2010.- http://www.unesco.org

42. Материалы сайта «Ajinomoto Foods Europe». -2009.-https ://www.aj inomoto.de/cms/frontcontent.php?idart=3 30

43. Медведев А. И., Чулкова Н. А., Марташев Д. П., Сучков В. В., Рулевский А. А. Особенности применения стабилизирующих систем в мясном производстве // Мясной бизнес. — 2003, №3. с. 41.

44. Микляшевски П. Применение клетчатки «Витацель» в мясных продуктах. // Мясная индустрия. -2001, №4. с. 32-33.

45. Применение трансглютаминазы. /Проспект фирмы «Ajinomoto». — Япония. 2009. - 8 с.

46. Гороховый белок. /Проспект фирмы «Roquette». Франция. - 2008.

47. Рогов И.А.; Большаков O.B. / Приоритетные экологически значимые направления пищевых технологий. Инж. Экология. — 1997, № 6. - с. 7-10

48. Рогов И. А., Забашта А. Г., Казюлин Г. П. /Технология мяса и мясных продуктов. Книга 1. Общая технология мяса. М.: Колосс, 2009. -565 с.

49. СанПиН 2.3.2.1078-01 "Гигиенические требования к безопасности и пищевой ценности пищевых продуктов". -М., 2001. — 164 с.

50. СанПиН 2.3.2.1293-03 "Гигиенические требования по применению пищевых добавок". М., 2003.

51. Сарафанова JI. А. / Применение пищевых добавок в переработке мяса и рыбы. М., 2007. - 240 с.

52. Смодлев H.A. Функционально-технологические свойства белков животного происхождения. // Мясная индустрия. 2000. №1. - с. 1820

53. Смодлев H.A. Специфика и перспективы использования функциональных животных белков. // Мясная индустрия. 1999. №5. -с. 23-25

54. Советы технологов по применению животных белков // «Сфера». -2005. №21.- 73 с.

55. Солнцева О.; Санду А. Проблемы и перспективы экспорта продовольственной пшеницы в России. // Междунар.с.-х.журн. -2007; № 1.-е. 89

56. Студенцова H.A., Герасименко С.Н., Касьянов Г.И. Биологические и технологические аспекты использования сои при производстве пищевых продуктов. // Известия вузов. Пищевая технология. — 1999, №4. с. 6-9

57. Тельхаммер Ф. / Производство мясопродуктов. Полезные сведения из практики. Часть 1. Перевод с немецкого. — М. ВШТИМП, 2003.154 с.

58. Токаев Э.С., Гурова Н.В., Попелло И.А., Сучков В.В., Ковалев А.И. Функциональные свойства соевых белковых концентратов. // Мясная Индустрия 2001, №8. - с. 29-30

59. Толстогузов, В.В. / Новые формы белковой пищи.- М.: Агропромиздат. 1987. - 303 с.

60. Тютюма Н.В.; Туманян А.Ф.; Васим Хамдан. Содержание белка в зерне ярового ячменя и овса. / Инновационное развитие аграрного производства на аридных территориях, 2010. с. 357-359

61. Файвишевский M.JI. Функционально-технологические свойства экстру дата из чечевицы // Мясная индустрия. — 2001,№1. с. 20 - 21

62. Харитонов Е.М. Перспективы увеличения производства риса в Российской Федерации. / Дальневосточная наука агропромышленному производству региона. Примор. науч.-исслед. ин-т сел. хоз-ва. Владивосток, 2008. - с. 122-137

63. Хвыля С.И. Соевые добавки в мясных продуктах: некоторые методические аспекты выявления.// Мясные технологии. — 2003, №2 -с. 4-5.

64. Химический состав российских пищевых продуктов. Справочник. / Под ред. член-корр. МАИ, проф. И. М. Скурихина и академика РАМН, проф. В. А. Тутельяна. М., ДеЛи принт, 2002. - 236 с

65. Шаззо A.A., Цокур П.В.; Шаззо Б.К.; Корнена Е.П. Химический состав и пищевая ценность шелушенного обыкновенного ираснозерного риса. // Изв.вузов.Пищ.технология. — 2009, № 2-3. с. 117-118

66. Шевчук Н.И. Роль сортовых особенностей и сроков посева в накоплении белка в зерне овса. // Аграрная наука сельскому хозяйству. Алт. гос. аграр. ун-т. - 2008, кн.1. - С. 589-592

67. Шелепина Н.В. Новые формы гороха перспективный источник белка и крахмала. // Изв.вузов.Пищ.технология. — 2008, №4. - с. 112113;

68. Щербаков В.Г., Лобанов В.Г., Прудникова Т.Н. / Биохимия: Учебник для вузов. М., 2003. - 504 с.

