Совершенствование технологии маринованных полуфабрикатов из свинины

Размещено на http://www.allbest.ru/

Специальность 05.18.04 - Технология мясных, молочных, рыбных продуктов и холодильных производств

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Совершенствование технологии маринованных полуфабрикатов из свинины

Мощевикина Оксана Николаевна

Улан-Удэ - 2009

Работа выполнена в ФГОУ ВПО "Дальневосточный государственный аграрный университет"

Научный руководитель:

доктор ветеринарных наук, профессор Мандро Николай Михайлович

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Чиркина Тамара Федоровна

кандидат технических наук, доцент Занданова Туяна Нимбуевна

Ведущая организация: ООО "Бурятский центр сертификации" (г. Улан-Удэ)

Защита диссертации состоится "19" ноября 2009г. в 12 ч на заседании диссертационного совета Д 212.039.05 при ГОУ ВПО "Восточно-Сибирский государственный технологический университет" (ВСГТУ) по адресу: 670013, г. Улан-Удэ, ул. Ключевская,40 в, ауд. 8-122.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ВСГТУ и на сайте www.esstu.ru.

Автореферат разослан "19 " октября 2009 г.

Ученый секретарь диссертационного совета Столярова А.С.

Общая характеристика работы

Актуальность работы. Одним из наиболее перспективных направлений выработки мясных продуктов является динамично развивающееся производство полуфабрикатов. Анализ структуры питания российских граждан показывает стабильное увеличение потребления полуфабрикатов и продуктов быстрого приготовления, в частности замороженных (порционных, натуральных, рубленных и др.). Широкий ассортимент полуфабрикатов позволяет рационально использовать сырье, в полной мере обеспечивая покупательский спрос различных социальных слоев. Производство кусковых полуфабрикатов из дорогостоящего сырья (вырезка, корейка, шейно-подлопаточная части туш), требует решения вопросов, связанных с реализацией, удлинением сроков годности и обеспечением стабильных показателей их качества в процессе хранения.

Учитывая высокое содержание жировой ткани в свинине, особенно актуальна проблема защиты липидной части от окислительной порчи. Ухудшение качества и порчу мясных продуктов предотвратить невозможно, однако можно замедлить процессы ухудшения качества, для чего необходим правильный подбор рецептур, способов технологической обработки, хранения и использование антиоксидантов природного происхождения (Тутельян В.А., Токаев Э.С., Гуринович Г.В.).

Увеличением сроков хранения рубленных мясных полуфабрикатов, используя природные антиоксиданты, в последнее десятилетии занимались коллективы под руководством Митасевой Л.Ф., Дегтярева П.С., Журавской Н.К., Чиркиной Т.Ф. и других авторов. Однако обобщенного материала и работ по вопросам, касающихся использования антиоксидантов в маринованных кусковых полуфабрикатах, слишком мало, чтобы решить эту проблему. мясной окислительный липидный

Цель и задачи исследований. Целью диссертационной работы является совершенствование технологии производства маринованных полуфабрикатов из свинины.

В соответствии с поставленной целью решались следующие задачи:

- выбрать оптимальную концентрацию и способ введения пищевой добавки "Лавитол (дигидрокверцетин)" в кусковую свинину;

- обосновать необходимость дополнительной обработки;

- установить срок хранения маринованного полуфабриката;

- оценить качество полуфабриката - шашлыка;

- разработать нормативную документацию на полуфабрикат "Шашлык Экстра +".

Научная новизна. Доказана целесообразность использования пищевой добавки "Лавитол (дигидрокверцетин)" в производстве маринованного мясного полуфабриката из свинины.

Установлено, что "Лавитол" в концентрации 0,01% оказывает большую эффективность при безыгольном инъецировании с последующим массированием мяса.

Установлено повышение устойчивости липидов мяса к перекисному окислению в процессе холодильного хранения шашлыка содержащего "Лавитол", что позволяет увеличить срок его хранения в 2 раза.

Практическая значимость. На основе выполненных теоретических и экспериментальных исследований усовершенствована рецептура и технология производства маринованного полуфабриката - шашлыка из свинины с увеличенными сроками хранения, за счет введения пищевой добавки "Лавитол (дигидрокверцетин)". Предложены рекомендации по способу внесения его в мясо.

