«ОСНОВЫ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ СЫРЬЯ ЖИВОТНОГО И РАСТИТЕЛЬНОГО ПРОИСХОЖДЕНИЯ И ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА КОМБИНИРОВАННЫХ МЯСНЫХ ПРОДУКТОВ Республика Казахстан Семей, 2010 УДК ББК К Рецензенты: доктор технических наук, ...»

Уразбаев Ж.З., Уалиев С.Н., Какимов А.К., Кабулов Б.Б.

ОСНОВЫ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ СЫРЬЯ ЖИВОТНОГО И

РАСТИТЕЛЬНОГО ПРОИСХОЖДЕНИЯ И ТЕХНОЛОГИИ

ПРОИЗВОДСТВА КОМБИНИРОВАННЫХ МЯСНЫХ ПРОДУКТОВ

Республика Казахстан

Семей, 2010

УДК

ББК

К

Рецензенты: доктор технических наук, профессор Б.А. Рскелдиев доктор технических наук, профессор М.Ж. Еркебаев Уразбаев Ж.З., Уалиев С.Н., Какимов А.К., Кабулов Б.Б.

Монография. Основы механической обработки сырья животного и растительного происхождения и технологии производства комбинированных мясных продуктов. - Семей, Семипалатинский государственный университет имени Шакарима, 2010.- 260 с.

ISBN Монография посвящена современному состоянию проблем механической обработки животного и растительного сырья и технологии производства комбинированных мясных продуктов. В ней даны состав, структура, структурно–механические свойства и использование животного и растительного сырья при производстве комбинированных мясных продуктов.

Описаны технологии получения пищевых добавок из животного и растительного сырья и производства комбинированных мясных продуктов.

Описаны процессы механической обработки животного и растительного сырья:

измельчение, перемешивание и формование. Приведены описания конструкций машин для измельчения, перемешивания и формования.

Монография полезна для студентов, магистрантов, научных работников и специалистов пищевой промышленности.

Монография рекомендована к печати Ученым Советом Семипалатинского государственного университета имени Шакарима ББК К Уразбаев Ж.З., Уалиев С.Н., Какимов А.К., Кабулов Б.Б.

Семипалатинский государственный университет имени Шакарима, ISBN Содержание Предисловие Глава 1 Использование животного и растительного сырья в производстве комбинированных мясных продуктов 1.1 Использование цельной крови животных и молока в производстве комбинированных мясных продуктов 1.2 Использование костного сырья в производстве мясных продуктов 1.3 Использование поликомпонентных белковых систем и биофизических методов для обработки мяса 1.3.1 Использование растительных и ферментных препаратов для обработки мяса и производства мясных продуктов 1.3.2 Технология посола комбинированных мясных систем с использованием биологически активных комплексов 1.3.3 Использование вторичного животного сырья в производстве комбинированных мясных продуктов 1.4 Пищевая и биологическая ценности основного и вторичного сырья 1.5 Применение жировых эмульсий в производстве мясных продуктов Глава 2 Структура и свойства животного и растительного сырья 2.1 Состав и строение мясного сырья 2.2 Реологические свойства измельченного мясного сырья 2.3 Морфологический и химический состав и качественные показатели конины 1 категории породы жабы 2.4 Пищевая и биологическая ценность сопутствующих видов сырья убоя лошадей Глава 3 Технологии получения пищевых добавок из животного и растительного сырья 3.1 Технология получения белковых комплексов 3.2 Технология получения пасты из мясокостного сырья 3.3 Технология получения биологически активных комплексов (БАК) из животного и растительного сырья 3.4 Технология получения комплексного белка плазмы крови лошади (КБПКЛ) 3.5 Технология получения белкового обогатителя из слизистых субпродуктов Глава 4 Производство комбинированных мясных продуктов 4.1 Технологии производства мясных продуктов из конины 4.1.1 Технология получения конины вареной «Жымды» в 4.1.2 Технология получения конины вареной «Жаымды» 4.1.3 Технология производства колбасы варено-копченой 4.1.4 Технология производства полукопченой колбасы 4.1.5 Технология производства колбасы полукопченой использованием электрофизического перемешивания 4.3 Технология производства полукопченой колбасы использованием белковых обогатителей 4.5 Технология производства соленых изделий с БАК и ЭМВ 4.6 Технология производства вареных колбас, сосисок и сарделек с использованием мясокостной пасты Глава 6 Машины для механической обработки животного сырья Предисловие В условиях рыночной экономики его глубокой переориентации и продовольственной безопасности страны особенно большое значение имеет развитие пищевой, мясной и молочной промышленности. Приоритетными направлениями увеличения продуктов питания становятся эффективное и рациональное использование перерабатывающей промышленностью сельскохозяйственного сырья, совершенствование способов его обработки, внедрение ресурсосберегающих и безотходных технологий, хранение и транспортировка.

Необходимость создания новых и совершенствование существующих технологий, разработка высокоэффективных процессов, аппаратов и машин, способных обеспечить глубокую безотходную экологически чистую переработку животного и растительного сырья для получения готовой продукции высокого качества, не содержащего посторонних и вредных примесей, требует решения проблемы повышения эффективности производства и как одного из важнейших составляющих обработки животного и растительного сырья.

Особую актуальность приобретает создание продуктов здорового питания нового поколения с направленным изменением состава для массового потребления и лечебно-профилактического назначения для детерминированных групп населения, детей, людей старшего поколения и населения экологически неблагополучных регионов, пострадавших от ядерных взрывов и воздействия радиации на Семипалатинском ядерном полигоне.

Анализ сырьевых ресурсов и структуры переработки в мясной отрасли свидетельствует о том, что сложившаяся ситуация с обеспечением населения РК продовольствием обусловлена, в первую очередь, недостаточной продуктивностью животноводства и низким уровнем глубины переработки животного сырья и имеющихся белковых ресурсов.

Развитие интенсивного коневодства и другого животноводства требует значительных затрат и периода времени (кроме того, его возможности не безграничны), в связи с чем наиболее целесообразным, простым, экономически и технологически реальным способом обеспечения населения полноценными продуктами питания является путь полной комплексной переработки и сохранения имеющихся вторичных продуктов ресурсов белоксодержащего сырья животного и растительного происхождения.

Данный подход позволяет на 40-50% увеличить фонды потребления при минимизации затрат.

В частности, решение технологической задачи по расширению области использования плазмы крови (300 тыс.т/год), сыворотки молока, субпродуктов II категории (1 млн.т/год), обезжиренного молока и пахты (30 млн.т), сыворотки молока (15 млн.т), белка яйцепродуктов (около 40 тыс.т.) и других высокоресурсных видов белоксодержащего сырья при производстве мясных изделий позволили при одновременном улучшении экологической ситуации ввести дополнительно в область потребления свыше 400 тыс.т. животного и растительного белка. При физиологической норме потребления 20 кг животного белка в год появляется возможность обеспечить полноценными продуктами питания около 20 млн. человек.

Необходимо отметить, что в настоящее время доля используемого на пищевые цели белка крови убойных животных и ее фракций не превышает % от ресурса; сыворотку молока в натуральном виде в технологии мясных продуктов практически не применяют; большую часть субпродуктов II категории, направляют на выработку низкорентабельных ливерных колбас, передают на производство кормовой муки; недостаточно эффективно используется белок яйцепродуктов, мясное сырье с повышенным содержанием соединительной и жировой ткани и т.п. Основной причиной столь нерационального использования сырья является отсутствие научных данных, характеризующих функционально-технологические свойства, а также его биотехнологический потенциал, что могло бы послужить основой для создания принципиально новых технологий мясопродуктов. Расширение теоретических представлений о сущности биохимических, физико-химических и микробиологических процессов, сопутствующих процессам переработки и хранения животного сырья, составляющих основу новой пищевой технологии, должно обеспечить переход производства продуктов питания на качественно новый уровень при одновременном совершенствовании традиционных технологий и вовлечении в производство ограниченно-используемых видов белоксодержащего сырья.

Широкое использование костного сырья для производства различной продукции обусловлено содержанием в ней высокоусвояемых белков, жиров, фосфорных кальциевых солей, макро- и микроэлементов, витаминов, аминокислот. В традиционной технологии переработка костного сырья предусматривает, в основном, выработку из него костного жира, бульона, кормовой муки, а также с помощью кислотной и щелочной обработки извлечение белковых и минеральных компонентов для выработки пищевой продукции.

Одним из перспективных направлений в создании пищевых продуктов нового поколения является комплексная переработка мясокостного сырья на оборудование совмещающих технологические процессы механической обработки и создание машин для сверхтонкого измельчения, позволяющих получить продукт – пасту, освобожденную от ощущения жесткости на язык, полностью перевариваемых и усвояемых человеком.

Другим направлением в создании высокоусвояемых продуктов является обработка костного сырья биопрепаратом - активной творожной сывороткой.

В мясной промышленности область применения биопрепаратов полностью не изучена. В основном их используют для тендеризации мяса и получения гидролизатов из малоценного сырья, которыми обогащают пищевые продуктов.

Обработка костного сырья биопрепаратом базируется на традиционных биохимических и физических процессах, сходных с изменениями, наблюдаемыми при естественном автолизе мясного сырья. Скорость этих превращений регулируется температурой, величиной рН и концентрацией биопрепарата. Одновременное воздействие биопрепарата и ферментов, которыми богато вторсырье мясной промышленности, способствуют переводу высокобелковых фракций в низкомолекулярные соединения, образование «открытых» форм белковых молекул, которые легче перевариваются и усваиваются организмом. Полученные таким образом продукты обладают повышенной и биологической ценностью.

В монографии использованы фундаментальные труды Ребиндера П.А., Горбатова А.В., Пелеева А.И., Рогова И.А., Мачихина Ю.А., Мачихина С.А., Большакова А.С., Еркебаева М.Ж., Косого В.Д., Лимонова Г.Е., Либермана С.Г., Соколова А.А., Тулеуова Е.Т., Файвишевского М.А., и др.

Авторы выражают глубокую благодарность и признательность рецензентам: доктору технических наук, профессору Рскелдиеву Б.А.; доктору технических наук, профессору Узакову Я.М. за ценные замечания при написании данной монографии. Авторы так же выражают глубокую благодарность и признательность доктору технических наук, профессору Косому В.Д.; доктору технических наук Амирханову К.Ж.; кандидату технических наук Ибрагимову Н.К. за представленные материалы и помощь.

