Кабінет міністрів україни національний університет біоресурсів І природокористтування україни факультет якості,стандартизації та сертифікації продукції апк спеціальність 091707 – "Технологія зберігання, консервування та переробки м'яса"
| Вид материала | Документы |
- Кабінет міністрів україни національний університет біоресурсів І природокористування, 1061kb.
- Кабінет міністрів україни національний університет біоресурсів І природокористування, 1150.03kb.
- Програма фахового вступного випробування для зарахування на навчання за окр «спеціаліст», 203.4kb.
- Міністерство аграрної політики україни полтавська державна аграрна академія факультет, 711.14kb.
- Кабінет міністрів україни національний університет біоресурсів І природокористування, 2555.93kb.
- Міністерство аграрної політики України Вінницький державний аграрний університет, 635.52kb.
- Акмеологія як складова підвищення якості освіти та забезпечення професійного успіху, 52.99kb.
- Національний університет біоресурсів І природокористування України, 1529.64kb.
- Програма фахового вступного випробування для навчання за окр «спеціаліст», 225.14kb.
- Кабінет міністрів україни постанова від 5 березня 2008, 192.93kb.
КАБІНЕТ МІНІСТРІВ УКРАЇНИ
НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ БІОРЕСУРСІВ І ПРИРОДОКОРИСТТУВАННЯ УКРАЇНИ
Факультет якості,стандартизації та сертифікації продукції АПК
Спеціальність 8.091707 – "Технологія зберігання, консервування та переробки м'яса"
ОПТИМІЗАЦІЯ СПОЖИВЧИХ ВЛАСТИВОСТЕЙ КОМБІНОВАНИХ М’ЯСОПРОДУКТІВ ЗАДАНОГО ХІМІЧНОГО СКЛАДУ
Студент – випускник _______________________________________Я.О. Коротаєва
Керівник випускної роботи
доктор вет. наук, професор __________________________________Д.А. Засєкін
Консультант з охорони
праці, доцент_______________________________________________ Є.І. Марчишина
КИЇВ – 2009
ЗМІСТ
| | Завдання на виконання роботи……………………………….. | 4 |
| | ВСТУП……………………………………………………………. | 5 |
| Розділ 1. | Сучасні аспекти використання і збільшення ресурсів харчового білка в м’ясній промисловості (ОГЛЯД ЛІТЕРАТУРИ)… | 7 |
| | 1.1. Характеристика білкової сировини………………………… | 7 |
| | 1.1.1. Сировина тваринного походження……………………... | 7 |
| | 1.1.2. Сировини рослинного походження…………………….. | 9 |
| | 1.2. Вимоги до білкової сировини під час переробки………….. | 12 |
| | 1.2.1. Харчова та біологічна цінність білоквмісної сировини. | 12 |
| | 1.2.2. Функціональні властивості білоквмісної сировини та вплив її на формування якості готових виробів………………... | 14 |
| | 1.3. Хімічний склад, харчова та біологічна цінність сої……….. | 15 |
| | 1.4. Антипоживні і небажані компоненти сировини рослинного походження…………………………………………. | 20 |
| | 1.5. Вплив соєвих продуктів на формування якості комбінованих м’ясних продуктів………………………………... | 23 |
| |
| 25 |
| РОЗДІЛ 2. | МАТЕРІАЛ І МЕТОДИКА ПРОВЕДЕННЯ ДОСЛІДЖЕНЬ…………………………………………………… | 27 |
| РОЗДІЛ 3. | РЕЗУЛЬТАТИ ВЛАСНИХ ДОСЛІДЖЕНЬ………………….. | 31 |
| | 3.1. Технологічна схема виготовлення варених ковбас………… | 31 |
| | 3.2. Дослідження якості комбінованих м´ясних фаршів……….. | 42 |
| | 3.2.1. Органолептична оцінка якості комбінованих м´ясних фаршів……………………………………………………………… | 42 |
| | 3.2.2.Фізико-хімічні показники якості комбінованих м’ясних фаршів……………………………………………………………… | 43 |
| | 3.2.3. Мікробіологічні показники якості м´ясних фаршів……. | 45 |
| | 3.3. Оцінка якості ковбасних виробів……………………………. | 46 |
| | 3.3.1. Дослідження органолептичних показників якості варених ковбас…………………………………………………….. | 48 |
| | 3.3.2. Фізико-хімічні показники якості варених ковбас……… | 50 |
| | 3.3.3. Дослідження мікробіологічних показників якості……... | 52 |
| | 3.4. Хімічний склад варених ковбас……………………………... | 53 |
| РОЗДІЛ 4. | ОХОРОНА ПРАЦІ………………………………………………. | 54 |
| РОЗДІЛ 5. | ЕКОНОМІЧНА ЕФЕКТИВНІСТЬ ВИКОРИСТАННЯ СОЇ ПРИ ВИРОБНИЦТВІ ВАРЕНИХ КОВБАС…………………. | 62 |
| | 5.1. Техніко-економічне обґрунтування…………………………. | 62 |
| | 5.1.1. Стан сировинної бази…………………………………….. | 62 |
| | 5.1.2. Експорт м’яса……………………………………………... | 63 |
| | 5.1.3. Імпорт м’яса………………………………………………. | 64 |
| | 5.1.4. Обсяги виробництва м’яса та окремих м’ясопродуктів.. | 64 |
| | 5.1.5. Баланс попиту та пропозиції…………………………….. | 66 |
| | 5.1.6. Виробництво та споживання м’яса різних видів в світі.. | 66 |
| | 5.1.7. Проблеми галузі………………………………………….. | 67 |
| | 5.2. Розрахунок техніко-економічних показників економічної ефективності……………………................... | 68 |
| | ВИСНОВКИ………………………………………………………. | 74 |
| | СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ……………………… | 75 |
| | ДОДАТКИ…………………………………………………………. | 80 |
ВСТУП
Потреба суспільства у збільшенні обсягів продовольства і нові економічні умови ставлять перед харчовою промисловістю питання пов’язані з комплексною переробкою сировини, вдосконаленням техніки і розробкою прогресивної технології, освоєнні нетрадиційних видів сировини, випуску нових видів харчових продуктів.
Проблему, пов’язану з погіршенням стану здоров’я населення України потрібно виділити окремо. Значний вплив на погіршення показників здоров’я мають порушення структури харчування через недостатній рівень вживання основних поживних речовин (особливо білка), порушення співвідношення між ними в бік збільшення кількості жирів і вуглеводів.