Результаты работы используются в учебном процессе при проведении лабораторных и практических занятий, а также выполнении выпускных квалификационных работ.

Разработан проект нормативной документации - технические условия и технологическая инструкция на шашлык "Экстра +" с увеличенным сроком хранения (ТУ 9214-030-53627696-2008). Проведена опытно - промышленная апробация разработанной технологии шашлыка в производственных условиях ОАО Благовещенского "Мясокомбината", ПТК "МиС" п. Серышево Амурской области.

Экономический эффект от внедрения в производство шашлыка "Экстра +" может составить 21438,6 рублей на тонну продукции.

Апробация работы. Основные положения и экспериментальные материалы диссертации доложены и обсуждены на научно - практических конференциях ФГОУ ВПО ДальГАУ (г. Благовещенск) в 2007 - 2009 г.г.; VII Межвузовской НПК "Молодые ученые - агропромышленному комплексу Дальнего Востока" (г. Уссурийск, 2007); региональной НПК "Молодёжь XXI века: шаг в будущее" (г. Благовещенск, 2008); на ученых советах института в 2006 - 2008 г.г.; НПК "Актуальные проблемы развития технологии производства продуктов питания" (г. Воронеж, 2008); II Международная НПК "Безопасность и качество товаров" (г. Саратов, 2008).

Публикации. Основной материал диссертационной работы опубликован в 9 работах, в том числе 2 статьи в журналах рекомендованных ВАК РФ.

Структура и объём диссертации. Диссертация состоит из введения, 3 глав обзора литературы, описания материалов и методов исследования, 6 разделов экспериментальных исследований, выводов, списка литературы и приложений. Работа изложена на 122 страницах и содержит 18 таблиц, 21 рисунок и 6 приложений. Список используемой литературы включает 194 наименований.

Методика проведения ээксперимента

Экспериментальные исследования проводились в лаборатории кафедры "Технология переработки продукции животноводства" и "Биохимия" технологического института Дальневосточного государственного аграрного университета, а также в испытательной лаборатории ФГУ Амурского центра стандартизации и метрологии (г. Благовещенск).

Объектами исследования служили: мякоть - вырезка, корейка (реберная и почечная части), шейно-подлопаточная части туш свиней в любом соотношении отвечающие требованию ГОСТ 7724-77, полуфабрикат - шашлык, антиоксидант "Лавитол (дигидрокверцетин)" ТУ 932500-1-70692152-07. Проведение эксперимента осуществлялось согласно схеме представленной на рисунке 1.

Определение новых продуктов реакции - ИК-спектрометрия. Количественное содержание дигидрокверцетина - методом высокоэффективной жидкостной хроматографии. Остальные показатели определяли согласно стандартных методик исследования.

Математическую обработку экспериментальных данных осуществляли по результатам трех повторностей стандартными программами и общепринятыми алгоритмами с использованием корреляционной зависимости и плана оптимизации факторного анализа.

Результаты исследований и их обсуждение

Обоснование концентрации и способа введения раствора "Лавитол (дигидрокверцетин)" в мясную систему

В литературных источниках имеются сведения об использовании дигидрокверцетина (ДГК) при производстве пищевых продуктов и его количество колеблется от 0,001% до 0,1% в зависимости от вида сырья, но данных, касающихся использования ДГК в маринованных мясных полуфабрикатах, нами не обнаружено. Поэтому возникает необходимость уточнить оптимальную концентрацию пищевой добавки "Лавитол (дигидрокверцетин)", вносимую в маринованные кусковые полуфабрикаты из свинины.

Были выбраны различные концентрации антиоксиданта 0,003; 0,01; 0,03 и 0,06%. Порошок растворяли в водно-спиртовом растворе 40% крепости. Количество вводимого раствора составляет 1%. Измельченные куски мякоти перемешивали в аппарате с частотой 15 об/мин, в течение 5-7 минут совместно с раствором пищевой добавки и уксусной кислоты. Выбор концентрации основан на значениях перекисных чисел в процессе холодильного хранения маринованных мясных полуфабрикатов.

