Методология комплексной оценки качества пищевых добавок и обоснование их адекватного применения в мясной промышленности
| Вид материала | Диссертация |
| Комплексная оценка |
- Биохимическая характеристика орехов фундука и обоснование их применения при получении, 423.36kb.
- Корниенко О. В. Перспективы развития российского рынка пищевых добавок, 32.15kb.
- Краткие данные о развитии отечественной мясной промышленности, 400.29kb.
- Санитарные правила для предприятий мясной промышленности, 334.08kb.
- Проектирование предприятий мясной промышленности н. В. Тимошенко введение, 1380.84kb.
- Перечень примерных вопросов к итоговой аттестации, 36.07kb.
- Положение о порядке присуждения медали имени В. М. Горбатова за научные достижения, 70.81kb.
- Мониторинга оценки качества образования в гимназии, 163.07kb.
- Научное обоснование повышения обмена веществ, мясной продуктивности птицы при использовании, 531.52kb.
- Разработка биотехнологий получения иммобилизованных дрожжей и их применения в бродильных, 535.9kb.
С возрастанием потребностей предприятий мясной промышленности в улучшении экономических показателей выпускаемой продукции из мяса каррагинан, наряду с другими высокомолекулярными полисахаридными и белковыми веществами, стали широко использовать в составе шприцовочных рассолов.
В теорию и практику производства цельнокусковых мясопродуктов огромный вклад внесли Афанасов Э.Э., Большаков А.С., Боресков В.Г.,
Борисенко А.А., Жаринов А.И, Забашта А.Г., Кудряшов Л.С., Соколов А.А., Richardson R.I., Desmond E.M., Kenny T. и др. Однако, ряд вопросов, связанных с решением технологических задач обеспечения стабильности производства такой продукции при высоких уровнях инъецирования многокомпонентными рассолами, остается актуальным.
Проведенные на вареных колбасах исследования показали необходимость учета влияния на качество конечного продукта качественного и количественного соотношения структурообразующих компонентов и возможность оценки эффективности такого соотношения на модельных системах. Однако при выборе соотношений структурообразователей в составе рассольных препаратов, предназначенных для изготовления продуктов из мяса, их комплексная оценка на основе структурно-механических характеристик гелей, соответствующих рецептурному составу рассолов, затруднена и/или мало информативна из-за низкой концентрации гелеобразующих компонентов. Кроме этого, при решении задач комплексной оценки рассольных препаратов на модельных системах невозможно учесть ряд особенностей, связанных с применением массирования мясного сырья, а именно:
- характер направленности технологического действия пищевых фосфатов, используемых в составе рассолов, которые одновременно влияют на набухание мышечных волокон и на процесс гелеобразования каррагинана в межволоконном пространстве;
- характер распределения структурообразователей по объему продукта;
- степень влияния растворимых мышечных белков на гелеобразующие свойства структурообразователей.
Эти особенности были подтверждены результатами исследований, полученными автором. Так, например, исследования на модельных системах показали способность растворимых мышечных белков влиять на структурно-механические показатели гелей каррагинана. При приготовлении 0,5%-го геля каррагинана с использованием 3%-го раствора экстрагированных мышечных белков, прочность геля увеличивалась на 42,7%, а пластичность – на 54,8%. Микроструктурные исследования на модельных образцах мышечной ткани (свинина, L. dorsi) позволили установить, что, при введении рассола, содержащего 1% каррагинана, толщина соединительно-тканных прослоек, в которых локализовался рассол, составляла 550-700 мкм, а введение в рассол 2% соевого белка приводило к тому, что в результате неравномерной локализации рассола толщина соединительно-тканных прослоек составляла 100-700 мкм.
Учитывая эти особенности, комплексную оценку рассольных препаратов, содержащих различное соотношение структурообразователей, наиболее целесообразно было проводить на модельных образцах мясных продуктов.
С этой целью была использована математическая модель аддитивного вида (формула 1). Комплексный критерий определяли по принципу максимального приближения значений единичных показателей к их желаемым значениям. Для этого при расчете комплексного критерия использовали нормированные значения единичных показателей, полученные с использованием функций нормировки 1.1 и 1.2 (табл. 6). Результаты нормировки единичных показателей и расчета значения комплексного критерия приведены в табл. 12.
Пример, приведенный в табл. 12, являлся обоснованием количественного соотношения каррагинана и соевого белка в составе рассолов для инъецирования мясного сырья при производстве копчено-вареных продуктов из свинины. Предложенная математическая модель, включающая комплекс показателей качества продукции, была использована при разработке многокомпонентного рассольного препарата, успешно апробированного на предприятиях отрасли при изготовлении карбонада копчено-вареного с уровнем инъецирования 50 % к массе мясного сырья.
