Совершенствование технологии производства мясных продуктов с применением ферментного препарата протепсин тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.18.07, кандидат технических наук Бибишев, Роман Александрович

• Бибишев, Роман Александрович
• кандидат технических наук
• 2007

Оглавление диссертации кандидат технических наук Бибишев, Роман Александрович

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА I ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1 Общая характеристика, специфичность и механизм действия ферментов

1.2 Источники и свойства ферментных препаратов для пищевой промышленности

1.3 Опыт и проблемы применения ферментных препаратов для обработки основного и вторичного сырья мясной отрасли

ГЛАВА II МАТЕРИАЛЫ, ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

2.1 Характеристика объектов исследования

2.2 Условия выполнения и принципиальная схема исследований

2.3 Методы исследований

2.4 Математическое планирование и статистическая обработка результатов экспериментов

ГЛАВА III ИССЛЕДОВАНИЕ БИОКАТАЛИТИЧЕСКИХ СВОЙСТВ

ФЕРМЕНТНОГО ПРЕПАРАТА ПРОТЕПСИН

3.1 Общая характеристика, химический и фракционный состав

3.2 Исследование физико-химических свойств и условий стабильности

3.3 Субстратная специфичность и идентификация продуктов биокаталитических реакций

3.4 Изучение игибиторно-активаторного действия химических реагентов на ферментативную активность

ГЛАВА IV ИССЛЕДОВАНИЕ СВОЙСТВ МЯСНОГО СЫРЬЯ

В ПРОЦЕССЕ БИОМОДИФИКАЦИИ

4.1 Изучение микроструктурных изменений мясного сырья под действием Протепсина

4.2 Изучение функционально-технологических свойств биомодифицированного мясного сырья

4.3 Изучение реологических характеристик биомодифицированного мясного сырья

4.4 Микробиологическая характеристика биомодифицированного мясного сырья

4.5 Разработка математической модели для оптимизации условий получения мясных продуктов

ГЛАВА V РАЗРАБОТКА ЧАСТНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ МЯСНЫХ ПРОДУКТОВ НА ОСНОВЕ

БИОМОДИФИЦИРОВ АННОГО СЫРЬЯ

5.1 Определение режимов и разработка технологии вареных колбасных и цельномышечных мясных продуктов

5.2 Определение качественных показателей мясных продуктов из биомодифицированного сырья

ВЫВОДЫ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Совершенствование технологии производства мясных продуктов с применением ферментного препарата протепсин»

Современный период развития мясной отрасли характерен целым рядом проблем; одной из важнейших выступает необходимость быстрого и эффективного использования животного сырья, в условиях сокращения энергетических и временных затрат на хранение и переработку. Требования наиболее полного и рационального использования сырья определены экономическими и тесно связаны с необходимостью создания малоотходных экологически безопасных производств. При направленном регулировании технологических свойств мяса и высоких показателях качества готовых продуктов. Малоотходность подразумевает включение в технологический процесс такого нетрадиционного сырья как субпродукты и животные ткани с высоким содержанием соединительной ткани [28]. Наибольшие перспективы здесь открываются в создании добавок и эмульсий функционального действия, получение биоматериалов, композитов, пищевых ингредиентов и покрытий [3, 7, 8, 82]. В рамках реализации мероприятий концепции государственной политики здорового и безопасного питания наиболее актуальным и новым является направление по созданию мясных продуктов с заданными свойствами (соотношением компонентов, пищевой и биологической ценностью, себестоимостью и так далее), обладающих общеукрепляющим и лечебно-профилактическим эффектом. Вместе с тем, решение проблемы связано с разработкой подходов по максимальному вовлечению всех, в том числе содержащих значительную долю коллагенсодержащих компонентов мясных продуктов.

В связи с тем, что пищевая и биологическая ценность мяса ограничивается в основном наличием неперевариваемых соединительнотканных белков (коллагена, эластина) отрицательно влияющих также на функционально-технологические и структурно-механические свойства мясного сырья требуется использование дополнительной обработки. Наибольшие перспективы здесь имеют протеолитические ферменты, положительный опыт применения которых зарекомендовал себя во многих зарубежных странах при обработке мясного сырья. Было показано [5, 8, 10, И, 18], что применение протеаз в обработке мясного сырья позволяет снизить жесткость, существенно (в 2-4 раза) сократить продолжительность технологического процесса, снизить его трудо- и энергоемкость.

В настоящее время рынок препаратов протеолитических ферментов представлен достаточно широким ассортиментом зарубежного производства.

