Обоснование прикладных аспектов рационального использования костного остатка птицы

Современный этап развития пищевой технологии связан с п ереходом на безотходную переработку сырья. Это обеспечивает не только повышение выхода конечной продукции и эффективности производства в целом, но и создает реальные условия повышения экологичности производств.

В последнее десятилетие отмечается устойчивый и стабильный рост производства мяса птицы (прежде всего, цыплят-бройлеров) на фоне снижения объемов производства мяса сельскохозяйственных животных. Уже сегодня производство мяса птицы в стране занимает второе место, уступая только производству свинины. Экономические плюсы и широкие сырьевые возможности в условиях создавшегося дефицита продукции животноводства ставят задачу максимального и рационального использования птицепродуктов в обеспечении потребностей населения в полноценном и разнообразном питании.

Внедрение прогрессивных методов разделки и обвалки тушек позволяет устранить отрицательное влияние дефектов выращивания, транспортирования и убоя. Наиболее ценные части тушки направляют на выработку полуфабрикатов и готовых изделий.

Орехов О.Г., Сулина Ю.А., 2013

Остальные, менее ценные в пищевом отношении, части с большим содержанием кости (каркасы, спинки, шеи, ноги, крылья), а также тушки с технологическими дефектами – на механическую обвалку [1].

В процессе механической сепарации получают ценное побочное сырье - костный остаток, который представляет собой рассыпчатую массу или брикеты от св етло-розового до темно-красного цвета без постороннего запаха. Химический, морфологический и гранулометрический составы костного остатка зависят от применяемого метода механической до обвалки кости и типа используемого оборудования.

Высокое содержание в костном остатке жира, белка и минеральных солей, а также разнообразный гранулометрический состав указывают на возможность его использования в различных направлениях. Известно использование косного остатка в производстве пищевых добавок из кости, пищевого жира, бульона, кормовой муки , корма для пушных зверей и птицы [1]. Крупные частицы, выделенные из костного остатка, подвергнутого обезжириванию при температуре 100 °С, сушке и полировке, могут быть использованы для получения клеежелатиновой продукции [1]. Одно из перспективных направлений исполь-

ВестникВГУИТ, №1, 2013 зование костного остатка - получение сухих концентратов на основе бульонов.

В процессе технологической обработки тушек в условиях ООО «Белгранкорм» создаются значительные резервы малоценного сырья (каркасы, крылья, шеи), накапливается продукция с теми или иными дефектами. Для их рационального использования в цехе предусмотрена механическая сепарация с использованием пресса SM 4100 французской фирмы АМС. Производительность пресса - 5000-7000 кг/ч, выход мясной массы составляет 65-75 % массы сырья, костного остатка - 25-35 %.

Полученная масса костного остатка состоит из кусочков кости размером до 3 см и небольшого количества мякотных тканей (около 5 %). Содержание и размер костных включений обуславливает выбор эффективных способов модификации такого сырья применительно к производству продуктов питания.

Гистоморфологические исследования подтверждают наличие упроченной структуры - костной ткани и дополняют полученные результаты физико-химических исследований костного остатка (рис. 1).

1 - компактное вещество кости; 2 - остеоциты (костные клетки); 3 - канал Фолькмана

Рис. 1. Продольный разрез. Костный остаток цыплят-бройлеров. Окраска гематоксилин-эозин. Увеличениех 200

Костные кусочки построены из пластинчатой костной ткани. Пластинки (1) располагаются в определенном порядке, образуя сложные структуры - остеоны, или гаверсовы системы. В наружных общих пластинках залегают проводящие (фолькмановы) каналы (3). В наружном слое общих пластинок обнаружено присутствие коллагеновых (шарпеевых) волокон. В костных пластинках располагаются коллагеновые фибриллы, впаянные в обызвествленный матрикс. Фибриллы имеют разное направление, но преимущественно ориентированы параллельно длинной оси остеона. В костных пластинках и между ними располагаются тела костных клеток (2) и их отростки, замурованные в костном межклеточном веществе.

