Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНИСТЕРСТВО ВЫСШЕГО И СРЕДНЕГО СПЕЦИАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ УЗБЕКИСТАН

ТАШКЕНТСКИЙ ХИМИКО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

На правах рукописи

УДК 664.66.085.1

ДИССЕРТАЦИЯ

на соискание академической степени магистра

Совершенствование технологии производства мясных консервов

Специальность: 5А 541115 - «Технология консервированных пищевых продуктов»

Касымова Камила Мирмуксиновна

Научный руководитель к.э.н. Ибрагимов А.

Заведующий кафедрой Фатхуллаев А.А.

Начальник отдела «Магистратуры» доц. Абдурахманов А.К.

ТОШКЕНТ - 2009

Оглавление

Введение

Глава 1. Литературно-обзорная часть. Обзор технологий производства мясных консервов

1.1 Классификация мясного сырья, консервов и тары

1.2 Биологическое строение мяса и вспомогательных материалов

1.3 Химический состав и пищевая ценность мяса

1.4 Структурно-механические свойства мяса и мясопродуктов

Глава 2. Экспериментальная часть. Исследование процессов обвалки, резки, соления мяса, закатки банок, варки (стерилизации) и охлаждения

2.1 Технология и оборудование мясных и мясо-растительных консервов

2.2 Экспериментальное выявление характерных недостатков мясных консервов

2.3 Исследование качественных показателей мясных консервов

Выводы по главе 2

Глава 3. Предпосылки для организации миницеха по производству мясных консервов

3.1 Подготовка мяса к консервированию

3.2 Совершенствование процесса закатки банок

3.3 Стерилизация мясных консервов

3.4 Обоснование эффективности организации миницехов для производства мясных консервов

3.5 Описание миницеха по производству мясных консервов

3.6 Комплектация линии по производству мясных консервов (машины для резки мяса, перемешивания со специями, закатки банок, автоклавирования консервов)

3.7 Монтаж и наладка оборудования

3.8 Расчёт экономической эффективности производства консервов

Выводы по главе 3

Заключение

Список использованной литературы

Приложение

Введение

мясо пищевой консервы стерилизация

В природе и среди товаров, выпускаемых промышленностью нет ни одного вещества, которую можно сравнить с мясом в качестве продукта питания и сырья для пищевой промышленности.

Актуальность темы диссертации. Развитие вновь созданных предприятий народного хозяйства Республики Узбекистан требуют уделения особого внимания созданию прогрессивных технологий переработки сырья основу которого составляет изучение сырьевой базы, внедрение исходя из этого безотходной технологии переработки мяса и его производных, обеспечение процессов современными машинно-аппаратурными схемами.

Выпуск требуемого ассортимента мясной продукции в течение всех сезонов года, увеличение тем самым общих пищевых ресурсов мясной номенклатуры является актуальной задачей отрасли. По Республике Узбекистан предприятия по производству мясных продуктов в основном ориентированы на современном этапе на выпуск тушенного мяса и мясо-растительных консервов. Эта продукция стабильно пользуется конкурирующим спросом на внутреннем рынке. Разработка и внедрение современных технологий переработки мяса предусматривает сокращение потерь, связанных с изменением компонентов мяса при тепловых процессах, с чем связано снижение качества и пищевой ценности готовой продукции. Они являются одним из резервов повышения эффективности производства, источником получения дополнительного дохода [1-3].

Целью диссертационной работы является улучшение качества консервированной мясной и мясо-растительной продукции за счет снижения и разумного сокращения времени воздействия высокой температуры на продукт.

При переработке мяса на промышленной основе неизбежны тепломассообменные процессы. Проблемой, решение которой соприкасается с исследованием этих процессов, является сохранение биологически ценных компонентов исходного мяса, от которой в конечном итоге зависит качество консервированной продукции. Возникает необходимость изучения биохимических явлений и процессов на протяжении всей технологической цепочки переработки мяса. Выполнение этой задачи имеет глубокую научную основу, базирующейся на современных методах, такие как компьютерное исследование, оптимизация тепловых процессов. В соответствии с этим необходимо предусмотреть в технологии процессы, позволяющие максимально сохранить белковые компоненты, аминокислоты, витамины и микроэлементы, разлагающиеся при существующей технологии вследствие длительного воздействия высоких температур [4,7].

Задача снижения тепловой нагрузки в автоклаве, отражающегося непосредственно на качестве и себестоимости выпускаемой мясной продукции решена в настоящей диссертационной работе [5, 8].

Изменению компонентов мясной продукции, получаемой термической обработкой посвящено много работ и можно считать, что изменения мяса при термообработке известны.

Научная новизна диссертационной работы заключается в следующем:

- сформулированы пути совершенствования процессов закатки банок и стерилизации в периодических автоклавах;

- найдены оптимальные параметры механического процесса герметизации банок, стерилизации и охлаждения консервов;

- получены результаты, способствующие развитию пищевой технологии, пригодные при исследовании аналогичных процессов;

разработаны и подготовлены экспериментальные, методически обоснованные установки для проведения экспериментальных исследований;

Предмет проекта

Предметом проектирования является расчет и проектирования типового миницеха для производства мясных, мясо-растительных консервов.

Объект проектирования

Объектом проектирования является цех для производства мясных, мясо-растительных консервов. Проект включает проект здания, электро-газоснабжение цеха, котельный агрегат (или паровой котел),

Практическая новизна работы.

выявлены оптимальные параметры при стерилизации мяса;

экспериментальная установка закатки консервов, обоснованный выбор рациональных производительности машины для закатки;

методика расчета подогрева, выдержки и охлаждения консервов в периодическом автоклаве, режимы эксплуатирования установок;

Практическое применение полученных результатов. Переработка мяса обретает масштабы, постепенно расширяется сырьевая база, ассортимент консервированной мясной продукции. В связи с этим процессы, связанные с тепловой обработкой мяса необходимо вести с особой точностью на основе исследований.

Апробация диссертации. Основная часть материала, приведенного в диссертации доложена на конференции «Умидли кимёгар». Труды научно-технической конференции магистрантов, ТХТИ-2009, Научно-практическая конференция, Ташкент, 7 - 10 апреля, 2009 г.

