Технологія м’ясних виробів з сировини, що ферментована протеолітичними препаратами

3

Размещено на http://www.allbest.ru/

Харківська державна академія технології та організації харчування

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук

Технологія м'ясних виробів з сировини, що ферментована протеолітичними препаратами

Спеціальність 05.18.16 - технологія продуктів харчування

Куфтан Валід Муфлех Мухаммад

УДК 641.1:637.54

Харків - 1999

Дисертацією є рукопис.

Роботу виконано в Харківський державній академії технології та організації харчування Міністерства освіти України.

Науковий керівник: доктор технічних наук, професор, заслужений діяч науки і техніки України Леріна Ірма Валентинівна, Харківська державна академія технології та організації харчування, професор кафедри гігієни харчування та мікробіології

Офіційні опоненти: доктор технічних наук, професор Пивоваров Павло Петрович, Харківська державна академія технології та організації харчування, професор кафедри технології продукції громадського харчування

кандидат технічних наук, доцент Гутіков Василь Володимирович, Донецький державний університет економіки і торгівлі, доцент кафедри технології виробництва продуктів громадського харчування

Провідна установа: Одеська державна академія харчових технологій Міністерства освіти України, кафедра технології м'яса та м'ясних продуктів

Захист відбудеться 26 червня 1999 року о 14 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 64.088.01 Харківської державної академії технології та організації харчування за адресою: 310051, Україна, м.Харків-51, вул. Клочківська, 333.

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Харківської державної академії технології та організації харчування за адресою: 310051, Україна, м.Харків-51, вул. Клочківська, 333.

Автореферат розісланий 25 травня 1999 р.

Вчений секретар спеціалізованої вченої ради Михайлов В.М.

Анотація

м'ясний фермент ковбасний протомегатерін

Куфтан В. М. М. Технологія м'ясних виробів з сировини, що ферментована протеолітичними препаратами. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.18.16 - технологія продуктів харчування. - Харківська державна академія технології та організації харчування Міністерства освіти України, Харків, 1999.

Дисертацію присвячено науковому обгрунтуванню та розробці технології м'ясних виробів з сировини з підвищеним вмістом з'єднувальної тканини, що разм'якшена протеолітичними ферментними препаратами. В роботі досліджено ферментативну модифікацію м'яса яловичини і виготовлених з нього натуральних і фаршевих виробів під впливом нового протеолітичного препарата протомегатеріну Г20Х і папаїну, що традиційно використовується в технології м'ясопродуктів. Встановлено, що протомегатерін характеризується протеолітичною активністю у відношенні м'язових і з'єднувально-тканинних білків як в нативному, так і денатурованому стані. Порівняльними дослідженнями протеолітичної активності протомегатеріну і папаїну обгрунтована доцільність використання цих препаратів в технології м'ясних виробів. Розроблено класифікацію показників якості м'ясних виробів з сировини, що ферментована протомегатеріном Г20Х.

Ключові слова: ферментні препарати, модифікація м'яса, протомегатерін Г20Х, папаїн, протеолітична активність, м'ясні вироби.

АННОТАЦИЯ

Куфтан В.М.М. Технология мясных изделий из сырья, ферментированного протеолитическими препаратами.- Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.18.16- технология продуктов питания. - Харьковская государственная академия технологии и организации питания Министерства образования Украины, Харьков, 1999.

