Авторефераты по всем темам >>
Авторефераты по техническим специальностям
На правах рукописи
Москвичева Елена Владимировна
РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ГИДРОЛИЗАТОВ С ВЫСОКОЙ МОЛЕКУЛЯРНОЙ МАССОЙ ДЛЯ МЯСНЫХ РУБЛЕНЫХ ПОЛУФАБРИКАТОВ
Специальность 05.18.04 | Ц | Технология мясных, молочных и рыбных продуктов и холодильных производств |
АВТОРЕФЕРАТ
диссертации на соискание ученой степени
кандидата технических наук
Санкт-Петербург
2012
Работа выполнена в ФГБОУ ВПО Санкт-Петербургский государственный университет низкотемпературных и пищевых технологий
Научный руководитель | Ц | доктор технических наук, профессор Куцакова В.Е. |
Официальные оппоненты | Ц | доктор технических наук Громцев С.А. кандидат технических наук Трубников А.Н. |
Ведущее предприятие | Ц | Санкт-Петербургский государственный аграрный университет |
Защита состоится л____ __________ 2012 г. в _____ часов на заседании диссертационного совета Д 212.234.02 при Санкт-Петербургском государственном университет низкотемпературных и пищевых технологий: 191002, Санкт-Петербург, ул. Ломоносова, 9, СПбГУНиПТ, тел./факс: (812) 315 30 15.
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке СПбГУНиПТ.
Автореферат разослан л____ __________ 2012 г.
Ученый секретарь диссертационного совета, доктор технических наук, профессор | Колодязная В.С. |
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность темы. В настоящее время одной из наиболее важных мировых проблем является непрерывно возрастающий дефицит пищевого белка животного происхождения, основным источником которого являются, в первую очередь, мясо и мясопродукты. Мировое производство животного пищевого белка в 4 раза меньше его потребности. Ежегодный дефицит пищевого белка в нашей стране составляет 1,6 млн т.
Таким образом, актуальной становится проблема рационального использования произведенного и закупленного мясного сырья, а именно побочных продуктов, таких как мясокостные остатки ручной и механической обвалки, коллагенсодержащее сырье: спилок крупного рогатого скота и свиная шкурка. В настоящее время это сырьё по низким ценам продается за границу, а затем вновь покупается по высоким ценам в виде белковых добавок. Проблему нехватки белков животного происхождения пытаются решить путем замены белков животного происхождения на растительные, чаще всего соевые белки, плохо усваиваемые организмом человека.
Белковая составляющая организма человека состоит приблизительно из 50% мышечной ткани и 50% соединительной ткани. Главная задача соединительной ткани Ч общая гармонизация жизнедеятельности всех элементов человеческого организма. Известно, что животный белок в организме человека расходуется в основном на пластические нужды. При этом аминокислоты, входящие в состав мышечной ткани участвуют в синтезе мышечной ткани, а аминокислоты коллагена в синтезе соединительной ткани. Однако, нативный коллаген плохо усваивается организмом человека. При умеренном тепловом воздействии происходит сваривание коллагена в результате нарушения части водородных и ионных связей. Изменение их взаиморасположения в структуре коллагена сопровождается ее разрыхлением, повышением гидратации системы и увеличением доступности пептидных связей действию протеаз. Гидролизованный коллаген лучше усваивается организмом человека. Важным является и то обстоятельство, что созданные на основе гидролизованного коллагена структурообразователи обладают набором всех требуемых для производства мясопродуктов свойств - они полезны для человека, а также обладают хорошими функционально-технологическими свойствами.
Цель и задачи исследования. Настоящая работа посвящена разработке технологий гидролиза побочных малоценных продуктов мясо и птицепереработки - свиной шкуры и мясокостного остатка, позволяющих получать качественный пищевой белковый продукт с заданными функционально-технологическими свойствами. Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
Ц на основе анализа энергий связи в структуре коллагена, разработать технологию гидролиза свиной шкуры, с получением гидролизованного продукта с заданными механическими и функционально-технологическими свойствами;
Ц разработать технологию сушки гидролизатов свиной шкуры;
Ц исследовать зависимость технологических свойств гидролизатов коллагена от режимных параметров процесса сушки;
Ц разработать технологию гидратации сухих гидролизатов свиной шкуры;
Ц разработать технологию внесения гидролизатов в сухом и гидратированом виде в рецептуры изделий из мяса, например, паштетов и начинок для пельменей;
Цизучить кинетику процессов охлаждения и замораживания многослойных структур с начинками и паштетов, в рецептуру которых вносятся желирующие компоненты, дать расчетные соотношения.