Применение результатов диссертационной работы в учебном процессе. Технологические схемы и режимные параметры, предложенные в диссертационной работе можно применить в учебном процессе в виде подготовленной аннимационной схемы при преподавании предмета «Оборудование специальных консервных линий».

По теме диссертации опубликован 1 тезис доклада.

Магистрская диссертация включает следующие главы.

В главе 1 диссертации приводится оценка актуальности диссерта-ционной работы, общий план выполнения научно-исследовательской работы. Выявлены проблемы, имеющие место при тепловой обработке мяса, намечены их исследование и пути устранения. Поставлена конкретная цель и задачи исследования.

В главе 2 диссертации приведены характеристика объекта исследо-ваний и методы, при помощи которых получены экспериментальные результаты.

В главе 3 приводится результаты экспериментального исследования влияния продолжительности тепловой стерилизации на физико-химические свойства мяса; результаты исследования биохимических превращений белковых компонентов мяса при тепловом воздействии; имеются выводы проведенных экспериментальных исследований.

В заключении обобщены результаты диссертационной работы, носящие научную и практическую ценность. Даны рекомендации по оптимальному ведению тепловых процессов, осуществляющихся веками.

Работа выполнена на базе проблем и достижений консервных миницехов по производству мясных и мясорастительных консервов, созданных по проектам кафедры на основе исследований и расчетов.

Глава 1. Литературно-обзорная часть. Обзор технологий производства мясных консервов

1.1 Классификация мясного сырья, консервов и тары

По термическому состоянию мясо различается: остывшее - с темпера-турой в толще мышц не выше 25⁰С; охлажденное - с температурой от 0 до 4⁰С; мороженое - с температурой не выше - 6⁰С. По упитанности мясо делится на категории [4, 5, 25].

Говядина. Мясо взрослого скота

I категория. Мышцы развиты удовлетворительно, остистые отростки позвонков, седалищные бугры и маклаки выступают не резко; подкожный жир покрывает тушу от 8-го ребра к седалищным буграм, допускаются значительные просветы; шея, лопатки, передние ребра, бедра, тазовая полость и область паха имеют отложения жира в виде небольших участков.

II категория. Мышцы развиты менее удовлетворительно (бедра имеют впадины); остистые отростки позвонков, седалищные бугры и маклаки выступают отчетливо; подкожный жир имеется в виде небольших участков в области седалищных бугров, поясницы и последних ребер [17?29].

Мясо молодых животных (в возрасте до трех лет)

I категория. Мышцы развиты удовлетворительно; остистые отростки спинных и поясничных позвонков слегка выступают, лопатки без впадин, бедра не подтянутые; подкожные жировые отложения видны отчетливо у основания хвоста и на верхней части внутренней стороны бедер. С внутренней стороны видны отчетливые прослойки жира на разрубе грудной части (челышка) и прослойки жира на разрубе между остистыми отростками первых 4-5 спинных позвонков [18, 37].

II категория. Мышцы развиты менее удовлетворительно (бедра имеют впадины); остистые отростки позвонков, седалищные бугры и маклаки выступают отчетливо; жировые отложения могут отсутствовать.

Баранина и козлятина

I категория. Мышцы развиты удовлетворительно; остистые отростки позвонков в области спины и холки слегка выступают; подкожный жир покрывает тонким слоем тушу на спине и слегка на пояснице; на ребрах, в области крестца и таза допускаются просветы.

II категория. Мышцы развиты слабо, кости заметно выступают; на поверхности туши местами имеются незначительные жировые отложения в виде тонкого слоя, которые могут и отсутствовать.

Мясо поросят

I категория. Тушки поросят-молочников 1,5-5 кг. Формы тушек округлые, остистые отростки позвонков и ребра не выступают.

II категория. Тушки поросят-молочников 5-12 кг. Формы тушки недостаточно округлые, остистые отростки позвонков могут слегка выделяться, подкожный жир покрывает спинную, лопаточную и заднюю части тушки.

Свинина

Жирная - с толщиной шпика от 4 см ч более.

Беконная - с толщиной шпика от 2 до 4 см. Беконная свинина получается от убоя специально откормленных беконных свиней в возрасте 6-8 месяцев живой массой 75-100 кг. Самцы должны быть кастрированными не позже двухмесячного возраста, самки не должны быть поросившимися, в состоянии супоросности, с провисшей брюшной частью. Беконная свинина имеет хорошо развитую мышечную ткань с прослойками жира; шпик белый или с розовым оттенком, распределенным равномерным слоем по всей длине полутуши, за исключением холки; шпик твердый; на поперечном разрезе грудной части не менее двух прослоек мышечной ткани; шкура без пигментации, складок, порезов, кровоподтеков, царапин [22].

Мясная - с толщиной шпика от 1,5 до 4 см, а также подсвинки массой 12-38 кг со слоем подкожного жира на спинной, лопаточной и задних частях.

Толщина шпика измеряется между 6-м и 7-м ребрами.

Конина

Высшая упитанность. Мышцы хорошо развиты, кости скелета не выступают, за исключением остистых отростков в области холки. Подкожные жировые отложения покрывают поверхность туши с просветами. Значительные жировые отложения имеются на верхней стороне шеи (жал) и в области брюшины (казы). Казы должны быть в виде сплошного жирового слоя и иметь на разрезе в местах наибольшего отложения около белой линии толщину не менее 15 мм.

Средняя упитанность. Мышцы развиты удовлетворительно. Остистые отростки спинных позвонков резко не выступают (кроме холки). Подкожные жировые отложения тонким слоем покрывают с просветами поверхность туши в области крестца, наружной стороны бедра, паха и ребер. Жировые отложения в области брюшины (казы) могут быть не сплошные.

Упитанность ниже средней. Мышцы развиты менее удовлетворительно: на грудной клетке выступают кости скелета; остистые отростки спинных позвонков заметно выделяются. Жировые отложения на поверхности туши могут отсутствовать;

Жеребятина (от жеребят в возрасте до 1 года). Мышцы развиты вполне удовлетворительно. Остистые отростки спинных позвонков выступают. Подкожные жировые отложения тонким слоем с просветами покрывают отдельные части туши.