Однако препаратов энзимов отечественного производства крайне мало, да и вовлечение их в процесс изготовления продуктов питания из мяса не имеет широкого распространения.

Проблеме разработки и применения препаратов ферментов для обработки мяса посвящен значительный объем исследований (Липатов H.H., Рогов И.А., Антипова Л.В., Махонина В.Н., Нефедова Н.В., Белоусов A.A., В.Г. Боресков, Л.В. Антипова, Ч.Ю. Шамханов, Э.В. Битуева) Однако широкое внедрение сдерживается.

В связи с этим весьма привлекательным является исследование протеолитических препаратов отечественного производства. Одним из таких является препарат, животного происхождения «Протепсин».

Целью данной работы является разработка технологий производства мясных продуктов с применением ферментного препарата «Протепсин» на основе изучения физико-химических и биокаталитических свойств и обоснование рациональных способов его применения.

В рамках поставленной цели решались следующие основные задачи:

- физико-химическая и биокаталитическая характеристика ферментного препарата «Протепсин»;

- изучение влияния условий технологических процессов производства мясных продуктов на активность ферментного препарата «Протепсин»;

- изучение изменения физико-химических, структурно-механических и реологических характеристик биомодифицированного мясного сырья под действием ферментного препарата;

- обоснование и разработка технических решений по применению ферментного препарата «Протепсин» в частных технологиях мясных продуктов;

- изучение влияния ферментативной обработки на качественные показатели и безопасность мясных продуктов.

Работа выполнена в рамках госбюджетной НИР по теме «Теоретические и практические аспекты производства биологически полноценных, лечебно-профилактических и функциональных продуктов питания на основе биотехнологий и рационального использования сельскохозяйственного сырья» и хоздоговорной НИР кафедры «Технология мяса и мясных продуктов» Воронежской государственной технологической академии «Разработка условий применения препарата «Протепсин» в технологии цельномышечной мясной продукции и колбасных изделий»

Заключение диссертации по теме «Биотехнология пищевых продуктов (по отраслям)», Бибишев, Роман Александрович

выводы

1. Изучены биокаталитические и физико-химические свойства протеоли-тического ферментного препарата Протепсин применительно к обработке мышечных и соединительнотканных белков мяса. Полученные данные о субстратной специфичности Протепсина, скорости и степени гидролиза различных фракций белков мяса, позволяют оценить препарат по степени сродства к белковым фракциям мяса в виде убывающего ряда: водорастворимая фракция > солерастворимая фракция > коллаген.

2. Установлено, что условиями проявления максимальной протеолитиче-ской активности являются: температура 37 °С, рН 5,5, а область стабильности препарата лежит в интервале рН 3,5-7,5 при температурах 10-40 °С, а такие химические реагенты, как поваренная соль и нитрит натрия, при гидролизе не оказывают выраженного ингибирующего действия на фермент, что позволяет вносить ферментный препарат в состав рассолов и посолочных смесей.

3. Гистоморфологическая оценка показала выраженное действие ферментного препарата Протепсин на структуру мышечного волокна и на соединительные ткани, которые коррелируют с увеличением функционально-технологических характеристик биомодифицированного мясного сырья, качеством и биологической ценностью готовых продуктов. Рекомендуемые условия применения ферментного препарата Протепсин: температура 10-12 °С, рН 5,56,5, дозировка ~ 0,015 % к массе сырья при продолжительности ферментативного гидролиза 6 часов.

4. Обоснованы и рекомендованы усовершенствованные технологии производства мясных изделий, в том числе цельномышечных деликатесных мясных продуктов, позволяющие увеличить объемы использования низкосортного мясного сырья, интенсифицировать технологический процесс, сократить временные и энергетические затраты, а также увеличить биологическую ценность и переваримость готовых продуктов, улучшить их органолептические показатели.

5. Мясные изделия из биомодифицированного сырья не уступают по качественным показателям изделиям из традиционного сырья, не проявляют токсического действия и являются безвредными для человека.

6. Проведена лабораторная и промышленная апробация разработанных технологий колбасных изделий и цельномышечных продуктов в условиях ОАО «Аннинский мясокомбинат». Разработаны проекты технической документации.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Бибишев, Роман Александрович, 2007 год

1. Адлер, 10. П. Управление качеством Текст. / 10. П. Адлер. М.: МИСиС, 2000. - 163 с.

2. Антипова, Л. В. Биотехнологические аспекты рационального использования вторичного сырья мясной промышленности Текст. / Л. В. Антипова // Обзорная информация. М.: АгроНИИТЭИММП, 1991. -36 с.