Глава 1. Использование животного и растительного сырья в производстве комбинированных мясопродуктов производстве комбинированных мясопродуктов Отечественными и зарубежными ученными (Беликов В.М., Бражников А.М., Большаков А.С., Дианова В.Т., Волгарев М.Н., Высоцкий В.Г., Дьяченко П.Ф., Журавская Н.К., Ивашов В.И., Липатов Н.Н., Рогов И.А., Тулеуов Е.Т., Уразбаев Ж.З., Соколов А.А., Скурихин И.М., Толстогузов В.Б., Кудряшов Л.С., Жаринов А.И., Бересков В.Г., Carpenter J.A., Dill C.W., Hermansson A.M., Kinsella G., Lawrie R.A., Payens G.A., Tibor H., Wismer-Pedersen J., Jong P.T.) разработаны многие аспекты физико-химических, биохимических и медикобиологических основ технологии мясных изделий, включая пищевые продукты комбинированного состава, показана перспективность комплексного использования белков субпродуктов крови убойных животных, молока, растительных белков, их изолятов, концентратов и текстуратов.

Сформулированы основные принципы математико-аналитического проектирования мясопродуктов с заданным составом макро-и микропитательных веществ.

Установлено, что создание мясных изделий с гарантированными качественными характеристиками требует знания функциональных свойств компонентов, входящих в состав рецептур и выявления условий их технологической совместимости.

Показана значимость процесса структурирования используемых белковых препаратов и структурообразования гетерогенных мясных систем в формировании качественных характеристик готовых изделий.

Обозначены представления о путях и перспективах использования биотехнологические приемов с целью модификации свойств сырья и интенсификации ряда биохимических и микробиологических процессов.

Следует отметить, что анализ существующих научно-практических подходов к комплексной переработке вторичного сырья животного происхождения (кровь и субпродукты) позволяет сделать заключение о особом месте в результате данной проблемы. Например, кровь можно рассматривать не только как источник полноценного белка, но и как систему, способную эффективно регулировать функционально-технологические свойства сырья, образовывать структурные матрицы, проявлять ряд неординарных биохимических свойств, что дает основание считать ее биообъектом с наилучшими функциональными свойствами. Следовательно, направлено воздействуя на ее состав создавать разнообразные белковые массы и комплексы компонентов веществ с заданными функционально-технологическими свойствами. Многокомпонентные смеси на базе цельной сыворотки крови со сбалансированным химическим составом можно одновременно рассматривать как основы получения биосистемы, обладающие при этом определенным биотехнологическим потенциалом, формируемым присутствующим в исходных компонентах естественными ингредиентами (микро-, макроэлементы, буферные системы. Ферментно-микробиологические комплексы и т.д.); особый научно-практический интерес представляет анализ потенциальных биотехнологических возможностей использования плазмы крови лошади, молочной смеси и других компонентов для улучшения процесса созревания мяса конины.

Такой подход позволяет раскрыть сущность специфичности состава, биои физико-химических свойств цельной крови лошади, молочного сырья расширяют научные представления о потенциальных возможностях сырья, создает предпосылки к пересмотру ряда традиционно-сложившихся принципов его технологического использования, обеспечивает формирование новых подходов к разработке новых технологий колбасного производства и соленности с использованием мяса конины.

Необходимо отметить, что до настоящего времени имеющиеся научные основы функционального использования плазмы крови лошади и ее субпродуктов изучены недостаточно и нуждаются во всестороннем анализе, систематизации, экспериментально-практической проверке.

Имеющиеся в доступной литературе сведения о кинетике структурирования промышленной, стабилизированной плазмы крови описывают в общем виде механизм коагуляционного взаимодействия белков [183, 261, 233] и не дают представления о специфике протекания процесса в условиях ионо- (H+ и Cа++) и термотропного гелеобразования в моно- и поликомпонентных белоксодержащих системах. Ограниченные экспериментальные данные [173,176,177], отражающие влияние физикохимических факторов на характеристику структурированных белковых продуктов (СБП), структурирующихся белковых композиций (СБК) на базе плазмы крови, а также на свойства модельных фаршевых систем, имеют бессистемный констатирующий характер и затрудняют понимание о механизме образования пространственных структур. При этом с позиций высказанной концепции особый научный интерес и практическое значение имеет рассмотрение основ процесса получения сыворотки молока белоксодержащих систем, включающих цельную кровь и ее плазмы путем дестабилизации и инициионирования фибринообразования ионами кальция, находящимися непосредственно в сырье животного происхождения. (Жаринов А.И., Рогов И.А. 1991 г.).

Изучение Са++ - донорской функции сырья животного происхождения, характера изменения концентрации [Са++] в зависимости от условий среды, влияния физико-химических факторов на продолжительность гелеобразования, состояние и свойства гельных структур, автором Жариновым А.И. позволили создать научно-обоснованную модель процесса рекальцинирования плазмы крови в поликомпонентных системах, получать фибриллярно-подобные матричные структуры с регулируемым составом и функциональнотехнологическими свойствами.

Следует отметить, что практическая результативность разработанных в настоящее время принципов формализованного проектирования пищевых продуктов, а также СБП, СБК, бинарных и многокомпонентных структурирующихся смесей, основанного на достижении адекватности химического состава и заданного уровня биологической ценности изделий, во многом предопределяется степенью технологической совместимости компонентов в гетерогенных мясных системах, зависящей от функциональнотехнологических свойств конкретных видов применяемого сырья. Именно эта группа характеристик, отражающих взаимосвязи состава, структуры, условий среды и свойств пищевых систем позволяет существенно проанализировать процесс разработки и совершенствования технологий мясопродуктов.

Возвращаясь к дальнейшему обсуждению и развитию предложенной концепции функционального использования цельной крови лошади и ее плазмы можно полагать, что способность данного биооъекта образовывать термотропные гели создает предпосылки к получению на их основе концентрированных или изолированных белковых препаратов нового типа с неординарными функционально-технологическими свойствами и высокой биологической ценностью.

По мнению автора, изучение процесса термокоагуляции белков плазмы крови лошади в присутствии дестабилизаторов и синергистов осаждения позволит сформулировать принципы денатурационно-коагуляционного структурирования плазмы с последующим осаждением из системы белкового препарата, разработать промышленные способы получения осажденного белка плазмы крови, и подготовить рекомендации по их использованию в частных технологиях мясопродуктов.

Анализ современных представлений о составе и свойствах плазмы крови, а также наиболее вероятного и перспективного элемента многокомпонентных систем – молочного белка (молочная сыворотка, цельное, сухое обезжиренное молоко, белковая масса, концентрат сывороточных белков, казеинат натрия и т.д.), позволяет прийти к заключению о том, что их комплексное использование дает возможность не только повысить биологическую ценность готовых изделий и улучшить ФТС сырья и мясных систем в целом, но и может обеспечить при определенных условиях направленное регулирование хода некоторых био- и физико-химических процессов за счет реализации биотехнологического потенциала естественных систем, присутствующих в исходных компонентах.

Изучение данного аспекта концепции и его разработка создает предпосылки к переходу технологии мясопродуктов на качественно новый уровень.

Таким образом, проведенный анализ научно-практических тенденций развития технологии мясопродуктов дает основание полагать, что выполненные автором в течении 1998-2009 г.г. в соответствии с Целевыми комплексными научно-техническими программами республики, направленные как на создание теории малоотходной переработки продуктов мясной и молочной промышленности с учетом функциональных возможностей, так и на разработку новых эффективных технологий мясопродуктов различного назначения.

должны способствовать решению наиболее актуальной народнохозяйственной задачи – обеспечение населения Казахстана высококачественными специализированными продуктами для профилактического питания на базе мясной (субпродукты, кровь и жир), молочной и плодовоовощной промышленности.

1.2 Использование костного сырья в производстве мясопродуктов В настоящее время в нашей стране и за рубежом существует множество технологических решений по переработке костного сырья, отличающихся друг от друга технологическими параметрами, аппаратурным исполнением, продолжительностью процесса и пр.

Общее для них – стремление к максимальному выделению из сырья пищевых компонентов, пищевого и технического жира, коллагена, минеральных веществ (компонентов) путем использования механического, физического, химического и теплового воздействия на кости [1-3].

Так, исследования советских ученых во главе с Шарпенаком А.Е.(1966г.) показали хорошую усвояемость костного препарата человеческим организмом.

Кальций из этих препаратов усваивается аналогично кальцию молока [4, 5].

Получение пищевых добавок из кости осуществляется по двум направлениям: выработка белково-жиро-минерального компонента для производства мясопродуктов и использование минеральной части кости и костного остатка в качестве источника фосфорно-кальциевых солей в пищевых продуктах.

В России проведены исследования по получению эмульсии из шейных и крестцовых позвонков крупного рогатого скота, подвергнутых тонкому измельчению с добавлением воды в соотношении 1:1 и 1:3 [4, 5]. Эмульсия содержала, в %: влаги – 76,1-79,0, жира – 1,5-5,0, минеральных солей – 6,7-10, и белка – 9,1-11,8. Получение белково-жиро-минерального компонента связано с тонким измельчением кости до размера частиц менее 50 мкм. Его можно применять в составе диетических продуктов для больных с нарушенным фосфорно-кальциевым обменом.

В Московском технологическом институте мясной и молочной промышленности (Большаковым А.С., Худайбердиевым А.Ю. и др.) разработана технология пищевого костного препарата [6-8]. Использовались обваленные, охлажденные кости молодняка крупного рогатого скота. Костный остаток после механической дообвалки автоклавировали и высушивали при температуре 150 0С. Высушенный костный остаток диспергировали на экспериментальной ударно-центробежной мельнице, получив костный препарат белого цвета в виде тонкодисперсного порошка. Из костного препарата и воды в соотношении 1:(1-1,5) готовили суспензию и вводили в фарш в количестве 1 %, 4 % и 8 % к массе основного сырья. Разработана технология и рецептура вареных колбас с концентратом минеральных веществ, в которых сбалансированы соотношения кальция и фосфора. Введение 1 % костного препарата способствует увеличению содержания кальция примерно в 15 раз. При этом не нарушается исходная сбалансированность аминокислотного состава. Минеральная часть кости способствовала снижению уровня холестерина в сыворотке крови, а также изменению содержания фосфора и кальция. Это обстоятельство позволяет рассматривать минеральный компонент, полученный из кости, как средство для профилактики атеросклероза и остеопороза [5].

В Польше (патент ПНР № 109009) запатентован способ получения компонента, улучшающего качество мясных продуктов. Предварительно измельченную кость смешивают с раствором следующего состава, %: NaCl – 3,8, нитрита и нитрата натрия соответственно 0,1–0,2 и 0,01–0,02. Эту смесь обрабатывают в коллоидной мельнице и направляют в резервуар для экстрагирования белка в течение 18 ч при рН 7. Затем смесь центрифугируют 30 мин и отделенный раствор сгущают. Экстракт предназначен для добавления в фаршевые мясные продукты.

Для сверхтонкого измельчения кости в Японии разработан комплект оборудования «Супермасколоидер» [9]. Процесс производства на нем пасты предусматривает замораживание кости, измельчение, смешивание грубоизмельченной кости с равным количеством воды, последующее тонкое и сверхтонкое измельчение. Для приготовления пасты наиболее приемлемыми являются свиные позвонки и ребра, которые содержат значительное количество костного мозга. Трубчатые кости, характеризующиеся повышенным содержанием кальция по сравнению с другими видами кости, считаются менее пригодными для выработки пасты.

