WWW.DISS.SELUK.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА
(Авторефераты, диссертации, методички, учебные программы, монографии)

 

Pages:   || 2 | 3 |

«ИССЛЕДОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ЧИПСОВ ИЗ МЯСА ПТИЦЫ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ВАКУУМНОЙ ИНФРАКРАСНОЙ СУШКИ ...»

-- [ Страница 1 ] --

1

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ

РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФГБОУ ВПО «Кемеровский технологический институт пищевой

промышленности»

На правах рукописи

ИВАНОВ ИВАН ВАСИЛЬЕВИЧ

ИССЛЕДОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ЧИПСОВ ИЗ МЯСА

ПТИЦЫ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ВАКУУМНОЙ ИНФРАКРАСНОЙ

СУШКИ Специальность:

05.18.04 – технология мясных, молочных и рыбных продуктов и холодильных производств

ДИССЕРТАЦИЯ

на соискание ученой степени кандидата технических наук

Научный руководитель:

доктор технических наук, проф.

Г.В. Гуринович Кемерово

СОДЕРЖАНИЕ

ГЛАВА 1 ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР………………………………………. 1.1 Типы сухих мясных продуктов, ингредиенты для их производства……. 1.2 Микробиологические факторы риска в технологии сухих мясных продуктов и предупреждающие меры………………………………………… 1.3 Технологии производства сухих мясных продуктов, особенности выполнения отдельных операций……………………………………………... 1.4 Заключение по литературному обзору, цель и задачи исследований…...

ГЛАВА 2 ОРГАНИЗАЦИЯ ЭКСПЕРИМЕНТА, ОБЪЕКТЫ И

МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ………………………………………………. 2.1 Организация эксперимента, объекты исследования……………………... 2.2 Методы исследования………………………………………………………

ГЛАВА 3 ИССЛЕДОВАНИЕ ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИХ И

МИКРОБИОЛОГИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ СОЛЕНЫХ

ПОЛУФАБРИКАТОВ ЧИПСОВ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ УСЛОВИЙ

ОБРАБОТКИ………………………………………………………………….. 3.1 Изучение состава и свойств мяса грудки цыплят-бройлеров…………… 3.2 Исследование влияния концентрации хлорида натрия и лактата натрия на свойства соленых полуфабрикатов чипсов из мяса птицы………. 3.3 Исследования влияния стартовых культур микроорганизмов на свойства соленых полуфабрикатов чипсов из мяса птицы…………………..

ГЛАВА 4 ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ СПОСОБА СУШКИ

НА ПИЩЕВУЮ ЦЕННОСТЬ И КАЧЕСТВО ЧИПСОВ ИЗ БЕЛОГО





МЯСА ПТИЦЫ……………………………………………………………..... 4.1 Исследование и обоснование режима вакуумной инфракрасной сушки чипсов из белого мяса птицы………………………………………….. 4.2 Исследование влияния вакуумной инфракрасной сушки на органолептические свойства чипсов из белого мяса птицы………………… 4.3 Влияние вакуумной инфракрасной сушки на пищевую ценность чипсов из белого мяса птицы………………………………………………….. 4.4 Физико-химические и микробиологические показатели чипсов из белого мяса птицы…………………………………………………………... 4.5 Исследование качества чипсов из белого мяса птицы в процессе хранения, установление сроков годности……………………………………..

ГЛАВА 5 ПРАКТИЧЕСКАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ

ИССЛЕДОВАНИЙ…………………………………………………………… 5.1 Технологическая схема производства чипсов из белого мяса Птицы…………………………………………………………………………… 5.2 Анализ опасных факторов и выявление критических контрольных точек производства чипсов из белого мяса птицы…………………………… 5.2.1 Блок-схема технологического процесса………………………………… 5.2.2 Анализ опасных факторов……………………………………………….. 5.2.3 Критические контрольные точки………………………………………... 5.3 Расчет экономической эффективности производства чипсов из белого мяса птицы на основе вакуумной инфракрасной сушки…………. ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ……………………………………. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ…………………………………………………… ПРИЛОЖЕНИЕ А Анализ опасных факторов……………………………….. ПРИЛОЖЕНИЕ Б Анализ мероприятий по управлению……………………. ПРИЛОЖЕНИЕ Г Протоколы испытаний ПРИЛОЖЕНИЕ Д Стандарт организации СТО-02068315-001- ПРИЛОЖЕНИЕ Е Протокол дегустации

ВВЕДЕНИЕ

Мясо птицы является источником высококачественного животного белка, производство и переработка которого вносит весомый вклад в продовольственную безопасность России. По данным Мясного совета ЕЭП уровень использования птицы мясоперерабатывающими предприятиями в доступном ценовом сегменте составляет 45%. Растущий уровень производства и потребления мяса птицы требует от производителей освоения более современных и перспективных ниш продуктов питания, расширения ассортимента и разработки технологий новых продуктов высокого качества и пищевой ценности, устойчивых к бактериальной порче при длительном хранении.

В этом направлении весьма перспективным является производство сухих мясных продуктов, технологии которых позволяют получить изделия с высоким содержанием белка и минеральных компонентов при минимизации деструктивных изменений биологических компонентов, что позволяет отнести их к продуктам повышенной пищевой ценности. Сушеные мясные продукты готовые к употреблению типа «ready-to-eat» имеют давнюю историю и культуру потребления в различных странах. Спрос на эту продукцию обусловлен возможностью хранения при обычных условиях, высокой степенью кулинарной готовности, большими возможностями в модификации вкусо-ароматических свойств, а также удобством в потреблении, что достигается регулированием формы и массы продукции, ее расфасовкой и упаковкой. Развитие технологий сухих мясных продуктов связывают с привлечением новых видов мяса, комбинированием его с растительными наполнителями, разработкой инновационных способов сушки и упаковки продуктов, направленных на повышение потребительских свойств и гигиенического качества изделий.





В этой связи разработка технологии чипсов из мяса птицы с использованием вакуумной инфракрасной сушки, отличающихся повышенной пищевой ценностью с гарантированным уровнем безопасности является актуальной задачей мясной промышленности. Развитие рынка отечественных сухих мясных продуктов позволит расширить возможности предприятий мясной промышленности в современных условиях.

Степень проработки темы исследований Теоретические и практические основы технологии мясных продуктов повышенной пищевой ценности, устойчивых в хранении обобщены в трудах отечественных и зарубежных ученых Гинзбурга А.С., Журавской Н.К., Каухчешвили Э.И., Рогова И.А., Липатова Н.Н., Беляевой М.А., Титова Е.И., Calicioglu M., Harrison J., Sakai N. и др. Анализ научных литературных данных направлен на обоснование и разработку технологии сухого закусочного продукта - чипсов из белого мяса птицы.

Научная новизна работы Получены новые данные, характеризующие изменения физико-химических и микробиологических показателей соленых полуфабрикатов для чипсов с использованием лактата натрия и защитных культур микроорганизмов в зависимости от концентрации хлорида натрия и продолжительности посола.

На основании проведенных исследований получены данные влияния вакуумной инфракрасной сушки на пищевую ценность, физико-химические и микробиологические показатели чипсов из белого мяса птицы, доказывающие целесообразность ее применения.

Установлен химический состав и показатели качества нового продукта.

Установлена динамика физико-химических, микробиологических показателей чипсов в зависимости от способа упаковки и продолжительности хранения, научно обоснованы сроки годности чипсов из белого мяса птицы, упакованного в условиях модифицированной газовой среды.

Практическая значимость работы Разработана технологическая схема производства чипсов с использованием вакуумной инфракрасной сушки с упаковкой в условиях модифицированной газовой среды, разработан и утвержден стандарт организации на новый вид продукта СТО-02028315-002-2014, составлен план ХАССП для управления рисками в установленных критических контрольных точках производства чипсов. Определена экономическая эффективность производства чипсов в соответствии с разработанной технологией.

Методология и методы исследования. При выполнении диссертационного исследования использованы стандартные и оригинальные методы определения физико-химических и микробиологических показателей объектов исследований в соответствии с разработанной схемой эксперимента, позволяющие последовательно реализовать поставленные задачи.

Положения, выносимые на защиту:

-режимы вакуумной инфракрасной сушки чипсов из белого мяса птицы;

-результаты комплексной оценки качества чипсов из белого мяса птицы вакуумной инфракрасной сушки;

-изменения физико-химических и микробиологических показателей чипсов из белого мяса птицы в зависимости от способа упаковки и продолжительности хранения.

Степень достоверности и апробации работы Основные положения диссертационной работы получили одобрение на международных и Всероссийских конференциях, в том числе, материалах инновационного конвента «Кузбасс: образование, наука, инновации» (Кемерово, 2011 г.), Международной научнотехнической конференции «Биотехнологические системы в производстве пищевого сырья и продуктов: инновационный потенциал и перспективы развития» (Воронеж, 2011 г.), VII Всероссийской научно-практической конференции «Качество продукции, технологий и образования» (Магнитогорск, 2012 г.), IX Международной научно-практической конференции «Пища. Экология. Качество» (Бердск, 2012 г.), IV Всероссийской конференции с международным участием студентов, аспирантов и молодых ученых «Пищевые продукты и здоровье человека» (Кемерово, 2011 г.), IX Международной научно-практической конференции «Пища.