Выявлено, что концентрация ДГК 0,003% недостаточна для замедления реакций окисления в мясных продуктах. Увеличение дозы от 0,03% способствует проявлению прооксидантных свойств антиоксиданта. Оптимальной концентрацией раствора пищевой добавки, которая позволяет замедлять окислительные процессы является 0,01% вещества.

Основным условием в достижении высоких результатов при использовании антиоксидантов является его равномерное распределение по всему объему обрабатываемого продукта, что затрудняется при работе с кусковыми мясными полуфабрикатами. В производственных условиях мясоперерабатывающих предприятий равномерность распределения посолочных ингредиентов достигают методами шприцевания и массирования.

Равномерность распределения раствора "Лавитола" в мясе при различных технологических способах введения оценивали по результатам остаточного содержания дигидрокверцетина (ДГК) путем отбора точечных проб мяса, расположенных по диагонали куска (рис. 2).

Рисунок 2 - Содержание дигидрокверцетина в образцах мяса, при введении антиоксиданта способом перемешивания (опыт 1), массирования в течение 60 минут (опыт 2), методом шприцевания (опыт 3), методом безыгольного инъецирования (опыт 4) и инъецирование с последующим массированием (комплексной обработкой) (опыт 5)

По полученным результатам (рис. 2) можно считать, что поверхностная обработка (массирование, опыт 2 и перемешивание, опыт 1) не позволяет равномерно распределить ДГК в кусках мяса. При этом потеря ДГК (6±1%) обусловлена его осаждением на стенках аппарата.

Введение раствора антиоксиданта методом шприцевания (опыт 3) способствует концентрированию вещества в центре продукта и составляет приблизительно 65%. При этом наблюдаются потери ДГК (9±1%) в результате вытекания через образовавшиеся отверстия, а также остаточное содержание раствора в полости иглы.

Из рис. 2 видно, что наилучшим результатом отмечен способ введения раствора "Лавитола (дигидрокверцетина)" безыгольным инъектором и инъецирование с последующим массированием (опыт 5). Благодаря микроскопическим каплям раствора и высокой скорости их подачи (100-300 ·105 Па) раствор глубоко проникает внутрь мясных волокон. В связи с чем значительный объем мышечной массы находится в контакте с молекулами ДГК, поэтому распределение его равномерно. Дополнительная обработка инъецированного мяса в массажере в течение 60 минут (выбрано экспериментально), оказывает положительное влияние на распространение вещества изнутри продукта к наружным слоям, позволяя проявлять свои свойства лучше, при этом отмечены незначительные потери ДГК (1-2%).

Учитывая равномерность распределения ДГК в кусках мяса, определяли окислительные изменения при различных способах введения 0,01% концентрации раствора пищевой добавки "Лавитол (дигидрокверцетин)" в мясо и холодильном хранении шашлыка (-18°С), которые отражены на рисунке 3.

Так как срок хранения шашлыка согласно действующим ТУ 9214-006-49736787-05 составляет 30 суток, было решено пронаблюдать окислительные изменения сверх срока хранения.

Рисунок 3 - Динамика накопления первичных продуктов окисления

Анализ значений перекисного числа (ПЧ), изучаемых в течение 40 суток хранения показал, что в полуфабрикате, мясо которого обрабатывали способом перемешивания, накопление продуктов окисления к 40 суткам протекает наиболее интенсивно (0,27% йода). При шприцевании, содержание перекисей в полуфабрикате на 40 сутки сократилось на 29%.

Наименьшее накопление продуктов первичного распада липидов отмечено в образце шашлыка при безыгольном инъецировании и комплексной обработке мяса, с достоверными различиями между образцами только с 35 по 40 сутки хранения Р>0,05.

Таким образом, оптимальным способом введения пищевой добавки "Лавитол (дигидрокверцетин)" в куски мяса является безыгольное инъецирование с последующей обработкой в массажере в течение 60 минут, что способствует торможению процессов окисления.