Тонкое измельчение кости проводят в специальной дробилке, изготовленной из материала, обеспечивающего наилучшие санитарногигиенические условия получения пищевой мясокостной пасты. Выработанная паста имеет влажность 65 %, содержание золы и кальция в пасте из свиной кости составляет 5,2 %, из кости крупного рогатого скота – 15-20 %, куриной – 4,2 %; количество жира – 12 %, белка в пасте из всех видов кости – 10-14 %.

Такие пасты применяют в качестве добавок к сырью при производстве сосисок, колбас, котлет, бульонных концентратов и др. По данным японских специалистов, полное использование свиной кости для изготовления пасты позволяет на 20 % увеличить производство мясной продукции в пересчете на съедобную часть туши [10].

Костные препараты применяют при производстве супов, бульонов, соусов; их можно добавлять также в фаршевые и вареные мясные продукты, в консервированную ветчину и др. Положительное влияние костных препаратов на организм человека установлено при лечении рахита, кариеса зубов и других заболеваний. При добавлении в рацион питания костной муки отмечено повышение в крови иммунореактивного инсулина, что указывает на антидиабетогенные свойства этого продукта.

В Канаде костная мука используется как обогатитель пшеничной муки.

Доказано положительное влияние добавления костной муки к различным блюдам для питания людей в районах Крайнего Севера, высокогорья, так как при низкой температуре в их организме замедляется созревание коллагена и нарушается соотношение оксипролина и гесозаминов. При этом с мочей выводится больше азота, фосфора, кальция [11].

Использование протеолитических ферментов при производстве костных добавок к пищевым продуктам с целью улучшения их переваримости предложено в патенте Великобритании № 2035037. Обработка сырых костей, полученных от обвалки, заключается в том, что их погружают в раствор, состоящий из поваренной соли (2 % - 5 %), а также содержащий буферные соли, сахар и протеолитические ферменты. Выдержку в рассоле осуществляют в течение (18–24) ч., после которой кость направляют на дальнейшую обработку.

Использованием кости как пищевого продукта занимались ученые многих стран [12-16]. Японский ученый Фуджимото Бахейдоки запатентовал способ получения пищевых веществ из кости [5]. Выводы его о большей значимости кости для питания человека основаны на том, что она является не только основой организма человека, но и тканью, выполняющей важные метаболические функции обмена веществ, роста, кроветворения.

Состав кости человека может быть улучшен путем включения в пищу костей теплокровных животных. Это в свою очередь ведет к повышению жизненной активности и улучшению ряда функций организма человека. По данным Фуджимото в кости содержится, %: влаги - 27, жира - 17, коллагена - 3, мукополисахаридов - 10, других органических веществ - 9, фосфора - 15, кальция - 20, других веществ - 3. Количество минеральных веществ в организме человека постоянно изменяется. Так, фосфор за 20 суток сменяется на 1/3. Он является основным звеном в механизме энергетического обмена. Кальций необходим для построения кости, нормального функционирования оболочек клеток, нервно-мышечной активности и умственной деятельности человека.

Костный мозг является генератором различных клеток крови, от нормального состояния которых зависит внутреннее дыхание ткани организма.

В России (М.Л. Файвишевским, В.Е. Ивановым и др.) предложена технология безотходной переработки кости с получением белкового компонента, пищевого жира и кормовой муки. Сущность ее состоит в последовательной обработке измельченной кости кондуктивным методом и воздействием острого пара. Экстракт разделяют на жир и белковый раствор, последний сушат распылительным методом. Обработанную кость высушивают и измельчают в муку [17]. В целях интенсификации процесса экстракции и увеличения выхода конечного продукта М.Л.Файвишевским, Т.Н.Лисиной и др.

разработан метод, предусматривающий извлечение белковых компонентов деструкцией костной ткани путем воздействия на нее под давлением острого пара или воды в стационарной аппаратуре различной конструкции. Результат этих методов – три вида готовой продукции: сухой белковый полуфабрикат (СБП), пищевой жир и кормовая костная мука.

Кость и костный остаток после обезжиривания направляют в аппарат для экстрагирования белковых веществ, где при жидкостном коэффициенте 1:1,5 их подвергают тепловой обработке 70–80 0С при перемешивании с добавлением соляной кислоты. Выход белкового концентрата (белкона) составляет 10 % от массы сырья. Растворимые белковые вещества отделяли от образовавшегося осадка минеральных солей, нейтрализовали, концентрировали и обезвоживали, получая светло-желтый порошок без вкуса, со слабым специфическим запахом.

После соответствующего обогащения они могут быть применены как в традиционных, так и во вновь создаваемых продуктах питания [18].

Известно, что продукты из кости являются источником различных биологически активных веществ (БАВ), витаминов, макро-микроэлементов, полиненасыщенных жирных кислот и белков (коллагена и эластина). В соответствии с теорией адекватного питания составные части кости физиологически необходимы организму человека.

За рубежом большое внимание уделяется использованию в качестве добавок препаратов из кости, а также отдельных, выделенных из нее компонентов для повышения биологической ценности пищевых продуктов.

Установлено, что костные препараты способствуют улучшению обмена кальция и фосфора в организме, обладают антидиабетическими свойствами, снижают вероятность появления камней в мочевом пузыре, способствуют предотвращению кариеса зубов. Применение костных препаратов при производстве мясопродуктов способствует улучшению их вкуса, органолептических показателей, увеличивает биологическую ценность готовых изделий. Коллаген играет значительную роль в нормальном функционировании деятельности желудочно-кишечного тракта [19-21].

Фирма Stephen Paoli Mfg. Co (США) выпускает машины для переработки шейных и спинных позвонков, полученных при обвалке туш крупного рогатого скота и свиней. При обработке в них из костей вырабатывают белково-жироминеральную эмульсию, пригодную для использования при изготовлении колбас, сосисок и других пищевых продуктов. По данным фирмы, при обработке шейной части говяжьих туш выход мякотной ткани составляет 25- %, свиных – 31-42 %. Получаемая эмульсия однородна, не содержит видимых частиц кости. По химическому составу она приближается к мясу, что указывает на возможность ее применения при производстве колбасных изделий.

Lawrence и Gelen [22] предложили способ извлечения белка из костного остатка после механической обвалки мяса птицы. Измельчение сырья и смешивание его с водой, доведение pH суспензии до 10,5 добавлением 20процентного раствора едкого натра, обработка в горизонтальном декантере, отделение жидкого экстракта и подкисление его соляной кислотой, отделение белкового сгустка в центрифуге. Этот способ позволяет выделить большую часть миофибриллярных белков. Недостатки его - вместе с надосадочной жидкостью теряется значительное количество саркоплазматических белков, которые не осаждаются кислотой.

Gelen и др. [23] изучили метод выделения белков из измельченных костей путем щелочной экстракции взамен механической дообвалки. Авторами проведены исследования метода осаждения белков - кислотой, замораживанием - размораживанием и термообработкой и было показано, что интенсивный нагрев при pH менее 6 - наиболее эффективный метод получения максимального количества белка.

Кислая коагуляция и замораживание - размораживание обеспечивали получение сгустков хорошо коагулирующих под действием нагрева, однако, потери некоагулируемого белка в зависимости от конечного значения pH были высокими - от 25 % до 40 %. Выход белка свыше 90 % достигался путем интенсивного нагрева при pH 5,5, однако, эти сгустки были рассыпчатыми, не коагулировали под действием нагрева и были не пригодны для использования при изготовлении мясных продуктов. Этот метод может применяться в производстве сухих мясных белковых концентратов.

Исследование питательных свойств полученных сгустков показало, что они содержат больше незаменимых аминокислот по сравнению с мясом ручной обвалки (39 - 40) % и механической (24 - 39) % - лопаточной части; (32 - 33) % шейной; (34 - 36) % - ребра, что свидетельствует о лучшем удалении коллагена, соединительной ткани и неорганических веществ.

Хорошие питательные свойства белков, получаемых при низкотемпературной щелочной экстракции, подтверждаются также высоким содержанием азота, низким содержанием жира и рассчитанными значениями эффективности белка. Экстракт может быть использован в качестве питательной добавки к мясным продуктам, содержащим большое количество триптофана, не оказывая неблагоприятного влияния на аминокислотный состав мясных белков. Экстрагирование по сравнению с машинной обвалкой устраняет возможность появление остатков костей, что уменьшает содержание кальция в конечных продуктах.

Galdironi и Ockerman [24] получили экстракты из говяжьих костей методом, аналогичным описанному выше, ими установлено, что экстракты костных белков имеют более низкую эмульгирующую способность. С целью ее повышения были приготовлены смеси костных экстрактов и мясных белков.

Смеси, включающие до 10 % костных белков, обнаруживали лучшую эмульгирующую способность, чем плазменные белки, которые хорошо эмульгируют жир. Эмульгирующая способность костных белковых экстрактов с добавлением пирофосфата (0,25 % и 0,5 %) значительно повысилась, и мало отличалась от эмульгирующей способности плазменных белков.

В США разработан метод извлечения белков из кости путем водной экстракции и последующего центрифугирования на жидкую фракцию, содержащую протеин и твердую фракцию - кость [3, 25]. Белок осаждают, изменяя pH жидкой фракции, а затем отделяют его центрифугированием или фильтрацией. Выход белка достигает 25 % от массы сырой кости. Качество его высокое, он может быть использован при производстве колбас и других мясных продуктов. Предварительная обработка измельченных костей с помощью физико-химических и биохимических методов расширяет возможности использования этого вида сырья. Получение на основе костной ткани белковожировых добавок, гидролизатов открывает новые перспективы создания широкого ассортимента продуктов.

Японский ученый Сбалси Кэйо получил пищевой продукт из костей животных, которые замораживали при температуре минус 20 0С- минус 30 0С в течение 10-15 мин. Затем их измельчали, добавляли воду, кипятили, снова замораживали до минус 40 0С. После этого вводили фермент, расщепляющий белок [2]. Полученную массу измельчали, высушивали и использовали как пищевую белковую добавку.

Эти результаты позволяют сделать выводы о возможности совокупного использования кости в производстве мясного сырья в тех пропорциях, в каких оно заложено самой природой в организме убойных животных.

В Казахстане используют на пищевые цели костное сырье крупного рогатого скота для получения высококачественного костного жира, пищевого и технического желатина, костного клея, костной муки.

Учитывая новые подходы теории адекватного питания к использованию сырья с повышенным содержанием соединительной ткани, учеными предложены мясные полуфабрикаты из субпродуктов I и II категории: крови, кишок, жилок, свиной шкурки и кости, в которых соотношение белок : жир было на уровне 15 % - 18 % близко к оптимальному (1:1) [26-29].