Экология. Качество» (Краснообск, 2013 г.), Международной научно-практической конференции «Инновационное развитие современной науки» (Уфа, 2014).

ГЛАВА 1 ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

В настоящем литературном обзоре приводятся данные литературных источников отечественных и зарубежных авторов, а также интернет ресурсов.

1.1 Типы сухих мясных продуктов, ингредиенты для их Сушка как способ консервирования пищи использовалась человечеством веками, стабильными источниками питания человека были сухое мясо, рыба, фрукты. Ассортимент сухих продуктов современного человека представлен, прежде всего, закусочными продуктами, которые можно объединить общим термином «снэки». Снэки от английского «snacks» - это продукты для быстрого и легкого утоления голода, или закуски, не требующие дополнительного приготовления и полностью готовые к употреблению. К снэковой относится продукция с пролонгированными сроками годности, которую называют «ready-to-eat», производство такой продукции на сегодняшний день является одним из перспективных направлений структурирования ассортимента предприятий мясной промышленности [42,65].

Сухие (сушеные, вяленые) мясные продукты имеют большую историю производства и потребления в странах Южной и Северной Америки, Южной Африки, у северных народов. К национальным сухим продуктам, которые производятся по традиционным или инновационным технологиям относятся джерки, чарки, билтонг, пеммикан, пастирма, никки, юкола, другие, современный ассортимент сухих мясных продуктов включает мясные хлопья, чипсы, палочки, строганину и другие [63,76,83,84,94,142,145].

Сухие мясные продукты отличаются высокой пищевой ценностью, благодаря отделению видимых включений жировой и соединительной ткани при подготовке сырья, низкой калорийностью и содержанием холестерина, повышенным содержанием белка. Сухие мясные продукты являются существенным источником легкоусвояемого железа, что особенно справедливо в отношении продуктов, изготовленных из «красного» мяса [128,160]. К потребительским признакам большинства сухих мясных продуктов типа «ready-to-eat» относится малая масса, наличие индивидуальной упаковки. Сухие продукты могут быть как промышленного, так и домашнего способа изготовления. Продукты, изготовленные промышленным способом, предназначены для сети предприятий общественного питания, туристов, охотников, для употребления в составе обычного рациона, как продукт для перекуса.

В зависимости от технологии производства и вида используемого сырья массовая доля влаги в сухих мясных продуктах составляет от 20% до 30%, массовая доля белка от 45% до 67%, активность воды от 0,67 до 0, [64,81,86,90,142,149]. Несмотря на общность основных признаков, при изготовлении продуктов могут применять различные ингредиенты и особые стадии производства.

Одним из наиболее распространенных сухих мясных продуктов, известных со времен древнего Египта, являются джерки, племя кечуа, прародитель древних инков называют этот продукт чарки. Джерки особенно распространены в США и Западной Европе, где пользуются постоянно высоким спросом, в США джерки регулярно употребляют около 39% семей, начиная с 1996 года, они избраны едой для космонавтов NASA, так как имеют небольшой вес и высокий уровень калорийности [135]. В Европу продукт был привезен испанцами, оценившими достоинства продукта в долгих морских путешествиях. Департаментом сельского хозяйства США (USDA) джерки определены как продукт, подвергаемый нагреву и предназначенный для длительного хранения. Это продукт темного цвета с плотной структурой, требующей продолжительного жевания. Его классификационными признаками являются соотношение «влага:белок», равное 0,75 и значение показателя активности воды (Аw) менее 0,85 [98].

Типовая технология изготовления джерок включает посол, который выполняется сухим способом натиранием солью, и сушку с удалением более 50% влаги из сырья, что обеспечивает стабильность продукта в хранении. Для улучшения аромата сырье подвергают маринованию, то есть выдержке в соусах с различными добавками, или копчению. Возможна предварительная тепловая обработка сырья перед сушкой.

Как правило, джерки хранят при комнатной температуре, продолжительность хранения 15 суток, для удлинения сроков годности рекомендуется хранение продукта при низких положительных температурах (3-6 мес.) или при замораживании (до 1 года). При использовании различных видов упаковок срок годности увеличивается.

Традиционно для производства джерок применяют мышечную ткань говядины, выделенную из задней четвертины туши, в частности, наружный, боковой или внутренний кусок тазобедренного отруба. В мясе должны отсутствовать соединительная ткань и жир, благодаря чему готовый продукт имеет очень низкое содержание жира и высокую пищевую ценность. Однако джерки изготавливают также из мяса бизона, оленины, мяса лося, свинины, мяса диких животных, например, антилопы, а также из смеси различных видов мяса, субпродуктов повышенной пищевой ценности, таких как сердце и язык [81,90,100,128,136]. Использование различных видов мясного сырья позволяет регулировать органолептические характеристики изделий, их пищевую и биологическую ценность. Джерки могут быть изготовлены как из кускового мяса, нарезанного ломтиками разной толщины, так и из измельченного сырья - реструктурированные джерки. Реструктурированный продукт может быть сформован набиванием в узкие бараньи черевы, целлюлозные или искусственные белковые оболочки, меньшим содержанием влаги и повышенным содержанием белка отличаются изделия в целлюлозных оболочках [68,113,164].

Отличительные или особые вкусовые свойства джерок создаются разнообразными рецептурами маринадов, а также комбинированием основных технологических стадий - маринование, предварительная тепловая обработка и сушка.

Традиционные ингредиенты маринадов для джерок это соль, сахар и соевый соус.

Соль и сахар способствуют снижению показателя активности воды, а в сочетании с сушкой создают интегральный летальный эффект в отношении микроорганизмов. Rose R. связывает увеличение микробной обсемененности реструктурированных джерок домашнего приготовления с пониженным содержанием соли в смеси для консервирования [155]. Вместе с тем, снижение массовой доли хлорида натрия в изделиях является одним из основных направлений в разработке мясных продуктов для здорового питания, реализация которого может быть выполнена путем замены хлорида натрия на другие соли. В этом направлении выявлена работа Zhan Chang-Ling с соавторами, которые в маринадах для джерок из мяса уток заменяли от 20% до 50% хлорида натрия на лактат кальция. По результатам исследований консистенции и цветовых характеристик оптимальный уровень введения лактата кальция оценен авторами как (20-30)%, однако ими не приводятся данные о влиянии замены соли на показатели безопасности сухого продукта [175].

Соевый соус придает мясным продуктам особые оригинальные вкусоароматические свойства, а также, что очень важно, обладает антиоксидантным и бактерицидным действием, способствует стабилизации цвета и липидной фракции мясных продуктов в процессе хранения [106,134]. При необходимости регулирования интенсивности окраски, а также повышения стабильности свойств джерок в состав маринадов могут быть добавлены нитрит натрия и аскорбат натрия.

Корейскими учеными предложен маринад на основе красного вина, смешанного с водой в соотношении 1:1 с добавлением к традиционным компонентам меда, имбиря, лаврового листа [129]. Использование вина приводит к улучшению органолептических характеристик, но практически не влияет на стабильность липидной фракции джерок при хранении и химический состав.

Для модификации и стабилизации органолептических и физико-химических свойств джерок предлагается использование ферментированных острых приправ, это относится, в первую очередь, к продуктам, производимым на азиатском рынке. Пример таких компонентов пряная приправа «кимчи» из ферментированных овощей на основе пекинской капусты [125], ферментированная паста на основе жгучего красного перца и сои с добавлением рисового глютена [121]. Есть данные о положительном влиянии на органолептические свойства джерок экстракта японской сливы [131], порошка зеленого чая в сочетании с медом [147], обусловленном интенсификацией реакций, отвечающих за формирование цвета, вкуса, аромата, а также ингибированием окислительных изменений и стабилизацией состояния липидной фракции.

По результатам анализа научно-технической литературы выявлены исследования, целью которых являлось улучшение консистенции джерок выполнением маринования сырья в условиях механической обработки с добавлением ферментов, в качестве которых Kim Y.с соавторами использовали протеазы Streptomyces griseus в количестве 0,01% [117]. Для регулирования консистенции реструктурированных продуктов применяют крахмал, рисовую муку, муку бобовых, а также муку желудей, которые обеспечивают необходимые реологические свойства при низком содержании жира в исходном сырье [164].

Представленные данные свидетельствуют о широких технологических возможностях регулирования органолептических свойств и пищевой ценности такого продукта как джерки.

Коренные жители Северной Америки изготавливают продукт, называемый пеммикан. Для его приготовления измельченное вяленое мясо смешивают с кусочками жира и ягодами с последующей формовкой в брикеты. Различают несколько типов пеммикана, например, смесь, состоящая из 50% нежирного мяса и 50% растопленного жира, или смесь 50% жира, 45% высушенного нежирного мяса и 5% измельченных сухих ягод.

Продукт, традиционной для стран Южной Африки – билтонг, его название происходит от «bil»-мясо и «tong»-узкая полоска, продукт изготавливается также в европейских странах, в частности Великобритании. Принципиальное отличие технологии этого продукта от джерок в том, что в составе маринада обязательно используется уксус или органические кислоты. По традиционной технологии сушка маринованного сырья выполняется на солнце, а в промышленных условиях на предприятиях так быстро, как это возможно, с целью ускорения снижения показателя активности воды, но без чрезмерного пересыхания поверхностного слоя.