Химический состав костного остатка, определенный по методу из источника [2], зависит от вида перерабатываемого сырья, используемого оборудования, режимов прессования и характеризуется следующими средними данными, приведенными в табл. 1.

Таблица 1

Сравнительный анализ химического состава сырья

Наименова ние	Массовая доля, %
	белка	влаги	жира	золы
костный остаток	25,0	45,0	18,9	11,1
мясо птицы механиче ской обвалки	12,6	70,1	15,5	1,5

Установлено, что массовая доля белка в костном остатке составляет 25 %, жира -18,9 % к массе сырья в сравнении с аналогичными показателями для мясной массы, равными 12,6 % и 15,5 % соответственно. Фракционный состав белков определяли методом растворимости из источника [2]. При этом превалирующей белковой фракцией оказалась щелочерастворимая (20,3 % масс.).

Суммарное содержание незаменимых аминокислот в костном остатке меньше, чем в мясе птицы механической обвалки за счет содержания большого количества оксипролина (всего - 17, 9 %). Лимитирующими аминокислотами являются лизин и лейцин (аминокислотный скор: 68 % и 72 % соответственно). Из заменимых аминокислот заметно выделяются глютаминовая и аспарагиновая кислоты, пролин, аланин и аргинин (2,8 %, 1,8 %, 1,9 % и 1,8 % к суммарной доле аминокислот соответственно).

Анализ химического состава костного остатка (таблица 1) показал наличие значительной доли минеральных веществ (11,1 %). Вместе с тем известна роль качественного и количественного состава минералов в обеспечении пищевой ценности продуктов. Результаты исследования минерального состава костного остатка спектрофотометрическим методом [2] представлены в табл. 2.

Т а б л и ц а 2

Минеральный состав костного остатка цыплят-бройлеров

Наименования минеральных веществ	Массовая доля, %
	в сыром остатке	в сухом веществе
макроэлементов, г/кг %
кальций	3,9	9,4
фосфор	2,0	5,1
калий	0,2	0,5
натрий	0,1	0,1
сера	1,1	2,1
магний	1,2	2,9
микроэлементов, мг/кг %
железо	101,8	246,8
медь	2,1	2,1
цинк	41,5	100,4
марганец	0,6	1,5
кобальт	0,1	0,2
йод	0,1	0,1
свинец	1,5	3,5
кадмий	0,2	0,4
мышьяк	0,1	0,1
ртуть	-	-
всего, %	11,1	26,7

Данные табл. 2 показывают присутствие богатого спектра макро- и микроэлементов, среди которых следует выделить наиболее физиологически значимые: кальций - 3,9 %, фосфор - 2,0 %, железо - 10,8 %, калий - 0,3 %.

Результаты исследования химического, аминокислотного, минерального составов, морфологического строения костного остатка свидетельствуют о высокой пищевой ценности и возможности его использования в пищевых ц елях с применением различных способов модификации структуры, в частности, для получения пищевых белковых концентратов на основе бульонов.

Известно, что получение бульонов возможно при использовании различных физических факторов, одним из которых является термообработка [3, 4].

Изучено влияние гидромодуля, продолжительности обработки и температурных режимов на качество получаемого бульона (табл. 3). Как показали результаты исследований, при термообработке в течение 80 мин бульоны имеют высокие органолептические показатели. При дальнейшем увеличении продолжительности термообработки отмечает ся ухудшение органолептических показателей: усиливается мутность, появляется сероватый оттенок, салистый привкус и резкий запах окисленного жира, определенные по методу из источника [2] (рис. 2). При охлаждении до комнатной температуры бульоны приобретают вид студней различной прочности, не обладающих текучестью при температуре 0-4 °С. Жир, выделившийся из костного остатка сырья, при температуре 20 °С имеет мазеобразную консистенцию, характерные вкус и запах, имеет белый цвет.