Анализ литературных источников показал, что костное сырье еще не достаточно применяется на пищевые цели, хотя по современным представлениям и биологической значимости, оно обладает необходимыми свойствами и после соответствующей обработки может использоваться в производстве продуктов питания.

1.3 Использование поликомпонентных белковых систем и биофизических методов для обработки мяса Для приготовления посолочных смесей и рассолов традиционно используют пищевую поваренную соль.

Однако кроме поваренной соли в состав рассола могут входить – нитрит натрия, сахар, фосфаты, аскорбинат натрия, глютаминат натрия, т.е.

традиционный рассол уже является многокомпонентным.

Нитрит натрия используется в качестве стабилизатора окраски мяса и для торможения микробиальных процессов мясе. Нитрит ядовит, и его необходимо использовать в строго определенном количестве по технологической инструкции.

Сахар, являясь вкусовым веществом, смягчает соленость, способствует повышению устойчивости окраски соленых продуктов. Фосфаты добавляют для повышения ВСС и увеличения выхода вареных и запеченных изделий.

В качестве стабилизаторов окраски мясопродуктов используются аскорбиновая кислота, аскорбинат натрия. Поглощая кислород из воздуха, аскорбиновая кислота предохраняет пигменты мяса от окисления. В присутствии аскорбиновой кислоты практически невозможно образования NO ухудшающей окраску мяса. Использования различных пищевых добавок в составе рассола необходимо для улучшения качественных показателей соленых мясопродуктов.

Фирма Pro-Bond (США) разработала новый способ получения рассола для посола мяса. Способ основан на электролизе раствора соли малой концентрации (1,5%) посредством пропускания постоянного электрического тока при строгом контроле его мощности, продолжительности процесса и конфигурации камеры. Электролизованный рассол используют вместо воды для составления обычных рассолов. При этом необходимо вносить поправку на добавочную соль, остальные ингредиенты вводятся как обычно.

Электролизованный рассол предупреждает распад желатина, образующегося из основного структурного белка мяса – коллагена при тепловой обработке на мелкие пептидные молекулы, которые теряются вместе с мясным соком. В результате выход увеличивается на 2-6 %. Использование такого рассола способствует улучшению окраски мяса, что дает снизить количество вводимого и, следовательно, остаточного нитрита. Рассол повышает рН готового продукта и экстракцию белков.

Для получения электролизованного рассола используют только высокочистую соль и деионизированную воду, что также обусловливают его преимущества, так как готовый продукт отличается пониженным содержанием хлора, ионов металлов, кальция и других компонентов, отрицательно влияющих на ВСС мяса.

Известно, что биологические объекты чувствительны к активации даже минимальной интенсивности. Это объясняется тем, что в живом организме имеются чрезвычайно тонкие и чувствительные системы сложных белков – ферментов, которые в естественных условиях способствуют оптимальному протеканию биохимических процессов. Активация, по видимому, вызывает повышенную проницаемость биомембран и содействует более интенсивному действию ферментов [30, 31].

Электрохимическая активация (ЭХА) жидких сред – это процесс воздействия постоянного электрического тока на среду. Природа активации еще недостаточно изучена. Однако ряд интересных свойств активированных сред привлекли к явлению активации внимание ученых (В.М. Горбатов и др., Борисенко А.А. и др.).

ЭХА сред происходит в пространстве между двумя электродами, на которых создано напряжение постоянного электрического тока. В жидкой среде происходят электрохимические процессы, сопровождающиеся образованием и движением ионов. Активированная вода обладает антисептическими свойствами.

В некоторых странах, например в Норвегии, запрещено использование нитритов в качестве компонента рассолов, фиксирующего окраску изделий.

Можно предположить, что в будущем нитриты будут исключены из мясопродуктов и для стабилизации их окраски будут предложены вещества, не оказывающие вредного воздействия на организм человека.

Многочисленные исследования ученых направлены на разработку поликомпонентных белковых систем, используемых для посола мяса. В состав белковых систем входят: цельная кровь, сыворотка и плазма крови, растительные экстракты, пищевые жиры, жирные кислоты, ферментные препараты, бактериальные закваски, молочные белки и др.[32-49].

Применение поликомпонентных рассолов позволяет рационально использовать продукты переработки пищевого сырья, увеличить выход готового продукта, повысить его пищевую и энергетическую ценность, физиологическую полезность с одновременным улучшением органолептических показателей.

Использование различных жировых и белковых компонентов связано с получением поликомпонентных белковых и жировых эмульсий различными способами. Принцип получения эмульсии на основе растительного или животного жира основан на процессе диспергирования с образованием мельчайших капелек диаметром от 2 до 10 мк, покрытых адсорбционной белковой оболочкой. Белок на поверхности раздела жир – вода адсорбируется только в среде, близкой к нейтральной, и на поверхности жидкого жира. При хорошей адгезии на поверхности капли жира образуется прочная и эластичная пленка, препятствующая коалесценции – слиянию мелких жировых шариков в более крупные, что делает эмульсию стабильной длительное время. При нагревании жировой эмульсии, покрытой белковой оболочкой, устойчивость оболочки сохраняется [3,5,21,27,44,157,165].

На практике установлено, что при охлаждении эмульсии ниже точки плавления жира адгезия между жиром и белком становится слабой и белковая оболочка спадает с поверхности жира, т.е. данная эмульсия при низких температурах неустойчива.

Для получения стабильной эмульсии жира, покрытой белковой оболочкой, требуется примерно 2-8 % белка на массу жира в зависимости от степени дисперсности эмульсии. Для покрытия всей поверхности мономолекулярным слоем при диаметре жировых шариков 2-3 мк на 100 г жира необходимо 2-2,5 г белка. Степень эмульгирования, т.е. размер жировых шариков, зависит от применяемого оборудования. После обработки в простых мешалках размер жировых шариков составляет примерно 80-100 мк, что совершенно недостаточно для получения хорошего качества продукта. Эмульсии с диаметром частиц 20-40 мк получают в мешалках с частотой вращения ротора 20-33 с-1 и в вибрационных мешалках, а диаметром от 2 до 10 мк – только в поршневых гомогенизаторах и ультразвуковых эмульгаторах.

Эмульсиями называются дисперсные системы, образованные двумя несмешивающимися жидкостями. Они нашли широкое применение в различных отраслях промышленности. Этим обусловливается необходимость количественной оценки ряда важных технологических характеристик эмульсий.

Способность жиров к образованию эмульсий меняется в больших пределах под влиянием температуры среды и наличия эмульгаторов и стабилизаторов. В присутствии эмульгаторов возможно образование устойчивых концентрированных эмульсий типа жир в воде и вода в жире в зависимости от их количественного соотношения. Эмульгаторами могут быть вещества, молекулы которых, кроме неполярной группировки, содержат несимметричную поляризованную группу. Они легко адсорбируются на поверхности раздела фаз.

Адсорбируясь на поверхности капелек жира, эмульгатор создает адсорбционный слой гелеобразной структуры, который препятствует их слиянию. Наиболее эффективными эмульгаторами являются вещества, способные образовать коллоиды в дисперсной среде (воде или жире) в зависимости от типа эмульсии. Для упрочнения структуры адсорбционного слоя в систему вводят вещества, стабилизирующие эту структуру – стабилизаторы. Структура поверхностных слоев сложна и зависит от типа эмульсий (прямая или обратная). Частицы стабилизатора располагаются, обращаясь полярной частью к полярному компоненту системы (вода), а неполярной – к неполярному (жир). В обеих системах в структуре дисперсионных частиц связывается некоторое количество адсорбционной воды.

Под эмульгирующей способностью эмульгатора часто понимают то максимальное количество дисперсной фазы, которое можно диспергировать в данном объеме эмульгатора при некоторых определенных условиях. Роль эмульгирующего фактора при образовании водно-жировых дисперсионных систем также выполняет и температура. Величина поверхностного натяжения уменьшается с ростом температуры, вследствие ослабления сил молекулярного притяжения с увеличением среднего расстояния между молекулами.

Применение уравнения Гиббса – Гельмгольца к поверхности раздела показывает, что полная поверхностная энергия единицы поверхности больше ее свободной энергии и слагается из двух величин и q. Величина равна максимальной работе процесса, в то время как q показывает какое количество тепла поглащает система при изотермическом образовании 1 см2 поверхности для поддержания постоянной температуры.

Причина поглощения тепла, с молекулярно-кинетической точки зрения, заключается в том, что молекулы движутся к поверхности преодолевая молекулярное притяжение, направленное вглубь фазы; при этом скорость их уменьшается, и поверхность раздела образуется таким образом из молекул более « медленных», а следовательно, температура поверхностного слоя понижается, если энергия в форме тепла не подводится извне. Таким образом, полная поверхностная энергия единицы поверхности является температурным инвариантом и может быть использована для сравнительной характеристики молекулярных сил в гетерогенных эмульсиях различного состава и строения.

Установлено, например, что при температурах свыше 40 0С происходит резкое снижение коэффициента поверхностного натяжения крови, затрудняющее ее использования в составе эмульсии.

В качестве жирового компонента рассолов также использована переэтерифицированная смесь животного жира и дезодорированного растительного масла (соотношение 3:2), что хорошо сочетается с нежирным мясом при посоле [14].

Введение жирового компонента на основе животного и растительного жиров сопровождается:

-улучшением количества полиненасыщенных жирных кислот (ПНЖК), не синтезируемых в организме;

-повышением энергетической ценности готового продукта;

-оптимизацией соотношения влага : белок : жир в готовом продукте;

-улучшением показателей его консистенции и сочности.

Для улучшения качественных показателей соленых изделий из конины использована эмульсия, состоящая из говяжьего и бараньего жира, плазмы крови и вакуум - механическая обработка соленого полуфабриката.

Нами разработаны рецептура и технология получения белково-жировой и кровяно-жировой эмульсии, которые используются в качестве поликомпонентного рассола для посола конины с низкой жирностью (А.с. № 1405777).

Применение эмульсии в сочетании с интенсивными методами обработки позволяет улучшить качество готового продукта, сократить продолжительность технологического процесса и повысить выход на 4-6 %.

Значительно сокращаются потери белковых и экстрактивных веществ, интенсивно накапливаются продукты распада белков, которые в некоторой степени участвуют в вкусоароматообразовании. Улучшаются структурномеханические свойства соленого продукта, повышается питательная ценность.

За счет увеличения влагосвязывающей способности конины обеспечивается меньшие потери массы при тепловой обработке и повышенный выход готовой продукции.

1.3.1 Использование растительных и ферментных препаратов для обработки мяса и производства мясопродуктов Технологический процесс производства соленых мясопродуктов с применением изолированного соевого белка СУПРО 595 разработан учеными Российской Федерации [109].