Научная новизна работы. Изучен механизм гидролиза коллагена. Разработаны технологии гидролиза свиной шкуры и усовершенствована технология гидролиза мясокостного остатка цыплят-бройлеров (МКО), позволяющая гидролизовать мышечную ткань.
Описаны зависимости механических и функционально-технологических свойств гидролизатов свиной шкуры от параметров процесса гидролиза.
Изучены технологических свойств гидролизатов коллагена от режимных параметров процесса сушки.
Изучен процесс гидратации сухих гидролизатов свиной шкуры и выбраны оптимальные режимы процесса.
Разработаны рекомендации по применению белковых гидролизатов при производстве изделий из мяса, например, паштетов и начинок для полуфабрикатов.
Изучена кинетика процессов охлаждения и замораживания многослойных структур с начинками и паштетов, в рецептуру которых вносятся желирующие компоненты, даны расчетные соотношения.
Практическая значимость. Результаты исследований внедрены на ОАО Парнас М (акты внедрения 2007 и 2008 гг.) и ЗАО Викториал (акт внедрения 2011г.). Результатом производственных испытаний гидролизатов являлось получение готовых изделий с улучшенными механическими свойствами и органолептическими показателями.
Разработана и утверждена нормативная документация (ТУ 9218-059-05326203 и технологическая инструкция) по производству эмульсии белковой из свиной шкурке и внедрена на ОАО ПарнасЦМ.
Основные положения диссертации, выносимые на защиту:
Ц механизм гидролиза коллагена;
Ц технологии гидролиза свиной шкуры, позволяющие получать белковый продукт заданными свойствами;
Ц технология сушки гидролизатов свиной шкуры
Ц технология гидратации сухих гидролизатов свиной шкуры;
Ц рекомендации по использованию белковых гидролизатов при производстве паштетов и начинок для пельменей;
Ц кинетика процессов охлаждения и замораживания многослойных структур с начинками и паштетов, в рецептуру которых вносятся желирующие компоненты. Даны расчетные соотношения.
Апробация работы. Материалы диссертационной работы докладывались автором на конференции профессорско-преподавательского состава, аспирантов и докторантов СПбГУН и ПТ в 2006 - 2012 г и 62-ой студенческой научно-технической конференции СПбГУНиПТ в 2009 г; МНПК Актуальные проблемы качества и безопасности продовольственного сырья и пищевой продукции (Краснодар, ГУКНИИХ и П с/х прод. РАСХН, 2005 г.); Всероссийская конференция Пищевые добавки и современные технлогии переработки сельскохозяйственного сырья (Санкт-Петербург, ГНУ ВНИИПАКК, 2011 г.); VIII-ая международная научно-практическая конференция Агропромышленный комплекс: состояние, проблемы, перспективы (г. Пенза, ФГБОУ ВПО Пензенская ГСХА, 2012г.).
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 14 работ, в том числе одна в журнале Вестник МАХ в 2006 г., три в журнале Мясная индустрия, одна в журнале Хранение и переработка сельскохозяйственного сырья, рекомендованные ВАК РФ.
Объем и структура работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, выводов, списка литературы (119 наименований). Содержание работы изложено на 132 страницах машинописного текста, содержит 63 рисунка, 6 таблиц, 5 приложений.
СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
В обзоре литературы дана характеристика малоценных побочных продуктов и отходов мясо- и птицеперерабатывающих производств. Рассмотрены химический состав и свойства белков мышечной и соединительной тканей, а также вопросы кинетики гидролиза белков. Представлены сведения о технологиях получения белковых гидролизатов животного происхождения. Приведены методы расчета продолжительности процессов охлаждения и замораживания пищевых продуктов. Указаны области применения белковых гидролизатов в мясной промышленности. На основании аналитического обзора литературных источников сформулированы цель и задачи исследования.