Проблема збільшення ресурсів харчового білка раніше вирішувалась за рахунок інтенсифікації виробництва продуктів тваринництва. Зараз при переробці тваринної сировини велика увага надається більш повному використанню білків молочних продуктів і побічній продукції основного м’ясопереробного виробництва (крові, кісток, субпродуктів, сполучної тканини і т. ін.) на харчові цілі, скорочення втрат сировини і готової продукції при транспортуванні, переробці і зберіганні, збільшення виходу готової продукції.
Рослинні білки, і особливо білки бобових, завдяки високому вмісту поживних речовин і їх засвоюваності, мають високу харчову цінність. Особливе місце в цій групі сільськогосподарських культур належить сої. Висока харчова цінність, відмінні функціональні якості і біологічна цінність через великий вміст незамінних амінокислот (крім метіоніну), забезпечили її широке використання. Крім того соя є одним з найбільш дешевих джерел рослинного білка, що робить її переробку економічно вигідною.
Актуальність теми. Досвід створення повноцінного і доступного харчування свідчить про широкі можливості використання сої, яка має високий вміст білкових речовин, жирів, що містять поліненасичені жирні кислоти (лінолеву та ліноленову), які не синтезуються в організмі людини, високим вмістом вітамінів і мінеральних речовин, а тому може бути використана для покращення харчової та біологічної цінності м’ясних виробів.
Технологія комбінованих м’ясних виробів з повноцінним рослинним білком відповідає вітчизняній концепції здорового харчування, дає змогу раціонально переробити тваринну сировину та ефективно використати високу біологічну, харчову цінність і функціональні властивості соєвих білків, для виробництва комбінованих продуктів з високою харчовою і біологічною цінністю та зниженою собівартістю, внаслідок їх використання, є дуже актуальним.
Мета і завдання досліджень. Метою магістерської роботи - вивчення ефективності використання рослинних білків, зокрема соєвих ізолятів, у технології варених ковбас.
Відповідно до мети необхідно були поставлені такі завдання:
- дослідити вплив соєвого ізоляту на харчову, біологічну цінність та функціонально-технологічні властивості модельних комбінованих м’яснихпродуктів;
- визначити оптимальну кількість заміни основної м’ясної сировини на соєвий ізолят у рецептурах комбінованих продуктів;
- дослідити органолептичні, фізико-хімічні показники, хімічний склад і харчову цінність готових варених виробів;
- визначити економічну ефективність використання соєвого ізоляту у технології варених ковбас.
Об’єкт дослідження – технологія комбінованих м’ясних продуктів.
Предмет дослідження –ковбасні вироби з використанням соєвого продукту .
Методи дослідження. Визначення вмісту вологи [67], визначення вмісту хлористого натрію [67], визначення рН [67 ], визначення вологозв’язуючої здатності досліджуємих зразків [68], визначення пластичності досліджуваних зразків.
Структура магістерської роботи. Робота викладена на сторінках машинописного тексту і складається із вступу, основної частини (чотири розділи), висновків та пропозицій, бібліографічного списку.
РОЗДІЛ 1
Сучасні аспекти використання і збільшення ресурсів харчового білка в м’ясній промисловості
(ОГЛЯД ЛІТЕРАТУРИ)
- Характеристика білкової сировини
Для збільшення ефективності виробництва м’ясопродуктів останнім часом все більшу увагу спеціалістів привертають різноманітні білкові добавки, що раніше вважались не традиційними для м’ясної і м’ясопереробної промисловості. Додатковим джерелом білка можуть бути побічні продукти переробки тваринної чи рослинної сировини, організми, які накопичують значну кількість білків чи біосинтезуючих білків з використанням субстратів, що є відходами основних харчових виробництв. Проводяться роботи по розробці нових рецептур і технологій нових комбінованих виробів високої біологічної цінності з м’ясної сировини з білковими добавками тваринного і рослинного походження. Велика кількість досліджень підтверджує можливість використання молока, крові, овочів, зернобобових як сировину при виробництві напівфабрикатів, паштетів, ковбасних виробів.
1.1.1. Сировина тваринного походження
В м’ясній промисловості вихід харчової продукції по відношенню до живої маси худоби і птиці становить приблизно 72%, значна частина сировини перероблюється на технічні продукти. Така цінна сировина, як кров, кістки, субпродукти 2 категорії і т. ін. ще недостатньо або зовсім не використовуються на харчові цілі. Тому проблемі комплексної і безвідходної переробки худоби надається велика увага.
В багатьох країнах світу приділяється велика увага до методів збору крові тварин і більш ефективного її використання при виробництві традиційних і нових видів м’ясних продуктів. Це пояснюється тим, що вона має високу харчову та біологічну цінність, досить велику кількість білка (17-19%) і низьку собівартість. Плазма крові вміщує 8% білків, серед них альбумін і глобулін – ефективні емульгатори. Через високі функціональні властивості плазма крові дуже важлива складова для фаршевих м’ясних продуктів. Кров використовують для виробництва кров’яних ковбас та для медичних цілей: з неї виробляють гематоген та гамма-глобулін, а також різні види сухих кормів. Плазмовий гідролізат – для виробництва варених ковбас і сосисок. Останнім часом, завдяки великому вмісту мінеральних речовин, в першу чергу заліза, кров почали використовувати для виробництва продуктів дитячого харчування [ 40, 55, 56].
Важливу роль для збільшення ресурсів, зниження собівартості продукції і підвищення рентабельності виробництва відіграє раціональне використання субпродуктів. Це продукти з високою біологічною цінністю, до їх складу входить майже така ж кількість білка, як і в м’ясі. Крім того, в субпродуктах є жири, вітаміни, велика кількість мікро- і макроелементів. Все це викликає необхідність більш повного використання субпродуктів при виробництві м’ясопродуктів. Зараз деякі субпродукти використовують для виробництва варених і напівкопчених ковбас, зельців, різноманітних паштетів, напівфабрикатів, м’ясо-овочевих наборів [52].