Рассол составляют в емкости из нержавеющей стали путем последовательного растворения ингредиентов при интенсивном перемешивании. Для лучшего растворения компонентов рекомендуется использовать лопастную мешалку.

Последовательность закладки ингредиентов при составлении рассола: в емкость наливают холодную воду (80-85 % от количества, указанного в рецептуре) и растворяют в ней сахар, фосфаты, затем каррагинан (если он включен в рецептуру) и постепенно вводят изолированный соевый белок СУПРО 595. После полного растворения вышеперечисленных компонентов в емкость добавляют поваренную соль и продолжают перемешивание. В самом конце процесса приготовления рассола вносят нитрит натрия и аскорбиновую кислоту или её производные. Оставшееся количество рецептурной влаги (15- %) добавляют в виде льда для снижения температуры рассола.

Температура рассола не должна превышать 4 0С.

Приготовленный рассол перед инъецированием рекомендуется выдерживать в течение 20-30 мин.

Готовые рассолы стабильны в течение суток при температуре 0-4 0С. Если аскорбиновую кислоту и ее производные добавлять в рассол непосредственно перед инъецированием, то рассол можно хранить 2-3 суток.

Рекомендуемый уровень использования каррагинана 0,4-0,7% к массе несоленого сырья.

Рекомендуемый уровень использования белка СУПРО 595 1,0-1,6% к массе несоленого сырья.

Нитрит натрия вводят в виде 2,5-процентного раствора или в сухом виде из расчета 10 г нитрита натрия на 100 кг мясного сырья, в строгом соответствии с инструкцией по его применению и хранению, утвержденной в установленном порядке. Аскорбиновую кислоту вводят без нейтрализации.

Технологические этапы посола и созревания сырья при использовании рассолов с изолированным соевым белком осуществляются с применением посолочного оборудования (много/одноигольчатый шприц, вакуумный массажер/тумблер) и предусматривают: шприцевание (инъецирование) сырья рассолом; массирование/тумблирование нашприцованного сырья;

Для каждого вида продукта рекомендуется использовать отдельную емкость для массирования и оптимальный режим массирования с учетом:

вида и состояния сырья; коэффициента загрузки массажера; глубины вакуума;

скорости вращения барабана; цикличности работы массажера.

Массажеры должны быть установлены в посолочном отделении или в специально выделенном холодном помещении с температурой от 0 до 4 0С.

Дальнейший технологический процесс ведут по действующей технологической схеме.

Разработан способ приготовления белково-жировой смеси (А.С. № 712068), предусматривающий смешивание обезжиренного молока, масла растительного, при смешивании дополнительно вводят гороховую муку, предварительно запаренную водой с температурой 90-95 0С при соотношении 1:1, при этом молоко вводят в количестве 15-30 кг, масло растительное 15-25 кг в расчете на 100 кг муки.

Предложена композиция для инъецирования мяса, содержащая нитрит натрия, тринатрийпирофосфат девятиводный, соль поваренная, воду и концентрат сывороточных белков, экстракт мицелия гриба, а также обогащенную молочную сыворотку, заквашенную ацидофильной палочкой.

Данная поликомпонентная смесь ускоряет процесс посола, повышает выход и улучшает качественные показатели готовой продукции [63].

Для лучшего использования конины II категории рекомендуется посол сырья рассолом, содержащим костный жир и кровь с последующим массированием в две стадии.

Изменения белков мяса при посоле с использованием поликомпонентного рассола и физических методов связаны с конформационными превращениями белковой структуры. Белки конины очень чувствительны к перераспределению воды и соли.

Исследованиями ученых НПО «Комплекс» (Гришакова И.А., 1987) установлено, что ускоряется процесс посола тушек кур при использовании белковых добавок и безигольной инъекции. В качестве белковых добавок использовали смесь казеината натрия и соевого изолята в соотношении 1:1.

Количество белковой добавки не превышает 10 % к массе рассола. Состав посолочного рассола: вода – 83,5 %, соль- 6 %, сахар- 0,5 %, казеинат натрия – 5 %, белок соевый – 5 %. Рассол вводили под давлением в безигольном инъекторе, разработанном НПО « Ленмясомолмаш». Количество вводимого рассола 15 % к массе тушки. Определяли качество продукции на примере изделий типа «Цыпленок запеченый особый». Использование белковых добавок позволяет увеличить выход готового продукта по сравнению с традиционной технологией на 7-10% без ухудшения органолептических, физико-химических и биологических показателей.

интенсифицировать процесс посола тушек, сократить его длительность с 12- часов до 2 ч.

Основной проблемой применения ферментных препаратов в мясной промышленности является необходимость обеспечения их равномерного распределения в толще обрабатываемого продукта. Однако, с использованием струйного инъецирования и интенсивных методов обработки (электромассирование, механическая обработка и т.п.) эта проблема в основном решена [16,278].

Особый интерес представляют исследования, связанные с применением эффективных ферментных препаратов из дешевого и доступного сырья, не имеющих посторонних запахов и привкуса, благополучных в санитарном отношении. К таким ферментам относятся: гиалуронидаза, папаин, трипсин, пепсин, фицин, протосубтилин, тестипан и др.

При использовании биологических веществ наметилась тенденция их использования с наполнителями, такими как соль, крахмал, лактоза, сахароза, глюкоза и другие, с целью стабилизации свойств ферментов, повышения их активности, а также увеличения срока их действия.

Ферментирование мяса в сочетании с посолом вызывает улучшение структурно-механических показателей, т.е. нежности мяса. Изменение прочностных характеристик мяса под действием ферментативных препаратов было отмечено и при изучении микроструктуры мышечной ткани. Так, например, под действием пепсина, находящегося в составе рассола, помимо набухания и расслоения мышечных волокон, вызываемых действием традиционного рассола, происходит поперечная фрагментация их с образованием сквозных полостей. Такие же изменения гистологической структуры соленой конины обнаружены при обработке многокомпонентным рассолом, содержащим фермент – тестипан [6].

Исследованиями Борескова В.Г. и др. установлено, что оптимальная концентрация пепсина составляет 1 % препарата к массе рассола. Изучена также возможность использования ферментного препарата «Рыбный панкреатин», вырабатываемого объединением «Биолар» [30, 62].

Данный препарат обладает высокой протеолитической, гиалуронидазной и амилазной активностью. Это открывает широкие перспективы его использования при производстве соленых мясопродуктов. Определены функциональные и биохимические свойства препарата и выявлены закономерности изменения его активности в широком диапазоне температур, значений рН и концентрации нейтральных солей. Установлено, что оптимальная концентрация ферментного препарата составляет 0,1 - 0,2 % к массе сырья. Исследование пищевой и биологической ценности мясных соленых изделий, изготовленных с применением данного препарата, свидетельствует о высоких качественных характеристиках готовой продукции, повышении переваримости и коэффициента эффективности белка.

Один из наиболее дешевых ферментных препаратов – рениномиин.

Изучено тендеризирующее влияние рениномиина на мясное сырье с повышенным содержанием соединительной ткани.

Установлено, что в результате его действия имеет место глубокое разрушение сарколеммы мышечных волокон и существенная фрагментация коллагеновых волокон. Эти данные микроструктурных исследований совпадают с результатами изменений структурно-механических, органолептических свойств и биологической ценности ферментированных мясопродуктов по сравнению с традиционными [16,60,65,75,96,174].

Использование рениномиина обеспечивает снижение прочностных характеристик готовых соленых мясопродуктов и способствует улучшению их органолептических свойств.

Сочетание интенсивной МО и предварительного шприцевания поликомпонентным рассолом, содержащим 0,3 % фосфата, 0,1 % ферментного препарата позволяет получить готовой продукт хорошего качества с высоким выходом.

Количество добавляемого ферментного препарата зависит от времени, в течение которого необходимо достигнуть желаемого эффекта, и от условий, в которых он действует. Чем больше разность между величиной рН сырья и оптимумом рН фермента, тем большее количество препарата необходимо.

Электромеханические воздействия способствуют возрастанию активности протеаз, однако по мере увеличения концентрации соли их активность снижается, что необходимо учитывать при разработке технологии ферментированных мясопродуктов.

В настоящее время в мясной промышленности используется всего 6-10 % известных ферментных препаратов. Это объясняется дефицитностью сырья, применяемого для производства ферментов, трудностью их выделения, а отсюда высокой стоимостью, а также побочными действиями препаратов. По данным различных исследователей для улучшения консистенции мясопродуктов рекомендуется обработка их рассолом, содержащим, кроме основных компонентов, бактериальные протеолитические ферменты и 2-5 % (от массы рассола) фосфатов натрия. Добавление фосфатов способствует росту протеолитической активности тканевых ферментов на 40-75 %. Это объясняется тем, что при внесении фосфатов меняется величина рН мяса, которая благоприятна для протекания ферментативных процессов. Наметилась тенденция применения наполнителей, таких как крахмал, лактоза, сахароза, глюкоза, глицерин и другие, с целью стабилизации ферментных препаратов, повышения их активности, а также увеличения срока их действия и облегчения дозирования в производственных условиях. В ВСТИ проведены исследования влияния многокомпонентной смеси, содержащей ферментный препарат, на технологические свойства натуральных полуфабрикатов из конины.

Установлено снижение напряжения среза готового продукта на 43-44 %.

Ферментный препарат способствует более равномерному распределению соли по объему продукта и увеличивает скорость фильтрационно-диффузионного процесса. При применении ферментов большое значение имеет их коллагеназная активность, т.е. способность воздействовать на коллаген соединительной ткани. Истинной коллагеназной активностью обладают лишь некоторые протеазы, в частности фицин способен гидролизовать нативный эластин, панкреатин - эластин и коллаген. Большинство ферментов не гидролизуют нативный коллаген. Под коллагеназной активностью понимают также последовательное суммарное действие ферментов на соединительную ткань.

На активность ферментных препаратов влияют рН, наличие активаторов и ингибиторов, характер субстрата, продолжительность протеолиза, температура, концентрация фермента.

В промышленности из этой группы протеолитических ферментов вырабатывают папаин, фицин, бромелин. Для обработки мяса наибольший интерес представляют ферменты, обладающие протеолитической активностью в широком интервале рН среды 3,9-9,0. В этом случае смещение рН среды не вызывает инактивации ферментов [9,110].

По данным ученых (Большаков А.С. и др., Кудряшов Л.С., 1998) доказано, что применение протеолитических ферментных препаратов способствует интенсификации созревания и посола мяса. В наибольшей степени их действия проявляется в условиях, близких к тем, при которых активны тканевые протеиназы. Можно предположить, что вводимые ферментные препараты являются синергистами с тканевыми протеиназами, в результате чего увеличивается их действия на белковые макромолекулы [4,15,16].

