Исследование нового способа приготовления мясных продуктов

Введение. Большая часть территории России располагается в холодной климатической зоне, поэтому суточный рацион наших граждан должен содержать белки, которые дают энергию всему организму и благотворно влияют на работу всех органов. Основным поставщиком белка для организма является такой вид сельскохозяйственной продукции как мясо. Этот продукт не только надо вырастить и сохранить, но и в готовом для употребления виде предоставить потребителю. Технология приготовления продуктов питания является сложным энергоёмким физико-химическим процессом. В подавляющем большинстве случаев для реализации технологического процесса используется электрическая энергия. В зависимости от применения различных технологий термического воздействия электронагревательными элементами, меняются с одной стороны потребительские качества приготовляемого продукта, а с другой стороны энергетические затраты, необходимые для приготовления этого продукта. Процесс оптимизации энергетических затрат и потребительских свойств готового продукта позволит обеспечить доступным и качественным продуктом массового потребителя [1].

Продукты из мяса играют большую роль в индустрии питания, такие мировые лидеры, как McDonald's, Burger King, KFC, Subway превратили данный технологический процесс в конвейерное производство, которое совершенствуется совместно с достижениями в области микропроцессорной технике [2]. Одним из самых перспективных методов термообработки продуктов питания, который можно применить в индустрии питания, является инфракрасный метод [3]. Для индустрии быстрого питания, инновации в области оптимизации алгоритмов управления технологическими процессами являются приоритетными [4, 5], так как при обработке продуктов инфракрасным излучением различной интенсивности и комбинированием с другими термическими процессами, у продукта появляются новые потребительские свойства, что позволяет расширять ассортимент выпускаемой продукции [6]. Основное ограничение по активному внедрению данного метода термообработки является отсутствие нагревательных элементов, которые могут создавать равномерное тепловое поле в относительно небольшом пространстве, и менять это поле в зависимости от изменения поставленной задачи. В основном, равномерное температурное поле создается путем конструктивных решений или с помощью применения материалов с большой теплоёмкостью [7].

Цель исследований. Целью нашего исследования было создания системы нагревательных элементов для воздействия инфракрасным излучением различных длин волн на приготовляемый продукт. Определить необходимое количество энергии, необходимое для приготовления продукта, определить оптимальное соотношение длин волн, при которых приготовление продукта будет осуществляться равномерно по всему объему. Так как, от длины волны зависит глубина проникновения тепловой энергии, соответственно при оптимальном соотношении, мы получим минимальное время приготовления с минимальными энергетическими затратами.

Материалы и методы . Для проведения исследований, в печи-духовке марки «Gorenje» были заменены нагревательные элементы, вместо штатных нагревательных элементов были установлены нагревательные блоки инфракрасного действия, изготовленные в соответствие патента на полезную модель № 199820 [8]. Контроль над температурой в приготавливаемом продукте осуществлялся прибором ТРМ138, а управление нагревательными элементами осуществлялось прибором ТРМ 148-Т, через интерфейс RS485 данные передавались в персональный компьютер. Расположение нагревательных элементов в печи-духовке показано на рисунке 1.

Рисунок 1 – Модель воздействия нагревателей инфракрасного действия на приготовляемый продукт: 1 , 2 , 3 – объемы нагреваемых продуктов; 4 – горизонтальные нагревательные элементы; 5 – вертикальные нагревательные элементы

Описание работы нагревательных элементов . Цифрой 1 обозначен минимальный объем приготавливаемого продукта, при этом объеме работают греющие слои нагревательного элемента, обозначенные пространством RT и ZV . При увеличении объема до значения, обозначенного цифрой 2 , работают греющие слои нагревательного элемента, обозначенные пространством QO и YI . При объеме 3 , работают нагревательные слои обозначенные пространством PW и XJ .

В процессе экспериментов контролировалась температура на нагревательных элементах, а для оптимизации технологических параметров контролировалась температура в приготавливаемом продукте. Для проведения исследований использовались полуфабрикаты, поставляемые на Иркутский рынок СХ ПАО «Белореченское».

Результаты и обсуждение. С учетом того, что качественные характеристики приготовляемого продукта можно оценить только при явно больших расхождениях, при не значительных расхождениях все оценки могут быть только субъективные.