Диссертация посвящена научному обоснованию и разработке технологии мясных изделий из сырья с повышенным содержанием соединительной ткани, размягченного ферментными препаратами. В работе исследована ферментативная модификация мяса говядины и приготовленых из него натуральных кусковых и фаршевых изделий под воздействием нового протеолитического препарата протомегатерина Г20Х и папаина, традиционно используемого в технологии мясопродуктов. В модельных экспериментах установлена протеолитическая активность протомегатерина в сравнении с папаином в зависимости от рН и температуры среды. Установлены закономерности изменения функционально-технологических свойств мяса говядины и приготовленных из него натуральных и фаршевых мясных изделий в зависимости от концентрации протомегатерина и продолжительности его воздействия на сырье: повышение водосвязывающей способности сырья, снижение механической прочности в натуральных и фаршевых мясных изделиях; увеличение выхода готовых изделий; сокращение продолжительности тепловой обработки. Разработана математическая модель комплексного показателя качества мясных изделий из ферментированного протомегатерином мяса говядины, позволившая обосновать рациональные режимы ферментативной обработки сырья. Предложены технологические схемы производства натуральных и фаршевых мясных изделий из говядины с повышенным содержанием соединительной ткани, позволяющие на основе ферментирования сырья протомегатерином получить готовые изделия с технологическими параметрами, регламентированными для аналогичной традиционной продукции, и обеспечить инактивацию фермента. Получен комплекс данных о пищевой и биологической ценности мясного сырья, ферментированного протомегатерином и папаином, и приготовленных из него натуральных и фаршевых мясных изделий, показавший в сравнении с неферментированными образцами отсутствие существенных различий в содержании основных нутриентов, отсутствие лимитирующих по АК-скору незаменимых аминокислот, повышение перевариваемости in vitro пищеварительными ферментами, а также идентичность органолептических характеристик готовых изделий образцам из регламентированного для данных технологий мясного сырья. Установлено, что под воздействием протомегатерина и папаина наблюдается модификация белков мышечной и соединительной ткани как в нативном, так и денатурированном состоянии: ограниченный протеолиз миофибриллярных белков мясного сырья при избирательном действии протомегатерина на миозин и тропонин; увеличение в сырье и готовых изделиях количества растворимого белка и свободных аминокислот, а также повышение содержания оксипролина в водорастворимых фракциях при несколько более выраженной коллагеназной активности папаина. Направленный протеолиз мышечных и соединительнотканных белков в ферментированных системах подтвержден гистологическими исследованиями, которыми показано избирательное действие протомегатерина на эндомизий мышечных волокон при более выраженной коллагеназной активности папаина в отношении перимизия. Методом ЯМР установлено, что в мясном сырье и готовых мясных изделиях под воздействием протомегатерина в отличие от папаина снижается подвижность общей влаги и возрастает связь свободной влаги с белковым каркасом, что является преимущественной характеристикой мясных систем, модифицированных протомегатерином, поскольку при этом обеспечивается сохранность биологически ценных растворимых веществ. Установлено отсутствие существенных изменений под влиянием протомегатерина интенсивности и направленности окислительных процессов в липидах мясного сырья и готовых мясных изделий, что свидетельствует о специфичности протомегатерина как протеолитического препарата. Под влиянием папаина в сырье и готовых изделиях наблюдались лавинообразные процессы перекисного окисления липидов. Выполнен комплекс научно-практических работ по внедрению в практику массового, в том числе диетического, питания ресурсосберегающей интенсивной технологии мясных изделий из мяса говядины с повышенным содержанием соединительной ткани на основе ферментирования сырья протомегатерином и папаином. Разработана и утверждена в установленном порядке нормативная документация на мясные изделия из сырья, ферментированного протомегатерином и папаином. Выполнен комплекс расчетов экономических показателей производства натуральных и фаршевых мясных изделий из ферментированного сырья. Разработана классификация показателей качества мясных изделий из сырья, ферментированного протомегатерином Г20Х, позволившая обосновать рациональные области его использования в технологии мясных изделий.

Ключевые слова: ферментные препараты, модификация мяса, протомегатерин Г20Х, папаин, протеолитическая активность, мясные изделия.

ANNOTATION

Kuftan W. M. M. The technology of meat products fermented with proteolytic preparations enzymes.- Manuscript.

Thesis for a candidate's degree by speciality 05.18.16.- technology of food products. - Kharkov State Academy of Food Technolgy and Management of Ministry of education of Ukraine, Kharkov, 1999.

The dissertation is devoted to the scientific vertification and development of technology of meat products with a high content of connective tissue. In the given research explorated the modification which happend to the beef and mince when exposing to the influance of the proteolytic enzymes: new one - protomegaterin (G20X), and papain wich traditionaly used in meat and meat products technology. Confirmed, that protomegaterin characterized proteolytic activity with muscle and connective tissue protein, in native and denaturized condition. The use of these preparation in meat products technology has proved there suitable by comparative research of protomegaterin and papain proteolytic activity. Classification elaborated exponeted quality meat products after the process of fermentation.

Key words: enzymes preparation, modificated meat, protomegaterin G20X, papain, proteolytic activity, meat products.

Автор висловлює подяку к.т.н., ст. наук. співробітнику міжгалузевої науково-дослідної лабораторії "Медико-біологічні проблеми технології харчових продуктів" Харківської державної академії технології та організації харчування, Південно-східного центру Національної академії наук України Коваленко Валентині Олексіївні за консультації і допомогу, що була надана при виконанні дисертаційної роботи.

1. Загальна характеристика роботи

Актуальність теми. Одним з перспективних напрямків вдосконалення технології м'ясних виробів є використання м'ясної сировини з підвищеним вмістом з'єднувальної тканини, що попередньо оброблена протеолітичними ферментними препаратами (Міцик В.Ю., Ратушний О.С., Журавська Н.К., Большаков А.С., Ліпатов М.М. та ін.). Використання для цієї мети ферментних препаратів, під впливом яких відбувається протеоліз м'язових і з'єднуваль-нотканних білків і, тим самим, розм'якшення сировини, дозволяє раціонально використовувати білкові ресурси, підвищити якість готової продукції, а також створити новий асортимент продуктів, що за хімічним складом та біологічною цінністю придатні для дієтичного харчуваня при порушеннях функції шлунково-кишкового тракту.

