Инновационные способы улучшения потребительских свойств продуктов переработки мяса птицы
Автор: Потороко Ирина Юрьевна, Цирульниченко Лина Александровна
Рубрика: Технологические процессы и оборудование
Статья в выпуске: 3 т.3, 2015 года.
Бесплатный доступ
Основные качественные показатели готовых мясных изделий зависят от соотношения доли прочно- и слабосвязанной влаги. Самая прочная непосредственная связь воды с биополимерами возникает в результате реакции гидратации. Наибольшее практическое значение имеет влагосвязывающая способность мышечной и соединительной тканей, так как эта влага является преобладающим компонентом мяса птицы. Влагосвязывающая способность мышечной ткани определяется в первую очередь свойствами и состоянием белков миофибрилл (актина, миозина и актомиозина). В составе соединительной ткани воды меньше, в основном она связана с коллагеном. Вода оказывает существенное влияние на такие качественные характеристики готовых мясных изделий, как консистенция, структура, устойчивость при хранении, а также выход готового продукта. Изучение химизма процесса посола мясного сырья, выявление основных закономерностей и факторов его интенсификации в сочетании с различными методами электрофизического воздействия составляет определенный интерес научных исследований в части перспектив разработки модифицированных способов посола в технологии продуктов переработки мяса птицы. Авторами подтверждено, что если до начала процесса релаксации неравновесного состояния воду смешать с измельченной биомассой, содержащей животный белок, то произойдет интенсивная реакция гидратации, превращающая воду в составную часть структуры белка и увеличивающая тем самым его массу. Таким образом, на основании проведенных исследований доказана возможность улучшения потребительских свойств готовых продуктов из мяса птицы путем встраивания ультразвукового воздействия на этапе водоподготовки. Подтверждена целесообразность применения ультразвукового воздействия для безреагентного управления технологическими свойствами исходного сырья в зависимости от его качества и интенсификации технологического процесса.
Связанная влага, мясо птицы, ультразвуковое воздействие, гидратация
Короткий адрес: https://sciup.org/147160762
IDR: 147160762
Текст научной статьи Инновационные способы улучшения потребительских свойств продуктов переработки мяса птицы
Современное состояние мясоперерабатывающей отрасли России тесно взаимосвязано с развитием сырьевой базы. Одним из источников создания высококачественных мясных продуктов может служить отрасль птицеводства, состояние которой в Уральском регионе характеризуется высоким ресурсным потенциалом. В настоящее время российский рынок мяса птицы находится в стадии динамичного развития, что, в первую очередь, обусловлено высокой рентабельностью данного производства. На государственном уровне действуют программа развития АПК, а также целевая программа развития птицеводства в Российской Федерации на период 2013–2015 годы.
Разработка инновационных подходов в технологии продуктов переработки мяса птицы, направленных на ресурсосбережение, им-портозамещение, интенсификацию производственных процессов и улучшение потребительских свойств готовых продуктов, включает различные направления, среди которых выделены современные электрофизические способы, в том числе ультразвуковые (кави-тационнные), о чем указано в Стратегии развития пищевой и перерабатывающей промышленности Российской Федерации на период до 2020 г., утвержденной распоряжением Правительства Российской Федерации № 559-р от 17 апреля 2012 г.
Сущность процессов электрофизического воздействия, их применимость в технологиях пищевых производств описаны в трудах отечественных и зарубежных ученых: Юдаева В.Ф., Промтовой М.А, Рогова И.А., Красули О.Н, Потороко И.Ю., Шестакова С.Д., Тихомировой Н.А., Хмелева В.Н., Бергмана Л., M. Ashokkumar, T. Maison, J. Suslik, J. Chan-drapal, C. Oliver, S. Kemtish и др. Вместе с тем, использование эффектов ультразвукового воздействия (УЗВ) как фактора формирования потребительских свойств продуктов переработки мяса птицы в настоящее время изучены и описаны недостаточно [2–6, 10, 11, 12–15].
В соответствии с вышеизложенным, комплексный анализ факторов, обусловливающих формирование потребительских свойств продуктов переработки мяса птицы, и исследование возможностей применения ультразвукового воздействия (УЗВ) для их улучшения имеет важное научно-практическое значение и является актуальным.