Мясо кроликов

I категория. Мышцы тушки хорошо развиты. Отложения жира на холке и в виде толстых полос в паховой полости. Остистые отростки спинных позвонков не выступают. Почки покрыты жиром до половины.

II категория. Мышцы тушки развиты удовлетворительно. Отложения или следы жира на холке, в паховой полости и около почек незначительные. Остистые отростки спинных позвонков слегка выступают.

Мясо китов

Консервы вырабатывают из мяса спинной и брюшной частей усатых китов: финвала, блювала, сейвала и минке, обескровленного, без костей и прирезей жира.

Мясо должно быть в охлажденном или замороженном состоянии в блоках, не должно давать положительной реакции на сероводород и аммиак.

Маркирова мяса (клеймение)

Говядина, баранина, козлятина

I категория упитанности Круглое клеймо диаметром 40 мм

II категория упитанности Квадратное клеймо с размером сто-

роны 40 мм

Тощая Треугольное клеймо - основание

45 мм, стороны 40-45 мм

Мясо молодняка Справа от клейма упитанности буква

«М» высотой 20 мм

Мясо бугаев Справа от клейма упитанности буква

«Б» высотой 20 мм

Мясо для промышленной Справа от клейма упитанности буквы

переработки «НС» высотой 20 мм

Примечание. На говядине, баранине и свинине для реализации, хранения и отгрузки клеймо фиолетовое; на говядине, баранине и свинине, используемых в охлажденном и остывшем виде в местах выработки мяса на производство колбас, консервов, полуфабрикатов, а также на козлятине и конине клеймо красное.

Свинина

Жирная Круглое клеймо диаметром 40 мм

Беконная Круглое клеймо диаметром 40 мм..

Справа от клейма упитанности: буква

«Б» высотой 20 мм

Мясная, обрезная Квадратное клеймо с размером стороны 40 мм

Подсвинки Рядом с квадратным клеймом упитанности

(размер стороны 40 мм) буква «М» высотой

20 мм

Тощая Треугольное клеймо с размером стороны 45 мм

Мясо для промышленной Справа от клейма упитанности буквы

переработки «НС» высотой 20 мм

Поросята

I категория упитанности Круглое клеймо диаметром 40 мм

на бирке задней ножки; рядом буква «М»

II категория упитанности Квадратное клеймо с размером

стороны 40 мм; рядом буква «П»

Конина

Высшая упитанность Круглое клеймо диаметром 40 мм

Средняя упитанность Квадратное клеймо с размером стороны

роны 40 мм

Упитанность ниже средней Треугольное клеймо - основание

45 мм, стороны 40-45 мм.

Тощая Штамп «Конина»

Мясо для промышленной Справа от клейма упитанности буквы

переработки «НС» высотой 20 мм

Примечание. Кроме клейма упитанности справа от него ставится красный штамп «Конина».

Жеребятина

Жеребятина Круглое клеймо диаметром 40 мм

красной краской - «Жеребятина» в 2 см

правее клейма, буквы высотой 20 мм

Кролики

I категория упитанности Круглое клеймо диаметром 25 мм

II категория упитанности Квадратное клеймо с размером стороны

25 мм

Примечание. Клеймо накладывают на внешней стороне одной голени. На ящиках с тушками кроликов указывают «КР», категорию упитанности. Тушки, направляемые на промышленную переработку, обозначают на ящиках отметкой «П», для общественного питания - «ОП» и упаковывают отдельно [28, 43-47].

1.2 Биологическое строение мяса и вспомогательных материалов

Мясо и вспомогательные материалы. Мясом называются части туши животных, состоящие из различных тканей: мышечных, соединительных (жировой, хрящевой, костной), нервной - и кровеносно-лимфатических сосудов [32, 34].

Соотношение этих тканей зависит от вида, породы, пола, возраста, упитанности животных и от анатомического происхождения части туши.

Наиболее ценны в пищевом отношении мышечные и жировые ткани.

Мышечные ткани. Мышечные ткани различают поперечнополосатые (рис. 1) и гладкие. Основной структурный элемент поперечнополосатой мышечной ткани - мышечные волокна, имеющие длину от 2 до 150 мм и диаметр от 10 до 150 мкм.

Мышечное волокно покрыто с поверхности тонкой двухслойной прозрачной и эластичной оболочкой - сарколеммой, устойчивой к действию щелочей, кислот, к кипячению.

Внутри волокна расположены длинные нитеобразные более тонкие волокна - миофибриллы, состоящие из тончайших нитевидных образований - протофибрилл. Пространство между миофибриллами заполнено саркоплазмой.

Саркоплазма представляет собой сложную концентрированную коллоидную систему, состоящую в основном из белков. В саркоплазме находятся ядра и органеллы [16-19].

Ядра мышечного волокна удлиненноовальной формы располагаются по периферии под сарколеммой. Ядерная оболочка состоит из двух мембран. Внутри ядра находятся криоплазма, ядерная сеть и 2-4 ядрышка, а вокруг них - мелкое зернистое хроматиновое вещество.

Ядрышки - небольшие округлой формы тельца - содержат рибонуклеиновую кислоту (РНК), а хроматиновое вещество криоплазмы - дезоксирибонуклеиновую кислоту (ДНК). РНК и ДНК определяют индивидуальную особенность белков, образующихся в волокне.

Рис. 1. Мышечная ткань: а - в продольном разрезе; б - в поперечном разрезе (1 - жировые прослойки; 2 - соединительнотканные прослойки; 3 - кровеносные сосуды; 4 - мышечные волокна).

К органеллам относятся эндоплазматическая сеть, митохондрии, лизосомы, так называемый внутриклеточный сетчатый аппарат и клеточный центр.

Гладкая мышечная ткань в отличие от поперечнополосатой имеет клеточное строение. В саркоплазме клетки располагается сократительный аппарат, состоящий из гладких миофибрилл. В центральной части клетки находится ядро элипсовидной формы с несколькими ядрышками. Гладкая мышечная ткань входит в состав стенки кровеносных сосудов, кишечника и других органов.

В поперечнополосатой мышечной ткани волокна группируются в первичные мышечные пучки, в которых они разделяются прослойками соединительной ткани - эндомизием, состоящим из тонких и нежных волокон. Прослойки эндомизия пронизаны кровеносными и лимфатическими сосудами и нервными волокнами. Первичные мышечные пучки объединяются в пучки высшего порядка, которые покрыты соединительнотканной оболочкой - перимизием. Пучки высшего порядка образуют мускул, покрытый оболочкой - эпимизием.