Однак насьогодні відомий перелік ферментів, що рекомендований для розм'якшення м'ясної сировини, вкрай обмежений і включає, головним чином, препарати, що імпортуються та дорого коштують. У зв'язку з цим представляє науковий і практичний інтерес проведення досліджень з вивчення можливості і доцільності використання для ферментування м'ясної сировини з підвищеним вмістом з'єднувальної тканини нового вітчизняного протеолітичного препарату мікробного походження протомегатеріну (Г20Х), який раніше не застосо-вувався в технології м'ясних виробів.

Актуальність комплексних досліджень змін якості м'ясної сировини і готових виробів під впливом протомегатеріну в порівнянні з папаїном, що традиційно використовується для розм'якшення м'яса, визначається необхідністю аналізу переважних та обмежувальних показників процесу ферментації і на цій основі - розробки раціональних технологій м'ясних виробів з використанням протомегатеріну для спрямованого протеолізу.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами і темами. Дослідження виконано відповідно до планів держбюджетних робіт ХДАТОХ за замовленням Міністерства освіти України (тема № 2-95-96 Б "Функціонально-технологічна і мікробіологічна характеристика ферментованого м'яса і кулінарних виробів, що виготовлені з нього", тема № 13-98-99 Б "Технологія м'ясних виробів з ферментованоі сировини", а також відповідно до плану ПСЦ НАН України (тема "Технологія м'ясних виробів з сировини, що оброблена новим ферментним препаратом протомегатеріном Г20Х", дата затвердження 22.12.1998 р.).

Мета і задачі дослідження. Метою роботи є наукове обгрунтування і розробка технології використання нового вітчизняного протеолітичного препарату протомегатеріну (ТУ У 64-25496093-015-98) для ферментативної обробки м'яса яловичини з підвищеним вмістом з'єднувальної тканини і виробництва з модифікованої сировини м'ясних виробів асортименту громадського харчування.

Згідно з поставленою метою вирішувалися такі задачі:

- в модельних експериментах визначити протеолітичну активність протомегатеріну і зіставити отримані дані з активністю папаїну;

- встановити залежність фукціонально-технологічних властивостей м'яса і готових м'ясних виробів від умов ферментування сировини протомегатеріном;

- обгрунтувати з санітарно-мікробіологічних позицій умови і терміни зберігання м'ясної сировини, що ферментована протомегатеріном, і виготовлених з неї виробів;

- розробити технологічні схеми виробництва натуральних і фаршевих м'ясних виробів з сировини з підвищеним вмістом з'єднувальної тканини, що ферментована протомегатеріном;

- отримати комплекс порівняльних даних про харчову та біологічну цінність м'ясної сировини, що ферментована протомегатеріном і папаїном, і виготовлених з неї натуральних та фаршевих м'ясних виробів;

- виконати порівняльні дослідження механізму модифікації м'ясних систем під впливом протомегатеріну і папаїну: характеру перетворень м'язових та з'єднувальнотканних білків, міри механічної деструкції тканини, структури вологи та ліполітичних процесів;

- виконати комплекс науково-практичних робіт з впровадження в практику технології м'ясних виробів з використанням процесу ферментування сировини протомегатеріном і папаїном.

Наукова новизна одержаних результатів. Науково обгрунтовано застосування нового протеолітичного препарату протомегатеріну для обробки м'яса з підвищеним вмістом з'єднувальної тканини з метою спрямованого регулювання його властивостей і раціонального використання в технологіях натуральних і фаршевих м'ясних виробів:

- отримано залежності водозв'язуючої здатності м'ясної сировини, структурно-механічних властивостей, виходу і органолептичних характеристик готових м'ясних виробів від концентрації протомегатеріну і тривалості процесу ферментації сировини;

- розроблено математичну модель комплексного показника якості натуральних і фаршевих м'ясних виробів з сировини, що ферментована протомегатеріном, яка дозволила обгрунтувати раціональні режими протеолізу сировини;

- отримано комплекс порівняльних даних про харчову, біологічну цінність і критерії безпеки натуральних і фаршевих м'ясних виробів при обробці сировини протомегатеріном і папаїном;

- визначено особливості конформаційних змін білків м'ясної сировини і готових м'ясних виробів під впливом протомегатеріну і папаїну;

- встановлено інтенсивність і спрямування окислювальних процесів в жировому компоненті м'ясних систем, що оброблені протомегатеріном і папаїном;

- визначено мікроструктурні зміни тканини м'ясної сировини і готових виробів під впливом протомегатеріну і папаїну;

- розроблено класифікацію показників якості м'ясних виробів з сировини, що ферментована протомегатеріном, яка дозволила обгрунтувати раціональне використання нового ферментного препарату в технологіях м'ясних виробів з підвищеним вмістом з'єднувальної тканини.

За результатами досліджень отримано позитивне рішення Держпатенту України від 28.10.98 р. на видачу патенту за заявкою № 97115440.