3. Антипова, Л. В. Методы исследования мяса и мясных продуктов Текст. / Л. В. Антипова, И. А. Глотова, И. А. Рогов. М.: Колос, 2001. -376 с.

4. Антипова, Л. В. Прикладная биотехнология Текст. Учеб. пособие. / Л. В.Антипова, И. А. Глотова, А. И. Жаринов. Воронеж: Изд-во Воронеж, гос. технол. акад., 2000. - 332 с.

5. Антипова, Л. В. Использование вторичного коллагенсодержащего сырья мясной промышленности Текст. / Л. В. Антипова, И. А. Глотова СПб:ГИОРД, 2006 - С. 167-169.

6. Антипова, Л. В. Основы рационального использования вторичного коллагенсодержащего сырья мясной промышленности Текст. / Л. В.Антипова, И. А Глотова // Воронеж, гос. технол. акад. Воронеж, 1997.-248 с.

7. Антипова, Л. В. Применение ферментов в производстве съедобных колбасных оболочек Текст. / Л. В. Антипова, И. А. Глотова // Изв. вузов. Пищ. технология, 1995. № 3-4. - С. 18-21.

8. Антипова, Л. В. Перспективы применения препарата Протепсин при производстве мясных продуктов Текст. / Л. В. Антипова, Р. А. Бибишев, О. В. Ларичев, Б. В. Пастухов, Г. В. Комарова // Мясная индустрия. 2006. - № 9. - С. 35 - 37.

9. Антипова, Л. В. Исследование влияния биомодификации мясного сырья на цвет колбасных изделий Текст. / Л. В. Антипова, Р. А.

10. Бибишев, А. С. Пешков // Материалы всероссийской научно-практической конференции «Проблемы и перспективы развития в агропромышленном производстве». Уфа, 2007 С. 220.

11. Антипова, JI. В. Биохимия мяса и мясных продуктов Текст. / Л. В. Антипова, Н. А. Жеребцов -Воронеж: Изд-во ВГУ, 1991. 184 с.

12. Антипова, Л. В. Основы рационального использования вторичного коллагенсодержащего сырья мясной промышленности Текст. / Л. В. Антипова, И. А. Глотова Воронежская государственная технологическая академия. Воронеж. 1997. - 248 с.

13. Антипова, Л. В. Применение ферментного препарата мегатерии ГЮх для обработки низкосортного мяса Текст. /Л. В. Антипова, О. А. Решетник, В. Я. Понамарев. // Мясная индустрия. 2003. - № 8. - С. 911.

14. Антонов, В. К. Химия протеолиза Текст. / В. К. Антонов, М.: Наука, 1991.-504 с.

15. Батаева, Д. С. Ферменты для обработки мяса Текст. / Д. С. Батаева. // Все о мясе. 1999.- №3.-С. 39-41.

16. Белоусов, А. А. Научно-практические основы оценки качественных характеристик мяса и мясопродуктов по микроструктурным показателям Текст. / А. А. Белоусов Диссертация на соискание ученой степени д.в.н. - М. 1998.

17. Березов, Т. Т. Биологическая химия Текст. / Т. Т. Березов, Б. Ф Коровкин М.:Медицина, 1990 - 285 с.

18. Бойко, О. А. Воздействие коллагенолитического препарата на структуру мясного сырья Текст. / О. А. Бойко, Т. Г. Кузнецова. // Мясная индустрия. 2004. - № 4. - С. 47-49.

19. Боресков, В. Г. Применение ферментных препаратов гидробионтов в технологии соленых мясных продуктов Текст. / В. Г. Боресков, И. М. Тюгай, М. Ю. Федонин, А. И. Албулов. // Мясная индустрия. 1999. -№6.-С. 44-45.

20. Волкова, К., Данчев С. Протеолитический ферментный препарат в низкофункциональном сырье Текст. / К. Волкова, С. Данчев София: Хранительна промышленность, 1992. - С. 43.

21. Гололобов, М. Ю. Субстратная специфичность протеиназы Bacillus subtilis шт. 72 Текст. / М. 10. Гололобов, И. П. Морозова, Т. Л. Воюшина // Биохимия.-1991 .-Т. 56, №2

22. ГОСТ 20264.2-88 Препараты ферментные. Методы определения протеолитической активности Текст. М.: Изд-во стандартов, 1988. -11 с.

23. ГОСТ 7269-79 Мясо. Методы отбора образцов и органолептические методы определения свежести Текст. М.: Изд-во стандартов, 1979. -18 с.