Объекты исследования. Объектами исследования являлись: свиные шкуры, полученные после ручной и механической обвалки туш свиней, и мясокостный остаток цыплят-бройлеров (предоставлены предприятиями ОАО Парнас М, ЗАО Арсенал, ОАО Лужский завод Белкозин и ЗАО Викториал); полученные белковые гидролизаты, паштеты и деликатесная продукция, выработанные с их применением на мясоперерабатывающих предприятиях ОАО ПарнасЦМ, ОАО Великоновгородский мясной двор, ЗАО Викториал.
Методы исследования. При проведении эксперимента использовались стандартные и оригинальные методики определения функционально-технологических и механических параметров. Определялись физико-химические и химические показатели свиной шкуры, мясокостного остатка и полученных гидролизатов; определены функционально-технологические, механические и органолептические показатели паштетов и деликатесной продукции, выработанных с применением гидролизатов.
Постановка эксперимента. Исследовалась связь молекулярных масс коллагена с гелеобразующей способностью раствора гидролизата. Получены две фракции белковых гидролизатов мясокостного остатка, в том числе в порошкообразном виде. Исследованы функционально-технологические свойства, химические и физико-химические свойства гидролизатов. Предложены рецептуры паштетов и начинок для тестовых полуфабрикатов, а также рецептуры внесения гидролизатов в посолочную смесь для шприцевания цельномышечных изделий. Охлаждение и замораживание паштетов и пельменей проводилось в одноступенчатом скороморозильном аппарате непрерывного действия с направленным псевдоожиженным слоем многоцелевого назначения марки СМАНПС. Сушка гидролизатов проводилась в сушильной установки со встречно-закрученными потоками инертных тел (СВЗП), с получением порошкообразного продукта.
Теоретическая и экспериментальная части.
Для прогнозирования необходимых технологических свойств гидролизатов коллагена необходим анализ энергии связи в структурах коллагена. Специфичность коллагена проявляется в первичной, вторичной, третичной и четвертичной структуре. Первичная структура коллагена представляет собой последовательность аминокислот связанных ковалентной связью. Вторичная структура - это конфигурация полипептидной цепи, представленная сочетанием спиральных и линейных участков. Отличительной чертой коллагена является то, что более одной четвертой всех аминокислотных остатков составляют иминокислоты, не образующие водородных связей. Во вторичной структуре преимущественно связи водородные, энергетически обедненные. Третичная структура. В молекуле тропоколлагена содержится две α1 и одна α2 спираль, скрученные вокруг общей оси. В каждой из спиралей содержится немногим более 1000 аминокислотных остатков, молекулярная масса такой спирали порядка 360000 г/моль. Существование спирали связано с наличием электростатических взаимодействий. Четверичная структура. В результате агрегации молекул тропоколлагена в продольном (конец с концом) и поперечном направлениях, происходит образование протофибрилл.
Таким образом, наблюдается сильная ковалентная связь в первичной и четвертичной структуре коллагена и слабая водородная или электростатическая во вторичной и третичной структуре. Для прогнозирования технологических свойств гидролизата коллагена необходима корреляция между молекулярной массой гидролизата и его технологическими характеристиками.
Экспериментальные данные по определению молекулярной массы, вязкости водного раствора гидролизата коллагена, полученного при температуре гидролиза вблизи 100 оС и различных концентрациях катализатора, а также прочности и упругости геля, образующегося из этих растворов при температуре 4Е6 оС. Гидролиз проводился при отношении сырье:вода равном 1:2 в течение 4Е5 часов. Содержание сухих веществ в растворе составляло 9,4%. Зависимость молекулярной массы, вязкости, упругости и прочности от концентрации катализатора представлена соотношениями (1), (2), (3), (4).