При производстве соленых мясопродуктов быстрота и равномерность распределения посолочных веществ, вкусо-ароматические показатели, консистенция, другие специфические свойства изделий в значительной степени зависят от изменения проницаемости структуры вследствие действия биотехнологических и физических факторов. В ходе длительных автолитических процессов проницаемость мембранных образований тканей повышается из-за увеличения активности собственных ферментов мяса. Между тем, мышечная ткань содержит довольно незначительное количество внутриклеточных ферментов (примерно, в 60 раз меньше, чем в паренхиме печени). В этой связи многими учеными были изучены различные экзогенные ферментные препараты животного, растительного и микробного происхождения и их воздействие на мясное сырье с целью ускорения технологических процессов и улучшения качества продукции.

Существенное влияние на активность ферментов оказывает реакция среды.

Это и понятно, поскольку в поддержании нативной конформации белковой молекулы помимо различного рода ковалентных связей принимают участие и ионные связи. Изменения рН среды, очевидно, будут влиять на степень диссоциации ионогенных групп и в определенной мере изменять структуру фермента. При значительном сдвиге рН среды структура фермента может настолько изменится, что он потеряет свою каталитическую активность. Важно отметить, что оптимум рН фермента необязательно должен совпадать с рН внутриклеточной жидкости, в которой находится фермент. Таким образом, рН среды может существенно влиять на конформацию ферментов, регулируя тем самым их внутриклеточную активность в живых организмах. Это влияние представляет особый интерес и для понимания тех изменений, которые происходят в результате биохимических реакций в животных продуктах, т.к.

посмертные изменения в мышцах сопровождаются существенными изменениями рН.

Еще более сложным оказывается влияние температуры на активность ферментов. Оптимальная температура, при которой активность большинства ферментов наиболее высока, составляет 40-50 0С. Выше этой температуры их активность обычно несколько возрастает и при достижении определенного уровня резко падает до нуля – наступает инактивация фермента. Это обусловлено быстро наступающей его денатурацией, которая для большинства белков наступает при температуре 50-60 0С. С понижением температуры активность ферментов также уменьшается. Снижение активности в этом случае может быть вызвано изменением характера сольватации ферментного белка или изменением конформации ферментного белка.

Для большинства ферментов скорость катализируемых ими реакций можно найти по уравнению Аррениуса:

где: V0 – константа скорости (постоянная величина).

Ea – энергия активации.

R – газовая постоянная.

T – абсолютная температура.

Однако не все ферменты подчиняются этой зависимости. Например, активность некоторых ферментов полностью утрачивается уже при 20 0С, тогда как другие ферментативные процессы могут идти при –60 0С. Например, липаза и пероксидаза активны при –29 0С. Такие ферменты, как каталаза, тирозиназа и пероксидаза, более активны в замороженном состоянии [4, 9].

Для ферментов, проявляющих высокую активность при низких температурах, в замороженных растворах существенное значение имеет происходящий при замораживании переход среды из жидкой фазы в твердую.

По мнению некоторых исследователей, ускорение реакций в замороженных растворах является результатом каталитического действия твердых поверхностей, в том числе и структурированной воды. Согласно другим данным, при замораживании растворов скорость реакции замедляется в соответствии с уравнением Аррениуса: в то же время, по мере вымерзания воды происходит увеличение концентрации реагирующих веществ в жидких включениях, что соответственно повышает скорость реакций. Конкуренцией этих двух факторов, как полагают, и определяется результирующая действительной скорости ферментативных реакций в замороженных растворах.

Активность ферментов зависит также от длительности пребывания их при низких температурах. На степень инактивации ферментов оказывает влияние скорость понижения температуры.

В практике исследований обычно определяют активность ферментов.

Количество фермента и его активность – это в принципе не равнозначные понятия, т.к. часть фермента может быть частично или полностью ингибирована и может не проявлять своей активности.

Принцип определения активности фермента состоит в том, что о его активности судят по производимому им действию – по скорости исчезновения субстрата (или субстратов) или по скорости накопления продуктов реакции.

Количество образующихся или вступающих в реакцию в течение всего ферментативного процесса химических соединений определяют обычно различными методами аналитической химии. Таким образом, аналитические методы определения субстратов или продуктов реакции лежат в основе определения активности ферментов.

За единицу активности фермента принимается такое его количество, которое способно вызвать превращение одного микромоля субстрата в минуту при 25 0С в оптимальных условиях.

К последним, как уже отмечалось, относятся оптимальные значения температуры и рН, соответствующий специфичности фермента субстрат и его концентрация, достаточная для насыщения им фермента. Таким образом, при определении активности любого фермента все эти условия должны быть строго соблюдены.

Для широкого использования в мясной промышленности более целесообразными являются ферментные препараты, обладающие высокой комплексной активностью [9,115,179].

Использование их позволяет расширить ассортимент мясопродуктов, увеличить ресурсы мясного сырья за счет использования сырья с повышенным содержанием соединительной ткани, улучшить консистенцию и др.

качественные показатели готовой продукции.

Ученые МГУПБ разработали новый прогрессивный метод интенсификации посола мяса - метод «спрей» – инъецирование мяса под высоким давлением через отверстия в иглах малого диаметра. Шприцеватели марки « MOVISTIC»

(испанская фирма) имеют иглы от 11 до 14 с диаметром 0,6 мм. Разбрызгивание рассола методом спрей осуществляется за счет применения поршневого насоса, который подает рассол, разбрызгивая его на тысячи микрокапель. При р = 0,9 мПа объем инъекции равен 57% первоначальной массы образца, при р =1,1 мПа равен 55%. Установлено, что давление шприцевания влияет на потери рассола при вытекании. Рассол, введенный в образцы мяса под давлением 0, мПа, имеет минимальные потери при вытекании [88,90,92].

Фирма «ММ ПРИС» разработала серию массажеров и инъекторов для посола соленых мясопродуктов. Имеются ручные одно и трехигольчатые инъекторы, а также автоматические инъекторы с 15-ю иглами.

Производительность автоматических инъекторов – 800 кг/час. Освоено также производство 30-игольчатого инъектора. Вакуум-массажер ПМ-ФВМ имеет рабочие объемы 400,700 и 1000 литров, при этом масса загружаемого мясного сырья составляет 180,340 и 470 кг соответственно. Для регулирования скорости вращения рабочей емкости выпускаются односкоростной (11 об/мин) и двухскоростной (8 и 16 об/мин) массажеры.

Допускается плавная регулировка скорости вращения рабочей емкости от до 14 об/мин. Компьютер, который входит в комплект оборудования, запоминает до 50 различных программ по обработке мясного сырья [89].

Ученые ВНИИМП разработали новую конструкцию массажера для ускорения процесса посола. Преимущества данного аппарата – отсутствие выступов на внутренней поверхности рабочей емкости. Емкость выполнена в виде призмы, основаниями которой служит разносторонние многоугольники, расположенные асимметрично друг другу. Массажер марки Я 8-ФММ может работать и под вакуумом [91].

Фирмой «Stork Protecon» выпускаются серийно инъекторы для рассолов Р1-440. Автоматическая установка производит дозировку и шприцевание рассола через 440 стальные иглы с диаметром 3 мм. Емкость для рассола вмещает 270 л.

Многоигольчатый шприц «Инжект-Стар Би-25» включает горизонтальный конвейер для транспортировки сырья и блок вертикальных игл. Рассол подается в иглы в момент их погружения в мясное сырье. Принципиально новое технологическое решение предложено в установке этой же фирмы « Твин-62».

В ней имеется два наклонно установленных блока игл. Каждый блок работает независимо от другого, что позволяет инъецировать в мясное сырье два вида многокомпонентного рассола за один проход и обеспечивает создание более мелкоячеистой сетки начальных зон макрораспределения инъецируемых жидкостей и в дальнейшем быстрое их микрораспределение.

Производительность установки 8-10 т/ч.

Шприцевание – тумблирование бескостного сырья проводят в установках фирмы «Ланген». Передвижная емкость с сырьем подается к установке, герметически укрепляется на ней, и установка приводится во вращение.

Обработка ведется под вакуумом. При вращении сырье перемещается из загрузочной емкости последовательно в емкость с полыми иглами для его шприцевания и в емкость с иглами для прокалывания. Рассол подается в период нахождения полых игл в сырье. В торцевой части шприцовочной емкости расположено 4 группы игл по 76 в каждой. При частоте вращения 8 мин – обработка 500 кг сырья в течение 30 мин обеспечивает равномерное распределение рассола. Установка автоматизирована. Ее применение обеспечивает достаточно точное дозирование рассола и исключает его потери [1,15].

Конина и баранина являются более жесткими и для их обработки рекомендуются установки барабанного типа (тумблеры) большого диаметра при повышенных скоростях, где более эффективно проявляется эффект ударного воздействия. Установлено преимущество циклической механической обработки на вышеуказанных установках перед непрерывной обработкой.

Чередование обработки и состояния покоя производится с определенной продолжительностью для конкретного вида сырья. Продолжительность состояния покоя обычно превышает длительность обработки в несколько раз.

Это связано с тем, что во время механической обработки в продукте создается внутреннее напряжение, которое затем рассасывается по его объему во время выдержки в состоянии покоя [273,274,275].

Исследования показали, что в результате обработки не только сокращается длительность процесса накопления и распределения посолочных ингредиентов, но и обеспечивается более нежная и сочная консистенция продукта и более быстрое образование нитрозопигментов при меньшем остаточном содержании нитрита.

Большаков А.С. и др., исследуя влияние условий массирования на распределение посолочных веществ в свиной мышечной ткани, установили целесообразность предварительной механической обработки в течение 30- мин и последующей в течение 240 мин после шприцевания сырья рассолом при общей продолжительности процесса 24 часа. Обработку рекомендуется осуществлять во вращающейся цилиндрической емкости при скорости об/мин [16].

Большаков А.С., Эстебесов М.А. (1980), Амирханов К.Ж. (1988) в своих исследованиях использовали комбинированный способ – сочетание ферментации и посола с механической обработкой. Данный способ улучшает распределение посолочных веществ и ферментного препарата по объему мяса, повышению ВСС, ВУС, снижению усилия резания формованной конины и баранины и повышению выхода готовых продуктов после тепловой обработки на 8-10 %. При этом продукты отличаются более выраженным ароматом и вкусом.

В результате механической обработки на поверхности кусков мяса образуется белковый слой, состоящий из водо- и солерастворимых белков и обрывков мышечных волокон, которые служат связующим материалом и при последующей тепловой обработке способствует созданию монолитной структуры продукта. Это используется при производстве формованных мясопродуктов из отдельных кусков мяса.

Многочисленными исследованиями ученых установлено, что механическое массирование усиливает действие хлорида натрия и фосфата. При добавлении 2% хлорида натрия и 0,5 % фосфата через 4 часа непрерывного массирования достигается хорошая связующая способность между кусочками мяса. Однако, увеличение продолжительности механической обработки до 24 ч приводит к образованию избыточного количества экссудата, занимающего межкусковое пространство, которое приобретает губчатую структуру, и способствует образованию неприемлемой структуры продукта. По мнению многих авторов, оптимальная связывающая способность получается при 4-6 часовом массировании [75,105,106,156,158,194,195,226,227].

