Исследование физико-химических свойств мясокостной пасты

При разработке новых технологий пищевых продуктов особую роль уделяют проблеме дефицита минеральных веществ, в особенности кальция, фосфора, магния [1]. В мясной отрасли богатым источником данных минеральных веществ является пищевая кость. Известно, что туша или часть туши, полученная от убоя сельскохозяйственных животных и птицы, представляет собой совокупность мышечной, жировой, соединительной и костной тканей. Количественное соотношение тканей в туше примерно составляет: мышечная ткань - 50 ^ 70 %, жировая ткань - 3 ^ 20 %, соединительная ткань - 9 ^14 %, костная ткань - 15 ^ 22 %. Вследствие сложной конфигурации при ручной обвалке мяса нельзя полностью отделить от кости мышечную и соедини-тельную ткани, поэтому прирези мякотных тканей, оставшиеся на кости составляют 8,5% в среднем по скелету [2].

Важное значение при переработке мясного сырья приобретает рациональное использование кости убойных животных, внедрение в производство безотходных и малоотходных технологических процессов, позволяющих на всех стадиях переработки исключить или свести до минимума потери и обеспечить высокое качество получаемой продукции. В свою очередь рациональное использование сырья предусматривает комплексную переработку, которая, исходя из его химического состава и морфологического строения, должна обеспечить максимальное получение полезной продукции [3].

Пищевая кость, получаемая при промышленной переработке мяса на предприятиях мясной промышленности, отличается высоким содержанием жира, белка и фосфорно-кальциевых соединений. Химический состав кости представлен: вода - 13,844,4%, белок (коллаген) - 32,0-32,8%, минеральные вещества - 28,0-53,0%, жир -1,3-26,9% [4]. Существующие технологические процессы обезжиривания кости не позволяют эффективно перерабатывать этот ценный вид сырья, так как наблюдаются значительные потери жира и белковых веществ, а также ухудшение качества готовой продукции. Использование очищенной, вываренной кости требует дополнительного оборудования и энергозатрат. Кроме того, тер-мическая обработка мясокостного сырья приводит к потере витаминов, аминокислот, белковых соединений [5, 6].

Дальнейшее совершенствование технологии переработки костного сырья и внедрение новых видов комплексно-механизированного оборудования позволят внести некоторые коррективы в структуру использования кости. Следует особо подчеркнуть такое направление в переработке кости на пищевые цели, как переработка ее в тонкодисперсную массу для использования в производстве различных видов мясных продуктов. Переработка мясокостного сырья в тонкодисперсную пасту позволяет добавлять этот продукт в колбасы, в мясные полуфабрикаты, такие как пельмени, котлеты, фрикадельки и т. д. После соответствующей обработки этот продукт можно будет добавлять и в продукты детского питания, обогащая их ценными минеральными и белковыми компонентами. Для получения тонкодисперсной мясокостной пасты мясо-костное сырье подвергается механическому способу измельчения в основном на силовых измельчителях, волчках, мельницах, молотковых дробилках, измельчителях конусно-инерционного типа, струйных мельницах и т.д. Так как мясокостное сырье вырабатывается без термической обработки, то в нем сохраняются все высокоценные витамины, белковые и минеральные вещества. Полученные таким образом продукты обладают повышенной пищевой и биологической ценностью [7, 8, 9].

Целью данной работы является определение химического состава тонкодис- персной мясокостной пасты, полученной путем многостадийного измельчения.

Объекты и методы исследования

На базе ГУ имени Шакарима г. Семей (Республика Казахстан) имеется линия по переработке костного и мясокостного сырья, которая включает следующее оборудование: волчок-дробилка, коллоидная мельница и микроизмельчитель «Supermasscolloider MKZA 10-15» (производство Япония) (рис. 1).

Рисунок 1 - Схема многостадийного способа измельчения мясокостного сырья

Схема переработки мясокостного сырья состояла в последовательном измельчении мясокостного сырья, предварительно подвергая заморозке до температуры (-18) 0C – (-20)0Cв морозильниках (рис. 2).

Для измельчения мясокостного сырья использовались реберные кости с остатками мякотной ткани убойных животных: КРС,

МРС, свиней и лошадей. Реберные кости были получены с мясоперерабатывающих предприятий и крупных мясных павильонов города Семей Республики Казахстан. Общая масса костей составила 100 кг (по 25 кг каждого вида мясокостного сырья). До проведения исследований сырье хранилось в морозильниках при температуре ((-18) 0C – (-20) 0C).

Рисунок 2 - Схема проведения эксперимента

Согласно схеме переработки мясокостного сырья, исходные реберные кости убойных животных предварительно измельчались до размеров в длину 50-70 мм. После этого предварительно замороженные до (-18) 0C – (-20)0C реберные кости с мякотью загружались в бункер волчкадробилки с диаметром выходной решетки 8 мм и измельчались.

