Научно-практические основы структурообразования мясопродуктов из сырья различного качества в условиях направленных биотехнологических воздействий

Вид материала

Автореферат

Содержание Физико-химические показатели

Подобный материал:

• Примерная программа дисциплины биотехнологические основы хлебопекарного производства, 116.22kb.
• Изменение ферментативной активности нативного и иммобилизованного солода под влиянием, 360.17kb.
• «Микробиология мяса и мясопродуктов» Специальность 110401 «Зоотехния» Пояснительная, 71.71kb.
• Педагогических требований, направленных на развитие ребенка, обеспечение психологического, 157.15kb.
• Экспресс-контроль цветовых характеристик мясного сырья и мясопродуктов, основанный, 316.99kb.
• Стандартизация и контроль качества лекарственного растительного сырья стандартизация, 615.33kb.
• Стандартизация и контроль качества лекарственного растительного сырья стандартизация, 613.27kb.
• Научно-образовательный комплекс по специальности 6N0701 «Биотехнология» учебно-методический, 704kb.
• Научно-практические аспекты разработки и применения упаковочных материалов с проектируемым, 662.23kb.
• Научное обоснование и практическое применение новых подходов к обеспечению качества, 787.48kb.

Рис. 6 Изменение диаметра мышечных волокон различных типов в процессе посола и массирования длиннейшей мышцы спины (циклический режим).


Табл. 6. Физико-химические показатели мясного сырья (длиннейшая мышца спины) в процессе посола и непрерывного массирования

n-27

Наименование образцов	Физико-химические показатели массовая доля , %
	рН	влаги	Жира	белка	хлорида натрия
	M  S
Сырье до посола	6,110,07	70,20,32	6,21,26	20,90,45	0,290,12
Сырье после посола	6,14 0,02	75,10,43	4,22,14	17,60,35	1,630,15
Сырье после массирования	6,230,07	82,00,37	5,11,73	9,20,33	1,50,13

Рис. 7 Изменение диаметра мышечных волокон различных типов в процессе посола и массирования длиннейшей мышцы спины (непрерывный режим).




а) б)



в) г)

Рис. 5. Микроструктура длиннейшей мышцы спины: а) сырье, б) после посола, в) после массирования (циклический режим), г) после массирования (непрерывный режим). Ув.х 300.


Как показали проведенные микроструктурные исследования использование культур молочно-кислых микроорганизмов (БФП-1, БФП-2) при посоле мясного сырья по морфологическим показателям позволяет получить эффект аналогичный механическому воздействию (с учетом большего времени воздействия). Показана однотипность изменений мышечной ткани при воздействии бактериальных препаратов и механических факторов, используемых для интенсификации процесса посола мясного сырья. Эти изменения характеризуются, в первую очередь, повышением проницаемости мембран, нарушением целостности миофибриллярных структур, деструкцией миофибрилл до мелкозернистой белковой массы.

В целом выявленные микроструктурные показатели изменений мяса при посоле с использованием массирования и внесения бактериальных препаратов позволяют объективно оценивать динамику происходящих в нем процессов и степень механического воздействия и бактериальных препаратов на структуру мышечной ткани:

- умеренная, характеризующаяся набуханием мышечных волокон с ослаблением поперечной исчерченности, гомогенизацией или пикнозом ядер, образованием микротрещин и узких поперечных трещин, наличием в участках деструкции диффузно расположенных микроорганизмов;



умеренная стадия оптимальная стадия



чрезмерная стадия

Рис. 8. Микроструктура длиннейшей мышцы спины на разных стадиях

деструкции при посоле с использованием бактериальных препаратов. Ув.х 300

- оптимальная, характеризующаяся исчезновением поперечной исчерченности, пикнозом и лизисом ядер, образованием множественных поперечных трещин, локальной деструкцией сарколеммы, образованием умеренного количества мелкозернистой белковой массы, расположенной преимущественно под сарколеммой волокон, меньше в межволоконном пространстве и соединительно-тканных прослойках.

- чрезмерная, характеризующаяся множественной деструкцией мышечных волокон, нарушением мембранных структур и разрывами сарколеммы с выходом большого количества мелкозернистой белковой массы в межволоконные пространства и соединительнотканные прослойки (рис.8).

Органолептическая оценка готовой продукции по морфологическим показателям соответствующая умеренной и чрезмерной стадии деструкции ниже оптимальной соответственно на 10,6% и 8,5%.

Использование морфологических показателей, характеризующих степень механического воздействия и бактериальных препаратов на микроструктуру мясного сырья, позволит определять время воздействия, эффективность бактериальных препаратов и их оптимальную концентрацию, что подтверждается органолептическими исследованиями.