Таблица 12
Результаты комплексной оценки модельных образцов карбонада копчено-вареного с целью выбора композиции структурообразователей в составе рассола
| Наименование ингредиентов или показателей | Концентрация в рассоле соевого белка и каррагинана, % к массе рассола | |||||||||||
| Соевый белок | 0,00 | 0,00 | 0,00 | 0,00 | 1,00 | 1,50 | 2,00 | 1,50 | 1,50 | 1,50 | 1,00 | 2,00 |
| Каррагинан | 0,00 | 0,50 | 0,75 | 1,00 | 0,00 | 0,00 | 0,00 | 0,50 | 1,00 | 0,75 | 0,75 | 0,75 |
| Нормированные значения единичных показателей: | ||||||||||||
| Термопотери | 0,160 | 0,667 | 0,827 | 0,975 | 0,136 | 0,000 | 0,123 | 0,556 | 1,000 | 0,901 | 0,840 | 0,951 |
| Органолептиче-ская оценка | 0,800 | 0,800 | 0,600 | 0,400 | 1,000 | 0,600 | 0,200 | 0,600 | 0,000 | 0,400 | 0,400 | 0,200 |
| Содержание белка | 0,643 | 0,342 | 0,284 | 0,000 | 0,585 | 0,806 | 1,000 | 0,557 | 0,221 | 0,415 | 0,347 | 0,506 |
| Напряжение среза | 0,604 | 0,187 | 0,000 | 0,121 | 0,780 | 0,868 | 1,000 | 0,418 | 0,231 | 0,198 | 0,143 | 0,264 |
| Устойчивость цвета | 0,247 | 0,612 | 0,913 | 1,000 | 0,059 | 0,100 | 0,000 | 0,506 | 0,960 | 0,898 | 0,832 | 0,422 |
| Экономическая эффективность | 0,504 | 0,405 | 0,420 | 0,000 | 0,603 | 0,598 | 0,622 | 0,777 | 0,339 | 0,803 | 0,565 | 1,000 |
| Комплексная оценка | 2,959 | 3,012 | 3,045 | 2,496 | 3,163 | 2,972 | 2,946 | 3,413 | 2,750 | 3,615 | 3,127 | 3,342 |
Для реализации и широкого внедрения в технологическую практику предложенного и апробированного методологического подхода к совершенствованию рецептур мясопродуктов, содержащих каррагинан, были разработаны методические рекомендации (МР 01-00419779-07) по комплексной оценке функционально-технологических свойств препаратов каррагинана, применяемых в мясной промышленности.
Общий экономический эффект от исследований по применению каррагинана составил: для вареных колбасных изделий - 861 тыс. руб в год, от внедрения рассольного препарата – 21,4 тыс. руб на 1 т готовой продукции (на 01.09.2008 г.).
3.4 Разработка технологически адекватного состава комплексной пищевой добавки бактериостатического действия
На основании выше изложенных теоретических положений по оценке технологического качества ПД автором были проведены многочисленные экспериментальные исследования комплексных ПД импортного производства, предназначенных для стабилизации и сохранения качества мясопродуктов.
Результаты этих исследований позволили выявить основные причины несоответствия большинства этих препаратов сформулированному автором принципу технологической адекватности (табл.13).
С целью устранения указанных несоответствий была осуществлена разработка комплексных ПД, стабилизирующих качество мясопродуктов, технологии их производства на основе отечественных компонентов, а также технологии их применения.
Для этого были разработаны исходные требования к созданию комплексных ПД бактериостатического действия, проведен подбор и анализ качества отечественных компонентов для их производства, исследования по изучению влияния предполагаемых компонентов на формирование и сохранение качества мясопродуктов и разработаны рецептуры ПД.