Эндомизий, перимизий и эпимизий построены из коллагеновых и эластиновых волокон различной структуры и прочности. В перимизий и эпимизий мышц некоторых видов откормленных животных находятся жировые клетки, которые в поперечном разрезе мускула придают ему мраморовидность.

Соединительные ткани. Соединительные ткани в зависимости от соотношения в их составе коллагеновых и эластиновых волокон и других элементов подразделяют на рыхлые, плотные и эластические. Рыхлая ткань служит для соединения других тканей и мускулов между собой. Из плотной ткани построены сухожилия, связки, оболочки мускулов и внутренних органов. Плотная тканъ содержит преимущественно коллагеновые волокна. В эластической ткани преобладают эластиновые волокна. Она входит в ткани внутренних органов живота и стенки крупных кровеносных сосудов.

Жировая ткань. Жировая ткань - разновидность рыхлой соединитель-ной ткани. Она состоит из клеток. В центральной части клетки находится капля жира, у периферии - протоплазма и ядро. Жировая ткань служит для резервного питания организма и отчасти играет механическую роль: она защищает внутренние органы.

Хрящевая ткань. В мясе содержится гиалиновая хрящевая ткань (хрящевая часть ребер) и волокнистая хрящевая ткань (в местах крепления сухожилий к костям). Хрящевая ткань состоит из коллагеновых и эластиновых волокон. Находясь в мясе, она снижает его пищевую ценность.

Костная ткань. Ткань построена из костных клеток, бесструктурного межклеточного вещества и волокон. Наружный слой кости плотный, сплошной; внутренний - менее плотный, состоит из губчатого вещества, заполненного костным мозгом.

Различают кости трубчатые (бедренная, берцовая и др.), плоские, или паспортные (грудная клетка) и рядовые (кости позвонка).

1.3 Химический состав и пищевая ценность мяса

Химический состав и пищевая ценность мяса зависят от количественного соотношения имеющихся тканей, а также от вида, породы, пола, возраста и упитанности животных.

Мышечная ткань содержит (в %): воды - 72-75, сухих веществ - 28-25, в том числе: белков-18-22, липидов - 0,5-3,5, азотистых экстрактивных веществ - 1,0-1,7, углеводов - 0,7-1,4, минеральных веществ - 0,8-1,8.

Мышечная ткань благодаря содержанию полноценных и легко перевариваемых белков, физиологически активных веществ, витаминов, имеет большую пищевую ценность.

Белковые вещества. В мышечной ткани более 85% белков, в основном полноценных. В мясе животных содержатся все незаменимые аминокислоты.

По форме молекул различают белки глобулярные (сферической и элипсовидной формы) и фибрилярные (нитевидные, волокнистые). К глобулярным относятся альбумины, глобулины, миоген; к фибрилярным - коллаген, желатин, кератин, миозин.

Миофибриллы мышечной ткани состоят из белков - актина, миозина и актомиозина.

Актины могут существовать в двух формах: глобулярной и фибрилярной.

Миозин обладает ферментативной активностью, он расщепляет адено-зинтрифосфорную кислоту (АТФ) до аденозиндифосфорной кислоты (АДФ).

Актомиозин образуется в результате взаимодействия актина с миозином. Он нерастворим в воде, но растворим в солевых рассолах.

В саркоплазме содержатся следующие белки: миоген (20%). глобулин (10-20%), миоальбумин (1-2%), миоглобин (0,5-2,0%).

Миоген растворим в воде. Глобулин не растворяется в воде, но растворяется в солевых рассолах, даже очень низкой концентрации. Миоальбумин растворим в воде.

Миоглобин-красящий пигмент, придает мясу красный цвет. В мышцах он играет роль резервуара кислорода. Миоглобин растворим в воде, при гидролизе распадается на белок - глобин и небелковую группу - гем.

Белки ядра - сложные нуклеопротеиды. При гидролизе они расщепляются на белок и нуклеиновые кислоты и далее на пуриновые или пиримидиновые основания, углеводы и фосфорную кислоту. В 100 г мышечной ткани содержится 100-200 мг рибонуклеиновой и 50-100 мг дезоксирибонуклеиновой кислоты.

Белки соединительной ткани являются в основном неполноценными. Среди них преобладает коллаген, содержится эластин и в небольших количествах- альбумины, глобулины, нуклеопротеиды. Коллаген растворим в воде, особенно хорошо в горячей, при этом он переходит в глютин, обладающий способностью желировать.

Эластин нерастворим как в холодной, так и в горячей воде, пищевой ценности он не представляет.

Липиды. Липиды входят в состав мяса как структурные элементы мышечного волокна и в виде скоплений между мышечными волокнами в соединительной ткани, а также имеются в межмускульной жировой ткани.

В мясе содержатся следующие липиды: триглицериды (жиры), фосфолипиды (фосфатиды), стериды, стерины, а также жирные кислоты. В липидах мяса преобладают насыщенные жирные кислоты: пальмитиновая и стеариновая, благодаря которым животные жиры имеют сравнительно высокую температуру плавления (36-45°С).

Фосфолипиды содержат фосфор и азот. По внешнему виду и консистенции они имеют сходство с жирами, поэтому их называют липоидами. Наиболее распространены лецитины и кефалины, которые состоят из глицерина, жирных кислот, фосфорной кислоты и азотистого основания.

В мясе содержится холестерин как в свободном состоянии, так и в виде сложных эфиров с высокомолекулярными жирными кислотами.

Экстрактивные вещества. Под экстрактивными веществами понимают водорастворимые вещества. Они делятся на азотистые и безазотистые. Азотистые небелковые вещества разделяются на аминокислоты, азотистые основания и пр.

Общее содержание свободных аминокислот в мышечной тканн не более 0,7% к ее массе.

Азотистые основания состоят из оснований групп карнозина, креатина, холина, пуриновых и пиримидиновых оснований.