Локальная деструкция миофибрилл мышечной ткани, значительное накопление мелкозернистой белковой массы в межволоконном пространстве и на поверхности образца при механической обработке свидетельствуют о существенной тендеризации соленого полуфабриката и готового продукта, а также об улучшении адгезионной способности сырья, что является хорошим условием для формования монолитного продукта из отдельных кусков мяса и повышения выхода готовых изделий.

В процессе механической обработки из соленого мяса выделяется незначительное количество рассола, которое накопилось в местах шприцевания. В дальнейшем рассол обратно впитывается сырьем за счет увеличения влагоемкости. Для смягчения механического удара во время обработки и для полного обогащения сырья рассолом рекомендуются добавление в установки для массирования рассола в количестве от 5до 10 % к массе сырья.

При механической обработке соленого мяса создаются гидродинамические и механические воздействия, возникает упруго-пластическая деформация тканей, приводящая к изменению их микроструктуры: исчезновению поперечной и продольной исчерченности и увеличению поперечнощелевидных нарушений. Массирование вызывает направленное изменение структуры соленого мяса, приводящее к улучшению консистенции готового продукта.

Нарушение целостности мембран лизосом, митохондрий и других компонентов мышечной ткани приводит к высбовождению тканевых ферментов, которые определяют глубину и характер протеолитических процессов в ткани. Ускорение протеолитических изменений белковых макромолекул обусловлено действием катепсинов и кальпаинов, наиболее активных при низких значениях рН мяса. Повышение свободной активности катепсинов при массировании также обеспечивает накопление продуктов распада белковых веществ, способствует гидролизу белковых макромолекул на фрагменты по размеру, соответствующие полипептидам [241,244,250,251].

Выявлены действия соли и нитрита натрия на активность протеиназ мышечной ткани конины. Обращает на себя внимание линейная зависимость активности тканевых ферментов от концентрации нитрита натрия при разных концентрациях хлорида натрия. Результаты исследований показали, что нитрит натрия при исследуемых концентрациях хотя и оказывает ингибирующее действие на кальпаины, однако, значительно в меньшей степени, чем хлорид натрия.

В целом можно сделать заключение, что введение в мясо посолочных ингредиентов в концентрациях, используемых при производстве соленых мясопродуктов, активность тканевых протеиназ в процессе созревания сохраняется на достаточно высоком уровне. Ингибирование протеолитических ферментов мяса в большей степени зависит от других факторов, обусловленных автолизом тканей [4, 5].

Способ и продолжительность обработки также влияют на активность ферментов. Электромассирование предварительно прошприцованной поликомпонентным рассолом мышечной ткани конины обеспечивает значительное повышение ферментативной активности. Увеличение активности протеиназ в 2 раза, видимо, связано пульсационным воздействием электрического тока, вызывающего разрушение лизосомных мембран. Кроме того, снижение рН при ЭВ приближает условия к оптимальным для действия ферментов - катепсинов, плазминов. Эти данные согласуются с результатами Dutson T.R., 1980, Кудряшова Л.С., 1991 и др., которые считают, что низкая величина рН и высокая температура мяса после электростимуляции предопределяют повышение скорости высвобождения гидролаз из лизосом. В нашем случае, при ЭМ парной конины температура её соответствовала 37 0 С, а рН снизилась с 6,4 до 6,0.

Изменения свободной активности тканевых протеиназ - кальпаинов и катепсинов - мышечной ткани соленой конины в процессе циклической механической обработки показали, что в начальный период массирования в течение 1 ч наблюдалось повышение активности в 1,5 раза по сравнению с парным сырьем и в 1,3 раза по сравнению с образцами, подвергнутыми ЭМ.

При дальнейшем массировании активность ферментов не увеличивается, но остается на уровне, превышающем показатели парного мяса.

Данные электронно-микроскопических исследований наглядно свидетельствуют о значительных разрушениях лизосомальных мембран и выходе ферментов саркоплазмы. [3,4,5,149].

На основании выполненных исследований можно утверждать, что применение поликомпонентного рассола и интенсивных методов обработки (ЭВ, МО) при посоле парной конины приводит к частичному разрушению лизосом и выходу ферментов самого мяса (катепсинов, кальпаинов и др.).

1.3.2 Технология посола комбинированных мясных систем с использованием биологически активных комплексов Целью посола мяса, предназначенного для производства комбинированных мясопродуктов, является введение в него посолочных веществ. В результате посола происходит увеличение ВСС, его мягкости и пластичности, с которыми связаны сочность, консистенция и выход мясных изделий. В зависимости от вида и сорта колбасных изделий мясо измельчают до разной степени: на куски массой до 400 г, до 16-25 мм (шрот) или 2-3 мм и до тонкоизмельченного (куттерованного) состояния. Мясо смешивают с посолочными веществами в мешалке или куттере. В зависимости от вида готовой продукции добавляют для вареных колбас 2,5 % соли к массе мяса, для полукопченых и копченых – 3- %, а также 0,005 % нитрита в виде рассола. При кратковременной выдержке мяса для вареных колбас при повышенных температурах помещения и сырья нитрит можно вводить в процессе куттерования [1,42].

Воздействие соли на белки мышечного волокна становится возможным лишь после того, как необходимое количество соли проникает внутрь его.

Отсюда возникает зависимость между степенью измельчения мяса перед посолом и временем, необходимым для достижения желаемого эффекта (таблица 7).

Проникновение соли в структуру тканей сопровождается повышением в ней осмотического давления и количество осмотически связанной влаги.

Возрастает общее количество влаги, удерживаемой фаршем, преимущественно за счет роста доли слабо связанной влаги, часть которой может оказаться избыточной и отделится при тепловой обработке. Поэтому само по себе введение соли в фарш и ее равномерное распределение в нем не приводит к должному результату.

В период выдержки в посоле белки мяса адсорбируют преимущественно ион хлора. При полном насыщении белков ионами хлора изоэлектрическая точка смещается с 5,3-5,4 до 4,8, что имеет положительное значение.

Повышается доля адсорбционносвязанной влаги и растворимость белков актомиозиновой фракции. Растет ВСС фарша и доля растворимого белка в дисперсионной среде.

Таблица 1.1 – Сроки выдержки мяса в посоле (при 2-4 0С):

16-25 мм Особый характер приобретает влияние соли при обработке парного мяса.

Ионы электролита, связываясь с актином и миозином, мешают их взаимодействию. Одновременно ионы натрия и хлора подавляют АТФ-азную активность миозина. В результате происходит торможение развития посмертного окоченения. Посол парного мяса одновременно с куттерованием позволяет сохранить его влагоемкость на таком высоком уровне, что им можно пользоваться как добавкой к мясу с пониженной влагоемкостью. В этом случае выдержка мяса в посоле исключается.

Для производства вареных колбас из конины рекомендуется добавление не менее 20 % парного мяса, что обеспечивает достаточно высокую ВСС и выход готового продукта.

Выдержка мяса в посоле, помимо того, что она должна быть достаточной для приобретения мясом нужных технологических свойств, имеет и другие значения: она позволяет создавать запасы подготовленного сырья, достаточных для бесперебойного хода производства. В особенности это важно при выработке большого ассортимента изделий при относительно небольшом объеме производства.

Выдерживает посоленное мясо в емкостях различного устройства и разных размеров в охлаждаемых камерах. При длительной выдержке (5-7 суток) пользуются обычно большими емкостями (корыта до 500 кг, бочки и другие тары емкостью до 200 кг).

В настоящее время применяются три основных варианта кратковременной выдержки мяса в посоле: в тазиках (формах) емкостью 20 кг, в подвесных ковшах – 150-250 кг, в бункерах различной емкости.

Учеными различных стран проведены многочисленные исследования для повышения качественных показателей колбасных изделий на основе использования различных компонентов в процессе посола. Изучено влияние плазмы крови, добавленной при посоле конины с низкой влагосвязывающей способностью. Установлено, что введение до 25 % плазмы крови к массе сырья при посоле обеспечивает высокие и стабильные выходы готовой продукции независимо от состояния используемого мяса. Улучшаются структурномеханические свойства фарша и готовой продукции [3,38,46,161,256,257].

Для улучшения окраски колбасных изделий существует значительное количество различных добавок животного и растительного происхождения:

плазма и сыворотка крови, препараты из крови, свекольный сок, растительные экстракты. В ряде стран допускаются использование химических красителей [21, 57, 73, 82].

Интенсивность и устойчивость окраски колбасных изделий зависят, прежде всего, от количества нитрита, добавленного при посоле. Нитритный посол не только ускоряет сам процесс фиксации окраски, но и позволяет регулировать остаточное содержание NaNO2 в продукте, отрицательно влияющего на обмен веществ в организме, так как снижается активность ряда ферментов организма – липазы, фосфатазы, энтерокиназы.

Основанием для проведения исследований по снижению содержания нитрита послужили данные о токсичности нитритов, содержащихся в воде и пищевых продуктах. Нитрит ускоряет в крови окисление гемоглобина в метгемоглобин.

Установлено, что колбасные изделия, содержащие 0,1 мг нитрита на 1 кг, вызывают образование 2,4 % метгемоглобина в крови; 0,5 мг – 3 %; 1 мг – 11, % и 2 мг – 14,9 %. Поэтому остаточное содержание нитрита в колбасных изделиях ограничено ГОСТом до 3-5 %.

Введение различных добавок в колбасные изделия улучшает вкус, запах, консистенцию и товарный вид продукта и способствует повышению его качества. Внесение добавок обосновано только в том случае, когда их введение позволит:

-сохранить питательные качества продуктов;

-обеспечить необходимые ингредиенты для продуктов, изготовляемых для потребителей со специфическими запросами питания;

-повысить стойкость при хранении или улучшить их органолептические свойства;

-участвовать в формировании качества продукта при условии, что добавка не маскирует недоброкачественность сырья или низкий санитарногигиенический уровень производства.

Наряду с эффективностью основного действия добавки должны быть безвредны для потребителя. Добавки вводят в мясные продукты, чтобы повлиять на их свойства и достигнуть определенного качества. Добавки применяемые в производстве колбасных изделий подразделяют на три группы:

наполнители – в основном нерастворимые белковые продукты, крупы и т.п;

связующие вещества – это добавки, хорошо растворимые в воде; при внесении в фарш они полностью растворяются во входящей в состав фарша воде и связывают частицы его в монолитную массу; они должны обладать способностью удерживать воду при термической обработке; эмульгаторы – связывающие вещества, содержат растворимые белки.

В наибольшей степени требованиям колбасного производства отвечает последняя группа добавок и, прежде всего белковые препараты, обладающие очень высокой растворимостью [68, 69, 74, 76,82, 101].