Таблица 13
Основные причины несоответствия импортных ПД бактериостатического действия принципу технологической адекватности
| | Характеристика (показатель) комплексных ПД импортного производства | Содержание характеристики (значение показателя) | Выявленные несоответствия принципу технологической адекватности |
| 1. | Разрешенные компоненты заявленных составов | Е262, Е300, Е301, Е316, Е330, Е331 Е325 Е335, хлорид натрия | Наличие в составе Е300, Е301, Е316 приводит к увеличению в ≈2 раза норм внесения производных аскорбиновой кислоты, принятых в технологической практике их использования |
| 2. | Неразрешенные компоненты заявленных составов | Пропионаты, сорбаты, бензоаты, низин | Не допустимы для внесения в мясопродукт, СанПиН 2.3.2.1293 |
| 3. | Значение рН 10%-го раствора | 4,0-6,2 | Слишком низкие значения рН ПД способны оказывать негативное влияние на функционально-технологические свойства мясного сырья |
| 4. | Массовая доля ацетатов (Е262) | 39,0-80,0 | При разном содержании основного компонента рекомендуются одинаковые дозы введения ПД Доза введения Е262 не установлена в принятой технологической практике |
| 5. | Рекомендуемые дозы введения | 300-500 г на 100 кг | |
| 6. | Массовая доля хлорида натрия | 7,4-53,8 %* | Слишком высокое содержание поваренной соли при высокой цене ПД |
| 7. | Цена (по данным за 2005 г.) | 4,5 до 9,7 евро за 1 кг | |
| * Самое высокое содержание хлорида натрия было отмечено в двухкомпонентных добавках, содержащих Е262 и поваренную соль. | |||
Исходными требованиями являлись следующие условия:
- ПД должна состоять из доступных и недорогих отечественных ингредиентов;
- эффективность удлинения сроков годности должна быть не ниже, чем у импортных препаратов;
- отечественная добавка должна отличаться более высокими функционально-технологическими свойствами, а именно:
- не должна содержать компонентов, которые традиционно вносятся в рецептуры мясопродуктов и/или содержаться в повсеместно приме-няемых (вкусо-ароматических фосфатосодержащих) комплексных ПД;
- оказывать минимальное влияние на рН мясной системы (сырья, фарша);
- оказывать максимальное влияние на снижение активности воды в продукте;
- оказывать минимальное влияние на органолептические характеристики продукта.
Для реализации этих требований была разработана математическая модель следующего вида:
, (10)где:
КΔКОЕ – нормированный критерий прироста общего числа микроорганизмов в образце за период хранения τ;
КΔрН – нормированный критерий изменения значения рН от внесения ПД;
КΔaw – нормированный критерий изменения активности воды от внесения ПД;
Кор – нормированный критерий общей органолептической оценки продукта с ПД.
Образцы продукции хранили в течение периода τ, соответствующему установленному сроку годности для аналогичной продукции, выработанной с лактатом натрия, умноженному на коэффициент запаса 1,3.
С целью усиления значимости достижения устойчивости продукта к микробиологической порчи нормированный критерий прироста общего числа микроорганизмов в образце за период хранения τ рассчитывали по следующей зависимости:
Для всех образцов с расчетным значением КΔКОЕ0,500 принималось для расчета комплексного критерия значение КΔКОЕ=0,000.
Для расчета КΔaw и Кор использовали линейную нормировку, отражающую приближение i-го значения показателя к его наибольшему значению, полученному при выполнении серии экспериментов, а для расчета КΔрН - к его наименьшему значению.
При разработке рецептур серии опытов выполнялись на модельных образах вареных колбас, сосисок, копчено-вареных продуктов из свинины и говядины, полукопченых колбас, охлажденных полуфабрикатах. В табл. 14 в качестве примера представлены результаты расчете комплексного критерия по сериям экспериментов на вареных колбасах и фарше.
Разработанные составы отечественного препарата были проверены в независимой лаборатории группы компании «ПТИ» в сравнении с импортными ПД аналогичного состава и назначения.
Микробиологические исследования показали, что уровень КМАФАнМ в фарше, содержащем «Баксолан-2» и «Баксолан-4» был в 6,7 и 5,5 раза ниже, по сравнению с контролем. Микробиологические исследования вареных колбас, содержащих «Баксолан-2» и «Баксолан-4», показали, что общее количество микроорганизмов было ниже, чем в контрольном образце в 6 и 4 раза ниже, соответственно, в то время как для образов с импортными ПД – не более чем в
2 раза ниже.
Результаты микробиологических исследований, представленные на
рис.17-19, подтвердили адекватность построенной математической модели, использованной при выборе наиболее технологически адекватного состава ПД бактериостатического действия.