Различают билтонг сухой (массовая доля влаги 21%-23%, активность воды 0,65массовая доля хлорида натрия 5,5%-7,9%, максимально 13%) и с промежуточной влажностью (массовая доля влаги 35%-43%, активность воды 0,85-0,89, массовая доля хлорида натрия 3,8%-5,6%). Традиционный сухой продукт отличается повышенным количеством молочнокислых бактерий при меньшей микробной обсемененности, а также повышенным содержанием Д-молочной кислоты.

Для повышения стабильности и придания характерной окраски в технологии билтонга используют нитрит натрия [83,92,149,152].

Кубинский национальный сухой продукт из мяса называется тасайо. При традиционном способе мясо для тасайо солят сухим посолом, а затем сушат на солнце в течение 3 недель, при промышленном - мясо выдерживают в насыщенном растворе хлорида натрия в течение 8 часов, а затем сушат при 60 оС до уменьшения массовой доли влаги на 50% от исходной [82].

Широко распространены сухие мясные продукты в Нигерии, это тинко, канди, килиши, которые производят не только из говядины, но и мяса осла, ишака, лошади, буйволов [94].

Одним из популярных современных мясных сухих продуктов являются чипсы, которые классифицируются как закусочные продукты. Мясные чипсы это продукт в виде тонких ломтиков, которые могут быть изготовлены из разных видов мяса, подвергаемых посолу. Органолептические характеристики формируют за счет использования таких способов обработки как вяление, копчение, сушка, а также применения различных вкусо-ароматических ингредиентов.

Чипсы могут быть приготовлены из кускового мяса путем нарезания тонких пластин на слайсере, а также из измельченного мяса разной сортности, субпродуктов с добавлением не мясных ингредиентов [52,55,86,153]. Анализ научнотехнической и патентной литературы свидетельствует о широком использовании субпродуктов 2 категории для производства закусочных продуктов типа «чипсы», в частности свиной шкурки. Выявлен способ производства продукта типа чипсов из свиной шкурки, подвергаемой сушке в условиях микроволнового нагрева [54].

Подготовка сырья включает зачистку от прирезей жира, варку в растворе специй, нарезание на кусочки. Подготовленное сырье сушат воздухом при температуре (60-100)°С до влажности (15-25)%, а далее в условиях СВЧ-нагрева при температуре (100-140)°С или условиях комбинированной вакуум-СВЧ сушки при 50- мм рт. ст. (40-80)°С до влажности (6-8)%. Далее в условиях микроволновой обработки при 500-600 мм рт.ст продукт обжаривают до конечной влажности (3-6)%.

Использование микроволновой обработки обеспечивает равномерный прогрев продукта из коллагенсодержащего сырья и достижение требуемой влажности по всему объему продукта [55]. Запатентован способ производства пищевого продукта типа «чипсы», в соответствии с которым свиную шкурку обезволашивают, зачищают от жира и загрязнений, далее варят в течение 30-50 мин в 0,3-1,5%-ном растворе бикарбоната натрия при температуре 98-100°С и жидкостном коэффициенте от 1,0-1,5 до 1,0-2,0. Сырье выдерживают на стекании, измельчают на куски от 66 до 1212 мм и подвергают сушке при температуре (120-140)°С в течение 60-120 мин до конечного влагосодержания (6±1)%. Куски высушенной шкурки охлаждают при комнатной температуре, помещают в кипящий свиной жир с температурой 200±10°С на 6-10 с, что приводит к «взрыванию» структуры и увеличению объема в 5-6 раз. Модифицирование вкусо-ароматических характеристик достигается использованием специй на разных этапах технологического процесса, а именно, водоспиртовых экстрактов мускатного ореха и мяты при варке, ванилина в процессе охлаждения перед упаковкой [53]. Разработан способ производства закусочного продукта из свиных ушей и хвостов. Способ предусматривает варку сырья в соленой воде (5-7% соли, температура 80-85°С, 1-1,5 ч), копчение (40С, 20-30 мин), сушку в ИК-печах (60-70oС, 1,5-2 ч) и охлаждение готовой продукции. Нарезка продукта с приданием требуемой формы (соломка, палочки) выполняется перед сушкой. Массовая доля влаги в готовом продукте (25-30)%, белка от 16,8% до 21% [45].

Все названные способы предусматривают предварительную варку сырья, что обусловлено особенностями его состава и свойств. Варка позволяет улучшить структуру и санитарное состояние сырья, но может привести к появлению вкусоароматических оттенков, которые свойственны ливерным изделиям.

Запатентован способ производства сушено-жареных продуктов типа «чипсы» из мяса прудовой рыбы [51,105]. Способ включает разделку прудовой рыбы на филе, отделение мяса от кожи, костей и плавников, смешивание с предусмотренными рецептурой компонентами (кукурузная и амарантовая мука, кукурузный крахмал, коллагеновая эмульсия из кожи рыб, укроп, соль) с одновременным измельчением на куттере с получением тестообразной массы. Полученную массу формуют на противни, обрабатывают острым паром при (120-130)°C в течение 10-15 секунд, затем охлаждают до (25-27)°С и выдерживают при (5-8)°С 6-10 часов для структурирования компонентов. Охлажденную массу замораживают при C в течение 2-3 мин, нарезают на пластины толщиной не более 1,5 мм и жарят во фритюре при температуре масла (150-200)°С в течение (3-4) с [51,105].

По способу [55] для производства чипсов из мяса с массовой долей влаги от 5% до 15% сырье, нарезанное на ломтики толщиной 0,75 мм, подвергают предварительной сушке при температуре 80°С в течение 15 мин, а затем сушке на воздухе в течение 14 сут. Двухстадийная сушка позволяет обеспечить хорошие вкусовые и цветовые характеристики изделий [55].

Развитие технологий сухих мясных продуктов связывают с привлечением новых видов мяса, расширением ассортимента реструктурированных продуктов с использованием растительного сырья, использованием различных вкусоароматических компонентов, снижением содержания соли в конечном продукте, совершенствованием технологии и техники сушки для повышения микробной стабильности продукта.

Весьма перспективным направлением является производство «ready-to-eat»

мясных продуктов из мяса птицы. По данным ФАО, в структуре мирового рынка доля мяса птицы составляет 34,2%, в России 39,8%. Основные виды мяса птицы это мясо кур и индеек, их доля от мирового производства мяса птицы составляет 87% и 6,7% соответственно. На долю мяса уток приходится 4% мирового производства мяса птицы, других видов, включая мясо гусей, голубей, перепелов, фазанов, а также страусов составляют около 2,7% мирового производства мяса птицы [43,60]. Мясо птицы характеризуется высоким содержанием белка (16-22%) и низким содержанием жира (1-4)%, что соответствует требованиям к сырью для изготовления сухих продуктов. Около 40% аминокислот белков мышечной ткани птицы относятся к незаменимым. Мясо птицы является одним из наиболее ценных поставщиков витаминов группы В. В нем много макроэлементов, среди которых выделяются калий, сера, фосфор, натрий, кальций, хлор, а также микроэлементов - железа, цинка, меди, марганца, имеющих большое значение в обмене веществ [24]. Эти данные позволяют рассматривать мясо птицы как ценное сырье для производства сухих мясных продуктов типа чипсов.

1.2 Микробиологические факторы риска в технологии сухих мясных продуктов и предупреждающие меры Одним из основных вопросов в технологии сухих мясных продуктов «readyto-eat» является минимизация микробиологических рисков, то есть обеспечение необходимой летальности микроорганизмов, в том числе патогенных, в процессе изготовления, а также предупреждение их роста и развития при последующем хранении. При производстве сухих мясных продуктов наибольшую опасность представляют такие микроорганизмы как Salmonella, энтерогеморрагическая кишечная палочка E. coli O157:H7, Staphylococcus aureus, Listeria monocytogenes [141]. Федеральной службой безопасности и сервиса США (FSIS) установлен микробиологический норматив процесса производства джерок – снижение E. coli O157:H7 5-log, Salmonella 6.5-log reduction, добиться нулевой толерантности L.monocytogenes [169].

Оптимальными для роста Salmonella являются температура 37°С, рН 7,0 и минимальная активность воды 0,93. Вместе с тем сальмонеллы могут расти и при более неблагоприятных условиях, в частности в интервале температур от 5°С до 47°С при низких значениях рН, хорошо переносят высушивание, выдерживают нагревание при 75°С в течение 30 мин, соление и копчение продуктов практически не влияют на их жизнеспособность [30,35,39,91].

Бактерии E. coli O157:H7 могут расти в интервале от 7°C до 50°С, при оптимальном значении для роста 37°С, способны выживать и размножаться в кислых продуктах с показателем pH вплоть до 4,4, а также в продуктах с активностью воды (Aw) на уровне 0,95, погибают при тепловой обработке пищевых продуктов до температуры 70°С и выше.