Исследование спроса на продукты переработки мяса птицы и потребительских предпочтений, предъявляемых к их качеству. показало, что 53 % потребителей чаще отдают предпочтение мясу птицы в общем объеме потребляемых мясных продуктов, при этом наиболее востребовано мяса цыплят бройлеров (МЦБ), его предпочитают 55,7 % опрошенных. Определяющим критериями выбора продуктов переработки мяса цыплят-бройлеров (ППМЦБ) для 75 % потребителей является их состав, 83 % в первую очередь ориентируются на органолептические характеристики продукта. Потребление натуральных и рубленых полуфабрикатов из мяса цыплят бройлеров увеличилось на 11 и 13 % соответственно. Между тем, в отношении качества ППМЦБ выявлена неудовлетворенность потребителей по следующим характеристикам: низкие вкусовые свойства, суховатая консистенция, большое количество пищевых добавок и др. [1, 9, 17-19].
Экспертный метод матричного анализа позволит установить взаимосвязь между требованиями потребителей и показателями качества, среди которых как наиболее значимые были выделены: массовая доля белка и его качественный состав, массовая доля влаги и жира. Это легло в основу поиска путей по улучшению потребительских свойств ППМЦБ за счет оптимизации параметров сырья, отвечающих за его технологическую пригодность, и модификации процессов производства.
При исследовании факторов, определяющих качество продуктов переработки мяса цыплят-бройлеров, произведенных в Уральском регионе, б ыла выявлена неоднородность значений показателей качества и функционально-технологических свойств с учетом химического состава, термического состояния мясного сырья, категории упитанности и условий выращивания. Так, массовая доля белка варьирует в диапазоне от (17,5 ± 0,4) до (22,1 ± 0,6) %; массовая доля жира от (3,1 ± 0,2) до (13,8 ± 0,4) %; массовая доля влаги от (64,8 ± 0,4) до (71,8 ± 0,2) %. Соотношение белок: жир: вода составляет 1:0,3:3,5 до
1:0,4:4 при норме 1:0,8:3-5. Доля стандартной продукции первой и второй категории качества составляет 88-94 %, на долю тощих тушек цыплят-бройлеров приходится 7-12 %. Для 80 % продукции систематически прослеживаются такие дефекты как плохое снятие оперения и кровоизлияния. Значения показателей влагосвязывающей, влагоудерживающей способности и потерь при термической обработке изменяются в пределах ±10 %. Полученные значения коэффициентов вариации позволяют оценить изменчивость вариативных рядов, как среднюю (до 30 %).
Значение рН мясного сырья, поступающего для переработки, варьируется от (5,3 ± 0,06) до (5,9 ± 0,05) (при норме 5,4); для 20 % тушек в партии характеризуется как критическое, близкое к изоэлектрической точке мио-фибриллярных белков.
Анализ качества воды, используемой для производства ППМЦБ на предприятиях Уральского региона, показал, что критические отклонения отмечены по содержанию железа (превышение нормы в среднем в 1,5 раза), общей жесткости (превышение нормы в среднем на 6 %) и показателю общего микробного числа [8].
Таким образом, обеспечить высокие потребительские свойства готовых изделий из МЦБ и стабильность их качества традиционными способами достаточно сложно, а одним из путей минимизации рисков в условиях неопределенности качества исходного сырья, может быть применение эффектов УЗВ для корректировки показателей качества воды и моделирования функционально-технологических свойств МЦБ, как наиболее значимых факторов, обусловливающих потребительские свойства ППМЦБ.
Было установлено, что под влиянием эффектов УЗВ наблюдается снижение общей жесткости воды (в среднем на 20 %), содержания железа (на 15 %) и общего микробного числа на (88,9 %) при одновременном повышении температуры воды (на 15 %) и растворимости в ней сухих веществ (на 27 %).
Уровень гидратации белков МЦБ в опытных образцах увеличивается в среднем на 912 % для сырья различного термического состояния, что позволяет обеспечить безреа-гентное управление влагосвязывающей способностью белковой фракции и, в конечном счете, улучшить консистенцию, сочность и вкусовые характеристики готовых изделий.
Потороко И.Ю., Цирульниченко Л.А.
Дегустационная оценка ПММЦБ после термической обработки показала, что все опытные образцы имели более высокие оценки (градация «отличное качество») по сравнению с контролем (рис. 1).