Під час переробки худоби і виготовлення м’ясопродуктів отримується велика кількість кісток. Комплексна переробка і використання кісток важлива через вміст в них білка, досить велику кількість жиру, мінеральних солей. Їх використовують для виробництва харчової та кормової продукції, продуктів лікувально-профілактичного призначення. З кісток виробляють харчовий жир, бульйон, м’ясо-жирову масу, яку використовують в ковбасних виробах, а також їх реалізують в сирому чи копченому вигляді. Кістки використовують також для виготовлення технічної продукції: кормового борошна, клею, желатину [ 40, 55].
При виробництві напівфабрикатів, варених ковбас і сосисок широко використовуються білки молока. За амінокислотним складом ці продукти наближаються до яєчного і м’ясного білка, вони мають також високий вміст мінеральних речовин. Дуже широко використовуються сухе знежирене молоко, концентрована сироватка, сир та харчовий казеїн, казеїнати і т. ін. Продукти з добавками молочного білка мають високу харчову цінність і завдяки високим функціональним властивостям покращують консистенцію виробів [56].
1.1.2. Сировина рослинного походження
В усьому світі велика увага спеціалістів надається такому джерелу білка, як рослинний білок. Шляхом фотосинтезу рослини накопичують в своєму листі, насінні, плодах та стеблах велику кількість вуглеводів, білків, ліпідів, вітамінів та інших корисних речовин. За останні роки науковцями доведена доцільність виповнювати дефіцит білка в харчуванні людини за рахунок використання саме рослинного білка. В якісному відношенні рослинні білки менш повноцінні, але їх ресурси значні і витрати праці і енергії на виробництво рослинних білків в 10 разів менші, ніж витрати на виробництво тваринних білків [51, с.29, 59].
Основна кількість білка рослинного корму при трансформації в тваринні білки іде на покриття енергетичних та фізіологічних витрат організму тварин. Використання рослинних білків тільки таким шляхом є мало виправданим та нераціональним [9, 34, с.4-5, с.17]. Більшість науковців вважають, що ефективним та економічно вигідним є переробка білка рослин прямо в харчові білкові продукти [9, 34, с.4-5, 50]. Нестача окремих амінокислот у складі рослинних білків може бути доповнена добавками цих амінокислот, отриманих з інших джерел промисловим способом [34, с.4-5, 46, с.28].
Рослинні білки можуть використовуватись при виробництві штучних аналогів м’ясопродуктів, в комбінації з традиційними продуктами і, таким чином, замінити значну частину традиційної сировини при її переробці в кінцеві харчові вироби. Виділені білки можуть використовуватись як харчові добавки. Штучні аналоги м’яса по зовнішньому вигляду, консистенції, кольору, смаку та аромату імітують традиційні м’ясопродукти. Комбіновані продукти, в яких використовується як рослинна так і тваринна сировина, є найбільш поширеною формою використання білкових продуктів рослинного походження. М’ясопродукти мають високу харчову і біологічну цінність, але це найбільш дорогі продукти, які при виробництві вимагають великих енерговитрат. Тому комбінування м’яса з рослинною сировиною при виготовленні м’ясопродуктів є ефективним і економічним [1, с.30 -33, 34, с.11-20].
Технологія отримання харчового білка з рослинної сировини пов’язана з вирішенням великого комплексу питань через складність структури і багатокомпонентність сировини.
Головною метою виробництва такого білка є виділення його з сировини з максимальним виходом і мінімальними затратами, збереження біологічної цінності і зменшення втрат всіх корисних компонентів сировини, а також видалення і дезактивація небажаних і антипоживних речовин. В процесі виробництва необхідно одержати продукт з високими функціональними властивостями, біологічною і харчовою цінністю, а також низькою вартістю [51, с.4-10].
Рослинні харчові білки можуть бути трьох основних типів, які відрізняються за вмістом білка і хімічним складом. До першого типу відносять продукти з вмістом білка 30-50%. До цього типу відноситься соєве борошно. До другого типу відносять білкові інгредієнти з вмістом білка близько 70% (концентрати). До третього типу відносять білкові інгредієнти з вмістом білка близько 90% і більше (ізоляти). Це високоякісні рослинні продукти з високою собівартістю виробництва. Всі ці білкові інгредієнти, завдяки технологіям, в яких використовують різні реагенти, апаратурне обладнання, технологічні умови, виробляються у вигляді широкого набору модифікацій з різноманітними функціональними властивостями [51, с. 9].
Соєві білкові продукти. Одним з найбільш дешевих і дуже поширеним джерелом високоякісного білка є соя. Насіння сої має найбільший вміст білка серед інших зернових і зернобобових культур і великий вміст жиру. Соєвий білок досить збалансований за амінокислотним складом, він має високий рівень всіх незамінних амінокислот, крім метіоніну. На відміну від продуктів тваринного походження, соєві продукти не вміщують холестерин і мають властивість нормалізувати його рівень у організмі [1, с. 30-33].
З насіння сої виробляють велику кількість різноманітних модифікацій білкових продуктів з різним вмістом білка і різними функціональними властивостями. Використання таких продуктів при виробництві м’ясних виробів дозволяє створити харчові продукти направленої дії, з визначеним складом.
Завдяки високій харчовій цінності таких продуктів, а також функціональним властивостям і досить низькій вартості накопичений великий позитивний досвід використання соєвого білка для виробництва різноманітних м’ясопродуктів. Особливо широко використовують соєві білкові продукти в США, Японії, Англії, Німеччині [49, 59].
Соєве борошно і крупа. Ці продукти є найменш очищеною формою соєвих білкових продуктів. Вони можуть відрізнятися за вмістом жиру, білка, розміром частинок і ступенем теплової обробки. Соєве борошно широко використовується при виробництві варених і напівкопчених ковбасних виробів, напівфабрикатів і паштетів. При виробництві печінкових паштетів можлива заміна цими соєвими продуктами до 50% печінки. Часто для підвищення харчової цінності і органолептичних властивостей соєве борошно поєднується з молочною сировиною (сухим знежиреним молоком, сухою сироваткою, казеінатом і т. ін.). Готові продукти мають привабливий вигляд, відповідну текстуру і смак, а також більш низьку собівартість, порівняно з традиційними [3, 36, 38, 35, 40].
Соєве борошно є основною сировиною для виробництва продуктів з більш високим вмістом білка – концентратів і ізолятів [51, с.54].