24. ГОСТ 7724-77 Мясо-свинина. Технические условия Текст. М.: Изд-во стандартов, 1977. - 9 с.

25. ГОСТ 119-Ю Мясо-говядина и телятина. Технические условия Текст. -М.: Изд-во стандартов, 1987. 10 с.

26. ГОСТ 9792-73 Колбасные изделия и продукты из свинины, баранины, говядины и мяса других видов убойных животных и птиц. Правила приемки и методы отбора проб Текст. М.: Изд-во стандартов, 1973. -14 с.

27. ГОСТ 9959-91. Продукты мясные. Общие условия проведения органолептической оценки Текст. М.: Изд-во стандартов, 1992. - 14 с.

28. ГОСТ Р 50372-92 Мясо. Метод гистологического исследования Текст. -М.: Изд-во стандартов, 1992. 15 с.

29. ГОСТ Р 51479-99 Мясо и мясные продукты. Метод определения массовой доли влаги. Текст. М.: Изд-во стандартов, 1999. - 6 с

30. Грачева, И. М. Технология ферментных препаратов Текст. / И. М. Грачева-М.:Агропромиздат, 1997, 335 с.

31. Касьянов, Г. И. Оценка аминокислотной сбалансированности продуктов питания Текст. / Г. И. Касьянов, Б. В. Артемьев, А. В. Козмава. // Известия вузов. Пищевая технология. 1998. - № 5-6. - С. 39-42.

32. Келепин, Т. В. Основы ферментативной кинетикиТекст. / Т. В. Келепин,/ Под. ред. Курганова Б.И. М.: Мир, 1990. - 350 с.

33. Кислухина, О. В. Ферменты в производстве пищи и кормов Текст. / О. В. Кислухина М.: ДеЛи принт, 2002. - 336 с.

34. Ковалев, Ю. И. Нетрадиционный взгляд на проблему производства мяса и мясопродуктов Текст. / 10. И. Ковалев, Э. С. Токаев, И. А. Рогов.//Молочная и мясная пром-сть. 1990. -№ 1.-С. 31.

35. Крылова, Н. Н. Физико-химические методы исследования продуктов животного происхождения Текст. / Н. Н. Крылова, 10. Н. Лясковская. -М.: Пищепромиздат, 1961 -236 с.

36. Кудряшов, Л. С. Протеолитические ферменты мяса и их роль в процессах созревания и посола (обзор) Текст. / Л. С. Кудряшов // Известия вузов. Пищевая технология. 1987. - № 5. - С. 20-30.

37. Ленинджер, А. Основы биохимии Текст. / Ленинджер, А // Пер. с англ. -М.:Мир, 1995.-380 с.

38. Липатов, Н. Н. Способ производства деликатесного продукта из ферментированного мяса Текст. / Н. Н. Липатов, И. А. Рогов, В. А. Алексахина и др. М.: Химия и технология пищевых продуктов, 1997.

39. Липатов, Н. Н. Предпосылки компьютерного проектирования продуктов и рационов питания с задаваемой пищевой ценностью Текст. / Н. Н. Липатов. // Хранение и переработка сельхозсырья. -1995.-№3.-С. 4-9.

40. Липатов, Н. Н. Совершенствование методики проектирования биологической ценности пищевых продуктов Текст. / Н. Н. Липатов, А. Б. Лисицин, С. Б. Юдина. // Мясная индустрия. 1996. - № 1. - С. 12-15.

41. Липатов, Н. Н. Способ производства деликатесного продукта из ферментированного мяса Текст. / Н. Н.Липатов, И. А. Рогов, В. А. Алексахина и др. М.: Химия и технология пищевых продуктов, 1997.

42. Лисицын, А. Б. Функциональные продукты на мясной основе путь к оздоровлению населения России Текст. / А. Б. Лисицын, И. М. Чернуха. // Мясная индустрия. -2003. - №1. - С. 12-15.

43. Лобзов, К. И. Рационально использовать отходы переработки птицы Текст. / К. И. Лобзов, В. Г. Волик // Мясная индустрия СССР. 1980. -№4.-С. 23-25.

44. Махонина, В. Н.Способ обработки мяса птицы. Обзорная информация Текст. / В. Н. Махонина, П. А. Прокушенков, С. Г. Забашта и др. М.: Мясная и холодильная промышленность, 1996. - С. 48-49.

45. Нефедова, Н. В. Обработка мясного сырья ферментированной молочной сывороткой Текст. / Н. В. Нефедова, В. А. Алексахина, М. Б. Сундукова и др. // Прогрессивные технологии в пищевой промышленности: Тез. докл. межд. науч. конф. Краснодар, 1994.