Так как определяющее значение при оценке неудовлетворенности потребителей качеством ППМЦБ имели показатели консистенция, вкус и запах (потребители отмечали для натуральных полуфабрикатов недостаточную сочность и суховатость, а для рубленых полуфабрикатов слабовыраженный вкус и запах), были разработаны дегустационные шкалы и проведена оценка каждого из отмеченных критериев. Для всех опытных образцов было установлено улучшение вкуса, запаха и консистенции относительно контрольных (рис. 2, 3).

Рис. 1. Результаты дегустационной оценки ПММЦБ после кулинарной обработки, балл

Рис. 2. Результаты дегустационного анализа рубленых полуфабрикатов по критерию «вкус и запах»

опыт контроль маскимум
Рис. 3. Результаты дегустационного анализа образцов натуральных полуфабрикатов по критерию «консистенция»
Интенсификацию процессов протеолиза подтверждают данные хроматографического анализа. В исследуемых образцах, полученных на основе применения эффектов УЗВ, было идентифицировано 15 соединений, среди которых легколетучие фракции пиразина и 4-пиперидон тетраметила, участвующие в формировании аромата готового продукта.
Под воздействием ультразвука рассолы лучше проникают вглубь системы продукта, а растворимые химические соединения тканей переходят в рассол, где становятся доступными для ферментативных систем, под воздействием которых формируется вкус и запах.
По результатам микроскопических исследований все контрольные образцы полуфабрикатов соответствовали градации сомнительной свежести, а опытнее образцы продукции, полученные на основе эффектов УЗВ, оценивались как «свежие», что обусловлено обеззараживающим эффектом УЗВ.
Положительная динамика отмечена в снижении показателя КМАФАнМ (табл. 1), что позволяет исключить применение консервантов в ППМЦБ. Это объясняется наличием короткоживущего реактива Фентона, который


—опыт ■ контроль
-
а) б)
Рис. 4. Динамика накопления ЛЖК в процессе хранения полуфабрикатов из МЦБ: а – натуральных, б – рубленых
Потороко И.Ю., Цирульниченко Л.А. Инновационные способы улучшения потребительских образуется при воздействии кавитации на жидкие пищевые среды при УЗВ и блокирует жизнедеятельность микроорганизмов.
Результаты определения общего химического состава контрольных и опытных образцов (табл. 2), свидетельствуют о сохранении пищевой полноценности ППМЦБ, полученных с применением эффектов УЗВ.
Аминокислотный состав белка как для опытных, так и для контрольных образцов находится на одном уровне. Между тем, степень усвоения опытных образцов полуфабрикатов выше и составляет 92,8–95,2 %, относительно контроля – 89,3–91,4 %
Результаты комплексной оценки опытных образцов выше контрольных. Так, комплексный показатель для натуральных полуфабрикатов составил 0,925 (0,914 для контроля), для рубленных – 0,967 (0,952 для контроля).
На основании проведенных исследований доказана эффективность применения УЗВ на этапе водоподготовки в технологии производства ППМЦБ, так как помимо улучшения их потребительских свойств это способствует активации биохимических процессов и корректировке свойств сырья в условиях информационной неопределенности его качества.
Таким образом, на основании проведенных исследований доказана возможность улучшения потребительских свойств ППМЦБ путем встраивания УЗВ на этапе водоподго- свойств продуктов переработки мяса птицы товки. Подтверждена целесообразность применения УЗВ для безреагентного управления технологическими свойствами исходного сырья в зависимости от его качества и интенсификации технологического процесса. В рамках дальнейших исследований планируется расширение ассортимента продуктов переработки мяса птицы, произведенных на основе применения эффектов УЗВ, для изучения возможности повышения качества и интенсификации процессов их производства.
Список литературы Инновационные способы улучшения потребительских свойств продуктов переработки мяса птицы
- Потороко, И.Ю. Возможности регулирования гидратационных свойств животных белков/И.Ю. Потороко, Л.А. Цирульниченко, И.В. Фекличева//Наука ЮУрГУ. Материалы 66-й научной конференции. -Челябинск: Издательский центр ЮУрГУ, 2014. -С. 322-325.