Была проведена органолептическая оценка балловым методом и в зависимости от показателей накопления перекисного числа в процессе хранения получены математические модели (рис. 4), которые позволили определить влияние этих показателей (ПЧ и срок хранения) на вкусовые свойства готового продукта при различных способах обработки. Эта зависимость предопределяет возможность математически прогнозировать все исследуемые показатели на более длительном сроке хранения.

Для объективности определения способа введения пищевой добавки, выделены наиболее значимые факторы (x1 - срок хранения, (сут.); x2 - значения ПЧ (%J2), оказывающие наибольшее влияние на органолептические показатели готового шашлыка (Y).

По ранее полученным результатам проведён регрессионный анализ зависимостей yi = f(x1,x2), который представлен формулой:

Yi= a0 + a1x1 + a2x2+ a12x1x2+ a11x12+ a22x22

Y1 - органолептическая оценка шашлыка при введении антиоксиданта в мясо безыгольным инъектором с последующей обработкой в массажере в течение 60 минут

Y1=0,047+0,04*100+0,05*0,04+0,038*100*0,04+0,01*1002+0,03*0,042;

Y2 - органолептическая оценка шашлыка при обработке антиоксидантом методом массирования

Y2=0,087+0,048*100+0,075*0,04+0,038*100*0,04+0,028*1002;

Y3 - органолептическая оценка шашлыка при введении антиоксиданта методом шприцевания

Y3=0,11+0,035*100+0,073*0,04+0,03*100*0,04;

Y4 - органолептическая оценка шашлыка, в мясо которого антиоксидант вводили безыгольным инъектором

Y4=0,093+0,048*100+0,057*0,04+0,038*100*0,04.

На рисунке 4 представлены модели, имеющие существенные различия в значениях, при определении оптимального способа обработки раствором антиоксиданта.

Рисунок 4 - Зависимость органолептической оценки от накопления перекисей в процессе хранения модельных образцов при различных технологических приёмахИз графиков видно, что, используя различные технологические приёмы (Y1-4), влияние факторов, отвечающих за окислительный процесс при длительном хранения (Х 1; Х 2), протекает по-разному.

Согласно оси Y кодированные значения (0-0,4) соответствуют бальной шкале (9-0). Как видно из графиков (рис.4), минимальная оценка 4 балла (0,25 кодированное) будет иметь шашлык к 100 суткам холодильного хранения, где антиоксидант вводили шприцем (Y3). При использовании в технологическом процессе производства шашлыка комплексной обработки мяса раствором антиоксиданта наименьшая оценка на 100 сутки холодильного хранения составит около 6 баллов (0,15), что свидетельствует о высокой способности данного способа равномерно распределить пищевую добавку, позволяя проявлять антиоксидантные свойства лучше и сохранять полуфабрикат в течение длительного времени без видимой порчи.

К тому же использование массажера при дополнительной обработке мяса оказывает благоприятное действие на консистенцию мышечной ткани и влияет на вкусовые свойства, благодаря высвобождению лизосомных катепсинов, что сопровождается улучшением вкуса и аромата шашлыка в процессе созревания.

Математическая поверхность отклика (Y1) подтверждает правильность выбора способа обработки мяса безыгольным инъецированием с последующим массированием в течение 60 минут. Этот способ был выбран для дальнейших исследований.

Оценка качества маринованного полуфабриката в процессе холодильного хранения

В предварительных экспериментах было установлено, что на 40 сутки значения ПЧ были минимальными, поэтому было решено изучить в комплексе как первичное, так и вторичное окисление липидов в шашлыке на более длительных сроках его хранения.

Согласно действующим ТУ 9214-006-49736787-05 на производство маринованного шашлыка из свинины, отсутствуют допустимые значения ПЧ и ТБЧ (тиобарбитурового), но, учитывая, что срок хранения по ТУ составляет 30 суток, исследования окислительных изменений полуфабриката, содержащих антиоксидант, проводили до срока, на котором сравниваемые показатели, достигнут значения контрольного образца на сроке в 30 суток. Условно примем все значения контрольного образца на этом отрезке времени, за предельно-допустимые значения в шашлыках, для употребления в пищу.