К прочим азотистым веществам относятся: креатинфосфорная - КРФ, аденозинтрифосфорная - АТФ, аденозиндифосфорная - АДФ, аденозинмонофосфорная - АМФ, или адениловая, кислоты, а также инозиновая кислота, глютатион, глютамин, мочевина, аммонийные соли.

Азотистые экстрактивные вещества придают мясу вкусовые и ароматические свойства, которые хорошо проявляются после его тепловой обработки.

К безазотистым экстрактивным веществам относятся углеводы, в частности гликоген и продукты его распада - декстрины, мальтоза, глюкоза, молочная кислота. Гликогена в мясе содержится до 1%. Часть гликогена связана с белками.

Минеральные вещества. В мышечной ткани содержатся калий, магний, железо, натрий, кальций, цинк. В незначительном количестве (0,06-0,08 мг на 100 г) имеются микроэлементы: медь, марганец, никель, кобальт и др.

Металлы в мышечной ткани связаны с белковыми коллоидами и с неорганическими кислотами: фосфорной, соляной, серной, угольной.

В мышечной ткани содержится сероводород - 0,5 мг на 100 г. При порче мяса количество его резко увеличивается в связи с разложением белков.

Витамины. В мясе имеются все витамины комплекса В: B₁, B₂, В₃, В₆, B₁₂, а также витамины РР, Н, Р, холин. Количество витаминов А н С незначительно. В мясе содержатся стерины, являющиеся источником витамина D.

Ферменты. В мышечной ткани содержатся различные ферменты, регулирующие автолитические процессы после убоя животных.

Водосвязывающая способность мяса. Вода, являясь природной составной частью мяса, по-разному связана с различными его тканями. Наибольшая часть воды (около 90% от общего содержания ее в мясе) содержится в мышечных волокнах, остальная - в межклеточном простран-стве. Внутри волокон вода находится преимущественно в миофибриллах и в меньшем количестве - в саркоплазме. Поэтому водосвязывающая способ-ность мышечной ткани зависит от свойств и состояния белков миофибрилл: актина, миозина и актомиозина.

В соединительной ткани воды содержится меньше (50-60%). В основном она связана с коллагеном и эластином.

В мясе различают три основные формы связи воды: адсорбционную, осмотическую и капиллярную.

Адсорбционная влага наиболее прочно связана с белками. На количество адсорбционной влаги влияют рН среды, температура, взаимодействие белков друг с другом.

Осмотическая влага в неразрушенных клетках удерживается в результате повышенного осмотического давления растворов клеточного сока и наличия полупроницаемой клеточной оболочки. Осмотическая влага частично выходит из клеток мяса при его погружении в растворы солей с более высоким осмотическим давлением.

Эта влага выделяется также при тепловой денатурации и коагуляции белков, что вызывает уменьшение массы и объема мяса.

Капиллярная влага заполняет в мясе капилляры и поры. Количество ее зависит от структуры мяса.

Водосвязывающая способность мяса определяет его свойства и поведение при различных способах технологической обработки.

При автолизе в мясе происходит перераспределение адсорбционной и осмотической влаги, что при размораживании и тепловой обработке оказывает влияние на количество отделяемого мясом сока.

1.4 Структурно-механические свойства мяса и мясопродуктов

Структурно-механические свойства мяса и мясопродуктов имеют большое значение при резке, измельчении, варке и других операциях механической и тепловой обработки.

Так как мясо и мясопродукты различны по структуре (мясо имеет плотную клеточную структуру, сырые фарши - пластично-вязкую, жир при низких температурах - твердую, бульон - жидкую), они обладают различными реологическими свойствами.

Теплоэлектрофизические и оптические свойства мяса. Теплофизи-ческие свойства мяса (теплопроводность, теплоемкость и температуропро-водность) оказывают существенное влияние на скорость тепловых процессов при производстве мясных консервов. От этих свойств зависит и качество готового продукта.

Величины термокоэффициентов мяса зависят от его химического состава, биологических особенностей, строения и структуры.

Для говядины разных сортов они приведены в табл. 1.

Таблица 1

Сорт	Влажность, %	Теплоёмкость, Дж/(кг К)	Теплопровод-ность, Вт/(м К)	Температуропро-водность, м2 /с
Высший	74,5	3525	0,562	14,9
I	74,5	2760	0,522	18,2
II	74,5	2460	0,448	20,9

Электрофизические свойства мяса характеризуются диэлектрической проницаемостью и удельной электрической проводимостью.

Приближенно мясо можно рассматривать как двухфазную систему. Одна из фаз - межклеточная ткань, являющаяся полупроводником с преобладанием диэлектрических свойств, весьма устойчива в живом организме и изменчива в неживом. Вторая фаза - внутриклеточное вещество, представляющее собой электролит.

Электрофизические свойства отражают структурно-механические и биохимические изменения в мясе.

Удельная электропроводность мяса зависит от температуры. Для интервала 20-45°С электропроводность имеет линейный характер, что характерно для полупроводников. При переходе к более высоким температурам (выше 50°С) необратимые изменения в мышечной ткани приводят к выделению жидкой фазы, которая увеличивает показатели электропроводности продукта. С этого момента удельная электропровод-ность будет характеризовать систему мясо - бульон.

Диэлектрические свойства различных видов мяса не имеют существенного различия, если влажность и содержание жира у них одинаковы. Но резко разнятся диэлектрические свойства отдельных тканей мяса. Так, диэлектрическая проницаемость жира в 10 раз больше, чем кости.

Диэлектрическая проницаемость у парного мяса выше, чем у охлажденного. В замороженном мясе (до -17°С) она ниже, чем в охлажденном.

Автолитические изменения мяса. После убоя животного прекраща-ется обмен веществ в его тканях, обратимые ферментативные химические процессы становятся необратимыми, деятельность тканевых ферментов приобретает разрушительный характер. Начинается автолиз, т. е. самораспад тканей мяса.

Автолиз, которому подвергаются все ткани и органы животных, влияет на качество и технологические свойства мяса. В результате меняются его жесткость, водосвязывающая способность, устойчивость к действию пищеварительных ферментов, а также вкус и аромат.

Автолитические изменения в мясе делят на следующие последовательные стадии: посмертное окоченение, разрешение посмертного окоченения, созревание.