Поэтому, чтобы придать результатам объективность, за основу оценки приготовленного продукта была принята методика, разработанная в Горском государственном аграрном университете [9]. Данные корректировались в соответствии методикой оптимизации технологических процессов на предприятиях общественного питания [10], разработанные в Магнитогорском государственном университете. Результаты исследований сопоставлялись с экспериментальными данными [11], используя которые были сформулированы исходные параметры по оценке мясных продуктов различных термообработок.

В таблице 1 представлены результаты органолептической оценки приготовленного продукта «котлета». Данный продукт был приготовлен по классической методике, которая описана в статьях, где был предложен данный метод оценки. Мясная котлета была разморожена до комнатной температуры, затем обжарена на сковороде с тефлоновым покрытием, температура обжарки не превышала значения 250 ºC, до готовности котлета была доведена «томлением», температура была снижена до 150 ºС.

Таблица 1 – Органолептическая оценка приготовленного продукта «котлета»

Показатель	Оценка показателя				Средний балл
Вкус	4	5	5	5	4,75
Цвет	5	4	4	5	4,5
Запах	5	4	5	4	4,5
Консистенция	4	4	4	5	4,25
Оценка в баллах	18	17	19	19	18,0

Остальные эксперименты проводились с использованием духовки с инфракрасными нагревательными элементами.

В таблице 2 представлены результаты термообработки котлет.

Таблица 2 – Результат термообработки заготовок котлет

№	Технологический процесс	M н , гр.	М п , гр.	M г , %
1	Нормированное значение	140	100	28,5
2	Классическое приготовление на сковороде с томлением	134,4	104,7	22,1
3	Технологический режим 1	122,3	98,9	19,1
4	Технологический режим 2	137,7	114,2	17
5	Технологический режим 3	128,7	110,3	14,3
6	Технологический режим 4	146,1	127,7	12,6

Процент потери в весе готового продукта рассчитывается по формуле:

(м -М )

M = (M н M п) ,100%,                       (1)

г     Mн где Мн – вес продукта до термообработки, гр; Мп – вес продукта после термообработки, гр.

Из таблицы видно, что при инфракрасном способе приготовления, процент потери веса значительно меньше и технологический процесс, позволяет эту цифру снизить более чем на 40 %.

В таблице 3 представлены результаты органолептической оценки приготовленного продукта «котлета» при технологическом режиме 3. Остальные режимы не приводятся, так как полученные результаты имеют одинаковое значение.

Таблица 3 – Органолептическая оценка приготовленного продукта «котлета»

Показатель	Оценка показателя				Средний балл
Вкус	5	5	5	5	5,0
Цвет	5	5	4	5	4,75
Запах	5	4	5	5	4,75
Консистенция	4	5	5	4	4,5
Оценка в баллах	19	19	19	19	19,0

Была проведена серия экспериментов с разным количеством приготовляемого продукта. Эксперименты показали, что при классическом приготовлении продукта количество затраченной энергии определяется величиной конфорки и размером сковородки и никак не зависит от количества приготовляемого продукта. При аналогичном соотношении продукта, которое умещается на сковороде, количество энергетических затрат на приготовление уменьшается более чем на 25 % при приготовлении предлагаемым способом. Время приготовления продукта уменьшается на 40 %, при этом потребительские качества продукта возрастают.

Выводы. Из представленных результатов видно, что работы в области переработки сельскохозяйственной продукции с помощью инфракрасного метода термического воздействия не исчерпали своих возможностей. Представленные в статье инфракрасные нагревательные элементы, открывают новые перспективы по применению их не только в индустрии питания, но и в других отраслях народного хозяйства. Дальнейшие исследования помогут увеличить набор экспериментальных данных в переработке различных продуктов сельскохозяйственного производства. Представленные эксперименты показывают, что данный способ термической обработки продуктов питания можно применить в индустрии быстрого питания.

Шелехов Игорь Юрьевич1, кандидат технических наук, доцент.

Алтухов Игорь Вячеславович2, доктор технических наук, доцент.

RESEARCH OF A NEW METHOD OF COOKING MEAT PRODUCTS

• ¹Irkutsk National Research Technical University

• ²Irkutsk State Agrarian University named after A.A. Ezhevsky