Соєві ізоляти і концентрати. Ці соєві інгредієнти використовуються для часткової заміни м’яса в продуктах дрібного і грубого подріблення для зв’язування вологи, емульгування жиру, стабілізації емульсії і зменшення втрат при термообробці. В варених фаршевих продуктах віддають перевагу саме соєвим білковим концентратам і ізолятам через те, що саме вони дозволяють одержати вироби з високими функціонально-технологічними якостями [31].
Кількість гідратованих соєвих інгредієнтів у готових харчових продуктах може складати від 4 до 20-25%. В результаті їх використання підвищується вихід готової продукції, знижується її вартість, покращуються органолептичні показники (консистенція, соковитість). Для покращення кольору, смаку і аромату ковбасних виробів з високим вмістом білкових добавок часто використовують концентрований бульйон [37].
Текстуровані соєві білки. Особливе місце серед соєвих білкових продуктів займають текстуровані форми – соєве текстуроване борошно (СТБ), соєвий текстурований концентрат (СТК) і соєвий текстурований ізолят (СТІ). Текстуровані білки можуть бути представлені дуже різноманітними формами, яка нагадує по зовнішньому вигляду м’ясо яловичини, м’ясо птиці і т. ін., з різним смаком і забарвленням, це забезпечує їх широке використання. По текстурі СТБ наближається до м’яса і широко використовується при виробництві різних видів м’ясних продуктів: варених, напівкопчених і ліверних ковбас, м’ясних консервів, паштетів, начинок, фаршів і січених напівфабрикатів. Гідратованою формою СТБ заміняють в напівфабрикатах до 30 – 50% м’ясної сировини. Комбіновані вироби мають покращену консистенцію, соковитість, гарні смакові якості, знижений вміст жиру і холестерину. Використання соєвих текстурованих білків знижує собівартість продукції [2, 22, 33].
1.2 Вимоги до білкової сировини під час переробки
1.2.1. Харчова та біологічна цінність білоквмісної сировини
Положення сучасної теорії збалансованого харчування стверджують, що забезпечення нормальної життєдіяльності людини можливо тільки при умові постачання організму адекватної кількості енергії, білка і дотриманні суворо визначених співвідношень між незамінними амінокислотами, вітамінами, мінеральними речовинами. Тому харчування є одним з найважливіших факторів, який визначає здоров’я людини. Зараз у більшості населення виявлені порушення харчування через недостатність споживання найважливіших харчових речовин або не оптимальним їх співвідношенням. Дослідження структури харчування показало суттєве зниження споживання білка, а потреба організму в енергії задовольняється за рахунок збільшення споживання вуглеводів і жирів. Тому важливо збільшення кількості продуктів харчування з високою харчовою та біологічною цінністю, рецептури яких грунтувалися б на положеннях теорії збалансованого харчування і які враховували б економічні можливості споживача [10, 43, с.51-56].
Харчова цінність продукту характеризується хімічним складом, який повинен задовольняти потреби людини з нормальним обміном речовин. Харчова цінність кожного з найбільш важливих компонентів продукту повинна відповідати формулам збалансованого і адекватного харчування. Оптимальним співвідношенням між білками, жирами та вуглеводами при збалансованому харчуванні вважається 1 : 0,9 : 4,7 [1, 34, 42, 43].
Структура харчування населення має бути змінена. У щоденному раціоні людини повинні переважати продукти рослинного походження. Правильний раціон повинен містити помірну кількість жирів (не більш як 25 - 30 % енергетичної цінності). У раціоні має бути достатня кількість різних свіжих фруктів, що забезпечує лужну орієнтацію харчування населення [43, с.55].
Збалансованість білкової частини раціону дорослих людей оцінюють за такими критеріями: загальна кількість білка в раціоні повинна становити в середньому 12% від добової потреби в енергії, кількість білків тваринного походження має становити 50% від загальної кількості в раціоні [43].
Критерії оцінки збалансованості жирової частини раціону: загальна кількість жирів у раціоні дорослих людей повинна становити не більше 30% від його енергетичної цінності, при цьому вони повинні містити 10% - поліненасичених, 10% - мононенасичених, 10% - насичених жирних кислот [43].
Для нашої країни традиційними вважаються молочні і м’ясні продукти. В зв’язку зі зростанням цін на тваринну сировину, зниженням обсягів і порівняно низькою ефективністю їх виробництва з’явилась доцільність широкого введення в раціон харчування білоквмісної сировини рослинного походження [10].
1.2.2. Функціональні властивості білоквмісної сировини та вплив її на формування якості готових виробів
При врахуванні можливості використання нових джерел білкової сировини в продуктах харчування крім харчової та біологічної цінності необхідно оцінювати її якість з точки зору технологічних показників при переробці і, в результаті, одержання нового продукту, який має відповідати високим органолептичним показникам.
Визначення «функціональні властивості» вперше дали С.Серкл і А.Джонсон в 1962 р. саме для соєвих білків (знежиреного борошна, концентрату і ізоляту). Під функціональними властивостями розуміють фізико-хімічні характеристики білка, що визначають його поведінку при переробці в харчові продукти, а також завдяки яким забезпечується необхідна структура, технологічні і споживацькі властивості готових харчових продуктів [51, с.10-21].
При впровадженні нового виду білкової сировини, дослідження її функціональних властивостей має дуже велике значення. До найбільш важливих функціональних властивостей відносяться розчинність, здатність до набрякання, властивість стабілізувати емульсії та суспензії, адгезійні та реологічні властивості і т. ін., які проявляє білкова сировина при певних значеннях рН, температурі, реагентах та інших умовах, які є характерними для процесів переробки і виготовлення готових харчових продуктів [51, с.10-21].
При використанні білків, як добавок (2-10% від маси), вони можуть виконувати структурні функції в харчовому продукті. Визначення необхідних саме для цього продукту властивостей проводиться за допомогою спеціально розроблених методик. Результати, які одержали при визначенні цих характеристик, співставляють з результатами дослідження інших білків, які обрані для порівняння [51, с.10-21].
Для більш повного визначення поведінки нового виду сировини в комбінованих виробах, де її частка зросла, необхідно дослідження функціональних властивостей на простих модельних системах [51, с.10-11].
Завдяки зміні параметрів технологічного процесу виробництва білка, зміни його фракційного складу, інших компонентів одержують продукти з різними функціональними властивостями. Це дає змогу використовувати їх в дуже широкому спектрі харчових продуктів[51, с.10-21].