Сразу после убоя животного в горяче-парном мясе мышечная ткань расслаблена, она обладает наибольшей способностью удерживать влагу, рН в этот момент около 7. Через 5-6 ч наступает посмертное окоченение, которое выражается в отвердении мышечной ткани. При этом возрастает ее механическая прочность и сопротивляемость разрезу. Такое мясо остается жестким, и после термической обработки оно наиболее устойчиво к воздействию пепсина при переваривании, не имеет хорошо выраженного аромата и вкуса, поэтому непригодно для производства консервов.

Посмертное окоченение мышц происходит в результате развития совокупности сложных взаимосвязанных ферментативных процессов.

При прекращении поступления кислорода в клетки начинается распад гликогена до более простых соединений в направлении фосфоролиза и амилолиза.

Фосфоролиз гликогена протекает под влиянием фосфорилазы. При этом происходит отщепление от молекул гликогена остатков глюкозы с одновременным их фосфолированием и образованием влюкозо-1-фосфата, который через глюкозо-б-фосфат переходит в пировиноградную кислоту, а она в анаэробных условиях восстанавливается до молочной кислоты.

Амилолиз гликогена протекает при участии амилолнтических ферментов. В результате разрыва глюкозидных связей гликоген через мальтозу переходит в глюкозу.

В первые часы автолиза интенсивный распад гликогена до молочной кислоты проходит преимущественно путем фосфоролиза. Замедляется он при низких плюсовых температурах, примерно к концу первых суток, а затем приостанавливается в результате почти полного исчезновения АТФ и накопления молочной кислоты, которая подавляет фосфоролиз.

Амилолиз гликогена продолжается в течение нескольких суток. В результате фосфоролиза распадается около 90% гликогена, при амилолизе - около 10%.

После прекращения жизни животного кислород перестает поступать в клетки и начинается распад АТФ. От нее отщепляется фосфорная группировка и образуется АДФ, которая в результате отделения второй фосфорной группировки переходит в аденозинмоно-фосфорную (аденило-вую) кислоту АМФ.

Ферментативный распад АТФ под действием фермента АТФ-азы начинается в мышечной ткани сразу после убоя животного, причем наиболее быстро уменьшается в первые часы после прекращения жизни. Через 12 ч после убоя в мышцах крупного рогатого скота распадается более 90% АТФ.

Соответственно скорости распада АТФ идет процесс посмертного окоченения, максимум развития которого наступает к моменту ее почти полного распада. По мере распада АТФ белки актин и миозин ассоциируют, образуя белок актомиозин. В результате накопления в мышечной ткани ортофосфорной и молочной кислот рН снижается до 6,1-6,3.

Кислая среда вызывает сокращение мышечных волокон и мускулов, и мышечная ткань отвердевает. Скорость окоченения зависит от температуры окружающего воздуха. При температуре, близкой к 0°С, окоченение наступает для крупного и мелкого рогатого скота через 18-24 ч, для свиней - через 16-18 ч. В мясе птицы и кроликов посмертное окоченение наступает раньше, чем в мясе крупных животных.

После разрешения посмертного окоченения большинство волокон расслаблено, мясо становится пригодным как для промышленной переработки, так и для кулинарных целей. Однако кулинарные показатели еще не достигают оптимума и продолжают улучшаться по мере дальнейшего развития автолиза, называемого созреванием мяса.

При созревании происходит протеолиз (расщепление белков мяса), который сопровождается разрушением структурных элементов тканей. Мышечные волокна становятся неровными и зазубренными, соединительно-тканные образования между пучками волокон разрыхляются и отслаиваются, появляются разрывы мышечных волокон. Наблюдается распад ядер.

Разрушение структурных элементов мышечной ткани вызывают протеолитические ферменты, которые ускоряют гидролиз белковых веществ.

Во второй стадии созревания мяса наблюдается небольшое увеличение количества аммиачного и аминного азота. Начинает повышаться влагоемкость мяса, увеличивается отделение мясного сока. Накопление аммиачного азота связано в основном с дезаминнрованием адениловой кислоты и глютамина.

Созревание мяса сопровождается дальнейшим расщеплением гликогена и накоплением молочной кислоты, в результате рН снижается до 5,2-5,6.

Созревшее мясо после термической обработки приобретает хорошо выраженные аромат и вкус, становится мягким и сочным и легче усваивается организмом.

Улучшение вкуса и аромата мяса связано также с накоплением в процессе его созревания низкомолекулярных летучих жирных кислот в результате гидролитического распада липидов под действием фермента липазы.

Ниже указана продолжительность созревания мяса крупного рогатого скота.

Температура, ⁰С 1-2 10-15 18-20

Сроки созревания, сутки 10-14 4-5 3

Мясо старых животных созревает медленнее, чем молодых. Посмертное окоченение и созревание мяса происходят неодновременно во всех частях туши и разграничить начало и окончание этих ферментативных процессов даже в одной какой-либо части туш затруднительно.

Микрофлора мяса. Мясо, полученное сразу после убоя здоровых животных, микроорганизмов почти не содержит. Поверхностное обсеменение мяса микроорганизмами происходит при транспортировке и хранении туш.

Интенсивность развития микрофлоры зависит от первоначального обсеменения, от температуры и влажности воздуха, а также от санитарного состояния транспортных средств и производственных помещений.

В результате транспортировки и хранения мяса на поверхности туш обнаруживают бактерии кишечной группы, группы Proteus, сапрофитные спорообразующие аэробы и микрококки, молочнокислые бактерии и др.

Туши мяса с подсохшей на поверхности корочкой содержат меньше микроорганизмов.

При хранении охлажденного мяса качественный состав микрофлоры постепенно меняется. Развитие мезофильных микроорганизмов прекраща-ется, а психрофилыше начинают активно размножаться.

Наиболее устойчивы к холоду плесени.

В замороженном мясе, имеющем температуру минус 12°С и ниже, размножение микроорганизмов прекращается и часть из них отмирает.

При размораживании мяса микроорганизмы, находившиеся в угнетенном состоянии, восстанавливают способность к размножению и в итоге могут вызвать порчу мяса [50].

Степень микробиальной обсемененности размороженного мяса зависит от условий размораживания: температуры и влажности воздуха. При быст-ром размораживании обнаружено значительно больше микроорганизмов, чем при медленном.