lnM = -1,52 ln(C/100%) -3,32 (1)
σ = -641 ln(C/100%) -3715, г/см2 (2)
Е = - 16,0 ln(C/100%) - 72,9, Па (3)
ln(η/η0) = -1,97 ln(C/100%) -10,86 (C = 0,05Е0,30%);
ln(η/η0) = -0,27 ln(C/100%) -0,84 (C = 0,3Е3,0%) (4)
Из анализа расчетных соотношений видно, что имеются два существенно различных диапазона концентраций. Первый диапазон концентраций катализатора C = 0,05Е0,30 % характеризуется следующими характерными особенностями: быстрое уменьшение вязкости водного раствора гидролизата при увеличении концентрации катализатора - примерно обратно пропорционально квадрату концентрации. При этом вязкость во много раз больше, чем вязкость воды. При низкой температуре из водного раствора образуется гель, упругость и прочность которого быстро уменьшаются с ростом концентрации катализатора. Зависимость явно носит экспоненциальный характер. Молекулярная масса гидролизата уменьшается незначительно с ростом концентрации катализатора.
Второй диапазон концентраций катализатора C = 0,3Е3,0 % характеризуется совершенно иными характерными особенностями. Уменьшение вязкости водного раствора гидролизата при увеличении концентрации катализатора идёт медленно - примерно обратно пропорционально корню четвёртой степени из концентрации. При этом вязкость раствора сопоставима с вязкостью чистой воды - хотя и превосходит её, но менее чем в два раза. При низкой температуре гель из раствора не образуется. Молекулярная масса в этом диапазоне концентраций катализатора уменьшается существенно.
Это свидетельствуют о том, что в первом диапазоне концентраций идёт разрушение вторичной и, возможно, третичной структуры белка, при сохранении его первичной и четвертичной структуры. При малых концентрациях катализатора менее 0,3% функция распределения белков по молекулярным массам дает среднее значение 700000 г/моль. Следовательно, именно первичная и четвертичная структуры отвечают за гелеобразующие свойства гидролизата, а также за высокую вязкость растворов. Концентрация катализатора 0,3 % и выше является критической - при ней четвертичная и частично первичная структура, по-видимому, существенно разрушена, и молекулярная масса становится такой, при которой образование геля невозможно.
При гидролизе коллагенсодержащего сырья в присутствии катализатора, концентрацией в близи 3 % и более жестких режимах проведения процесса, можно получить истинные гидролизаты, которые можно использовать при производстве инстантных продуктов.
Анализ механизма гидролиза коллагена, позволило прогнозировать параметры процесса гидролиза и концентрацию катализатора, обеспечивающие соответствующие механические и функционально-технологические свойства гидролизатов. Были получены белоксодержащие продукты: денатурированная и частично гидролизованная свиная шкура. Частично гидролизованная свиная шкура была получена при температуре 95 - 98 оС, времени гидролиза 4 часа, жидкостном коэффициенте 1:2 в присутствии катализатора концентрацией 0,05%. Денатурированная свиная шкура была получена при проведении процесса в течение 4 часов, при температуре 95 - 98 оС и жидкостном коэффициенте 1:2 при отсутствии катализатора. Сушка осуществлялась в аппарате со встречно-закрученными потоками инертных тел (СВЗП), при температурах процесса, лежащего в диапазоне 150 - 200 оС. Было исследовано влияние температуры сушки на функционально-технологические и механические характеристики гидролизатов свиной шкуры, что позволило определить наилучшие режимы процесса сушки. Экспериментальные данные показывают, что максимальной прочностью и модулем упругости, а также наилучшей влагоудерживающей и жироудерживаюшей способностями обладает гидролизат высушенный при температуре на входе 160 оС и температуре на выходе 87 - 91оС. Высушенные и гидратированные гидролизаты при температуре 150, 170, 180 и 200 оС обладают меньшими механическими характеристиками, чем у гидролизатов, полученных при температуре сушки 160 оС.
В пищевой индустрии могут быть использованы как сухие, так и предварительно гидратированные гидролизаты. Были исследованы режимные параметры гидратации сухих гидролизатов. Наилучшими свойствами обладают гидратированные гидролизаты полученные при соотношении 1:18, температуре гидратации 50 оС, времени выдерживания 30 мин. и частоте вращения гомогенизатора 8000 об/мин.