Практичне значення одержаних результатів. Результати досліджень покладено в основу розробки і затвердження комплексу нормативної документації з застосування ферментних препаратів протомегатеріну і папаїну для розм'якшення м'ясної сировини в технології м'ясних виробів, в тому числі ТУ У 40-01566330.001-97; ТУ У 40-01566330.071-99. Розроблено і затверджено технологічні карти з виробництва натуральних і фаршевих м'ясних виробів з м'яса яловичини, що ферментоване протомегатеріном. Виготовлено і реалізовано виробничі партії натуральних і фаршевих м'ясних виробів з сировини з підвищеним вмістом з'єднувальної тканини, що оброблена протомегатеріном, в умовах підприємства громадського харчування (ТОВ "Тайфун" м. Харків), а також в дієтичному харчуванні (АТ санаторно-курортних закладів профспілок України "Укрпрофоздоровниця"). Розроблено рекомендації з використання протомегатеріну в конкретних технологіях м'ясних виробів галузі громадського харчування.

Особистий внесок здобувача полягає у визначенні завдання досліджень, проведенні аналітичної і експериментальної роботи в лабораторних і виробничих умовах, аналізі і узагальненні наукових результатів, формулюванні висновків і пропозицій, підготовці результатів досліджень до друку, розробці і впровадженні нормативної документації.

Апробація результатів дисертації. Основні положення дисертації доповідались, обговорювались і отримали підтримку на наукових конференціях професорсько-викладацького складу Харківської державної академії технології та організації харчування (м. Харків, 1997...1999 р.); на міжнародній науково-технічній конференції "Ресурсосберегающие технологии пищевых производств" (м. Санкт-Петербург, 1998 р.).

Публікації. Основні положення дисертаційної роботи викладено в 9 наукових роботах, в тому числі в 8 статтях у збірниках наукових праць і 1 тезах доповідей.

Структура і обсяг роботи. Дисертаційна робота складається із вступу, п'яти розділів, висновків, списку використаних джерел і 8 додатків.

Повний обсяг дисертації складає 178 сторінок, в тому числі 40 ілюстрацій, 23 таблиці. Список літератури містить 214 найменувань, в тому числі 49 іноземних.

2. Основний зміст роботи

У вступі обгрунтовано актуальність обраного напрямку досліджень, їх мету і задачі, сформульовано основні положення наукової новизни одержаних результатів і їх практичне значення.

У першому розділі "Сучасні напрямки використання ферментативної модифікації м'ясної сировини в технології м'ясних виробів" проаналізовано сформульовані насьогодні загальні принципи використання ферментних препаратів для спрямованого протеолізу м'ясної сировини з підвищеним вмістом з'єднувальної тканини. Наведено аналітичний огляд технологій м'ясних виробів з використанням ферментативного протеолізу. Обгрунтовано актуальність дослідження нових ферментних препаратів вітчизняного виробництва для обробки м'ясної сировини.

В другому розділі "Об'єкти та методи досліджень" показано, що об'єктами досліджень були ферментні препарати протомегатерін і папаїн, охолоджене м'ясо яловичини (зовнішня частина тазостегнового відрубу та голяшки), що оброблено ферментами (шляхом занурення - натуральної сировини у вигляді порційних шматків і шляхом зрошення - січеного м'яса), а також м'ясні вироби (натуральні біфштекси і биточки парові) з ферментованої сировини. Як контрольні зразки досліджувались аналогічна м'ясна сировина, яку не оброблено ферментами, виготовлені з неї м'ясні вироби, а також м'ясні вироби з сировини, що регламентована для даних конкретних технологій (біфштекси з вирізки і биточки парові з котлетного м'яса).

Параметри, що досліджувались, визначали: активність ферментів - за ГОСТ 20264.2-88, показники харчової, біологічної цінності та безпеки зразків - загальноприйнятими физико-хімічними, органолептичними і мікробіологіч-ними методами, температуру кулінарної готовності - мідь-константановою термопарою, водозв'язуючу здатність - методом пресування, структурно-механічні характеристики - на пенетрометрі ПМДП за методикою А. Горбатова і В. Косого. Виділення міофібрилярних білків проводили за методом F. King; розподіл фракцій міофібрилярних білків - методом гель-електрофорезу. Вміст оксіпроліна визначали спектрофотометричним методом Р. Неймана і М. Логана, склад і кількість амінокислот - на рідинному аналіза-торі ААА-399; травлення білків in vitro - методом А. Покровського і І. Єртанова; структуру вологи - на ЯМР-спектрометрі безперервної дії з роздільною здатністю 10-⁵...10-⁶. Окисні зміни жирового компоненту, антиокислювальну активність зразків і вміст жиророзчинних вітамінів - методами спектрального аналізу (СФ-46, Specord UVVIS, Specol 10). Гістологічні дослідження виконано при забарвленні зрізів гематоксилин - еозіном за допомогою мікроскопії на світловому мікроскопі "General" (х600).

Математичну обробку даних виконано з використанням ПЕОМ.