69. Abdulatef М. Ahhmed, Tetsuo Nasu, Michio Muguruma. Impact of transglutaminase on the textural, physicochemical, and structural properties of chicken skeletal, smooth, and cardiac muscles. // Meat Science 2009, Vol.83 - p. 759-767.

70. Ahhmed A. M. , N. M. Albay, S. Kawaharal, H. Fujino, M. Muguruma. Transglutaminase polymerizes meat proteins at -35°C and may have industrial applications as a biological protective film. // Cereal Foods World. 2004. p. 56-62

71. Ames N.; Rhymer C.; Rossnagel В.; Therrien M.; Ryland D.; Dua S.; Ross K. Utilization of Diverse Hulless Barley Properties To Maximize Food Product Quality. // Cereal Foods World; St. Paul, 2006; Vol.51„ №1. p. 23-28

72. Andou H. /Process of producing TG derived from Streptomyces. US patent 5,252,469, 1993.

73. Bench L. Microbial Transglutaminase. // Their production and use. 1996. - p. 94-99

74. Birol K. Effect of microbial Transglutaminase and sodium caseinate on quality of chicken doner kebab // Meat Science. 2003, 63. - p.98-101

75. Calpe C. Rice situation update. // Intern.Rice Commiss.Newsletter. -2004, N53.-p. 4-16

76. Chiya Kuraishi, K. Yamazaki, Y. Susa. Transglutaminase: its utilization in the food industry. // Food reviews international. 2001, 17(2). - p. 221246.

77. Folk J.E., COLE P.W. Mechanism of Action of Guinea Pig Liver Transglutaminase. // THE JOURNAL OF BIOLOGICAL CHEMISTRY. -1966, Vol. 241, No. 23, Issx. of December 10. p. 5518-5525.

78. FOLK J. E., Transglutaminase // Annu. Rev. Biochem. 1980, 49. -p. 517-531.

79. Fulladosa E. , X. Serra, P. Gou, J. Arnau. Effect of potassium Lactate and high pressure on transglutaminase restructured dry-cured hams with reduced salt content. // Meat Science -2009, Vol.82. p. 213-218.

80. Hans E. Application of soya protein concentrates in processed meat products. // Fleischwirtsch.- -1995, 75. p. 74-79

81. Hristov N.; Mladenov N. Cerealije u ljudskoj ishrani. / Zdravstveno bezbedna hrana. Novi Sad. - 2002; Knj. 2. - S. 257-262

82. Icekson I. Evidence for TG activity in plant tissue. // Plant Physiol. 1994, 84.-p. 972-973.98.1kura K. Crosslinking of Soybean by transglutaminase. // Agric. Biol. Chem. 1980. — p. 25-27

83. Jansen G.; Seddig S. Ökologisch und konventionell erzeugte Leguminosen Ertrage und ausgewählte Qualitatsparameter im Vergleich. // Landbauforschung. - 2007; S.-H.314. - p. 41-51

84. KATSOYA SEGURO, YOSHIYKI KUMAZAWA, CHIVA KURAISHI, HIROKO SAKAMOTO, MASAO MOTOKI. The e-(y-Glutamyl)lysine Moiety in Crosslinked Casein Is an Available Source of Lysine for Rats. // The journal of nutrition. 2007, August 16. - p. 164175

85. Kuraishi C. Method of manufacturing Baked Products. / Europe patent 0,760,209, 1997.

86. Kuraishi C. The Usefiillness of TG for Food Processing. // American Chem. Society, Washington DC, 1996,- p. 65-70

87. Loshe I.K //The world of Ingredients. 1995, May-June - p. 16-19

88. Motoki M. Crosslinkling between different food proteinds by transglutaminase // Food science. 1983, 48. - p. 99-106

89. Nicolino F. / Bidoche. L'industrie de la viande menace le monde. -LLL. 400 p.

90. Ohtsuka T. , K. Seguro, M. Motoki. Microbial transglutaminase estimation in enzyme-treated surimi-based products by enzyme immunosorbent assay. // Institute of food technologists. 1996, 61(1). -p. 81-84.

91. Sass O. Marktsituation und zuchterische Aktivitäten bei Ackerbohnen und Kornererbsen in der EU. // Journal für Kulturpflanzen. 2009, T.61, №9. - p. 306-308

92. Young D.; Malorgio G. Lentils: market concerns for North American growers. / Pullman (Wash.), 1988. 18 c.

93. Расчет экономической эффективности