- Борисенко, А.А. Термогравиметрический анализ форм связи влаги в соленой говядине/А.А. Борисенко//Мясная индустрия. -2001. -№ 7. -С. 45-46.
- Ультразвуковые многофункциональные и специализированные аппараты для интенсификации технологических процессов в промышленном, сельском и домашнем хозяйстве/В.Н. Хмелев, Д.В. Леонов, Р.В. Барсуков, С.Н. Цыганок. -Барнаул, 2007. -407 с.
- Шестаков, С.Д. Восполнение утраченной мясом влаги путем управляемой гидратации его биополимеров при посоле/С.Д. Шестаков, О.Н. Красуля, А.П. Бефус//Мясной ряд. -2008. -№ 3. -С. 38-40.
- Богуш, В.И. Разработка технологии производства мясных рубленых полуфабрикатов с применением сонохимических воздействий для системы общественного питания: автореф. дис. … канд. техн. наук/В.И. Богуш. -М.: МГУТУ им. Разумовского, 2011. -21 с.
- Процессы и аппараты пищевой сонотехнологии для мясной промышленности/О.Н. Красуля, С.Д. Шестаков, В.И. Богуш и др.//Мясная индустрия. -2009. -№ 7. -2009. -с. 43-46.
- Потороко, И.Ю. Современные подходы и методы интенсификации процессов пищевых производств/И.Ю. Потороко, Ю.И. Кретова, Л.А. Цирульниченко//Товаровед продовольственных товаров. -2014. -Т. 1. -С. 53-58.
- Потороко, И.Ю. К вопросу обеспечения качества и безопасности воды, используемой в пищевых производствах/И.Ю. Потороко, Р.И. Фаткуллин, И.В. Калинина//Вестник ЮУрГУ. Серия «Экономика и менеджмент». -2013. -Т. 7, № 3. -С. 165-169.
- Потороко, И.Ю. Совершенствование реологических характеристик мясных эмульсий на основе пищевой сонохимии/И.Ю. Потороко, Л.А. Цирульниченко//Сборник материалов 65-й научной конференции молодых ученых, посвященной 70-летию ЮУрГУ. Секция экономики, управления и права. -Челябинск: Изд-во ЮУрГУ, 2013. -С. 306-309.
- Ashokkumar, M. Hydrodynamic cavitation an alternative to ultrasonic food processing/M. Ashokkumar, R. Rink, S. Shestakov//Electronic Journal «Technical Acoustics». -2011. -№ 9. -http://www.eita.org.
- Mason, R. A brief history of the application of ultrasonics in food processing/R. Mason, К. Knoerzer//19'th 1С A Congress. -Madrid, 2007. -68 р.
- Шестаков, С.Д. К теории кавитационного реактора/С.Д. Шестаков//Сборник трудов XIII сессии Российского акустического общества. -М.: ГЕОС, 2003. -Т. 1. -С. 252-255.
- Ashokkumar М. et al. Hot topic: Sonication increases the heat stability of whey proteins//J. Dairy Sci., 92, 2009, pp. 5353-5356.
- Ashokkumar M. et al. The ultrasonic processing of dairy products//Dairy Science and Technology, K90, 2010, pp. 147-168.
- Ashokkumar M. et al. Modification of food ingredients by ultrasound to impiove functionality: A preliminary study on a model system//Innovative Food Science and Emerging Tehnologies. -2008. -№ 9. -Р. 155-160.
- Технология и оборудование для обработки пищевых сред с использованием кавитационной дезинтеграции/С.Д. Шестаков, О.Н. Красуля, В.И. Богуш, И.Ю. Потороко. -СПб.: Гиорд, 2013. -152 с.
- Моделирование рецептур пищевых продуктов и технологий их производства. Теория и практика//О.Н. Красуля, С.В. Николаева, А.В. Токарев. -СПб. Гиорд, 2014. -320 с.
- Горбатов, А.В. Реология мясных и молочных продуктов/А.В. Горбатов. -М.: Пищевая промышленность, 1979. -360 с.
- Дежкунов, Н.В. Оптимизация активности кавитации в импульсно модулированном ультразвуковом поле/Н.В. Дежкунов, П.В. Игнатенко, А.В. Котухов//Электронный журнал «Техническая акустика». -2007. -№ 16.