Полученный мясокостный фарш повторно измельчался на волчке дробилки, но уже с диаметром выходной решетки 5 мм. После измельчения на волчке-дробилке мясокостный фарш замораживался до температуры (-18) 0C – (-20) 0C. Далее, замороженный мясокостный фарш измельчался на коллоидной мельнице, в которой на выходе получалась мясокостная паста с диаметром костных частиц до 0,6 мм. Для более тонкого измельчения мясокостной пасты продукт подвергался интенсивному измельчению на микро измельчителе «SupermasscolloiderMKZA-10-15» до размеров костных частиц 0,1 мм.

Для определения гранулометрического состава и выявления размеров костных частиц после ультратонкого измельчения нами была исследована микроструктура костных частиц мясокостной пасты. Замер размеров костных частиц был сделан с помощью рас- трового сканирующего электронного микроскопа «JSM-6390LV» (фирма «JEOL», Япония). Для подготовки пробы к сканированию на микроскопе мясокостную пасту обрабатывали 2%-ным раствором NaOH при нагревании на кипящей водяной бане для полного разложения мясных при-резей и тканей. Оставшиеся частицы кости высушивали при температуре 103-105˚С. Высушенный костный остаток анализировали на микроскопе.

Кратность исследований – 5. Обработку результатов измерений осуществляли с помощью программы Excel-2007.

Результаты и обсуждение

На рис. 3 представлен снимок костных частиц, увеличенный в 220 раз, где были замерены костные частицы. Из множества замеров частиц, размер которых превышал 0,1 мм (100 микрон), не обнаружено.

Рисунок 3 - Размер костных частиц мясокостной пасты после ультратонкого измельчения

Полученная после ультратонкого измельчения мясокостная паста была суховатая, темно-коричневого цвета, по консистенции рыхловатая. Химический состав (общее содержание влаги, жира, белка и золы) мясокостной пасты представлен в таблице 1.

Таблица 1 – Химический состав мясокостной пасты

Показатель, %	Говядина	Баранина	Свинина	Конина
Влага	33,89±0,92	45,2±1,14	38,2±0,83	25,3±0,87
Жир	12,70±0,51	12,3±0,95	16,7±0,83	13,9±1,03
Зола	29,11±0,89	23,0±0,85	27,1±1,08	38,2±1,57
Белок	24,30±0,87	19,5±1,02	18,0±1,04	22,6±1,26

Известно, что кости являются богатым источником минеральных веществ, в особенности солей кальция (до 85%), фосфора, магния, натрия, калия, железа и др. [10]. По химическому составу, количество золы преобладает в костях лошадей – 38,2%, по сравнению с другими видами реберных кос- тей. При этом в говяжьей и свиной мясокостных пастах содержится до 29,0% золы, а в мясокостной пасте баранины этот показатель равен 23,0%.

Белок в костях в основном состоит из коллагена (93%). По данным анализа химического состава, самое высокое содержание белка зафиксировано в говяжьих ребрах -24,3%, самое низкое в свиных ребрах - 18,0%. По количеству жира свиные ребра содержат 16,7%, который превосходит остальные виды костей, где содержится около 13,0% (говядина 12,7%, баранина 12,3% и конина 13,9%). Жир кости в основном находится в костном мозге. Химический состав костного мозга представлен в следующих соотношениях: вода - 3-14%, жир - 84-95% и белок - 1,0-2,5%. Костный мозг содержит жир, фосфатиды, холестерин, минеральные и белковые вещества. Выход желтого костного мозга составляет (17 - 22) % массы трубчатой опиленной кости в зависимости от ее размера и формы [10].

Наибольшее содержание влаги зафиксировано в ребрах баранины - 45,2%, самое низкое - 25,3% в реберных костях лошадей.

Химический состав кости зависит от породы и упитанности животного, а также от вида кости: с повышением упитанности увеличивается содержание жира и минеральных веществ и уменьшается количество воды. В позвонках это же наблюдается в направлении от головы и задней части туши. Файвишевский М.Л. и др. в своих исследованиях приводят химический состав говяжьих позвонков (шейных, поясничных, спинных), полученных после прессования на дообвалочном комплексе К25.046, который характеризуется следующими показателями, %: воды - 30,0; жира - 11,0; золы - 34,7; белка -24,1 [11]. Какимов А.К. обнаружил, что содержание белка в костном сырье убойных животных лежит в пределах от 14,6 до 24,7 %, жира - от 6,7 до 19 %, золы - от 7,3 до 43,9%. Особенно можно выделить ребра КРС, содержание белка в которых составляет (18,0-21,1) %, жира - (8,9 - 10,2) %, золы - (40 -43,9) % [12].

Заключение

Исходя из проведенных исследований, следует, что в костях содержится белка от 18,0 до 24,3% и жира от 12,3 до 16,7%, что свидетельствует о их пищевой ценности и возможности использования его в пищевых целях после соответствующей механической и физико-химической обработки. Основным преимуществом кости по сравнению с остальными субпродуктами является наличие в составе минеральных веществ от 23,0 до 38,2%. Как известно, преобладающим элементом в костях убойных животных является кальций. Поэтому использование кости убойных животных при разработке технологии минеральных и белковых добавок позволяет обогатить конечные продукты питания ценными макро- и микроэлементами.