В качестве контроля был использован полуфабрикат шашлык, изготовленный в промышленных условиях и реализуемый ОАО Благовещенским мясокомбинатом "Мяско" (ТУ 9214-006-49736787-05). Температура хранения полуфабрикатов составила минус 18оС.

Антиоксидантные свойства "Лавитол (дигидрокверцетин)" определяли по наличию первичных (рис. 5) и вторичных продуктов окисления (рис. 6).

Рисунок 5 - Динамика накопления первичных продуктов окисления в шашлыке в процессе холодильного хранения

Согласно рисунку 5 установлено, что использование пищевой добавки в приготовлении шашлыка замедляет перекисное окисление липидов и в сочетании с низкой температурой создает благоприятные условия для хранения полуфабрикатов.

В контрольном образце уже с 1 суток наблюдается стабильное увеличение перекисей. В опытном образце в течение всего срока холодильного хранения накопление соединений перекисного характера изменялось незначительно. И только на 70 сутки достигло уровня значения ПЧ в контрольном образце на 30 сутки.

Более глубокие окислительные изменения, явно определяющиеся органолептически, возможно изучить по накоплению вторичных продуктов окисления, в частности, по содержанию малонового диальдегида (МДА).

Рисунок 6 - Динамика накопления вторичных продуктов окисления в шашлыке в процессе холодильного хранения

По результатам динамики изменения тиобарбитурового числа, наблюдается стабильное увеличение значений МДА с 10 суток в контрольном образце и 50 суток в опытном образце. Однако накопление МДА на 70 сутки в опытном образце соответствует 30 суткам контрольного.

На 70 сутки значения ПЧ контрольного образца были в 2,7 раза больше опытного, и органолептическая оценка подтвердила вкус окисленного жира в контроле уже на 40 сутки, в то время как в шашлыке, содержащем ДГК, не чувствовался посторонний вкус свойственный прогорклому продукту даже на 70 сутки холодильного хранения (7,3 балла), хотя скорость накопления вторичных продуктов с 60 суток увеличивается.

В совокупности, при определении срока годности мясных изделий, оказывает влияние микробиологическая обсемененность, представленная на рисунке 7.

Рисунок 7 - Микробиологические показатели хранения шашлыка в условиях низких температур

Микробиологические показатели маринованных полуфабрикатов, изготовленных с использованием и без использования добавки "Лавитол (дигидрокверцетин)" при хранении в течение 70 суток и температуре -18оС составляют (1,7·104 и 5,0·104 КОЕ/г соответственно) и удовлетворяют требованиям СанПиН 2.3.2.1078-01 для маринованных полуфабрикатов (1·106 КОЕ/г).

Результаты микробиологических испытаний позволяют утверждать, что "Лавитол (дигидрокверцетин)", обладает не только антиокислительной, но и антимикробной активностью.

По результатам токсикологических показателей (токсичные элементы, пестициды, антибиотики), шашлык соответствует требованию СанПиН 2.3.2.1078-01.

Поскольку молекула ДГК имеет много функциональных гидроксильных групп, поэтому в присутствии органической кислоты в сложной системе при термической обработке, возможно их взаимодействие между собой, в связи с этим устанавливали, имеет ли место этот процесс с образованием новых продуктов реакции. Снимали спектры двух образцов готового шашлыка (шашлык с Лавитолом и контроль).

Результаты показали, что в ИК-спектрах отсутствуют дополнительные функциональные группы и более сложные фрагменты, характеризующие образование новых продуктов в результате возможных реакций взаимодействия ДГК и раствора уксусной кислоты. Таким образом, тепловая обработка маринованного полуфабриката не приводит к образованию эфиров и канцерогенов.

Таким образом, проведенные комплексные исследования подтверждают, что внесение ДГК с концентрацией 0,01% увеличивает хранимоспособность шашлыка до 60 суток при температуре минус 18оС, ингибируя скорость окислительных процессов, а также развитие микрофлоры.

Практическая реализация результатов

На основании экспериментальных исследований подтверждена целесообразность усовершенствования технологии приготовления шашлыка повышенной хранимоспособности (рисунок 8).