Властивості білка, який отримується за допомогою обраного процесу переробки повинні забезпечити необхідні функції при його подальшому використанні, як інгредієнта при виробництві харчового продукту з необхідними споживацькими якостями.
Така властивість, як розчинність білків залежить від способу їх виділення, сушки і режимів обробки. Вона обумовлює реологічні і інші фізико-хімічні характеристики харчових систем. Розчинність білка має велике значення наприклад, при виробництві комбінованих м’ясних продуктів або аналогів для одержання білкових волокон методом мокрого прядіння, а текстурати білка, які одержані з використанням високотемпературної екструзії навпаки, вміщують незначну кількість розчинного білка [51, с.23-24].
Білки, як стабілізатори пін і емульгатори широко використовуються при виробництві аналогів молочних і комбінованих м’ясних продуктів, соусів і т. ін.
Жиро- і водоутримувальна здатність білкових суспензій, їх рН, буферна ємність, липкість і здатність до гелеутворення особливо важливі при виробництві виробів з подрібненого м’яса. Вони забезпечують зменшення втрат при термообробці, більш ніжну, однорідну консистенцію виробів і т. ін.[51, с.10-21].
Для багатьох видів рослинної сировини ще недостатньо розроблена промислова технологія одержання білкових продуктів з високими функціональними властивостями, які можна було б використовувати в їжу, тому більшу кількість такої сировини використовують, як тваринні корма, тобто мало ефективно [51, с.9-10].
1.3. Хімічний склад, харчова та біологічна цінність сої
Соя - культура білково - олійна. Середній вміст білка в насінні новітніх сортів досягає 40%, жирів - 20%, вуглеводів - 30 %, золи - 6 %. Насіння сої має складну структуру і складається із семи прошарків насінневої оболонки, що складає біля 8% загальної маси насіння, зародка - 2% і двох сім'ядолей - 90%. В табл. 1.1 приведений розподіл основних хімічних речовин по структурних елементах сої в % в перерахунку на суху речовину [1,27,47].
Наведені дані наочно свідчать, що при проведенні обрушування насіння сої, обов'язкового процесу при одержанні фракціонованих соєвих продуктів, втрачається до 10% від маси насіння сої: насіннева оболонка і частина зародку, що є унікальним джерелом багатьох корисних речовин: олії і білка зародка, значної кількості мікро- і макроелементів, в т.ч. двохвалентного заліза, що є тільки в оболонці сої, харчових волокон.
Таблиця 1.1
Хімічний склад анатомічних частин сої
| Показник | Сім’ядоля | Зародок | Насіннева оболонка |
| Масова частка, % від маси насіння | 90,0 | 2,0 | 8,0 |
| Білок, % | 41,3 | 36,9 | 7,0 |
| Ліпіди, % | 20,7 | 10,4 | 0,6 |
| Вуглеводи, % | 14,6 | 17,3 | 21,0 |
| Зола, % | 4,3 | 4,0 | 3,8 |
Білки належать до життєво важливих речовин, без яких неможливе життя, зростання і розвиток організму. Вони є основною складовою частиною клітин усіх органів и тканин організму. З білками тісно пов’язані всі життєві процеси: обміну речовин, скорочення м’язів, здатність до росту та розвитку і т. ін. Основне призначення білків їжі – це побудова нових клітин і тканин, що забезпечує розвиток молодих організмів. У зрілому віці, коли процеси росту завершені, залишається потреба у регенерації клітин [42, 43].
Зараз у м’ясопереробній промисловості використовують велику кількість різноманітної білоквмісної сировини рослинного походження. В табл. 1.2 наведений порівняльний хімічний склад деяких з них з традиційними видами сировини [57]. Серед широко вживаних людиною продуктів харчування соя виділяється високим вмістом білка, вартість якого у порівнянні з тваринними значно нижча.
Таблиця 1.2
Хімічний склад білковмсної сировини тваринного і рослинного походження (в г на 100 г продукту)
| Сировина | Вода | Білок | Жир | Вуглеводи | Зола | |
| загальна кількість | клітковина | |||||
| Кукурудза | 14,0 | 10,3 | 4,9 | 69,6 | 2,1 | 1,2 |
| Рис | 14,0 | 7,5 | 2,6 | 72,0 | 9,0 | 3,9 |
| Горох | 14,0 | 20,5 | 2,0 | 54,3 | 5,7 | 2,8 |
| Нут | 14,0 | 20,1 | 4,3 | 50,1 | 3,7 | 3,0 |
| Квасоля | 14,0 | 21,0 | 2,0 | 50,5 | 3,9 | 3,6 |
| Сочевиця | 14,0 | 24,0 | 1,5 | 46,4 | 3,7 | 2,7 |
| Соя | 12,0 | 34,9 | 17,3 | 30,8 | 4,3 | 5,0 |
| Яловичина 1кат. | 71,3 | 17,8 | 10,0 | - | - | 0,9 |
| Свинина | 46,2 | 11,4 | 41,7 | - | - | 0,7 |
Одним з критеріїв визначення біологічної цінності, є як відомо, амінокислотний склад білків, і в першу чергу незамінних. Незамінні амінокислоти не синтезуються в організмі і надходять тільки з їжею, тому їх роль в організмі дуже велика, вилучення хоча б однієї з них призводить до значного порушення найважливіших функцій організму, гальмування росту і зменшення маси тіла, тощо. У організмі всі амінокислоти мають важливу фізіологічну роль. Нестача лейцину викликає затримку росту. Нестача лізину призводить до порушення кровообігу, азотистої рівноваги. Триптофан сприяє синтезу тканин і стимулює ріст. Гістідін і аргінін незамінні для організму дитини: гістідін грає важливу роль в одержанні гемоглобіну залежно від вмісту незамінних амінокислот білки поділяються на повноцінні та неповноцінні. Повноцінні білки містяться у більшості продуктів тваринного походження, більшість білків рослинного походження, крім білків бобових, горіхів, насіння соняшнику, картоплі є неповноцінними [42, 43]. Повністю збалансованим білком вважається білок курячого яйця.
Особливістю білків сої є висока концентрація в них лізину - незамінної амінокислоти, гострий дефіцит якої є в більшості рослинних білків. Багато в сої триптофану, треоніну, валіну, лейцину, одночасно невелика частка метіоніну. Встановлено, що дефіцит метіоніну визначається низьким вмістом цієї амінокислоти в одному із запасних білків сої - конгліцині. Інший запасний білок - гліцинін - збалансований краще [ 2, 46, 59].