На основании полученных данных становится очевидным, что показатели, определяемые микроструктурными, физико-химическими, органолептическими и другими методами исследований, взаимосвязаны между собой. Несмотря на разнообразие применяемых методов обработки сырья при посоле, морфологические показатели, характеризующие динамику изменений в структуре мышечной ткани, сходны. В связи с чем, отмеченные закономерности изменений микроструктурных показателей необходимо учитывать при проведении посола в условиях интенсификации. Следует отметить, что при сохранении целостности сарколеммы и нарастании деструктивных процессов внутри волокон, происходит улучшение нежности и сочности продукта. При массивном выходе мелкозернистой белковой массы из волокон происходит резкое снижение органолептической оценки готового продукта.

Комплексное использование механических воздействий и бактериальных препаратов (ПБ-МП, ПБ-МП-бальзам Панты на меду) позволяет в значительной степени интенсифицировать процесс производства в технологии изготовления сырокопченых цельномышечных изделий. При этом массирование посоленного сырья способствует равномерному перераспределению посолочных ингредиентов и бактериального препарата, влияет на проницаемость сарколеммы и структур мышечных волокон в отношении не только посолочных ингредиентов, но и внутриклеточных ферментов. При этом создаются благоприятные условия для более глубоких специфических изменений, обусловленных воздействием ферментов молочнокислой микрофлоры бактериального препарата. В участках мышечных волокон, непосредственно примыкающих к скоплению микроорганизмов, отмечали набухание сарколеммы и ее диффузную деструкцию (рис.9). Отмеченные изменения в структуре сарколеммы способствовали интенсивному распространению микрофлоры под сарколемму мышечных волокон, а также более равномерному глубокому воздействию протеолитических ферментов микрофлоры бактериального препарата на структуру миофибрилл.

Установленные изменения в структуре мышечной ткани способствуют ускорению структурообразования в процессе созревания цельномышечных изделий. Использование бактериального препарата, подавляющего развитие нежелательной микрофлоры позволяет получить готовый продукт с более низкими микробиологическими показателями и сократить срок сушки с 15 до 10 суток.




а) б)

Рис. 9. Изменение микроструктуры мышечной ткани в процессе производства сырокопченых цельномышечных мясопродуктов

а) диффузная деструкция сарколеммы. Посол. ПБ-МП-бальзам

б) разрыхление пучков коллагеновых волокон.Посол. ПБ-МП-бальзам.

Ув. х 2000.


Исследования показали, что структурообразование варено-копченых колбас в определенной степени связано с развитием деструктивных изменений крупно измельченных фрагментов мышечной ткани в процессе технологического цикла. Выход солерастворимых белков в межволоконные пространства, формирование мелкозернистой белковой массы в процессе деструкции определяет взаимосвязанность структурных элементов фарша при формировании непрерывного каркаса, образующегося в процессе термической обработки. Гистологически процесс структурообразования варено-копченых колбас характеризуется рядом микроструктурных показателей, к которым можно отнести компоновку структурных элементов, порозность и размеры вакуолей, а также степень и глубину деструкции структурных элементов.

Комплексное использование электростимулирования мясного сырья и бактериальных препаратов (бакконцентрат P.Shermani)), взаимодополняющих друг друга, позволяет интенсифицировать процесс изготовления варено-копченых колбас за счет сокращения времени посола и осадки. В основе ускорения технологического цикла производства варено-копченых колбас лежат изменения в структуре мышечных волокон, возникающие, в первую очередь, под воздействием электростимуляции на мясное сырье. Влияние указанного процесса проявляется в ускорении созревания мышечной ткани, в связи с дестабилизацией мембран лизосом, нарушении целостности миофибриллярных структур и сарколеммы, что гистологически характеризуется образованием множественных микротрещин и деструкцией миофибрилл.

Деструктивные изменения миофибриллярных структур углубляются под влиянием ферментов пропионовокислых микроорганизмов (рис.10). В результате глубоких изменений в структуре миофибриллярных белков образуется значительное количество мелкозернистой массы, необходимой для формирования плотного белкового каркаса в процессе термической обработки.



а) б)

Рис. 10. Микроструктура варено-копченых колбас, выработанных с

использованием бактериальных препаратов и электростимуляции сырья

а) охлажденное сырье –P.Shermani ; б) электростимуляция - P.Shermani

Ув.х 3000.

В ходе изготовления сырокопченых колбас структурообразование в процессе формирования пространственного каркаса, сопровождающегося разрушением клеточной структуры тканей, первостепенное значение приобретают процессы, связанные с жизнедеятельностью молочнокислых микроорганизмов, свойствами мышечной ткани и активностью эндогенных ферментов. Большое влияние на интенсивность процессов, протекающих в этот период, оказывает направленное применение бактериальных культур (ББП-СК, ПБ-МП), температурные режимы осадки, использование винно-спиртовых, углеводных композиций.