В третьому розділі "Обгрунтування і розробка технологічних схем виробництва м'ясних виробів з сировини, що ферментована протомегатеріном Г20Х", наведено результати експериментальних досліджень функціонально-технологічних властивостей м'ясної сировини з підвищеним вмістом з'єднувальної тканини, що ферментована протомегатеріном, і виготовлених з неї м'ясних натуральних і фаршевих виробів, аналіз яких дозволив обгрунтувати раціональні режими ферментативної обробки сировини.

В попередніх модельних експериментах було показано, що протомегатерін аналогічно до папаїну виявляє найбільш виражену протеолітичну активність в діапазоні pН 5,5...8,0 і температурі 30...70 С, яка відповідає вимогам щодо ферментних препаратів для спрямованого протеолізу м'ясної сировини при виробництві м'ясних виробів.

В результаті дослідження функціонально-технологічних властивостей м'ясної сировини і готових виробів було встановлено, що ферментативна обробка сировини протомегатеріном суттєво змінює характеристики зразків у порівнянні з виробами з вихідної сировини: так, в сирому натуральному (рис.1)

і січеному м'ясі яловичини, що ферментоване, водозв'язуюча здатність послідовно зростала з підвищенням концентрації ферменту (С_ф) і тривалості його дії (на 3...17 % у порівнянні з вихідними значеннями в межах заданих умов ферментації).

В готових м'ясних виробах з сировини, що ферментована, відповідно до концентрації ферменту та експозиції його впливу знижувалася механічна міцність: в натуральних зразках на 10...52 %; січених зразках - на 9...74 % (рис. 2); збільшувався вихід готових виробів (на 1,3...10,0 % натуральних і на 0,6...5,0 % - січених), суттєво скорочувалася тривалість теплової обробки (на 20 % при виробництві натуральних і 26 % - січених виробів).

Дослідження органолептичних показників якості готових виробів показало залежність сенсорної характеристики зразків від умов ферментування сировини. Найвищу бальну оцінку отримали вироби з натуральної сировини, що ферментована 2 %-м розчином протомегатеріну Г20Х протягом (10...15)60^-1 с і січені вироби, що ферментовані при концентрації протомегатеріну 0,1 % до маси сировини протягом 10 60^-1 с.

В результаті математичної обробки отриманих даних розроблено модель комплексного показника якості готових м'ясних виробів з сировини, що модифікована протомегатеріном, залежно від умов ферментування: концентрації ферменту (С_ф) та тривалості ферментації (_ф) (рис. 3).

Аналіз моделей комплексного показника якості м'ясних виробів дозволив обгрунтувати раціональні режими ферментування протомегатеріном м'ясної сировини з підвищеним вмістом з'єднувальної тканини для виробництва м'ясних виробів: для натуральних м'ясних виробів зануренням порційних шматків сирого м'яса в 2 %-й розчин ферменту на 1060^-1 с при температурі 18...20 С; для фаршевих виробів - зрошенням січеного м'яса при витраті ферменту 0,1 % до маси сировини в аналогічних умовах обробки. Режими, які визначені, забезпечували при коротких термінах ферментації сировини суттєве поліпшення комплексного показника якості готових виробів, відповідність технологічних параметрів регламентам, що встановлені для аналогічних традиційних виробів, а також інактивацію ферментного препарату після теплової обробки.

Мікробіологічні показники готових виробів з сировини, що ферментована, у встановлені терміни зберігання відповідали діючим вимогам для продукції громадського харчування.

На основі отриманих даних запропоновано схеми ресурсозберігаючих інтенсивних технологій виробництва біфштексів натуральних і биточків парових з сировини з підвищеним вмістом з'єднувальної тканини, що ферментована протомегатеріном (рис. 4, 5).

В четвертому розділі "Комплексне дослідження якості м'ясної сировини, що ферментована протомегатеріном і папаїном, і виготовлених з неї м'ясних виробів" наведено результати порівняльного дослідження харчової і біологічної цінності сировини, що ферментована, і готової продукції, а також ряду показників, що характеризують механізм модифікації м'ясних систем під впливом протомегатеріну і папаїну.

Дослідження, які проведено, показали, що обробка м'яса протомегатеріном з використанням раціональних режимів ферментування (розділ 3) аналогічно папаїну не здійснює значного впливу на кількісний вміст основних харчових речовин в сировині і в готових виробах. В сирому натуральному і січеному м'ясі спостерігалося незначне підвищення масової частки вологи і, відповідно, деяке зниження вмісту білка (на 0,7...1,3 % у порівнянні з вихідною сировиною). В натуральних і фаршевих готових виробах з сировини, що оброблена протомегатеріном, втрати білка при тепловій обробці складали відповідно 9 % і 5 %, в той час як у виробах, що ферментовані папаїном, втрати білка перевищували встановлені регламенти (в натуральних виробах втрати складали 11 %, а в фаршевих - 7 %).

В ферментованій сировині і виготовлених з неї натуральних і фаршевих м'ясних виробах спостерігались зміни функціональних характеристик білкового компоненту, які свідчать про протеолітичну активність препаратів, що досліджуються. Так, в усіх дослідних зразках сировини і готової продукції відзначено збільшення вмісту розчинного білка (табл. 1).