Численні дослідження показали, що амінокислотний склад соєвого білка є найбільш повноцінним з усіх рослинних білків і характеризується збалансованістю по основних амінокислотах. Засвоюється соєвий білок настільки ж легко, як і білок тваринного походження [1, 29].
Особливої уваги заслуговує ліпідний склад сої [ 58, 59].
Соєва олія є джерелом найцінніших біологічно активних харчових речовин: лецитину, лінолевої і ліноленової жирних кислот, токоферолів (вітаміну Е), фітостеринів, що несуть захисні антиоксидантні властивості. Ліпіди являють собою найбільш концентроване джерело енергії, але також виконують функції по забезпеченню організму поліненасиченими жирними кислотами, що є незамінними факторами харчування, переносу жиророзчинних вітамінів, контролюють вміст ліпідов у крові, беруть участь у побудові клітини, виконують роль емульгаторів, а також формують смакові якості. Насіння сої має значну кількість поліненасичених жирних кислот: лінолеву і ліноленову кислоти, які не синтезуються в організмі. Вони мають високу біологічну активність, беруть участь у створенні таких високоактивних сполук, як фосфоліпіди та ліпопротеїди, впливаючи на склад клітинних мембран, сприяють зменшенню вмісту холестерину в крові, необхідні для росту й обміну речовин, забезпечення пластичності судин. Доведено, що поліненасичені жирні кислоти, стимулюючи захисні сили організму, підвищують опір інфекційним захворюванням, впливу радіації. Їх вміст в соєвому насінні значно перевищує його в продуктах тваринного походження [ 42, 46, 59 ].
Лецитин є найважливішим компонентом нервової системи, біля 30% мозку складається з цього фосфоліпіду, він складає основу мієліну - своєрідного ізолятора, що оточує нервові клітини і забезпечує можливість передачі нервового імпульсу по організмі. Лецитин підвищує спроможність виводити холестерин із кровотоку, попереджує формування жовчних каменів, сприяє відновленню ушкоджених клітин печінки і шкіри. Ці біологічні ефекти явилися підставою для використання соєвого лецитина і повножирних продуктів із сої для лікування і профілактики ряду захворювань нервової системи, шкіри і жовчокамінної хвороби [10, 25].
Вуглеводи сої цінні тим, що велика частина їх добре розчинна у воді. Вуглеводна група насіння сої подана розчинними цукрами (9 - 12% маси насіння), крохмалем (3 - 9%), клітковиною (3 - 6%), пектиновими речовинами. Розчинні цукри насіння сої на 99% складаються із сахарози, рафінози (біля 1%) і стахіози (3-6%). Фракція моносахаридів складає менше 1% розчинних цукрів. Рафіноза - трисахарид, утворений молекулами глюкози, фруктози і галактози, стахіоза - тетрасахарид, утворений молекулами глюкози, фруктози і двома молекулами галактози [1, 42, 43]. До складу сої входять харчові волокна: клітковина, полісахариди - лігнін, крохмаль, целюлоза, геміцелюлоза, клітковина. Наявність у продуктах харчових волокон підвищує можливість виведення з організму важких металів, а також радіонуклідів, що має важливе значення для осіб, що мешкають в екологічно забруднених територіях [26, 45].
Соя вміщує в своєму складі велику кількість макро- і мікроелементів. Доведено біологічну роль макроелементів, як чинників, що істотно впливають на хід і спрямованість обмінних процесів [59]. В порівнянні з найбільш споживаними людиною продуктами харчування: крупами, овочами, фруктами, молочними, м'ясними і рибними, соя виділяється дуже високим вмістом калію, кальцію, магнію, фосфору, заліза, марганцю, міді, нікелю і кобальту [57]. У соєвій оболонці вміщується двохвалентне залізо, що легко засвоюється організмом. В сої заліза в 10 разів, а магнію 3 рази більше ніж у коров’ячому молоці. Високий вміст калію позитивно впливає на функцію серцевого м'язу. 99 % кальцію, наявного в організмі, зосереджено в кістках скелету. Проте цей елемент впливає також на проникність клітинних оболонок, необхідний для підтримки нервово - м'язової збуджуваності, бере участь у процесі згортання крові. Впливає на склад крові і кількість міді. Встановлено пряму залежність між вмістом у раціоні марганцю і рівнем гемоглобіну, при дефіциті марганцю пригнічується біосинтез холестерину в тканинах печінки. Нестача кобаломіну, до складу якого входить кобальт, є причиною дегенеративних змін у спинному мозку, сприяє нервовим розладам і т. ін. [43].
Фосфорвміщуючі речовини, в насінні сої (в % від сухої речовини): фосфоліпіди - 0,074 - 0,091, фітин - 0,426 - 0,444, нуклеїнові кислоти - 0,024 - 0,037, неорганічні фосфати - 0,026 - 0,028 [ 1 ].
Вітаміни - життєво необхідні біологічні високоактивні сполучення різноманітної хімічної природи, що надходять із їжею і виконують функцією каталізаторів-прискорювачів обмінних процесів. Вітаміни відносяться до незамінних чинників харчування. Соя виділяється багатим вітамінним складом [57]. При порівнянні вітамінного складу соєвого насіння із відповідними показниками для інших бобових кульур, а також яловичини і свинини можна зробити висновок, що: соя має дуже високий вміст вітаміну Е (17,3 мг/100 г продукту), який має вплив на функціонування репродуктивних органів та є одним з основних антиоксидантів; є джерелом вітамінів групи В – В1, В2, В3, В6, В9, ніацину, біотину, вітаміноподібної речовини холіну [43].
Важливим показником якості білка є висока біологічна цінність, яка в свою чергу залежить від ступеню доступності окремих амінокислот. Біологічна цінність насіння сої - в середньому 96 умов. од., і по цьому критерію перевищує інші білкововмісні продукти рослинного походження, їх перетравлюваність – 91%. Засвоюваність білків сої аналогічна молочним і м’ясним білкам. Існує велика кількість досліджень, які підтверджують, що споживання соєвих продуктів позитивно відображається на здоров’ї людей [ 10, 25, 46, 41, 44].