Бактериальная обсемененность размороженного мяса всегда выше, чем охлажденного.

Горяче-парное мясо внутри стерильно. При хранении мясо с поверхности обсеменяется микроорганизмами, поэтому отсюда начинается и гнилостное разложение. Вначале действуют аэробы, а затем анаэробы.

Так как созревшее мясо имеет кислую среду, на его поверхности в первую очередь начинают размножаться плесени. Они выделяют протеолитические ферменты, действующие в кислой среде. Реакция среды мяса сдвигается в щелочную сторону. Создаются благоприятные условия для гнилостных бактерий, которые тоже выделяют протеолитические ферменты.

Первый признак микробиальной порчи мяса - образование слизи на его поверхности.

Под действием микроорганизмов белки мяса гидролизуются с образованием альбумоз и полипептидов, которые дальше расщепляются до аминокислот. Альбумозы и полипептиды с водой образуют слизь.

Аминокислоты под действием микроорганизмов подвергаются сложным химическим изменениям с образованием органических оснований, кислот и других веществ.

Конечными продуктами гнилостного разложения мяса являются неорганические вещества: ШЗ, NHs, СО₂, Н₂О и др.

При гнилостном разложении белков могут образоваться дурно-пахнущие и ядовитые вещества - индол и скатол, а также токсины.

В результате выделения микроорганизмами ферментов липазы и липооксидазы происходит гидролиз и окисление жира.

Загар мяса. Загар характеризуется тем, что мясо в глубине приобретает неприятный кисловатый запах, а с поверхности теряет естественную окраску. При неглубоком загаре, если мясо разрезать на куски и проветрить, признаки его исчезают.

Загар возникает при медленном остывании мяса и при охлаждении жирных туш в условиях плохой циркуляции воздуха.

Требования к мясу, поступающему на переработку. Для производ-ства консервов используют мясо крупного и мелкого рогатого скота, мясо свиней, лошадей и других животных. Допускается мясо остывшее, охлажденное и замороженное, если оно хранилось не более 6 мес и не подвергалось повторному замораживанию. Мясо должно быть свежим, от здоровых животных. Лучшим мясом является мясо, полученное от животных возраста не старше 10 лет. Допускается использование мяса молодняка.

Мясо животных делят на следующие категории: говядина, баранина, козлятина - I, II категории упитанности и тощее; свинина - жирная (шпик от 4 см и более), беконная специального откорма (шпик от 2 до 4 см), мясная (шпик от 1,5 до 4 см) и обрезная, у которой снят подкожный слой жира; конина - высшей, средней и ниже средней упитанности.

На консервные заводы мясо крупного рогатого скота поступает в виде полутуш или четвертин (при равном соотношении передних и задних частей туш), мясо мелкого скота - целыми тушами, мясо свиней - тушами и полутушами.

На тушах и полутушах ставят санитарно-ветеринарное клеймо, которое удостоверяет, что мясо прошло ветеринарный осмотр и определена его упитанность. Так, на говядине, баранине, козлятине I категории ставят круглое клеймо, II категории - квадратное, тощей - треугольное; на молодняке ставят букву М; на свинине жирной - круглое клеймо, на беконной - справа рядом букву Б, а на свинине обрезной - квадратное клеймо.

На клейме должно быть указано сокращенное название республики, номер предприятия и слово «ветосмотр».

Цель и задачи исследования и проектирования

Целью диссертационной работы является улучшение качества консервированной мясной и мясо-растительной продукции за счет снижения и разумного сокращения времени воздействия высокой температуры на продукт, сохранение биологически ценных компонентов исходного мяса, от которой в конечном итоге зависит качество консервированной продукции. Исследуются биохимические явления и процессы на протяжении всей технологической цепочки переработки мяса.

Задачами проекта является снижение тепловой нагрузки в автоклаве, отражающегося непосредственно на качестве и себестоимости выпускаемой мясной продукции. В свою очередь эти задачи включают решение:

- определение оптимальных параметров механического процесса герметизации банок, стерилизации и охлаждения консервов а автоклавах;

- получение результатов, способствующих развитию пищевой технологии в целом, пригодного при исследовании аналогичных процессов;

разработка и подготовка экспериментальных, методически обоснован-ных установок для проведения экспериментальных исследований.

Глава 2. Экспериментальная часть. Исследование процессов обвалки, резки, соления мяса, закатки банок, варки (стерилизации) и охлаждения

2.1 Технология и оборудование мясных и мясо-растительных консервов

В странах СНГ из мяса животных и птиц вырабатывают свыше 200 видов консервов, которые делят на следующие группы:

-консервы собственно мясные - натуральные (мясо тушеное); из бланшированного мяса, из обжаренного мяса; из соленого мяса;

-консервы из субпродуктов (языков, печени, мозга, почек) - языковые паштеты, мозги жареные, печень жареная в томатном соусе или в сметане, почки в томатном соусе и др.;

-консервы из мясопродуктов - консервированные сосиски, колбаса, ветчина, бекон, фарши и др.;

-консервы из птицы (кур, гусей, уток и др.) - натуральные в собственном соку, в различных соусах, филе в желе, рагу в желе, различные национальные блюда;

-мясо-растительные консервы - мясо с горохом, фасолью, крупами, макаронными изделиями, овощами;

-вторые блюда без гарнира - кисло-сладкое мясо, антрекот, гуляш, мясо в белом соусе, завтрак туриста и др.;

- консервы для детского питания.

Натуральные консервы. Мясо тушеное вырабатывают высшего сорта - из говядины и баранины I категории упитанности и I сорта - из мяса II категории упитанности. Тушенку из свинины на сорта не подразделяют. Из конины и из конины со свининой изготовляют консервы I сорта.

При производстве мясной тушенки в консервные банки вначале закладывают лук сырой или сушеный, лавровый лист, перец черный, поваренную соль и жир-сырец или топленый, а затем нарезанное кусками сырое мясо.

Закладку в банки желательно производить механизированным способом, используя автоматы, которые порционируют составные части консервов и наполняют ими банки (рис.1).

Наполненные банки эксгаустируют для удаления воздуха путем нагрева или укупоривая на вакуум-закаточной машине. Иногда применяют комбинированный способ.