Таким образом, могут быть получены гидролизаты с заданными свойствами. Исследовано внесение гидролизатов, полученных при разных концентрациях катализатора, в рецептуру, например, паштетов горячего и холодного приготовления, начинок для пельменей и т.д. Были созданы рецептуры паштетов горячего и холодного приготовления, в состав которых вводилась денатурированная и частично гидролизованная свиная шкура. Денатурированная и частично гидролизованная свиная шкура вносилась в сухом и гидратированном виде, как заменитель мясной составляющей. В паштете холодного приготовления замена говяжьей печени составляла от 6 до 10 %. Результаты исследования представлены, на примере, паштета холодного приготовления. Для паштетов были определены механические свойства: модуль упругости (рисунки 1, 2) и прочность (рисунки 3, 4), а также функционально-технологические свойства: влагоудерживающая способность (рисунки 5, 6), содержание белков и жиров (рисунки 7, 8).
В паштет вносились гидролизаты, обладающие лучшими механическими характеристиками, полученные при соответствующих параметрах гидролиза указанных ранее. Анализ механических свойств паштетов показал, что при увеличении количества внесенного гидролизата модуль упругости и прочность паштета уменьшается. Это указывает на увеличение мажущей способности паштета, а следовательно, предотвращает появление такого дефекта как крошливость. Модуль упругости и прочность продукта при внесении сухого гидролизата несколько выше, чем при внесении гидратированного, но значительно меньше, чем в контроле. При этом технологические свойства паштетов в этом варианте внесения гидролизатов остаются достаточно высокими. Кроме того, были проанализированы результаты по определению влагоудерживающей способности паштетов, определенной методом свободного вытекания оказалось, что чем больше замена составляющих компонентов рецептур на гидролизат, тем выше влагоудерживающая способность величина, которой достигает 98%. Была проведена закрытая дегустация паштетов: наилучшими механическими, функционально-технологическими и органолептическими свойствами обладают паштеты, в которых произведена замена 10% мясных составляющих паштетов на смесь гидролизатов, состоящей из денатурированной и частично гидролизованной свиной шкуры в соотношение 60/40.
Важными показателями паштетов холодного и горячего приготовления, выработанных с гидролизатом свиной шкуры, являются содержание белка и жира (рисунки 7, 8). Увеличение содержания белка в паштетах происходит до соотношения гидролизат-вода 1:4. Дальнейшее увеличение соотношения гидролизат-вода 1:8, 1:12, 1:16 приводит к незначительному снижению содержания белка в паштетах, так как уменьшается концентрация белка во вносимом гидролизате.
Содержание жира в паштетах снижается с увеличением соотношения гидролизат-вода, по сравнению с паштетами, изготовленными без использования гидролизата свиной шкурки, так как при гидролизе свиной шкуры из фугата отгоняется жировая фракция.
Кроме того, паштеты, в которые вносят гидролизат свиной шкурки, приобретают новое свойство, у них понижается криоскопическая температура, тем значительнее, чем выше доля замененного мясного сырья, на гидролизат. На графике рисунка 9 видно, что с увеличением замены криоскопическая температура уменьшается, а при достижении температуры в центре образца - 180С кристаллизации продукта не происходит. Это объяснятся тем, что в продукте практически отсутствует свободная влага, т.к. гидролизат обладает свойством связывать влагу, а связанная влага не переходит из жидкого в кристаллическое состояние. Следовательно, до температуры -180С происходит лишь охлаждение продукта и следует рассматривать лишь расчетные соотношения для расчета времени охлаждения. В этом случае возможно пролонгирование срока хранения паштетов при температуре -180С, при отсутствии кристаллизации влаги, а следовательно, и сохранение качества паштетов. Криоскопическая температура паштета горячего приготовления значительно выше в этом случае будет осуществляться процесс замораживания.