Стафилококки относятся к факультативным анаэробам. Оптимум роста Staphylococcus aureus соответствует рН 7,0-7,5, но возможен рост в диапазоне рН 4,29,3. Стафилококки хорошо переносят высушивание, сохраняя при этом вирулентность; погибают при прямом воздействии солнечного света в течение 10- часов. Довольно устойчивы к нагреванию: при 70-80°С погибают за 20-30 мин, при 150°С – за 10 мин; сухой жар убивает их за 2 часа. Бактерии устойчивы к действию низких температур, повторное замораживание и оттаивание не приводит к инактивации микроорганизмов.

Listeria monocytogenes способны расти в интервале температур от 1 до 45°С и рН от 4 до 10, при температуре (4-6)°С листерии способны размножаться в мясе, молоке, масле, сыре, других продуктах, могут расти в продуктах с активностью воды 0,92 [30,35,39,79].

Существующие способы консервирования основаны на использовании консервантов, к которым относится нитрит натрия, консервантов и регуляторов кислотности, ограничении доступа кислорода, главным образом на стадии хранения, а также максимального удаления влаги из сырья, которое можно проконтролировать измерением активности воды (Аw) в лабораторных условиях.

В табл.1.1 приведены данные Национального консультативного совета по микробиологическим критериям для продуктов питания (NACMCF), США.

Таблица 1.1 - «Аw -рН»диаграмма роста патогенных микроорганизмов (по данным Национального консультативного совета по микробиологическим критериям для продуктов питания (NACMCF), США 2010) Согласно представленным данным, в сухих продуктах наиболее вероятен рост Staphylococcus aureus, которые могут расти при Аw более 0,88 при значениях более рН 5,0. При понижении рН до 4,6 значение активности воды, достаточной для роста Staphylococcus aureus повышается до 0,90. Более чувствительны к Аw такие микроорганизмы как L.monocytogenes и Salmonella, нижняя граница показателя активности воды для роста этих микроорганизмов составляет 0,90, а при понижении рН и того выше - 0,92-0,94.

Минимальное значение рН для роста микроорганизмов связано не только с активностью воды, но и температурой [110]. Так минимальное значение рН для роста Salmonella увеличивается на 1рН при нагреве (45оС) или понижении температуры (10оС) по сравнению со значением рН при оптимальной температуре для роста сальмонелл (25-37)оС [70].

Решающее влияние на микробиологические показатели сухих продуктов, возможность выживания болезнетворных микроорганизмов, порчи под действием микроорганизмов оказывает сушка, условия и способ ее проведения. Она может быть выполнена в регулируемых условиях при пониженной температуре, при повышенной температуре, на солнце в естественных условиях. Горячая сушка выполняется при температурах от 51оС до 72оС в течение от 1 часа до 24 часов [143].

Lim D.-G. с соавторами изучены микробиологические показатели изделий, подвергаемых «горячей» сушке, «холодной» сушке и сушке в естественных условиях на солнце («sun drying»). Ими установлено меньшее содержание микроорганизмов в продукте «горячей» сушки после 20 суток хранения, однако, как утверждают авторы, лучшие органолептические характеристики изделий обеспечивают традиционные способы сушки (холодной и солнечной). Вместе с тем, эти способы сушки способствуют большей контаминации сырья в процессе приготовления [88]. Поэтому, принимая во внимание, что критическим показателем качества является безопасность, следует говорить о том, что традиционные способы сушки требуют использования консервирующих факторов.

Температура мяса при сушке не повышается до тех пор, пока испаряется влага. Поэтому, чем ниже температура сушки, тем дольше мясо находится в интервале температур, благоприятных для роста микроорганизмов. К тому моменту, когда температура начнет повышаться, микроорганизмы, том числе болезнетворные, могут оказаться достаточно устойчивыми к температуре и, весьма вероятно, сохранить жизнеспособность.

Результаты исследований Albright S. с соавторами установлена динамика общего содержания микроорганизмов в маринованной мышечной ткани говядины в зависимости от температуры и продолжительности сухой сушки. Установлено, что через 4 часа сушки при температуре 62оС и 68оС общая микробная обсемененность сырья снижалась на 2,1- 2,3 log КОЕ/см2 и 3,5-4,1 log КОЕ/см2, тогда как через10 часов сушки - 2,2 log КОЕ/см2 и (3,0-4,6) log КОЕ/см2, соответственно, что свидетельствует о замедлении скорости отмирания микроорганизмов. Полученные зависимости авторы связывают с упрочнением поверхностного слоя продукта в процессе сушки и, как следствие, снижением деструкции микробных клеток в последующий период сушки от 4 час до 10 час [67]. Возможность повышения резистентности организмов в процессе сухого нагрева подтверждается другими исследованиями.

Инструкцией Инспекции по безопасности (Food Safety and Inspection Service - FSIS) Департамента сельского хозяйства США (USDA) рекомендована обработка джерок перед сушкой в условиях повышенной влажности, которая может быть выполнена путем нагрева продукта при относительной влажности более 90% или погружением сырья в горячую воду. Обработка в условиях повышенной влажности приводит к повреждению микробных клеток и предотвращению их последующего развития. Для производителей разработана диаграмма «температуравремя», которая устанавливает безопасные режимы сушки джерок, регулируемые на основании показателей «сухого» и «мокрого» термометров.

Вместе с тем следует отметить, что предварительная обработка сырья нагревом перед сушкой приводит к изменению традиционных характеристик, отличающих сухие продукты. Поэтому более предпочтительной следует признать обработку сухих продуктов после сушки.

Porto-Fett А. с соавторами в условиях принудительной контаминации сырья изучали влияние влажного и сухого нагрева джерок на жизнеспособность Salmonella Typhimurium, E. coli O157:H7 и Listeria monocytogenes. Режим влажного нагрева – относительная влажность 67%, температура 80оС, сухой нагрев выполнен при температуре 82оС. Требуемая летальность в отношении всех исследованных тест-культур была достигнута при продолжительности сушки более 3, часа при температуре (80-82)оС как при влажном, так и при сухом нагреве [150].

То есть температура сушки 80оС достаточна для обеспечения гарантированного уровня безопасности, в том числе и при сухом нагреве.

При влажном нагреве сырья на любой из стадий, то есть до сушки или после, нормативные значения микробиологических показателей могут быть достигнуты и при более низкой температуре, минимум которой оценивается в 71оС.

Harrison с соавторами получены данные, доказывающие эффективность ингибирования L.Monocytogenes и пяти видов Salmonella предварительным влажным нагревом сырья для джерок перед сушкой при температуре 71оС [101]. Эффективность предварительного нагрева сырья при 71оС против микробных рисков от развития Staphylococcus aureus и Escherichia coli O157:H7 подтверждена исследованиями Holley R. и Keene W. с соавторами [107,116].

Необходимый пастеризующий эффект при влажном нагреве может быть достигнут при кратковременной иммерсионной обработке сырья при 70 оС или повышенной температуре, при этом в качестве рабочей среды, как правило, используют маринады, растворы, содержащие вкусо-ароматические компоненты или органические кислоты. Так Allen K. с соавторами исследовали пастеризующий эффект четырех способов тепловой обработки джерок: нагрев в среде повышенной влажности при показаниях сухого термометра 76оС и влажного 54оС в течение часа; влажный нагрев сырья в маринаде через стенку в течение длительного времени (2 часа) при пониженной температуре (54оС); обработка сырья в маринаде с температурой 60оС в течение 2 час при отсутствии контакта среды и продукта; погружение сырья в маринад - 70оС, 1 секунда. Максимальный пастеризующий эффект был выявлен для продукта, нагреваемого путем кратковременного погружения в маринад [68].

Albright S. с соавторами, изучавшие скорость отмирания микроорганизмов при производстве джерок в зависимости от комбинирования стадий маринования, сушки и нагрева, подтвердили эффективность кратковременной иммерсионной обработки в маринаде продукта, прошедшего стадию сушки. Режимы иммерсионной обработки - температура 78oC, продолжительность 90 сек. Вывод сделан по результатам сравнительного определения популяции микроорганизмов в джерках, изготовленных при следующих сочетаниях технологических стадий и способах их выполнения: 1 - предварительный нагрев мяса в воде при 94oC в течение 15 секунд с последующим маринованием (4oC в течение 24 час); 2 - кратковременное погружение сырья в раствор разбавленного уксуса (соотношение вода:уксус 1:1, рН 4,3, температуре 58оС, продолжительность обработки 20 сек) с последующим маринованием (4oC в течение 24 час); 3 - маринование при 4oC в течение 24 час и обработка в растворе уксуса (соотношение вода:уксус 1:1, рН 4,3, температуре 58оС (продолжительность обработки 20 сек) перед сушкой [66].

Следует отметить, что повышение массовой доли жира в сырье снижает эффективность сухой сушки в большей степени. Это подтверждается данными Faith N. с соавторами, изучавшими летальность микроорганизмов для джерок, изготовленных из измельченной говядины с содержанием жира от 5% до 20% и подвергнутых сушке при температуре 52оС, 57оС, 63оС и 68оС. Ими установлено, что джерки с пониженным содержанием жира при температуре 63 оС необходимо сушить в течение не менее 8 час, с повышением массовой доли жира летальность режима снижается. При изменении температуры сушки от 68°C, 63°C, 52°C, 57°C и увеличении массовой доли жира от 5% до 20% расчетное значение стерилизующего эффекта снижалось в порядке 2,59, 2,48, 1,23, 1,17 [93]. Для обеспечения безопасности сухого готового к употреблению мясного продукта можно сухой продукт выдерживать при температуре 163оС в течение 10 мин.