Белковые препараты, добавляемые в фарш, являясь поверхностноактивными веществами, должны снижать поверхностное натяжение на границе фаз и повышать вязкость фарша. Кроме того, они должны обладать высокой устойчивостью к тепловому воздействию, способностью к образованию гелевых структур и повышать влаго- и жироудерживающую способность, а также устойчивость фарша. Эти требования необходимо учитывать при выборе белковых препаратов животного и растительного происхождения для замены части мясного белка при производстве колбасных изделий. Изучено влияние плазмы крови, добавленной при посоле конины с низкой влагосвязывающей способностью. Установлено, что введение до 25 % плазмы крови к массе сырья при посоле обеспечивает высокие и стабильные выходы готовой продукции независимо от состояния используемого мяса. Улучшаются структурномеханические свойства фарша и готовой продукции.

1.3.3 Использование вторичного сырья животного происхождения в производстве комбинированных мясопродуктов Перспективными являются белковые препараты животного и растительного происхождения (белки молока, крови, субпродуктов, кости, сои, пшеницы, подсолнечника и др.) при условии создания промышленной технологии получения препаратов стабильного качества, отвечающего требованиям колбасного производства [99,101,103,267,268].

Применение белковых препаратов в колбасном производстве обусловлено следующими основными факторами:

-компенсирование недостатка мышечного белка в фарше с целью сохранения или увеличения ВСС, ЖСС и структурообразующей способностей фарша и его устойчивости;

-увеличение объема выработки продукции при одновременном снижении расхода мясного сырья на 1 т продукции;

-увеличение использования сырья с повышенным содержанием соединительной и жировой тканей, субпродуктов, мясной обрези и т.д.;

-стабилизация качества продукта;

-повышение пищевой и биологической ценности продукта;

-снижение себестоимости сырья и продукта.

Белковые препараты, используемые в колбасном производстве должны отвечать следующим требованиям:

-высокое содержание белка, минимальное содержание жира, углеводов;

-высокие функциональные свойства (гелеобразующая, ВСС, ЖСС, эмульгирующая способности, растворимость, вязкость, в том числе в присутствии соли);

-высокая пищевая и биологическая ценность;

-безвредность;

-высокие органолептические показатели (отсутствие специфических, свойственных для исходного сырья, вкуса, запаха, окраски);

-высокие санитарно-гигиенические показатели;

-устойчивость к тепловым воздействиям;

-показатель рН в пределах 6,0-6,5;

-устойчивость при хранении и транспортабельность;

-простота применения;

-отсутствие отрицательного влияния на качество и выход продукта;

-экономическая целесообразность применения.

В соответствии с указанными требованиями предпочтительны растворимые функционально активные белковые препараты (изоляты, протеинаты, концентраты) [97,101,148,265].

Эффективной компенсации цвета колбасных изделий, содержащих немясные ингредиенты, можно достичь добавлением 0,3-1 % препарата гемоглобина или цельной крови и 0,05 % аскорбиновой кислоты или ее производных.

Содержание жира и влаги в колбасных изделиях предлагается регулировать введением растительных белков, которые обладают водосвязывающей и эмульгирующей способностью, тем самым помогают сохранению качества мышечного белка.

Соевые белки при нагреве подвергаются денатурации как мышечные структурообразующей способности превосходит миофибриллярные белки. Повидимому, его следует применять не как заменитель мяса, а как вещество, помогающее созданию нового продукта с хорошими органолептическими показателями [102].

В решении проблемы рационального использования сырья и увеличения белковых ресурсов важная роль принадлежит организации максимального сбора пищевой крови в процессе переработки всех видов животных и использованию ее для выработки мясных продуктов.

Выход крови зависит от породы, упитанности, массы животных, методов оглушения, способов обескровливания и составляет в среднем: от КРС – 6,8 %;

свиней – 4,4 %; МРС – 7,2 % к массе мяса без субпродуктов. Выход пищевой крови от КРС составляет в среднем 3,3 %, от свиней – 2,2 % к массе мяса на костях. Значительное количество пищевой крови – 9,8 % к массе животныхможно получить при убое лошадей при условии создания соответствующих санитарно-гигиенических условий производства.

Важное значение имеет вязкость крови животного, зависящая от количества эритроцитов, белков в плазме, содержания воды. Показатель рефракции для крови лошади равен 1,35 и может служить для определения в ней белков и других веществ. рН крови лошадей 7,2 – 7,6. Концентрация ионов водорода имеет важное физиологическое значение. Она влияет на течение процессов обмена веществ, на функции ферментов и гормонов. Снижение рН крови на 0,2 – 0,3 отражается на всех процессах в организме животного.

Кровь обладает большой растворимостью. Это объясняется, прежде всего тем, что ее диэлектрическая постоянная равна 85 и превышает диэлектрическую постоянную воды.

Состав крови лошадей: плазма – 60 %, форменные элементы – 40 %.

Пищевая ценность крови лошадей обусловлена количеством и качеством белков, входящих в ее состав, и содержанием физиологически активных веществ. В состав крови входят ферменты (каталаза, амилаза, липаза, фосфотаза, протеолитические и др.), гормоны, иммунные вещества, образующие при поступлении в кровь чужеродных тел, витамины групп В, С, А, Д, Е, пигменты, от которых зависит желтый цвет сыворотки.

Основную массу белков крови составляют альбумин, глобулин, фибриноген и гемоглобин. Количественное содержание белка и белковой фракции в крови лошади изменяется в зависимости от возраста. Общее количество белка постепенно нарастает до 2-летнего возраста, а затем начинает снижаться и к 5-годам достигает средних величин – белок – 6,38 %, альбумин – 52,34 %, глобулин – 45,64 %, фибриноген – 2,58 %, белковый коэффициент – 1,19.

Белки плазмы крови отличаются от гемоглобина более высоким содержанием таких незаменимых аминокислот, как триптофан, метионин, изолейцин. По содержанию и составу аминокислот фибриноген относится к числу белков, обладающих высокой биологической ценностью. Поэтому в колбасный фарш более целесообразно добавлять плазму, а не сыворотку крови.

Белки плазмы, высушенной распылением, отличаются относительно высокой растворимостью при рН 3 – 10, в то время как растворимость глобина, полученного отделением гема экстракцией подкисленным ацетоном, резко снижается до 7 % с увеличением рН до 7. Растворимость белка плазмы при рН=7 не зависит от концентрации раствора хлорида натрия до 0,6 М. При рН= 5, соответствующей изоэлектрической точке белка плазмы, ее растворимость в присутствии хлорида натрия повышается на 10 %, а затем не изменяется. Белок плазмы имеет чрезвычайно высокую гелеобразующую способность, превосходящую таковую растительных белков. Белок плазмы образует твердые эластичные гели уже при 8,4 % белка. Для гелеобразования нужна температура не ниже 750 С. При дальнейшем нагревании до 950 С в 1,5 раза возрастает твердость продукта, содержащего плазму, по сравнению с контролем.

Одновременно повышается и стабильность фарша в линейной зависимости от уровня замены мясного белка белками плазмы.

Белок плазмы имеет хорошие эмульгирующие свойства и образует стабильные эмульсии. Добавление соли оказывает отрицательное влияние на стабильность эмульсии плазмы при рН=7. При этом значении рН глобин абсолютно не обладает эмульгирующей способностью, тогда как при рН=5 его эмульгирующие свойства улучшаются, добавление соли еще более повышает стабильность эмульсии. Несмотря на то, что белки плазмы и форменных элементов различны по функциональным свойствам, их можно применять при производстве мясопродуктов[82, 101,186].

Исследования Тулеуова Е.Т. показали, что выработка колбасных изделий из конины с добавлением 25 % плазмы крови к массе сырья при посоле обеспечивает высокие и стабильные выходы готовой продукции независимо от состояния используемого мяса. Наблюдалось также увеличение влагосвязывающей способности фарша и уменьшение испарения влаги при термической обработке и охлаждении колбас. Это объясняется тем, что посол мяса, находящегося в состоянии посмертного окоченения, с добавлением плазмы крови приводит к увеличению количества общего и растворимого белка в фарше, играющего роль вяжущего компонента. Таким образом, для улучшения технологических свойств сырья с низкой ВСС и повышения качества вареных колбас из конины посол мяса рекомендуется производить с добавлением плазмы крови [3].

В мясе, посоленном с добавлением плазмы, потери свободных аминокислот и углеводов не наблюдаются, что объясняется увеличением их количества за счет добавленной плазмы крови. Под действием плазмы во внутреннем слое мышечной ткани возникают новые коллоидные комплексы, обладающие ферментативными свойствами. Очевидно, эти комплексы предопределяют накопление свободных аминокислот и углеводов в составе мышечной ткани конины в процессе посола. Качественные показатели готовой продукции (цвет консистенция) во многом обусловлены количественными изменениями указанных веществ при тепловой обработке.

При добавлении в фарш вареных колбас плазмы крови лошадей улучшаются структурно-механические свойства фарша и готовой продукции.

Батоны колбас имеют упругую и плотную консистенцию с однородным сочным фаршем, приятным запахом и вкусом. Выход колбас увеличился на 3-5 %.

Снижены потери влаги при термической обработке до 13-15 %.

Результаты исследования показали, что добавление 12-25 % плазмы крови к колбасному фаршу обеспечивает получение продукции с высокими выходами и лучшими качественными показателями [3].

Белки плазмы крови имеют чрезвычайно высокую гелеобразующую способность, превосходящую таковую соевого изолята. Они образуют стабильные эмульсии и при добавлении повышают стабильность мясного фарша.

Улучшение качественных показателей колбас с добавлением плазмы крови объясняется увеличением доли растворимых белков в составе фарша, играющих роль вяжущего компонента. Можно предположить, что в улучшении качества готовой продукции активное участие применяют группы компонентов, содержащихся в плазме в растворенном состоянии (минеральные вещества, углеводы, жиры, ферменты, витамины и пигменты), но роль этих веществ в образовании аромата, вкуса и запаха готовой продукции до сих пор еще не выяснена.

Введение в фарш плазмы позволяет получить вязкий, хорошо связывающий большое количество влаги фарш не только из охлажденного, но и из размороженного мяса без его предварительной выдержки в посоле. При этом осадка вареных колбас с продолжительностью 3-4 ч является обязательной.

Увеличению использования крови для производства мясных продуктов препятствует темный цвет, который она придает продуктам при добавлении даже в небольших количествах. Кроме того, кровь имеет специфический вкус и при использовании ее в больших количествах приобретается металлический привкус.

Особое значение для максимального использования белков крови имеет ее осветление. Учеными разработаны различные методы осветления крови. Одни из них основаны на деструкции гемоглобина и последующем извлечении гемина органическими растворителями (ацетоном), другие – на разрушении пигмента сильными окислителями (перекисью водорода), частично разрушающими белок.