Охлаждение паштета, содержащего в рецептуре не гидролизованную свиную шкурку и с заменой 10% мясного сырья на гидролизат свиной шкурки. Используя пластину размерами 25*80*110 мм с начальной температурой tнач = 20 0С обдуваясь сверху и с боков воздухом с температурой tхл = - 33 0С были сняты температурные профили при охлаждении и замораживании паштетов, которые снимались посредством термопар, введённых на глубины 3, 6, 9, 12, 15 и 18 мм в пластину. Следует продолжительность процесса охлаждения рассчитывается по формулам регулярного теплового режима, в которые введен параметр А, зависящий от координаты тела: (5)
где С - удельная теплоемкость, Дж/кг; - плотность, кг/м3; R - характерный размер тела, понимаемый как расстояние от поверхности тела до максимально удаленной точки в глубине тела; - коэффициент теплопроводности, Вт/(мК); tнач - начальная температура продукта, оС; tкон - конечная температура продукта, оС; tхл Цтемпература охлаждающей среды, оС;
Получено уравнение (5) для охлаждения продуктов любой формы, которое отличается от уравнения Кондратьева тем, что учитывает координату тела введением коэффициента А, в зависимости от которой А=Аоб, А=Ац, А=Апов: (6)
где Bi - число Био, ; ; Ф - безразмерный коэффициент формы тела, ; S - площадь, м2; V - объем, м3. Расчет Ац и Апов приведено в диссертации.
Замораживание паштета. При добавлении в паштеты лишь гидролизатов, наблюдается фазовый переход воды в лед. Однако, криоскопическая температура понижается, в этом случае следует использовать формулу Планка, так как :
(7)
Однако, расчет по формуле Планка приводит к существенной ошибке. Как видно из формулы (7) при снижении криоскопической температуры время процесса увеличивается, тогда, как экспериментально наблюдается обратная зависимость. Для получения корректного значения времени замораживания следует ввести поправка Δτ на уменьшение времени замораживания, учитывающую уменьшение доли вымороженной влаги: (8)
Значения функции F(Bi, a, Φ) приведены в таблице. Совместный анализ формул (7) и (8) приводит к уравнению (9), позволяющему оценить относительную поправку ко времени замораживания, за счет уменьшения криоскопической температуры: (9).
Таким образом, .
Снижение криоскопической температуры до - 18 оС как при охлаждении, так и при замораживании приводит к уменьшению времени процесса, а также к уменьшению количества отводимого тепла.
Также были проведены исследования по созданию рецептур начинок пельменей, в состав которых вводится гидролизат свиной шкуры. Пельмени представляют собой многослойные структуры с разной криоскопической температурой начинки и теста. В настоящее время не существует методов расчета подобных систем.
При внесении гидролизатов свиной шкуры в начинку в различных соотношениях криоскопическая температура изменяется, чем больше доля внесенного гидролизата, тем ниже криоскопическая температура начинки и тем меньше время замораживания продукт.
Рассмотрим замораживание пельменя с характерным размером (половина толщины) R, коэффициентом формы Ф при обдувании его воздухом с температурой tхл и скоростью (при этом коэффициент теплоотдачи α). Пельмени состоят из двух слоев: слой теста толщиной D снаружи и начинка внутри. Начинка может иметь как близкую к нулю криоскопическую температуру, так и весьма низкую криоскопическую температуру. Теплофизические характеристики теста: влажность w1; теплопроводность λ1; плотность ρ1; криоскопическая температура tкр1. Параметры начинки следующими: влажность w2; теплопроводность λ2; плотность ρ2; а криоскопическая температура в первом варианте равна tкр2 = -1 0С. Для расчета продолжительности замораживания двухслойного тела предложено следующее уравнение:
(10),
гдеR2 = R - D; R1 = R; q = 3,3 105 Дж/кг - теплота кристаллизации воды. Первое слагаемое τ1 - продолжительность замораживания слоя теста, а второе τ2 - продолжительность замораживания начинки.
Во втором варианте tкр2 = -12 0С. Следует помнить, что 2 будет отличаться от 1. При такой низкой криоскопической температуре начинки влага вымораживается далеко не вся. Следовательно, следует использовать поправку (8),учитывающую этот факт.
Разница во временах для начинки tкр = -1 0С и tкр = -12 0С составляет 30%, расчетные и экспериментальные соотношения коррелируются с точностью менее 9%. Кроме того, уменьшение теплового потока от продукта и времени замораживания приводит к снижению энергетических затрат.
Технология гидролиза мышечной ткани. Кроме того, в диссертации предложена технология извлечения мышечной ткани из мясокостного остатка, она заключается в том, что после водно-теплового гидролиза соединительной ткани, проводится гидролиз в присутствии неорганических катализаторов.