Альтернативой влажного нагрева в технологии сухих и вяленых закусочных продуктов являются регуляторы кислотности и пищевые кислоты. Однако при выборе регуляторов необходимо учитывать избирательность микроорганизмов к действию кислот. Так S.typhimurium могут расти при температуре (25-37)°C и pH 4,5 в том случае, если кислотность регулируется добавлением лимонной кислоты, в то время как при добавлении молочной кислоты при рН 5,4, а уксусной кислоты 6,4, что доказывает высокую эффективность уксусной кислоты и ацетатов. Это объясняется тем, что антимикробной активностью обладает недиссоциированная форма кислоты, обладающая нужной липофильностью и способная проникать в микробную клетку с изменением процессов метаболизма, вызывающих гибель клетки. Активность каждой кислоты зависит от ее константы диссоциации. Ингибирующая активность кислот снижается в следующей последовательности уксусная (4.75), молочная (pKд 3,08), лимонная (pKд 1 3,14; pKд 2- 4,77; pKд 3 – 6,39) [71,89].

Calicioglu M. с соавторами для улучшения гигиенических показателей сухих мясных продуктов (джерок из говядины) в процессе их изготовления исследована иммерсионная обработка сырья в маринадах различных рецептур перед сушкой. В качестве ингибирующих компонентов в состав маринадов входили лактат натрия, уксусная кислота, соевый соус, этиловый спирт, препарат Tween 20 на основе полисорбатов в комбинации или индивидуально. Снижение количества микроорганизмов в процессе сушки, в частности Escherichia coli O157:H7, в том числе адаптированной к кислотам, наблюдалось в соленом сырье, которое погружали в 1%-ный раствор Tween 20 на 15 мин и затем в 5%-ный раствор уксусной кислоты на 10 мин. Существенное снижение Escherichia coli O157:H7достигается погружением маринованного сырья перед сушкой в 5%-ный раствор уксусной кислоты на 10 мин, хотя и в меньшей степени, чем при комбинированном воздействии препаратов, обладающих бактерицидным действием [69]. Эффективное влияние маринадов с добавлением пищевых кислот на рост и развитие микроорганизмов подтверждено исследованиями Calicioglu М. и Albright S. с соавторами [66,80].

Boles, J.A с соавторами доказана бактерицидное действие лактата натрия в сочетании с вакуумной упаковкой на Listeria monocytogenes. По условиям эксперимента авторы имитировали процесс вторичной контаминации джерок Listeria monocytogenes и сушили образцы при одинаковой температуре (60оС) в течение час, 6 час, 9 час и 12 час, что влияло на величину пастеризующего эффекта сушки.

Перед упаковкой в условиях вакуума сухие продукты погружали в 2%-ный раствор лактата натрия. Контрольными являлись образцы в вакуумной упаковке без предварительной обработки и образцы, которые перед упаковкой погружали в воду температурой 72оС на 20 секунд. Существенное снижение инокулированных Listeria monocytogenes выявлено в вакуумной упаковке с продуктом, обработанным лактатом натрия [72]. В соответствии со способом, заявленном в патенте 2238009, для снижения контаминации и вероятности роста нежелательной микрофлоры нарезанное и выдержанное в посоле сырье (2-4°C, 12-24 часа) перед сушкой выдерживают в растворе яблочного уксуса (вода:уксус 1:1) в течение мин и после стекания жидкости на поверхность мяса наносят специи (паприку, красный перец, смеси специй). Подготовленное сырье сушат на специальных решетках в течение 36-72 часов при температуре (13±2°C) С, относительной влажности воздуха 75-80% и скорости его движения 0,2-0,5 м/с, готовые изделия упаковывают в полимерные пакеты [46].

Для производства чипсов в условиях контроля развития патогенных микроорганизмов могут быть использованы культуры микроорганизмов. При использовании стартовых культур сырье смешивают с посолочными смесями и выдерживают (14-20) часов при температуре 10-14°С, а затем подвергают сушке при (40оС в течение 3-7 час [52].

Анализ литературных данных свидетельствует об использовании консервантов в технологии сухих продуктов типа «ready-to-eat», оказывающих бактерицидное действие на различные микроорганизмы. Так Masuda, S. С соавторами O157:H7.Микробные клетки, инокулированные в соевый соус с температурой 30оС, полностью отмирали после 9 суток выдержки, соус с температурой 18оС и 4оС оказывал бактериостатическое действие. В состав соуса входили также уксусная (молочная) кислота и консервант бензоат натрия. Установлено, что каждый из компонентов в отдельности оказывал меньшее влияние на развитие E.coli O157:H7 [134]. Исследованиями на модельных образцах доказано усиление антимикробного действия нитрита натрия в комбинации с бензоатом натрия в отношении тест-культур Escherichia coli, Staphylococcus aureus, Bacillus mucoides и Candida albicans и с сорбатом калия, оказывающего бактерицидное действие в отношении Bacillus mucoides, Pseudomonas aeruginosa и Escherichia coli [163].

Следует отметить, что в условиях кислотности, характерных для мяса, действие сорбата может оказаться более эффективным, чем бензоата, поэтому в технологии сухих мясных продуктов более распространено использование именно сорбиновой кислоты и ее солей на разных стадиях технологической обработки [154,170], которые способны ингибировать микроорганизмы порчи, то есть дрожжи и плесени [173]. Chukwu O. приводятся данные об эффективности поверхностной обработки продукта килиши, сушка которого выполняется в естественных условиях на солнце и способствует значительной контаминации сырья, сорбиновой кислотой. Результатом поверхностной обработки продукта 10%-ным раствором сорбиновой кислоты является ингибирование развития плесеней и образования афлатоксина в течение всего периода хранения (30 суток) в провоцирующих условиях, а именно при повышенной влажности и температуре хранения. Devalakshmi N. с соавторами для стабилизации качества реструктурированных чипсов из измельченного мяса птицы, кукурузной муки, фасолевой муки и картофеля при хранении предлагают добавлять в рецептуру 0,4% сорбиновой кислоты [84,86]. Вместе с тем, сорбиновая кислота может оказаться недостаточно эффективной в отношении бактерий, в том числе типовой микрофлоры сухих продуктов, подтверждением чему являются результаты исследований [171].

Prior B. для угнетения роста микроорганизмов предлагает использовать антибиотики. Автор утверждает, что развивающаяся микрофлора не оказывает позитивного влияния на вкус и аромат билтонга, о чем свидетельствует анализ аминокислотного и жирнокислотного состава продукта, поэтому действие антибиотиков направлено исключительно на микрофлору, вызывающую порчу и искажение вкусо-ароматических свойств продукта [152].

Ингибирующее влияние на рост микроорганизмов оказывает сульфат кальция, кратковременное погружение сырья на 30 сек в суспензию на основе данного вещества (Mionix Safe2O) ингибирует рост патогенных микроорганизмов при последующей технологической обработке [103]. Против роста микроорганизмов эффективна обработка кислым хлоритом натрия (NaClO2) перед сушкой, концентрация препарата от 500 до 1200 ррм.

В качестве консервирующих компонентов используют натуральные вещества. Так, добавление в рецептуру джерок 15% экстракта или пасты изюма приводит к инактивации патогенных микроорганизмов (Staphylococcus aureus, Listeria monocytogenes and E. coli O157:H7). Механизм действия изюма авторы связывают с содержанием в нем фенольных компонентов и продуктов реакции Майяра. Введение в рецептуру компонентов на основе изюма способствует снижению рН до 5,4 и показателя активности воды до 0,64. Хранение такого продукта в условиях вакуумной упаковки сопровождается снижением активности воды (0,62) и рН, что в комбинации с упаковкой существенно улучшает гигиеническое качество продукта [74]. Имеются данные о бактериостатическом действии лекарственных и пряных растений на рост и развитие в сухих мясных продуктах, в частности солероса или поташника в количестве 5,1% [132], многолетнего растения кангал (галангал), которое используется в качестве пряности [78], Xing Shu-jie с соавторами доказано ингибирующее действие полифенолов чая и витамина С на развитие S.typhimurium в концентрации 1,0 мг/мл и 0,1 мг/мл, соответственно [174], Jung In-Chul с соавторами в качестве компонентов маринадов, улучшающих микробиологические показатели продукции, ее цвет и консистенцию, изучены экстракт сосновых иголок и экстракт полыни [114].

Для обеспечения безопасности сухих продуктов могут быть использованы методы биотехнологии, в частности применение промышленных штаммов молочнокислых микроорганизмов, более устойчивых к нагреву, по сравнению с патогенными микроорганизмами. В исследованиях Borowski A. в качестве защитных термостабильных микроорганизмов использованы препараты стартовых культур Saga 200 (Pediococcus spp.) и Biosource (Pediococcus acidilactici), при добавлении которых наблюдалось существенное снижение количества тестируемых патогенных микроорганизмов Salmonella и E. coli O157:H7 [73].