46. Нечаев, А. П. Пищевая химия Текст. / А. П. Нечаев, С. Е. Траубенберг, А. А. Кочеткова и др. СПб.: ГИОРД, 2001. - 592 с.

47. Позняковский, В. М. Экспертиза мяса и мясопродуктов Текст. / В. М. Позняковский Новосибирск: изд-во Новосиб. ун-та, 2001. - 526 с.

48. Попов, Е. М. Структурно-функциональная организации белков Текст. / Е. М. Попов- М.: Наука, 1992. 358 с.

49. Рогов, И. А. Современные подходы к созданию мясных изделий общего и лечебно-профилактического назначения Текст. / И. А. Рогов, Е. И. Титов, В. А. Алексахина, Н. Г. Кроха, Л. Ф. Митасева. // Мясная промышленность. 1994. - № 2. - С. 7-9.

50. Рогов, И. А. Тенденции применения биотехнологии в рациональном использовании животноводческого сырья Текст. / И. А. Рогов, В. В. Хорольский, Н. Н. Липатов. М.: Мясная промышленность, 1994. - С. 5-6.

51. Рогов, И. А. Общая технология мяса и мясопродуктов Текст. / И. А. Рогов, А. Г. Забашта, Г. П. Казюлин. М.: Колос, 2000. - 367 с.

52. Рогов, И. А. Технология и оборудование мясоконсервного производства Текст. / И. А. Рогов, И. А. Жаринов. М.: Колос, 1994. -270 с.

53. Родина, Г. В. Дегустационный анализ продуктов Текст. / Г. В. Родина, Г. А. Вукс. М.: Колос, 1994. - 192 с.

54. Розанцев, Э. Г. Растительные протеазы и качество мясных продуктов Текст. / Э. Г. Розанцев, И. М. Акперов -М.: Мясная промышленность, 1994.

55. Салаватулина, Р. М. Рациональное использование сырья в колбасном производстве Текст. / Р. М. Салаватулина М.: Агропромиздат, 1985. -256 с.

56. Самеджима, К.Гидролиз мышечных белков актинидином Текст. / К. Самеджима, И. Чое, М. Ихифоши Токио: Ниппон секухин коге гаккайси, 1991.

57. Скалинский, Е. И. Микроструктура мяса Текст. / Е. И. Скалинский, А. А. Белоусов -М.: Пищевая промышленность. 1978. - 175 с.

58. Способ ферментативного получения гидролизатов белковых материалов. Патент 2693473 Франция, МКИ С 12821/06.

59. Стекольников, Л. И. Способ получения ароматизатора с запахом шоколада Текст. / Л. И. Стекольников, В. В. Рыльцев М.: Пищевая промышленность, 1995. - С. 45-49.

60. Сысоева, В. В. Математическое моделирование технологических систем Текст. / В. В. Сысоева Сб. научных трудов, Вып 2, Воронеж, 1997- 180 с.

61. Фогарти, М. В. Микробные ферменты и биотехнология Текст. / М. В. Фогарти // (под ред. М.В. Фогарти). М.: Агропромиздат, 1986. - 318 с.

62. Хвыля, С. И. Оценка мясного сырья и определение состава мясопродуктов микроструктурными методами: Метод, рекомендации Текст. / С. И. Хвыля, Т. Г. Кузнецова, В. В. Авилов. М. РАСХН, 1988.

63. Чумаков, В. П. Новые ферментные препараты для обработки соединительной ткани Текст. / В. П. Чумаков, В. И. Писменская, Т. Д. Ноздрина // Мясная промышленность, 1995. № 2. - С. 13-17.

64. Эстебесов, М. А. Разработка технологии формованной солено-вареной баранины с применением механических воздействий и ферментногопрепарата лидальбина Текст. / М. А. Эстебесов Диссертация на соискание ученой степени к.т.н. -М. 1980.

65. Kuraishi, C.Production of restructured meat using microbial transglutaminase without salt or cooking Text. / C. Kuraishi, J. Sakamoto -Japan Food Science. 1997.

66. Muller, W. D. Proteolytische Enzyme beider herstellung von Kochpokelwaren: Bringt Ibr Einsatz technologische Vbrteile Text. / W. D. Muller. Munich: Fleischwirtschaft, 1995.

67. Polster M. Process for tenderizing meat Text. / M. Polster, S. Louis -London: J. Food Sei., 1995.