В литературных источниках утверждается, что экстракция мышечных белков может проводится NaCl концентрацией от 5 до 14% или NaCl в смеси с различными концентрациями HCl и NaOH от 0,1 до 1%, при температуре 50 0С в течение 4 часов. Проведенные нами исследования показали, что наличие соли практически не влияет на количество перешедших в раствор мышечных белков. В раствор перешли лишь солерастворимые белки мышечной ткани до 1,1%. При использовании NaCl в смеси с различными концентрациями HCl и NaOH увеличение содержания сухих веществ мышечной ткани до 7%, происходит за счет присутствия кислоты и щелочи.
Гидролиз мышечной ткани при различных концентрациях HCl и NaOH 0,4 - 0,6%, температуре 95 - 980С и в течение 4 - 8 часов приводит к получению раствора с содержанием сухого до 14%, при этом большее влияние оказывает увеличение времени гидролиза, а не концентрация катализатора. Таким образом, для максимального перехода мышечной ткани в раствор принято проводить кислотный гидролиз при концентрации катализатора 0,4%, температуре 95 - 980С и в течение 8 часов.
| Рисунок 1 - Зависимость модуля упругости паштета холодного приготовления от количества говяжьей печени, заменой на гидролизат свиной шкуры в сухой и гидратированной форме | Рисунок 2 - Зависимость модуля упругости паштета холодного приготовления от количества говяжьей печени, замененной гидролизатом и смесью гидролизата и денатурированного белка |
| Рисунок 3 - Зависимость прочности паштета холодного приготовления от количества говяжьей печени, заменой на гидролизат свиной шкуры в сухой и гидратированной форме гидролизат свиной шкуры | Рисунок 4 - Зависимость прочности паштета холодного приготовления от количества говяжьей печени, замененной гидролизатом и смесью гидролизата и денатурированного белка |
| Рисунок 5 - Зависимость влагоудерживающей способности паштета холодного приготовления от количества говяжьей печени, заменой на гидролизат свиной шкуры в сухой и гидратированной форме | Рисунок 6 - Зависимость влагоудерживающей способности паштета холодного приготовления от количества говяжьей печени, замененной гидролизатом и смесью гидролизата и денатурированного белка |
| Рисунок 7 - Зависимость содержания белка в паштетах холодного и горячего пригостовления от соотношения гидролизат-вода | Рисунок 8 - Зависимость содержания жира в паштетах холодного и горячего пригостовления от соотношения гидролизат-вода |
| Рисунок 9 - Зависимость температуры центра от времени охлаждения продукта при различной величине замены говяжьей печени на гидролизат свиной шкурки |
Выводы
1. Разработана технология переработки побочных продуктов мясоперерабатывающей промышленности (свиная шкура), позволяющая получать качественный пищевой белковый продукт с заданными функционально-технологическими свойствами. Предложенная технология представляет собой водно-тепловой гидролиз и гидролиз с химическими катализаторами в малых концентрациях.
2. Исследованы технологические свойства гидролизатов свиной шкуры от режимных параметров процесса сушки. Установлены рациональные режимы сушки, позволяющие получить гидролизат с оптимальными механическими и функционально-технологическими свойствами.
3. Изучен процесс гидратации сухих гидролизатов свиной шкуры и выбраны оптимальные режимы процесса.
4. Проведен анализ механических и функционально-технологических свойств гидролизатов свиной шкурки от параметров процесса гидролиза и концентрации катализатора.
5. Разработаны рекомендации по использованию гидролизатов свиной шкуры и мясокостного остатка в качестве белковых добавок при производстве паштетов, начинок для полуфабрикатов и цельномышечной продукции.
6. Разработан метод расчета времени охлаждения паштета с низкой криоскопической температурой, в рецептуру которого вносится желирующий компонент.
7. Разработан метод расчета времени замораживания многослойных структур с начинкой, в рецептуру которых вносятся желирующие компоненты.
8. Предложена технология извлечения мышечной ткани из мясокостного остатка, что позволяет усовершенствовать технологию получения белковой фракции гидролизата из мясокостного остатка.