Таблиця 1 Вміст розчинного білка та оксіпроліна у водорозчинних фракціях сировини та готових виробів

З даних табл. 1 також видно, що обробка м'ясної сировини протомегатеріном і папаїном призводила до підвищення вмісту оксіпроліна в сировині відповідно в 2,5...3,0 рази і в готових натуральних і фаршевих виробах в 2,7 і 3,0 рази. Отримані дані свідчили про деструкцію як нативного, так і денатурованого колагена під впливом обох ферментів при декілька більш виявленій колагеназній активності папаїну.

Дані електрофореграм міофібрілярних білків м'ясної сировини свідчили про обмежений протеоліз м'язових білків під впливом ферментів, які досліджувались, при вибірковій дії протомегатеріну на легкі ланцюги міозину та тропоніну, що виявлялося у вигляді елімінації білкових смуг з молекулярною вагою 18,8 кД в зразках сировини, що оброблена цим препаратом. Згідно до отриманих даних (табл. 2) спрямований протеоліз сировини призводив до накопичування вільних амінокислот (АК) як в сировині, так і в готових виробах (більш інтенсивно під впливом папаїну); при цьому зафіксовано суттєве збільшення кількості вільних сірковміщуючих АК, що за даними літератури виявляє позитивний вплив на сенсорні характеристики м'ясних виробів.

Інтенсивність протеолізу білків, що характеризується накопиченням в системі вільних АК, більш виражена в січеному м'ясі і готових фаршевих виробах (під впливом протомегатеріну збільшення кількості вільних АК відповідно на 64 % і 61 %, під впливом папаїну - на 73 % і 64 %).

Таблиця 2 Вміст розчинних амінокислот (мг/100 г продукту) в сирому натуральному м'ясі та натуральних біфштексах

Було встановлено, що ферментування м'ясної сировини протомегатеріном і папаїном практично не змінює в готових зразках загальний вміст АК при деякому зниженні (в межах АК скору більш 100 %) вмісту лізину. В готових виробах з сировини, що ферментована, суттєво зростає травлення білків in vitro протеолітичними ферментами (на 17...18 % відносно виробів з вихідної сировини), що свідчить про підвищення їх біологічної цінності.

Гідроліз білків під впливом протомегатеріну і папаїну в м'ясних системах був підтверджений деструктивними змінами м'язової та з'єднувальної тканини сировини і готової продукції, що встановлено гістологічними дослідженнями.

Було встановлено виражену дію протомегатеріну на елементи ендомізія у порівнянні з папаїном, який руйнував більш інтенсивно колагенові волокна перимізія (рис. 6). Порушення структури тканини були більш виражені при ферментуванні січеного м'яса.

Комплексні дослідження процесів перекисного окислення ліпідів (ПОЛ), стабільності антиоксидантної системи м'ясної сировини та готових виробів за показниками антиокислювальної активності і збереженості жиророзчинних вітамінів (каротину, ретинолу, токоферолу та його активних метаболітів - оксітокоферолу і токоферилхінону) свідчили про те, що обидва препарати проявляють незначну ліполітичну активність, однак у м'ясних системах, які ферментовані протомегатеріном, в порівнянні з папаїном суттєво більше зберігаються поліненасичені жирні кислоти від окислювальної деструкції (рис. 7), а також вітаміни А і Е при тепловій обробці.

Отримані дані свідчать про те, що протомегатерін характеризується більш специфічною протеолітичною дією, ніж папаїн, який дозволяє досягти в м'ясі протеолізу, але при цьому стимулює лавиноподібні процеси ПОЛ вже в сировині.

Результати дослідження параметрів вологи в натуральній м'ясній сировині і натуральних біфштексах (табл. 3), свідчать про те, що при ферментуванні сировини протомегатеріном на відміну від папаїну в готових виробах спостерігаються процеси, що сприяють збереженню водорозчинних біологічно цінних компонентів, а саме - зниження рухливості загальної вологи (параметр Т₁Т₂ зменшувався у порівнянні з контролем в 1,43 рази) і підвищення зв'язку вільної вологи з білковим каркасом (параметр Т₁ відповідно знижувався на 25 %).

Таким чином, сукупність отриманих даних дозволила встановити, що протомегатерін є ферментним препаратом з вираженою протеолітичною активністю щодо нативных та денатурованих білків м'язової і з'єднувальної тканини, має ряд переважних функціональних властивостей у порівнянні з папаїном і за комплексом характеристик придатний для розм'якшення м'ясної сировини.