Для повышения безопасности высушенных продуктов за счет ингибирования, разрушения или удаления нежелательной микрофлоры взамен пищевых добавок и натуральных ингредиентов могут быть использованы физические методы обработки сырья [95]. Доказано ингибирующее влияние волн диапазона радиочастот на рост S.aureus без изменения органолептических свойств и пищевой ценности джерок, ионизирующего облучения на патогенную микрофлору, которое усиливается действием натуральных ингредиентов, таких как экстракт из луковой шелухи или лука порея [118,119,120].

Вторичная контаминация возможна по окончании технологического процесса, что требует специальных условий упаковывания и хранения готовых изделий, так как перед употреблением они не подлежат кулинарной обработке. Рядом исследований доказана эффективность вакуумной упаковки сухих продуктов в процессе длительного хранения при комнатной температуре, для минимизации последствий контаминации изделий на стадии подготовки к реализации. Ingham S.C. с соавторами изучали джерки с показателем активности воды в интервале от 0,47 до 0,87 в условиях имитации вторичной контаминации, которую обеспечивали инокулированием готового продукта культурами микроорганизмов после окончания технологического процесса. Для инокуляции использовали культуры Staphylococcus aureus, способные расти в отсутствии кислорода воздуха, и L.monocytogenes, способные расти в условиях низких положительных температур.

Продукт упаковывали под вакуумом и хранили при 21оС. Полученные данные убедительно свидетельствуют о том, что в условиях вакуумной упаковки даже при наиболее высоком значении Aw 0,87 роста Staphylococcus aureus и Listeria monocytogenes не выявлено в течение всего исследованного периода хранения, равного 4-м неделям. Согласно данным Jay J. при хранении джерок в аэробной упаковке значение активности воды продукта должно быть более низким и составлять менее 0,85 для исключения роста Staphylococcus aureus, устойчивых к низкой влажности, в то время как для инактивации Listeria monocytogenes рост исключается уже при Аw 0,92 [77,111,112,168]. Доказана эффективность хранения в вакуумной упаковке снэков комбинированного состава, включающего мясо птицы, казеинат натрия и рисовую муку [162].

Эффективное влияние на микробную стабильность оказывает хранение в упаковке с поглотителем кислорода или в условиях среды, модифицированной азотом, что доказано Lobaton-Sulabo при изучении джерок из индейки в течение 30 суток при повышенной температуре хранения [133], а также при изучении изменений качества пастирмы в процессе хранения [96], сухого продукта килиши [144]. Запатентована линия по производству чипсов, позволяющая производить продукт в условиях контроля микробиологической безопасности, обусловленного выполнением основных технологических процессов в условиях вакуума и модифицированной газовой среды. Линия включает вакуумный массажер, соединенный с помощью рукава с вакуумной гильзой для подпрессовки сырья, камеру для созревания мяса, слайсер, соединенный транспортером с климатической камерой, оснащенной бактерицидными лампами, многоуровневый дозатор и упаковочную машину для упаковки продукта в модифицированной среде [47].

Вместе с тем следует отметить, что исследования возможности модифицированной атмосферы, влияния ее на сроки годности и стабильность свойств сухих мясных продуктов обсуждаются в литературе недостаточно, хотя этот аспект исследований очень важен. Это обусловлено тем, что при хранении необходимо предупредить не только рост микроорганизмов, но и поглощение влаги сухим продуктом, что очень вероятно при обычных условиях хранения.

Обзор и анализ состояния вопроса о микробиологических рисках и способах их предупреждения позволяют утверждать, что для обеспечения гарантированного уровня летальности микроорганизмов в процессе изготовления и хранения продуктов типа «ready-to-eat» наиболее эффективно совокупное действие химических и физических факторов на микробные клетки, которые должны действовать последовательно по основным стадиям обработки. Это значит, что при разработке технологий сухих продуктов необходимо предусматривать комплекс мер по обеспечению гарантированного уровня безопасности.

1.3 Технологии производства сухих мясных продуктов, особенности При изготовлении сухих мясных продуктов основными технологическими стадиями являются сушка и нагрев. Назначением нагрева сушки является обеспечение требуемой летальности микроорганизмов, а сушки – стабильности продукта к микробной порче в процессе хранения [8,98].

Основным фактором, позволяющим контролировать микробиологическую чистоту и стабильность продукта является активность воды (Аw), которая снижается при сушке. В этом отличие сухих мясных продуктов от сухих консервированных или ферментированных продуктов, для которых стабильность обеспечивается комбинацией снижения рН и активности воды. В свою очередь, активность воды влияет на качество, безопасность, срок годности, консистенцию и вкусоароматические характеристики пищевых продуктов.

Сушка пищевых продуктов является сложным не только теплофизическим, но и технологическим процессом, от которого во многом зависит качество готовой продукции. Она может быть выполнена разными способами, в зависимости от вида пищевого сырья и продуктов, способа подвода тепла, давления в процессе сушки и других факторов. Сушка может быть естественная, в том числе на солнце, конвективная, кондуктивная, распылительная, терморадиационная, микроволновая, сублимационная, комбинированная, в зависимости от давления в сушильной камере атмосферная, вакуумная или под избыточным давлением [7,23,57,59,104,126,139,172]. Большой научный и практический интерес представляет быстро развивающаяся технология обезвоживания растительного и животного сырья в процессе экструзии. Ray E. с соавторами разработана технология продукта типа джерок из мяса птицы механической обвалки и говяжьего тримминга, предусматривающая сушку продукта в условиях экструзионной обработки. Комбинированное воздействие температуры и высокого давления обеспечивают высокий санитарный уровень экструдированного продукта из сырья с исходным повышенным микробным фоном [153].

Несомненный интерес представляет сушка пищевых продуктов инфракрасным излучением, которая в настоящее время считается весьма актуальной и наиболее перспективной. ИК-нагрев имеет широкие возможности и используется для сушки, бланширования, пастеризации, стерилизации, размораживания пищевого сырья, а также жарения и гриль-обработки [115,146].

При наиболее распространенном способе конвективной сушки по мере высыхания продукта значительно возрастают энергозатраты и продолжительность досушивания продукта до нормативных значений влаги в результате тепло- и массопроводящих свойств продукта, поэтому большая часть тепловой энергии не проникает вглубь высушиваемого материала. Происходит перегрев поверхностного слоя, что напрямую влияет на качество готового продукта.

Инфракрасное электромагнитное излучение это объемный способ подвода тепла, при котором инфракрасное излучение преобразуется в теплоту без непосредственного контакта между источником энергии и продуктом, при этом носителями энергии являются электромагнитные колебания, возникающие в продукте.

Инфракрасное излучение способно проникать в продукт на определенную глубину и воздействовать на молекулярную структуру, вызывая быстрое повышение температуры внутри продукта. Технологический процесс инфракрасной сушки построен на том, что водой, находящейся в продукте, поглощается инфракрасное излучение волны определенной длины, а тканью высушиваемого продукта не поглощается. Потому удаление влаги происходит при температуре (40-60)оС, что позволяет практически полностью сохранять биологически активные вещества, витамины, вкус, естественный цвет и аромат высушиваемых продуктов. При инфракрасной сушке продукты не подвержены воздействию вредных электромагнитных излучений и полей.

ИК-излучение в спектре электромагнитных волн соответствует диапазон длин волн 0,76-750 мкм, который условно делится на три группы: длинноволновый 750-25 мкм, средневолновый - 25-2,5 мкм, коротковолновый - 2,5-0,76 мкм. В соответствии с Sakai N., диапазон ИК-излучения представлен тремя областями:

ближняя инфракрасная область (NIR) с длиной волн от 0,75 до 1,4 мкм, средняя (MIR) с длиной волн от 1,4 мкм до 3 мкм и дальняя инфракрасная (FIR) с длиной волн от 3 мкм до 1000 мкм [156].

Krishnamurthy К. с соавторами, рассматривая механизм воздействия ИКлучей на пищевые продукты, описывает их как матрицу, состоящую из различных биологических полимеров, солей, воды. Каждый из элементов пищевой системы абсорбирует ИК-излучение определенной длины волны. Так белки абсорбируют волны диапазона от 6 мкм до 9 мкм, липиды абсорбируют волны практически во всем диапазоне от 0,25 мкм до 10 мкм, однако пики приходятся на области (3-4) мкм, 6 мкм и (6-9) мкм, сахара 7-10 мкм и 0,5-4 мкм. Вода имеет максимальную абсорбцию до 2 мкм, минимальную – при длинах волн более 6 мкм [124]. По данным Sakai N. с соавторами, вода и органические компоненты пищевых продуктов, в частности белки и крахмал, абсорбируют энергию волн дальнего диапазона (длина волн более 2,5 мкм), автор утверждает, что большинство пищевых продуктов имеют низкую поглотительную способность при длинах волн менее 2,5 мкм [157,158].

При ИК-нагреве короткие волны абсорбируются водой, в то время как длинные волны – поверхностью продукта. Отсюда следует, что при нагреве продуктов минимальной толщины наиболее эффективна сушка при длинах волн дальнего диапазона (25-100 мкм), а для более толстых кусков – при длинах волн ближнего диапазона (0,75-3,0 мкм) [161].