Таблица 14
Расчет комплексного критерия качества ПД при разработке отечественного препарата
бактериостатического действия «Баксолан»
| Колбасы вареные | КМАФАнМ, КОЕ/г фон | КМАФАнМ, КОЕ/г кон | Норма КОЕ/г | ΔКОЕ | КΔКОЕ | КΔКОЕ 0,5 | ΔрН | КΔрН | Δaw | КΔaw | Ор | Кор | Ко |
| №1 | 210 | 3000 | 2,5х103 | 0 | 0,000 | 0,000 | 0,12 | 0,765 | 0,0025 | 0,206 | 4,5 | 0,600 | 0,000 |
| №2 | 30 | 240 | 210 | 0,943 | 0,943 | 0,18 | 0,412 | 0,0031 | 0,268 | 4,4 | 0,400 | 0,042 | |
| №3 | 60 | 3000 | 2940 | 0,020 | 0,000 | 0,16 | 0,529 | 0,0005 | 0,000 | 4,3 | 0,200 | 0,000 | |
| №4 | 150 | 700 | 550 | 0,828 | 0,828 | 0,10 | 0,882 | 0,0017 | 0,124 | 4,7 | 1,000 | 0,090 | |
| №5 | 250 | 1300 | 1050 | 0,659 | 0,659 | 0,24 | 0,059 | 0,0095 | 0,928 | 4,5 | 0,600 | 0,022 | |
| №6 | 230 | 270 | 40 | 1,000 | 1,000 | 0,25 | 0,000 | 0,0087 | 0,845 | 4,5 | 0,600 | 0,000 | |
| №7 | 210 | 800 | 590 | 0,814 | 0,814 | 0,08 | 1,000 | 0,0024 | 0,196 | 4,2 | 0,000 | 0,000 | |
| №8 | 180 | 240 | 60 | 0,993 | 0,993 | 0,14 | 0,647 | 0,0087 | 0,845 | 4,7 | 1,000 | 0,543 | |
| №9 | 1000 | 4000 | 3000 | 0,000 | 0,000 | 0,19 | 0,353 | 0,0102 | 1,000 | 4,5 | 0,600 | 0,000 | |
| №10 | 120 | 2500 | 2380 | 0,209 | 0,000 | 0,11 | 0,824 | 0,0045 | 0,412 | 4,3 | 0,200 | 0,000 | |
| | | | | | |||||||||
| Фарш | КМАФАнМ, КОЕ/г фон | КМАФАнМ, КОЕ/г кон | Норма КОЕ/г | ΔКОЕ | КΔКОЕ | КΔКОЕ 0,5 | ΔрН | КΔрН | Δaw | КΔaw | Ор | Кор | Ко |
| №1 | 25000 | 5000000 | 5,0х106 | 4975000 | 0,534 | 0,534 | 0,16 | 0,632 | 0,0070 | 0,573 | 4,2 | 0,300 | 0,058 |
| №2 | 15000 | 3500000 | 3485000 | 0,734 | 0,734 | 0,11 | 0,895 | 0,0039 | 0,308 | 4,7 | 0,800 | 0,162 | |
| №3 | 40000 | 9000000 | 8960000 | 0,000 | 0,000 | 0,16 | 0,632 | 0,0003 | 0,000 | 4,5 | 0,600 | 0,000 | |
| №4 | 30000 | 8400000 | 8370000 | 0,079 | 0,000 | 0,17 | 0,579 | 0,0011 | 0,068 | 4,7 | 0,800 | 0,000 | |
| №5 | 16000 | 4200000 | 4184000 | 0,640 | 0,640 | 0,14 | 0,737 | 0,0120 | 1,000 | 4,4 | 0,500 | 0,236 | |
| №6 | 3000 | 1500000 | 1497000 | 1,000 | 1,000 | 0,19 | 0,474 | 0,0087 | 0,718 | 4,6 | 0,700 | 0,238 | |
| №7 | 10000 | 3500000 | 3490000 | 0,733 | 0,733 | 0,21 | 0,368 | 0,0065 | 0,530 | 4,3 | 0,400 | 0,057 | |
| №8 | 12000 | 3000000 | 2988000 | 0,800 | 0,800 | 0,20 | 0,421 | 0,0044 | 0,350 | 4,4 | 0,500 | 0,059 | |
| №9 | 35000 | 7400000 | 7365000 | 0,214 | 0,000 | 0,09 | 1,000 | 0,0071 | 0,581 | 3,9 | 0,000 | 0,000 | |
| №10 | 17000 | 3700000 | 3683000 | 0,707 | 0,707 | 0,28 | 0,000 | 0,0023 | 0,171 | 4,9 | 1,000 | 0,000 | |
Рис. 17 Изменение КМАФАнМ при хранении охлажденного фарша, выработанного без (контроль) и с внесением ПД бактериостатического действия
Рис. 18 Изменение КМАФАнМ при хранении вареных колбас, выработанных без (контроль) и с внесением ПД бактериостатического действия
Рис. 19 Изменение КМАФАнМ при хранении полукопченых колбас, выработанных без (контроль) и с внесением ПД бактериостатического действия
Исследование изменения рН и активности воды в фарше с внесением «Баксолан-2» и «Баксолан-4» также подтвердило адекватность примененной математической модели комплексной оценки качества (рис.20 и 21).
Рис. 20 Значения рН фарша без (контроль) и с внесением ПД бактериостатического действия
Рис. 21 Активность воды в фарше без (контроль) и с внесением ПД бактериостатического действия