В п'ятому розділі "Впровадження результатів дослідження в практику" наведено результати наукових і науково-практичних робіт з впровадження в практику громадського харчування м'ясних виробів, що оброблені ферментними препаратами протомегатеріном і папаїном. Розроблено і затверджено у встановленому порядку нормативну документацію: ТУ У 40-01566330.001-97, ТУ У 40-01566330.071-99 та технологічні карти м'ясних виробів з ферментованої сировини; наведено відомості про розрахунок собівартості та відпускної ціни м'ясних виробів з ферментованої сировини (ціна 1 порції натуральних м'ясних біфштексів складала за цінами на 1 квітня 1999 р. 1,99 грн., биточків парових - 0,92 грн.), а також опис впровадження розроблених технологій м'ясних виробів в практику підприємств масового харчування, в тому числі дієтичного при порушеннях функції системи травлення.

Таблиця 3 Структура вологи в м'ясній натуральній сировині та натуральних біфштексах

*⁾ С - вміст вологи, %; Т₁Т₂ - комплексний параметр релаксації, характеризує загальну рухомість вологи; Т₁ - час спін-гратової релаксації, характеризує зв'язок води з молекулами білка; Т₂ - час спін-спінової релаксації, характеризує зв'язок між молекулами води

Наведено класифікацію показників якості м'ясних виробів з сировини з підвищеним вмістом з'єднувальної тканини, що ферментована протомегатеріном, в якій визначено переважні та обмежувальні характеристики технології та обгрунтовано раціональні галузі її використання при виробництві м'ясних виробів, що переважно потребують короткочасної теплової обробки (смаження, тушіння, варку на парі, НВЧ-нагрів).

Висновки

1. Комплексними дослідженнями науково обгрунтовано і експериментально підтверджено можливість та доцільність використання в технології м'ясних виробів нового протеолітичного препарата протомегатеріну Г20Х (виробництво Україна) для розм'якшення сировини з підвищеним вмістом з'єднувальної тканини.

2. В модельних експериментах встановлено протеолітичну ефективність протомегатеріну при рН 5,5...8,0 і діапазоні температур 30...70 С, що відповідає вимогам щодо ферментного препарату для розм'якшення м'ясної сировини при виробництві м'ясних виробів.

3. Встановлено закономірності змін функціонально-технологічних властивостей м'яса яловичини і виготовлених з нього натуральних і фаршевих м'ясних виробів залежно від концентрації протомегатеріну і тривалості його впливу на сировину в порівнянні з неферментованими зразками: підвищення водозв'язуючої здатності сировини на 3...17 %, зниження механічної міцності натуральних виробів на 10...52 % і фаршевих - на 9...74 %; збільшення виходу готових виробів відповідно на 1,3...10 % і 0,6...5,0 %; скорочення тривалості теплової обробки відповідно на 20 % і 26 %.

4. Розроблено математичну модель комплексного показника якості м'ясних виробів з м'яса яловичини, яке ферментоване протомегатеріном, що дозволило обгрунтувати раціональні режими ферментативної обробки сировини: натуральної - шляхом занурення в 2 % розчин препарату на 1060 - ¹ с і січеної - шляхом зрошення при концентрації препарату 0,1 % до маси сировини і аналогічної експозиції. Запропоновані технологічні схеми виробництва натуральних і фаршевих м'ясних виробів з яловичини з підвищеним вмістом з'єднувальної тканини, що дозволяють на основі ферментування сировини протомегатеріном отримати готові вироби з технологічними параметрами, що регламентовані для аналогічної традиційної продукції, і забезпечити інактивацію ферменту.

5. Отримано комплекс даних про харчову і біологічну цінність м'ясної сировини, що ферментована протомегатеріном і папаїном, і виготовлених з неї натуральних і фаршевих м'ясних виробів, який показав в порівнянні з неферментованими зразками відсутність суттєвих відмін у вмісті основних нутриєнтів, відсутність лімітуючих за АК-скором незамінних амінокислот, підвищення травлення in vitro ферментами травлення (на 17...18 %), а також ідентичність органолептичних характеристик готових виробів зразкам з регламентованої для даних технологій м'ясної сировини.

6. Встановлено, що під впливом протомегатеріну і папаїну спостерігається суттєва модифікація білків м'язової та з'єднувальної тканини як в нативному, так і в денатурованому стані: обмежений протеоліз міофібрілярных білків м'ясної сировини при вибірковій дії протомегатеріну на міозин і тропонін; збільшення в системах кількості розчинного білка і вільних амінокислот, а також підвищення вмісту оксіпроліна в водорозчинних фракціях (в сировині при обробці протомегатеріном в 2,5 рази і папаїном в 3 рази, в готових виробах відповідно в 2,7 рази і 3 рази).

7. Гістологічними дослідженнями показано, що в сирому м'ясі яловичини і м'ясних виробах, що ферментовані протомегатеріном і папаїном, спостерігаються деструктивні зміни тканини, зумовлені спрямованим протеолізом м'язової та з'єднувальної тканини білків при вираженій специфічності дії протомегатеріну на ендомізій і папаїну - на перимізій.

8.Дослідженнями структури і стану водного компоненту м'ясних систем показано, що в м'ясній сировині і готових м'ясних виробах під впливом протомегатеріну, на відміну від папаїну, знижується в 1,43 рази рухливість вологи і на 25 % зростає зв'язок вільної вологи з білковим каркасом м'ясної системи.