Для сушки тонких слоев очень эффективно использование ИК-нагрева, в этом случае интенсификация сушки увеличивается в 1,5-2,0 раза при снижении энергозатрат в 1,5 раза [32]. Запатентован способ производства чипсов из персиков, сушка которых проводили ИК-лучами с длиной волны в диапазоне 1,16-1, мкм и плотностью теплового потока 2,69-5,44 кВт/м2 и конвективным обдувом воздухом с начальной температурой 20оС [50].

Alden L.B, рассматривает длину волны 4,2 мкм как наиболее приемлемую для ИК-нагрева пищевых продуктов, обусловленную преимущественной абсорцией энергии водой при длинах волн ниже этого значения Согласно Decareau R. с соавторами, эффективная абсорбция ИК-излучения происходит в длинноволновой области, а нагрев биологических материалов является следствием колебательного движения молекул [87,148]. Коротковолновые инфракрасные лучи этого диапазона оказывают более сильное воздействие на пищевые продукты, как за счет большой глубины проникновения, так и более эффективного воздействия на молекулярную структуру продуктов.

ИК – излучение необходимо рассматривать не только как метод интенсивной тепловой обработки, но и как процесс глубокого воздействия на физикохимические и биологические свойства обрабатываемого продукта. Анализ литературных данных свидетельствует о том, что ИК-нагрев применяется для сушки различных продуктов, включая биологически активные компоненты, так как способствует сохранению активных компонентов, вызывает инактивацию бактерий, спор, дрожжей, плесеней, ограничивает действие ферментов, способных вызывать окислительную порчу сухих пищевых продуктов [5,6,29,127,165]. Он применяется для обработки мясных продуктов [3,4,26,41], обеспечивая возможность получения больших тепловых потоков, равномерность прогрева сырья, снижение энергозатрат.

Инактивация микроорганизмов при ИК-нагреве зависит от длины волны, мощности теплового потока, температуры поверхности, активности воды продуктов и других факторов. Hamanaka D. исследовано влияние ИК-излучения длиной 0,95 мкм, 1,10 мкм и 1,15 мкм в зависимости от активности воды на рост и развитие спорообразующих Bacillus subtilis subsp. subtilis, установлена большая эффективность волн 0,95 мкм. При активности воды 0,9, 0,7 и 0,6 споры были более устойчивы при длинах волн 0,95, 1,10 и 1,15, соответственно, то есть с понижением количества доступной влаги более эффективной является обработка с повышением длины волны [99]. Sawai J. с соавторами доказано снижение популяции E. coli при экспозиции в течение 2 мин при ИК-излучении с повышением температуры суспензии микроорганизмов от 56оС до 61оС [159].

Волончук С.К. с соавторами исследовали ИК-сушку пыльцовой обножки и установили повышение санитарного состояния продукта в результате снижения общей микробной обсемененности, подавления развития БГКП (колиформы) и определенных видов плесневых грибов, из состава микобиоты обножки исчезли такие опасные контаминанты пищевых продуктов как плесневые грибы рода Trichoderma и Aureobasidium [6]. Беляевой С.С. обоснованы параметры сушки пшеничных зародышей и ржаных отрубей инфракрасным излучением длиной волны 1,5-3,0 мкм до температуры поверхности 60оС, обеспечивающие высокое санитарное состояние и качество сухих продуктов [5].

Инфракрасный нагрев оказывает влияние на ферментные системы сырья, вызывая их инактивацию, обеспечивая высокую сохранность белковой части пищевых продуктов. Kouzeh K.M. с соавторами установлена потеря активности липоксигеназы соевых бобов на 95% при кратковременном инфракрасном нагреве, имеются данные об инактивации ферментов зерна при инфракрасном нагреве до температуры (30-40)оС, а также липазы [122,123]. Доказана эффективность вакуумной ИК-сушки продуктов разделки тюленей с целью производства кормовой муки. ИК-сушка этого сырья, которое характеризуется повышенным содержанием влаги (66,3%) при температуре 70оС и толщине слоя 2-3 мм обеспечивает получение кормовой муки с повышенным содержанием белка [29].

Несомненный интерес представляет изучение комбинированного воздействия ИК-излучения с другими видами обработки, в частности ИК-сушка в вакууме. При отсутствии воздуха и, соответственно, кислорода в сушильной камере минимизируются процессы окисления и развития микроорганизмов, которые являются причиной порчи и накопления опасных и токсичных веществ, улучшается структура продукта [22,61,62]. Лаптевой Е. с соавторами запатентован способ вакуумной сушки морского гребешка, который позволяет получить продукт высокой биологической ценности с воздушной структурой [49]. Применение вакуума при ИК сушке позволяет вести ее при более низкой температуре, что позволяет улучшить пищевую ценность и свойства продуктов. При этом эффект более выраженный, чем в случае вакуумной конвективной сушки [85]. Буяновым О.Н. с соавторами разработан способ импульсной ИК-сушки творога при остаточных давлениях (3-4) кПа, что соответствует температуре кипения воды (24,09С. Нагрев импульсами инфракрасного излучения до температуры (57-63)°С при остаточном давлении 3-4 кПа обеспечивает интенсивное вскипание и удаление влаги из творога так как температура (57-63)°С в два раза больше температур кипения при установленном остаточном давлении. Результатом обработки является сокращение процесса сушки и повышение качества продукта [48].

Анализ патентной литературы позволил установить ряд технических решений ИК-сушки пищевых продуктов в вакууме. Запатентован способ сушки рыбных продуктов в условиях вакуума под действием инфракрасного излучателя с целью удлинения сроков годности при условии сохранения вкуса, цвета и гигиенических показателей [56]. Разработан интенсивный способ сушки инфракрасным излучением при пониженном давлении и температуре, обеспечивающий высокие санитарные показатели пищевых продуктов, который может быть использован для лапши, фарша, мяса, овощей. Продолжительность ИК-нагрева составляет 15мин при температуре внутри продукта (0-10)oC, процессу предшествует двухстадийная обработка в вакууме, с последующим повышением давления в камере путем подачи азота с распыленным в нем этанолом для насыщения сырья и создания неблагоприятных условий для роста микроорганизмов [44]. Доказана эффективность ИК-вакуумной сушки в технологии производства кормового продукта повышенной кормовой ценности и выхода при переработке отходов лососевых рыб [28]. Исследования, выполненные Cherono K., свидетельствуют о перспективности применения ИК-сушки при производстве билтонга из говядины размерами 25 мм 150 мм при толщине 5 мм, 10 мм и 15 мм [83].

ИК-нагрев создает синергетический эффект при использовании совместно с вакуумом, что выражается в повышении интенсивности процесса. Так при ИКсушке в вакууме овощного сырья массовая доля влаги 10% достигается через 1, часа сушки, в то время как при сушке в вакууме конвективным способом через час [138]. Сырье, подвергнутое ИК-нагреву в вакууме, претерпевает меньшие изменения по сравнению с сырьем вакуумной сушки и более быстро восстанавливает исходные свойства при гидратации [140].

Вместе с тем, анализ литературных данных свидетельствует о том, что исследования ИК-нагрева мяса и мясных продуктов в вакууме с целью снижения массовой доли влаги очень ограничены, что свидетельствует об актуальности работ в этом направлении. Это тем более актуально в отношении сухих мясных продуктов, количество барьеров в технологии которых весьма ограничено. Тем более это актуально для мясных продуктов малых размеров, в частности малой толщины. Применительно к ним следует ожидать такого положительного момента ИК-вакуумной сушки как исключение аномального распределения температуры. Аномальное распределение обусловлено проникновением коротковолновых ИК-лучей в толщу материала и отдачей тепла с поверхности материала в окружающую среду, в результате на некоторой глубине она выше, чем на поверхности материала и значительно выше, чем внутри него [57]. Следует ожидать, что при малой толщине, характерной для чипсов, этот эффект практически исключается.

Выполнение сушки в условиях воздействия ИК-излучения и вакуума позволит существенно ограничить рост и развитие нежелательной анаэробной микрофлоры.

Таким образом, сбор и анализ литературных данные позволяют сделать вывод об актуальности исследований, направленных на изучение влияния инфракрасной сушки чипсов в условиях вакуума на качество, пищевую ценность и безопасность продукта с целью разработки технологии нового сухого продукта.

Несомненный интерес представляет обеспечение безопасности продукта типа чипсов за счет применения защитных факторов на стадии посола и упаковки.

1.4 Заключение по литературному обзору, цель и задачи Представленные в аналитическом обзоре данные свидетельствуют о широком ассортименте сухих мясных продуктов, что достигается использованием различных видов мясного сырья, не мясных ингредиентов и вспомогательных материалов, способов подготовки мясного сырья.

Вспомогательные материалы предназначены как для формирования вкусоароматических характеристик, так и улучшения санитарного состояния, поскольку в технологии сухих продуктов основной задачей является снижение контаминации сырья и предупреждение роста микроорганизмов в процессе обработки и последующего хранения.