Таблица 3

Органолептические и физико-химические показатели пищевых бульонов

Наименование	Продолжительность варки, мин
	60	80	100	I20	180
бульоны
органолептические показатели (t = 80° C):
внеш ний вид	слегка мутный	мутный	мутный	мутный	мутный
вкус и запах	приятные, хорошо выражен-ные	приятные, хорошо выражен-ные	приятные, хорошо выражен-ные	приятные, хорошо выражен-ные	с привкусом оса-ленно-сти
цвет	серый с желто-оранже-вым оттенком	от желтого до светлосерого с желтова-тым оттенком	от желтого до светлосерого с желтова-тым оттенком	светло серый с желтова-тым оттенком	серый
Массовая доля, % к массе бульона
сухие вещества	4,4	7,3	9,1	11,0	14,0
жир	0,5	0,9	1,1	1,3	1,7
белок	3,4	5,6	7,1	8,6	10,9

В процессе термообработки в бульон переходят основные питательные вещества (рис. 3). Так, при термообработке в течение 80 мин в бульоне содержатся следующие вещества (по массовой доле): сухие вещества -7,3 %, белок - 5,7 %, жир - 0,87 %. Увеличение продолжительности варки костного остатка с 100 до 180 мин приводит к увеличению извлечения из них в среднем на 25 %. растворимых веществ. Почти 75 % сухих веществ бульона — это желатин, по 6 - 7 % составляют минеральные и экстрактивные вещества, эмульгированный жир - 12 %.

Продолжительность варки, мин

Рис. 2. Органолептическая оценка качества костных бульонов

накопления сухих веществ отмечается при гидромодуле 1:2. Дальнейшее увеличение гидромодуля нецелесообразно, т.к. приводит к резкому снижению доли сухих веществ в бульоне.

Гидромодуль белок

Рис. 3. Влияние продолжительности варки на накопление питательных веществ

сухие веществе

Рис. 4. Влияние гидромодуля на накопление

сухих веществ

Соотношение сырье: вода подобрано при оптимальной продолжительности (80 мин) по максимальной степени накопления сухих веществ (рис. 4).

Установлено, что максимальная степень

Таким образом, оптимальные результаты были получены при термообработке костного остатка в течение 80 мин и гидромодуле 1 : 2.

Технология переработки костного остатка, независимо от вида вырабатываемой продукции и ее назначения, предусматривает последовательное обезжиривание, термообработку и сушку.

По результатам проведенных исследований разработаны рецептуры и технология получения сухих конц ентратов на основе бульонов костного остатка птицы, оценка качества которых органолептическими и физико-химическими методами из источника [2] представлена в табл. 4 и 5.

Т а б л и ц а 4

Органолептические показатели сухих концентратов

Показатель	Характеристика и нормы
	сухой бульон с пряностями	сухой белковый концентрат
Внешний вид	однородный порошок светло - кремового цвета без посторонних примесей
Структура	порошкообразная, комочки легко рассыпаются
Цвет бульона	от желтого до светло - коричневого
Прозрачность	допускается незначительное колич ество жира на поверхности
Вкус и запах бульона	приятный вкус мясного бульона с ароматом овощей

Та б л и ца5

Физико-химические показатели сухих концентратов

Наименование показателей	Массовая доля, %
	сухой бульон с пряностями	сухой белковый концентрат
Сухие вещества	92,6	92
Влага	7,4	8,0
Белок	57,4	65,8
Соль	20,0	20,0
Жир	10,1	-
Выход к массе бульона, %	7,3	5
Энергетическая ценность, ккал/	320,5	263,2

Разработанные технологии рационального использования костного сырья способствуют внедрению безотходных способов переработки птицы с полным использованием основных пищевых веществ; расширению ассортимента птицепродуктов; снижению энергоемкости и трудоемкости процесса; увеличению срока хранения продукта и экономической эффективности производства в целом (рентабельность продуктов увеличивается на 20 % и более).