1.4. Антипоживні і небажані компоненти сировини рослинного походження
Характерними особливостями рослинної сировини є наявність у її складі антипоживних і небажаних компонентів, що порушують засвоєння і метаболізм поживних речовин в організмі людини чи тварини. Їхня роль і функції в рослинному організмі і сьогодні ще не достатньо вивчені, але існують припущення, що інгібітори протеаз є запасними білками рослин, крім того існує велика кількість експериментальних даних, що свідчать про те, що вони грають важливу роль у захисті рослин від несприятливих екологічних чинників, враження шкідливими комахами і мікроорганізмами, в т.ч. впливу вірусів і бактерій і т. ін. До них відносяться: інгібітори протеолітичних ферментів, гемагглютиніни (лектини, сапоніни), олігосахариди, уреаза, ліпоксигеназа [2, 18, 47, 51].
В даний час з насіння бобових рослин виділена велика кількість інгібіторів трипсину і хімотрипсину. Вони є складовими багатьох культур зернових, бобових, олійних і ін. (кукурудзі, арахісі, картоплі). У зрілому насінні бобових інгібітори трипсину і хімотрипсину локалізуються як у сім'ядолях, так і в зародках.
В бобах сої міститься біля п’яти видів інгібіторів трипсину, що складають від 5 до 10% загального вмісту білка. Найбільш детально досліджені інгібітори Кунітца (інгібітор трипсину) і Боумана - Бірка (інгібітори трипсину і хімотрипсину), в яких визначена первинна структура. Вони являють собою білки, що відрізняються підвищеним вмістом незамінних сірковміщуючих амінокислот. Існують припущення, що вони є запасними білками рослин. По розчинності інгібітори трипсину відносяться до глобулінів. Їхніми відмінними особливостями є спроможність утворювати з трипсином стійкі комплекси, у складі яких ферменти цілком позбавляються каталітичної активності. На відміну від інгібітору Кунітца, на який приходиться 90% активності, інгібітор Боумана–Бірка спроможний зменшувати активність не тільки трипсину, але і хімотрипсину [35].
Присутність інгібіторів трипсину в кормах викликає у тварин гіпертрофію підшлункової залози, затримку росту, нестачу сірковміщуючих амінокислот [2, 48, 51].
Характерними особливостями соєвих інгібіторів є їх висока термостабільність. Встановлено залежність зниження інгібіторної активності і підвищення біологічної цінності соєвого білка в залежності від методу теплової обробки. Швидкість і ступінь руйнування інгібіторів трипсину залежить від температури, тривалості нагрівання, розміру часток і вмісту вологи, але жорстка термообробка негативно впливає на якість білка. Це обумовлено насамперед руйнуванням термолабільних амінокислот, хімічною модифікацією остатків інших амінокислот, виникненням ковалентних зв’язків, частина з яких не розщеплюється травними ферментами [18, 51, 58].
Деякі рослин, в тому числі сої, містять в своєму складі такі небажані компоненти, як фітогемагглютиніни (лектини). Лектини містяться в квасолі, гороху, сої, пшениці, арахісі, картоплі. Дослідження показали, що найвища активність лектину в картоплі [ 2, 35]. У сої вони складають 1 - 3% [47]. Це глікопротеіни, які характеризуються спорідненістю до молекул вуглеводів. Вони мають специфічну здатність аглютинувати еритроцити крові і з’єднуватися з глікопротеіновими рецепторними центрами клітинних оболонок, таким чином вони знижують спроможність організму до поглинання поживних речовин, призводять до зміни складу крові людини. Присутність лектинів у їжі призводить до зниження маси тіла, припиненню росту, розладнанню травлення, а в деяких випадках, при великій токсичності, до летального кінця. Гемагглютиніни є білковими речовинами, тому при нетривалому нагріванні при температурі більше 80ºС вони швидко денатурують і їх вплив на зниження перетравності не такий великий, як інгібіторів протеолетичних ферментів [2, 47, 51].
У насінні бобових і олійних культур (соя, соняшник, арахіс) містяться олігосахариди: рафіноза, яка утворена молекулами глюкози, фруктози, галактози і стахіоза, яка утворена молекулами галактози. Обидва вони вміщуються в насінні бобових і олійних культур (бобах, квасолі, арахісі, горіхах, цибулі). Це речовини, які викликають метеоризм і незначне розладнання травлення. Метеоризм обумовлений відсутністю в організмі людини галактозідази - ферменту, необхідного для гідролізу рафінози і стахіози. Через те, що олігосахариди водорозчинні, їхній вміст в соєвих бобах можна істотно знизити при вологотермічній обробці [42, 51].
В насінні сої вміщується фітинова кислота у вигляді її магнієво-кальцієвих солей – фітину, який являє собою резерв фосфору. Низька розчинність більшості солей фітинової кислоти обумовлює їх неповне всмоктування, а також засвоєння організмом багатьох мікро- і макроелементів: кальцію, магнію, заліза, цинка, марганцю, міді. Фітинова кислота може створювати з білками насіння комплекси, змінюючи розчинність і знижуючи величини рН. Велика кількість фітинової кислоти у їжі може викликати рахітогенну дію. Її властивість знижувати засвоюваність мінеральних речовин зменшується при тепловій обробці [47, 51, 58].
Характерною особливістю насіння сої є наявність в їх білковому складі ферментів – уреази і ліпоксигенази.
Уреаза може складати значну частку від маси всіх білків, найбільш активна при рН 7,0. Присутність активної уреази в комбікормах небажана через те, що комбінація з мочевиною може призвести до утворення аміаку і отруєння організму, а також до порушення нормального функціонування нирок. За її активністю можна непрямо визначати активність інших ферментів і інгібіторів протеолітичних ферментів. Інактивація уреази досягається інтенсивною тепловою обробкою [47, 59].
Ліпоксигеназа – окислювально-відновлювальний фермент, який каталізує окислення молекулярним киснем поліненасичених жирних кислот. Він характерний для насіння всіх олійних культур. Продукти окислення ліпідів надають білковим продуктам характерний «бобовий смак». Наявність активної ліпоксигенази викликає втрату каротиноїдів і окислення лінолевої кислоти і ін. [2, 18 ].
Ці дані свідчать про неможливість використання соєвих бобів, які не пройшли спеціального гідротермічного оброблення для харчування. Завдяки правильному підбору режимів технологічної обробки в процесі виробництва білкових препаратів можна одержати високоякісні продукти харчування, з підвищеною харчовою і біологічною цінністю.