9. Встановлено відсутність суттєвих змін інтенсивності і спрямування окислювальних процесів в ліпідах м'ясної сировини і готових м'ясних виробів під впливом протомегатеріну, що свідчить про специфічність протомегатеріну як протеолітичного препарату. Під впливом папаїну в сировині і готових виробах спостерігалися лавиноподібні процеси перекисного окислення ліпідів.

10. Виконано комплекс науково-практичних робіт з впровадження ресурсозберігаючої інтенсивної технології м'ясних виробів з м'яса яловичини з підвищеним вмістом з'єднувальної тканини на основі ферментування сировини протомегатеріном і папаїном: розроблено і затверджено нормативну документацію на натуральні м'ясні вироби (ТУ У 40-01566330.001-97) і січений м'ясний напівфабрикат (ТУ У 40-01566330.071-99); виконано розрахунки економічних показників при виробництві і реалізації ферментованих протомегатеріном м'ясних виробів; партії цих виробів виготовлено і реалізовано в масовому харчуванні, в тому числі дієтичному. Розроблено класифікацію показників якості м'ясних виробів з м'яса яловичини, яке ферментоване протомегатеріном, що обгрунтовує рекомендації з раціонального використання препарату в технології м'ясних виробів.

Список опублікованих праць за темою дисертації

Лерина И.В., Коваленко В.А., Головко Н.П., Белицкий Б.И., Куфтан В.М. Интенсивность распространения сальмонелл в мясном изделии из сырья, модифицированного протеолитическими ферментами // Актуальні науково-методичні проблеми в підготовці спеціалістів вищої кваліфікації для торгівлі і харчування: Зб. наук. пр. - Харків: ХДАТОХ, 1997. - С. 125-127.

Куфтан В.М., Лерина И.В., Коваленко В.А. Оптимизация технологических параметров производства мясного изделия из сырья, модифицированного новым протеолитическим ферментом - протомегатерином // Актуальні науково-методичні проблеми в підготовці спеціалістів вищої кваліфікації для торгівлі і харчування: Зб. наук. пр. - Харків: ХДАТОХ, 1997. - С. 144_146.

Коваленко В.А., Лерина И.В., Куфтан В.М., Паранич А.В., Паранич В.А. Окислительные изменения жира и содержание жирорастворимых витаминов в мясном фарше, обработанном протеолитическими ферментными препаратами // Прогресивні ресурсозберігаючі технології та їх економічна обгрунтованість у підприємствах харчування. Економічні проблеми торгівлі: Зб. наук. пр. - Харків: ХДАТОХ, 1998. - С. 4-12.

Куфтан В.М., Лерина И.В., Коваленко В.А., Паранич В.А., Паранич А.В. Сравнительная оценка окислительных изменений жирового компонента в мясе, обработанном протеолитическими ферментами // Прогресивні ресурсозберігаючі технології та їх економічна обгрунтованість у підприємствах харчування. Економічні проблеми торгівлі: Зб. наук. пр. - Харків: ХДАТОХ, 1998. - С.13-16.

Лерина И.В., Куфтан В.М., Коваленко В.А., Паранич А.В., Паранич В.А. Изучение качества и сохранение питательной ценности после обжаривания мяса, предварительно подвергнутого ферментативной обработке // Прогресивні ресурсозберігаючі технології та їх економічна обгрунтованість у підприємствах харчування. Економічні проблеми торгівлі: Зб. наук. пр. - Харків: ХДАТОХ, 1998. - С. 195-198.

Куфтан В.М., Лерина И.В., Коваленко В.А. Изучение протеолитической активности ферментного препарата протомегатерина Г20Х при ферментации мяса говядины // Прогресивні ресурсозберігаючі технології та їх економічна обгрунтованість у підприємствах харчування. Економічні проблеми торгівлі: Зб. наук. пр. - Харків: ХДАТОХ, 1998. - С. 262-265.

Куфтан В.М., Жуков В.В.. Коваленко В.А., Торяник А.И. Исследование мяса говядины при ферментировании ферментными препаратами // Инфор-мационные технологии: наука, техника, технология, образование, здоровье: Сб. науч. тр. - Харьков: ХГПУ, 1999. - С. 83-87.

8. Куфтан В.М., Лерина И.В., Коваленко В.А. Микроструктура мяса говядины, ферментированного протеолитическим препаратом протомегатерином Г20Х // Вестник Харьковского государственного политехнического университета. - вып. 39, 1999. - С. 16-20.

9. Черевко А.И., Коваленко В.А., Куфтан В.М., Кухарёнок О.К. Технология мясных изделий из сырья, модифицированного протеолитическим ферментом протомегатерином // Тез. докл. междунар. науч.-техн. конф. "Ресурсосберегающие технологии пищевых производств". - Санкт-Петербург: СПбГАХПТ. - 1998. - С. 12.

Размещено на Allbest.ru