Рисунок 8 - Технологическая схема производства шашлыка "Экстра +"

Преимуществом предлагаемой технологии (рис. 8) является увеличение продолжительности хранения шашлыка, сохранение качественных показателей готового продукта за счет дополнительной обработки мяса раствором антиоксиданта методом безыгольного инъецирования с последующим массированием в течение 60 минут без снижения пищевой ценности продукта.

По результатам исследований разработан проект технических условий (ТУ 9214-030-53627696-2008) и технологической инструкции на шашлык с пролонгированными сроками хранения, согласно которым выработана в промышленных условиях ПТК "МиС" и ОАО Благовещенский мясокомбинат "Мяско" опытная партия шашлыка "Экстра +".

Выводы

Усовершенствована технология производства маринованного полуфабриката из свинины.

Установлено, что введение пищевой добавки "Лавитол (дигидрокверцетин)" с концентрацией 0,01% проявляет ингибирующие свойства при окислении липидов в маринованном полуфабрикате.

Научно обоснован и экспериментально доказан оптимальный способ обработки кусков мяса раствором антиоксиданта (безыгольное инъецирование с последующей обработкой в массажере в течение 60 мин), позволяющий равномерно распределять антиоксидант по объему обрабатываемого сырья.

Определён срок хранения шашлыка - 60 суток.

Проведены опытные испытания согласно разработанному проекту нормативной документации (ТУ 9214-030-53627696-2008) на шашлык "Экстра +" из свиного мяса с пролонгированными сроками хранения.

Ожидаемый экономический эффект от внедрения в производство новой рецептуры может составить 21438,6 рублей на тонну продукции.

По материалам диссертации опубликованы следующие работы

1. Мощевикина О.Н. Влияние бактериологических показателей свиного мяса на качество приготовленного блюда //Сб. науч. тр. Сер. Технологии производства и переработки сельскохозяйственной продукции. - Благовещенск, 2007. - С. 32-36.

2. Мощевикина О.Н., Мандро Н.М. Качество и безопасность маринованных мясных полуфабрикатов // Матер. II Междунар. науч.-практ. конф. "Безопасность и качество товаров"- Саратов, 2008. - С. 48-50.

3. Мощевикина О.Н., Мандро Н.М. Применение дигидрокверцетина в качестве антиоксиданта при производстве мясных полуфабрикатов из свинины // Матер. межвуз. науч.-практ. конф. аспирантов, молодых учен. и специалистов "Молодые ученые агропромышленному комплексу Дальнего Востока".- Вып. 7. - Уссурийск, 2008. - С. 25-27.

4. Мощевикина О.Н., Мандро Н.М Использование пищевой добавки "Лавитол" как экологического чистого продукта в мясных полуфабрикатах // Матер. IX регион. межвуз. науч.-практ. конф., посвященной 150-летию Амурской области "Молодежь ХХI века: шаг в будущее" - Ч-4. - Благовещенск, 2008. - С. 176-177.

5. Мощевикина О.Н. Использование пищевой добавки "Лавитол" для продления срока годности мясных полуфабрикатов // Матер. науч.-практич. конф., посвященной 15-летию технологического факультета Воронежского ГАУ им. К.Д. Глинки "Актуальные проблемы развития технологии производства продуктов питания"- Воронеж, 2008. - С. 41-43.

6. Мощевикина О.Н., Мандро Н.М. Влияние способа внесения пищевой добавки "Лавитол" на некоторые технологические показатели маринованных мясных изделий // Сб. науч. тр. Сер. Технологии производства и переработки сельскохозяйственной продукции. - Благовещенск, 2008. - С. 74-78.

7. Мандро Н.М., Мощевикина О.Н. Использование природных антиоксидантов в приготовлении шашлыка // Мясная индустрия, 2009. - №3. - С. 35-36.

8. Мощевикина О.Н., Мандро Н.М. Продление сроков хранения маринованных полуфабрикатов // Мясные технологии, 2009. - №3. - С. 56-57.

9. Мощевикина О.Н., Мандро Н.М. Шашлыки с увеличенным сроком хранения // Хранение и переработка сельхоз сырья, 2009. - №5. - С. 64-65.

Размещено на Allbest.ru