В процессе производства сырокопченых колбас с винно-спиртовыми композициями в фарше одновременно активно протекают процессы специфического автолиза, деструкции мышечной ткани, агрегационных и денатурационных изменений белков, обусловленных низким значением рН, наличием дубильных веществ и этилового спирта.

Присутствие углеводов (глюкозы, мальтодекстрина) обусловливает интенсивное развитие молочнокислой микрофлоры, а следовательно, и усиление специфического автолиза мышечной ткани, порозность фарша ниже на 5,6% по сравнению с колбасами, выработанными с использованием бактериального препарата ПБ-МП.

При этом большое значение имеет развитие более глубоких деструктивных изменений в структуре мышечных волокон и соединительной ткани: лизис ядер, гомогенизация слившихся мышечных волокон и их зернистый распад; отсутствие поперечной исчерченности в большинстве волокон; гомогенизация волокнистого компонента соединительной ткани, что в конечном итоге обуславливает более однородную структуру готового продукта.

Установленные микроструктурные показатели, характеризующие структурообразование сырокопченых колбас позволяют оценить степень влияния биотехнологических воздействий при производстве колбас на их структуру и определить рациональную. Последняя будет характеризоваться большей взаимосвязанностью и компактностью расположения структурных элементов, более низкой порозностью, которая определяется наличием мелких вакуолей, пронизывающих мелкозернистую белковую массу, отсутствием щелевидных пространств и более тонким уплотненным поверхностным слоем.


Формирование структурных свойств мясного сырья при удлинении сроков хранения мясопродуктов с использованием методов барьерной технологии

Одной из важнейших проблем современной пищевой промышленности является обеспечение выработки мясных продуктов с гарантированной безопасностью и длительными сроками хранения.

Проведенные исследования позволили установить морфологические критерии свежести мясных полуфабрикатов и колбасных изделий.

Как показали полученные данные, в структуре мясного сырья, мясных рубленых полуфабрикатов, готовых колбасных изделий под действием гнилостной микрофлоры, обладающей высокой протеолитической активностью, происходят морфологические изменения, характеризующиеся однотипностью своих проявлений. Это в первую очередь - пикноз и рексис ядерных структур, лизис Z-пластинок, фрагментация, а позднее лизис миофибрилл мышечной ткани, а также разрыхление, фрагментация и лизис коллагеновых волокон.

Для колбасных изделий – изменение тинкториальных свойств мелкозернистой белковой массы, деструкция стенок микрокапилляров, их слиянием с образованием бесструктурной массы и (или) одновременным разрыхлением белковой массы газообразными продуктами их жизнедеятельности с образованием крупных вакуолей и щелей. Микрофлора развивается по всему объему образца, образуя микроколонии в мелкозернистой белковой массе.

Микроструктурные показатели, характеризующие особенности локализации микрофлоры и глубину ее воздействия на структурные элементы фарша позволяют оценивать санитарную доброкачественность рубленых полуфабрикатов и вареных колбас в процессе хранения и дифференцировать следующие степени свежести соответственно для рубленых полуфабрикатов – свежие, сомнительной свежести, несвежие, для вареных колбасных изделий - свежие, несвежие (рис.11,12).

Определенные микроструктурные изменения, характеризующие морфологические признаки снижения качественных показателей продукта, в комплексе с данными физико-химических показателей позволяют объективно оценивать эффективность используемых пищевых добавок, выбирать рациональные сроки хранения продукта.




а) б)



в)

Рис. 11. Микроструктура рубленых полуфабрикатов: а) свежие;

б) сомнительной свежести; в) несвежие. Ув.х 300.




а) б)


Рис. 12. Микроструктура вареных колбасных изделий: а) свежие; б) несвежие Ув.х 260.

Проведенные исследования позволили выявить динамику морфологических изменений в фарше под влиянием микрофлоры при длительном холодильном хранении вареных колбас (рис.12).

Проведенные исследования позволили разработать методики выполнения измерений содержания идентифицированных микроструктурным методом растительных белков и полисахаридов неживотного происхождения в мясе и мясных продуктах. Морфометрические исследования основных компонентов исследуемых образцов проводят после их качественного анализа на гистологических препаратах.

Объемное содержание растительного белка (об.%) рассчитывают по формуле: C_об = (n | N) х 100, где n – общее число точек, совпадающих только со структурами, соответствующими растительному белку; N – общее число точек, совпадающих с тканями на срезе.

Отношение массовой доли растительного белка (масс.,%) к его объемному содержанию (об.,%), определяемому методом микроструктурного анализа по результатам проведенных экспериментов в исследуемых пробах мяса и мясопродуктов составляет в среднем 0,24. Данный коэффициент является постоянной величиной для расчета массовой доли растительного белка.