По теме диссертации опубликованы следующие работы:
1. Куцакова В.Е., Кременевская М.И., Москвичев А.С., Чернышева Е.В. Производство мясных продуктов с использованием гидролизатов мясокостного остатка // Актуальные проблемы качества и безопасности продовольственного сырья и пищевой продукции: Матер. междунар. науч.-практ. конф. - Краснодар, 2005. - С. 226.
2. Куцакова В.Е., Москвичев А.С., Чернышева Е.В., Елыгина К.А О переработке отходов птицеперерабатывающей промышленности // Вестник МАХ. - 2006. - № 3. - С. 36 - 38.
3. Москвичев А.С., Чернышева Е.В., Елыгина К.А. Теплофизические аспекты гидролиза дисперсных систем // Сборник трудов молодых ученых. Пищевые технологии. СПбГУНиПТ - СПб, 2006. - С. 110 - 112.
4. Филиппов В.И., Куцакова В.Е., Москвичев А.С., Москвичева Е.В. Получение белковых гидролизатов различного функционально-технологического назначения // СПбГУНиПТ. - СПб, с. - 4. Депонировано в ВИНИТИ. № 654-В 2008.
5. Куцакова В.Е., Кременевская М.И., Москвичев А.С., Москвичева Е.В. Применение гидролизатов мясокостного остатка в колбасных изделиях // Мясной ряд. - 2009. - №2. - С. 32 - 33.
6. Куцакова В.Е., Кременевская М.И., Москвичева Е.В. Гидролизованная свиная шкурка в производстве изделий из мяса // Мясные технологии. - 2009. - №8. - С. 42 - 45.
7. Куцакова В.Е., Фролов С.В., Кременевская М.И., Москвичева Е.В. Зависимость технологических свойств гидролизатов коллагена от концентрации катализатора // Хранение и переработка сельскохозяйственного сырья. - 2009. - №12. - С. 20 - 22.
8. Москвичева Е.В. Использование гидролизатов свиной шкурки при производстве мясных изделий // Сборник трудов молодых ученых. Пищевые технологии. СПбГУНиПТ - СПб, 2009. - С. 7 - 9.
9. Куцакова В.Е., Москвичева Е.В., Сеничев Д.А., Доморацкий С.С. Производство паштетов с использованием нетрадиционного и малоценного сырья // Мясной ряд. - 2010. - №2. - С. 60 - 62.
10. Куцакова В.Е., Бараненко А.В., Москвичева Е.В., Сеничев Д.А. Паштеты с использованием нетрадиционного и малоценного сырья и особенности их охлаждения // Мясная индустрия. - 2010. - №10. - С. 66 - 68.
11. Куцакова В.Е. , Фролов С.В., Москвичева Е.В., Савичев Д.С. Продолжительность холодильной обработки паштетов // Мясная индустрия. - 2011. - №2. - С. 33 - 35.
12. Куцакова В.Е., Филиппов В.И., Москвичева Е.В., Савичев Д.С. Гидролизаты из побочного малоценных продуктов птицепереработки в производстве вареных колбас // Техника и технология: новые перспективы развития: Материалы IV Международной научно-практической конференции. - Москва, 2011. - С.59 Ц61.
13. Куцакова В.Е., Кременевская М.И., Москвичева Е.В., Казаков Д.С. К вопросу использования вторичных продуктов мясной, рыбной и птицеперерабатывающих производств в пищевой индустрии // Пищевые добавки и современные технологии переработки сельскохозяйственного сырья. Материалы докладов всероссийской конференции. - Санкт-Петербург, 2011. - С. 123 - 125.
14. Куцакова В.Е., Фролов С.В., Кременевская М.И., Москвичева Е.В. К вопросу о времени замораживания пельменей с мясными начинками // Мясная индустрия. - 2012. - №5. - С.62 - 63
Подписано к печати __________ Формат 60х80 1/16. Бумага писчая
Печать офсетная. Печ. л. 1,0 Тираж 80 экз. Заказ № _____
СПбГУНиПТ. 191002, Санкт-Петербург, ул. Ломоносова, 9
ИПЦ СПбГУНиПТ. 191002, Санкт-Петербург, ул. Ломоносова, 9
Авторефераты по всем темам >>
Авторефераты по техническим специальностям