Удаление воздуха из банок особенно большое значение имеет при закладке в них мяса охлажденного или размороженного. Это предотвращает образование банок с хлопающими концами («хлопушек») и физический бомбаж при хранении консервов в отапливаемых складах и особенно в жаркое время года.

Закатанные банки проверяют на герметичность погружением в воду, при температуре 85-90°С. Для этой же цели могут быть применены автоматы конструкции В.З.Жадана. Выявленные негерметичные банки вскрывают, а содержимое перекладывают в другие банки и вновь их закатывают.

Консервы «Мясо тушеное» в жестяных или алюминиевых банках стерилизуют при 113, 115 или 120⁰С.

В отличие от других консервов мясо тушеное в металлических банках после стерилизации подвергают горячему контролю для выявления негерметичных банок. При этом осматривают каждую банку. Если вспученные концы горячей банки плоские, - банка негерметична. Такие банки вскрывают, а содержимое используют для производства мясного паштета.

После горячего контроля консервы обязательно охлаждают. При стерилизации мясной тушенки наряду с уничтожением микроорганизмов достигается кулинарная готовность продукта.

Консервы из бланшированного мяса

Мясо бланшируют с целью кулинарной обработки. При бланширова-нии уменьшается объем мяса, что позволяет увеличить его количество в банке.

Бланширование проводят следующим образом. Жилованное мясо закладывают в кипящую воду. Для получения бульона требуемой концентрации в одной и той же воде бланшируют три закладки мяса: первую - 50-60 мин, вторую - 75 мин, третью - 90 мин.

По другому способу мясо заливают горячей водой (4-6% от массы мяса) и воду доводят до кипения. Бланширование продолжается 30-40 мин. Бульон при этом способе получается требуемой концентрации.

При закладке мяса в котел его равномерно пересыпают поваренной солью и молотым горьким перцем.

Бланшированное мясо теряет в массе до 40%, что позволяет заложить в консервные банки значительно больше полуфабриката, чем сырого мяса.

Бланшированное мясо закладывают в банки, добавляют жир топленый или сырец, лавровый лист и горячий бульон. Дальнейшие процессы те же, что и при производстве консервов «Мясо тушеное».

Из бланшированного мяса вырабатывают консервы: «Говядина отварная в собственном соку» или «Свинина отварная в собственном соку». При изготовлении консервов из свинины жир в банки не добавляют.



Рис.1. Расфасовочный автомат для мяса АДМ-4: 1- выходная течка; 2 - горловина шнека; 3- дозирующая головка; 4 - толкатель поршня; 5 - бункер для соли и перца; 6 - цепная передача к дозатору перца; 7 - приемный бункер мяса; 8 - шнек; 9 - передача к шнеку; 10 - станина.

Консервы из обжаренного мяса. Мясо (говядину или баранину) после жиловки нарезают кусками и обжаривают в костном жире, свином смальце или в растительном рафинированном масле при 150-160°С. В жир добавляют поваренную соль и молотый черный перец. Продолжительность обжарки 30-40 мин. Ужарка говядины и баранины составляет 54%, свинины - 40%. Видимый процент ужарки определяют по той же формуле, что и для овощей, т. е. для сырья, не содержащего жир.

Так как сырое мясо содержит жир, а после обжарки содержание жира может изменяться в ту или другую сторону, то истинный процент ужарки X' для жиросодержащего сырья находят по формуле:

где А - масса мяса до обжарки, г; В - масса мяса после обжарки, г; Y₁ - содержание жира в мясе до обжарки, %; Y₂ - содержание жира в мясе после обжарки, %.

Жир обеспечивает равномерный нагрев продукта благодаря небольшой теплопроводности.

Обжарку проводят до кулинарной готовности мяса, когда на поверхности образуется коричневого цвета корочка, которая замедляет диффузию влаги из внутренних слоев мяса наружу.

В результате обжарки мясо приобретает специфический вкус, аромат и цвет. Консистенция его становится плотной, однако оно легко разжевывает-ся. В мясе происходит денатурация и коагуляция белков, а на поверхности - термический распад составных частей мяса с образованием новых химических веществ (в основном летучих), обладающих приятным ароматом. Коллаген переходит в растворимый глютин. Жир частично гидролизуется до образования глицерина и жирных кислот.

При обжарке часть питательных веществ в виде водного раствора переходит в жир, это связано со сжатием клеток под воздействием высокой температуры жира. В результате мясо теряет в массе 50-55%, а объем его уменьшается на 45-50%.

Подготовленное мясо закладывают в консервные банки с добавлением обжаренного лука, затем содержимое заливают горячим соусом, полученным от обжарки мяса.

Консервы «Мясо жареное» стерилизуют при 112⁰С.

Из обжаренного мяса (говядины и свинины) вырабатывают «Гуляш», а также консервы с бульоном, томатным соусом, картофелем, макаронными изделиями, крупами и др.

Консервы из соленого мяса. Из соленого мяса изготовляют консервы «Завтрак туриста». Для этого используют свинину, говядину или баранину: свинину - мясную или обрезную, говядину и баранину - I категории упитанности. Свинину применяют жилованную, при этом жира оставляют не более 15%.

Мясо режут на куски по 30-70 г, перемешивают с поваренной солью, молотым черным и красным перцем, сахаром и нитритом натрия. Посол длится 4 сут при 3-6°С.

Для получения желеобразной консистенции продукта используют сухожилия, жилки, соединительную ткань или хорошо очищенную от щетины и обезжиренную свиную шкуру.

Сырье моют и измельчают на волчке с отверстиями в решетке диаметром 2-3 мм. Иногда применяют бланширование, но это снижает желируюшие свойства продукта.

Клейдающее сырье перемешивают с просоленным мясом и фасуют в банки на поршневом наполнителе. Банки закатывают и стерилизуют при 114 или 120°С.

В готовом продукте нормируются содержание поваренной соли (1,0-2,0%), нитрита натрия и тяжелые металлы.

Посол и выдержку мяса в течение определенного времени проводят для того, чтобы продукт приобрел необходимые свойства.

При посоле возникает обменная диффузия, которая приводит к перераспределению соли рассола и растворимых составных частей продукта. В рассол частично переходят белковые, экстрактивные и минеральные вещества, водорастворимые витамины.

...