1.5. Вплив соєвих продуктів на формування якості
комбінованих м’ясних продуктів
Білкові продукти на основі сої використовуються в багатьох харчових продуктах, в тому числі, і в м’ясних виробах. При цьому важлива розробка технологій при якій не тільки збільшена кількість поживних речовин, враховані функціональні властивості, але важливо і збереження високої якості харчових продуктів.
Варені і напівкопчені ковбасні вироби. У цих виробах соєві інгредієнти використовуються для часткової заміни м’яса, зв’язування вологи, емульгування жиру, стабілізаціїемульсії, зменшення втрат при термообробці, збільшення виходу. У результаті використання соєвих продуктів у виробах тонкого і грубого подріблення підвищується вихід готового продукту, знижується його вартість, покращуються такі органолептичні показники, як консистенція, соковитість. Найчастіше в таких м’ясних виробах використовуються ізоляти соєвих білків і нейтралізовані білкові концентрати. Для того, щоб покращити колір, смак і аромат ковбасних виробів з високим вмістом білкових добавок використовують смакові інгредієнти [3, 6, 37].
Сирокопчені ковбаси. При виготовленні нових видів сирокопчених ковбас вищого і 1-го сорту використовують гідратовані соєві білки замість яловичини, конини, свинини в кількості до 4%. При цьому допускається зменшення процесу сушки на 2-3 доби в порівнянні з традиційними 25-30 діб [37].
М’ясні подрібнені напівфабрикати. У м’ясних продуктах грубого подрібнення (котлети, біфштекси, начинки і т. ін.) можуть використовуватись концентрати і ізоляти, але перевага надається використанню тектуратів соєвих білків. Вони підвищують в’язкість фаршів і добре формуються. Кількість гідратованих соєвих продуктів може складати до 20-25%. При правильному використанні соєвих інгредієнтів кінцевий продукт має гарну консистенцію, стає більш соковитим, ніжним, вміщує більше білків і менше жиру [7, 37, 54].
М’ясні паштети. При виробництві паштетів використовують високі емульгуючі властивості соєвих білків. Готові продукти мають апетитний вигляд, відповідну текстуру і смак, а також більш низьку собівартість в порівнянні з традиційними [39].
При виробництві печінкових паштетів можлива заміна до 50% печінки на соєве борошно. Готові вироби мають соковиту, пластичну консистенцію, характерну для паштетних мас, приємний смак і аромат, характерний для печінкових виробів [36, 37].
М’ясні консерви. При виготовленні консервів соєві білки (до 5%) використовують для абсорбції соків. В результаті кінцевий продукт стає більш щільним, зменшується кількість відділеного жиру на поверхні готового виробу. За органолептичними показниками (консистенція, аромат, ніжність, зовнішній вигляд) такі продукти перевищують традиційні консерви [29].
- Стабільність якості харчового продукту
Створення продукту заданого хімічного складу передбачає стабілізацію їх харчової цінності, органічних та технологічних параметрів за рахунок оптимізації рецептурного складу вихідної сировини.
В межах сортності м’ясосировини відмічені суттєві коливання макро хімічного складу, які передбачені варіабільністю м’яса в межах сортності. [60]. Тобто, наприклад, наявність в рецептурі більше 30% напівжирної сировини може викликати коливання вмісту жиру в готовому продукті в межах 50-100% і призводить до втрат по можливому виходу готового продукту (білок в чотири рази краще зв’язує вологу ніж жирова емульсія) [61,62] та зниженню біологічної цінності продукту за рахунок зниження білкових речовин.
Межі коливання хімічного складу у свинині в межах його сортності на багато перевищують розбіги у яловичині, баранині, м’ясі птиці і молочних продуктах. [62,63].
Розбіжність в хімічномі складі по рослинній сировині в межах сортності залежить від сезонності, дотримання технологічних і санітарних норм і значно менші ніж у м’ясорослинній. [63].
Тому створення м’ясопродуктів з зазначеним вмістом свинини, за рахунок більш стабільної в хімічному складі сировини, дозволяє знизити потенційні розбіги в хімічному складі шляхом зниження відсотка можливої варіабельності хімічного складу сировини м’ясопродукту.
Наукою про харчування напрацьована велика база даних по амінам хімічного складу тваринної сировини [62,64], що включає вік тварин [65],стать[66], вид, кормову базу , сезонність, умови передзабійного утримання, холодильної і технологічної обробки. Тому при врахуванні цієї бази даних, режимів технологічної обробки маємо реальну можливість для моделювання хімічного складу розробляємих м’ясопродуктів, з заданими харчовими характеристиками на базі програмного забезпечення, яка враховує комплексні критерії визначення якості споживчих і технологічних характеристик моделюємих продуктів.
З аналізу матеріалів, наведених в літературному огляді можна зробити висновок, що проблема створення комбінованих м’ясних продуктів з заданими харчовими властивостями є важливою задачею і направлена на більш раціональне використання сировини у ковбасному виробництві, зденшевлення виробів.
Виробництво комбінованих м’ясопродуктів в поєднанні з білковмісними продуктами рослинного та тваринного походження дозволяє впливати на склад і властивості готових продуктів, а також більш раціонально використовувати білкові ресурси. За рахунок такого поєднання можливе підвищення функціонально-технологічних властивостей, біологічної цінності, покращення органолептичних показників готового продукту.
Комбіновані продукти харчування – це продукти, одержані з природної сировини, яка зазнала технологічного оброблення, в результаті чого складові цієї сировини отримали визначені показники структурованості, поживної та біологічної цінності.
Створення комбінованих м’ясних продуктів, що поєднують традиційні споживчі властивості, а також можливість використання, крім повноцінної м’ясної сировини тваринного, рослинного, мікробіологічного походження, спрямоване на розширення сировинної бази м’ясопереробного комплексу і розв’язку проблеми зменшення дефіциту білка в раціонах харчування населення.
РОЗДІЛ 2. МАТЕРІАЛ І МЕТОДИКА ПРОВЕДЕННЯ ДОСЛІДЖЕНЬ
Дослідження проводились в науково-дослідній лабораторії кафедри технології переробки і обігу продукції тваринництва та санітарії переробних підприємств та у виробничих умовах ВАТ «Русанівський м′ясокомбінат».
Схема досліджень представлена на рисунку 2.1.
| Аналіз літературних джерел |