В качестве вспомогательных защитных компонентов используют природные или химические вещества, обладающие широким или селективным воздействием на микроорганизмы в совокупности или как индивидуальные компоненты.

Несомненный интерес представляет использование в качестве защитных компонентов культур микроорганизмов, что широко применяется в технологии ферментированных мясных продуктов, но весьма ограничено в технологии сухих продуктов.

В значительной степени безопасность сухих продуктов определяется условиями и режимами выполнения процесса сушки, в том числе комбинированием ее с иммерсионной обработкой антимикробными компонентами, или варкой в подкисленных растворах, однако это может существенно изменить свойства, характерные для сухих продуктов.

Широкие возможности в обеспечении высокого санитарного состояния мясного сырья на стадии сушки представляет ИК-излучение, что обусловлено сокращением продолжительности обработки и бактерицидным воздействием на микроорганизмы. Имеющиеся данные позволяют предположить, что в наибольшей степени эти преимущества будут проявляться при обработке продуктов малой толщины, какими являются чипсы.

Выполнение ИК-сушки в условиях вакуума следует рассматривать как дополнительный барьер для микробных рисков. Обзор и анализ состояния вопроса о микробиологических рисках и способах их предупреждения позволяют утверждать, что применительно к сухим мясным продуктам исследования в этом направлении весьма ограничены. При этом несомненный интерес представляют такие вопросы, как влияние ИК-нагрева на пищевую ценность и стабильность липидной фракции мясных продуктов.

Для исключения вторичной контаминации сухих продуктов и стабилизации физико-химических показателей рекомендована упаковка, исключающая контакт продукта с воздухом. Чаще всего применяется упаковка в вакууме, вместе с тем для чипсов более предпочтительна упаковка в модифицированной среде, что обусловлено особенностями их структуры и внешнего вида. Исследование изменения качества продукта, упакованного в модифицированной среде, в условиях хранения при провоцирующих температурах представляют несомненный интерес, хотя работы в этом направлении ограничены.

На основании анализа научно-технической литературы были сформулированы цель и задачи собственных исследований.

Цель и задачи исследований Целью диссертационной работы является обоснование и разработка технологии чипсов - сухого мясного продукта из мяса птицы высокой пищевой ценности длительного срока годности на основе использования вакуумной инфракрасной сушки и упаковки в модифицированной газовой среде.

Для реализации поставленной цели были определены задачи:

- на основе аналитико-экспериментальных данных выявить эффективные способы снижения микробных рисков и обеспечения высокого санитарного состояния сырья, полуфабрикатов и продукции при производстве мясных сухих продуктов минимальной степени технологической обработки;

- изучить состав и свойства белого мяса птицы, оказывающих влияние на формирование свойств чипсов;

- по результатам исследований физико-химических и микробиологических показателей соленых полуфабрикатов, органолептических показателей готовой продукции обосновать рецептуру чипсов из мяса птицы;

- по результатам изучения физико-химических, микробиологических и органолептических свойств продукции обосновать режимы вакуумной ИК-сушки чипсов;

- разработать рецептуру чипсов из мяса птицы, выполнить комплексную оценку качества продукта;

- на основании изучения влияния способов упаковки на физико-химические микробиологические и органолептические свойства продукта при хранении обосновать срок годности чипсов из мяса птицы;

- на основе анализа рисков разработать план ХАССП для технологической схемы производства чипсов из мяса птицы.

ГЛАВА 2 ОРГАНИЗАЦИЯ ЭКСПЕРИМЕНТА, ОБЪЕКТЫ И

МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

2.1 Организация эксперимента, объекты исследования Весь цикл исследований состоял из нескольких взаимосвязанных этапов. На первом этапе для формулировки цели и задач собственных исследований проводили анализ доступной отечественной и зарубежной литературой.

В соответствии с целью и задачами работы объектами исследований являлось мясо птицы, выбор которого обусловлен значительными объемами его производства, а также высокой пищевой и биологической ценностью. Мясо получено от переработки цыплят-бройлеров скороспелого высокопродуктивного кросса «ИЗА», продолжительность откорма 40 дней. Срок созревания мяса в автолизе суток. Для экспериментальных исследований использовано мясо традиционного характера автолиза, что контролировали путем измерения рН в процессе созревания (табл.2.1).

Таблица 2.1- Динамика рН белого мяса грудки цыплят-бройлеров в процессе Продолжительность автолиза, час Значение Термическое состояние мяса - охлажденное с температурой +4оС.

Для производства чипсов использована обваленная грудка с малым филе, полученная из передней части тушки без крыльев путем отделения целого филе от спинки по месту соединения позвоночных и грудных ребер. Спинка, мякотная часть с ребер, кожа шеи и кости удалены. Выход грудки от разделки составил (19,8-23,2)% к живой массе. Белое мясо птицы быстрее созревает в автолизе, имеет более низкое значение рН, характеризуется более тонким строением волокна, что соответствует требованиям к сырью для производства сухих продуктов.

На отдельных этапах эксперимента объектами исследований являлись:

-соленый полуфабрикат для чипсов;

-мясо и соленый полуфабрикат после вакуумной инфракрасной и конвективной сушки;

-сухие чипсы вакуумной инфракрасной и конвективной сушки;

-чипсы вакуумной инфракрасной сушки на стадии хранения в зависимости от способа упаковки.

Для изготовления чипсов использовано измельченное сырье, что позволяет снизить трудоемкость операции формовки чипсов и потери в результате исключения образования срезок, стабилизировать качество готовой продукции за счет стандартизации диаметра и толщины чипсов, что достигается формовкой измельченного подготовленного сырья в оболочку и нарезанием ломтиков на слайсере.

Постановка эксперимента выполнялась в соответствии со схемой, представленной на рис.2.1, и предполагала реализацию нескольких этапов.

На первом этапе исследований изучено влияние продолжительности выдержки в посоле, массовой доли хлорида натрия, вида и концентрации консервирующего компонента на физико-химические и микробиологические показатели соленого полуфабриката с целью обоснования технологии посола. Количество хлорида натрия (поваренной соли) в составе посолочной смеси составляло 1%, 2% и 3% к массе мясного сырья. В качестве консервирующих компонентов (защитных факторов) на стадии посола использовали:

а) лактат натрия по ГОСТ 31642 (рН 6,5-7,5);

б) препараты стартовых культур микроорганизмов.

Выбор лактата натрия обусловлен его антимикробной активностью в отношении различных микроорганизмов, в том числе патогенных микроОбъекты Этапы Определяемые Белое мясо птицы – Изучение состава и свойств 1,2,3,4,5,6,7,9, полуфабрикат Промышленная апробация результатов исследований, разработка нормативной документации, разработка плана ХАССП массовая доля белка (1), влаги (2), жира (3), золы (4), цветовые характеристики в системе Lab (5), рН (6), активность воды (7), хлорид натрия (8), потери при тепловой обработке (9), микробиологические показатели (10), количество первичных продуктов окисления (11), тиобарбитуровое число (12), органолептическая оценка (13), энергетическая ценность продуктов (14), показатели биологической ценности (15), переваримость in vitro (16), ВСС (17), выход продукта (18), температура продукта (19), температура в сушильной камере (20), усилие резания (21), кислотное число (22) Рис.2.1 Схема организации эксперимента организмов, которые являются типовой микрофлорой сухих мясных продуктов.

Активность проявляется как на стадии посола, усиливая действие хлорида натрия, так и при хранении упакованного продукта [108].

В качестве защитных изучены 4 препарата культур микроорганизмов торгово-промышленной компании «Союзснаб» ООО «Зеленые линии» серии AiBi® (ТУ 9229-049-51070597-2010, свидетельство о государственной регистрации №RU.77.99.26.009.Е.019846.06.11 от 10.06.2011):

- StLb 41.02 в составе Staphylococcus carnosus, Lactobacillus plantarum, Pediococcus acidilactici - ароматообразующая культура для быстрой ферментации, то есть способствует быстрому снижению рН, придает изделиям аромат, вкус, стабильный цвет;

- StLb 37.03 M в составе Staphylococcus carnosus, Lactobacillus curvatus культура для быстрой ферментации, влияет на вкус и цвет;

- StLb 37.01 в составе Staphylococcus carnosus, Lactobacillus sakei - культура для традиционной ферментации;

- LbPd 27.04 в составе Lactobacillus curvatus, Lactobacillus casei, Pediococcus acidilactici, Pediococcus pentosaceus - культура для быстрой ферментации, придает выраженный кислый вкус, стабильный цвет.

Принцип действия защитного механизма каждой культуры из коллекции «AiBi» основан на проявлении антагонистического эффекта комплекса стафилококков и молочнокислых бактерий. Принятые в исследования препараты культур обладают выраженной антагонистической активностью в отношении патогенной микрофлоры (табл.2.2). Микроорганизмы, входящие в состав препаратов, способны продуцировать микробные антибиотики, бактериоцины, в частности, Lactobacillus plantarum (низин), Pediococcus acidilactici (педиоцин), Lactobacillus sake (сакоцин) и другие. Ряд молочнокислых микроорганизмов способен продуцировать другие бактериостатические вещества, способные подавлять рост нежелательной микрофлоры, такие как перекиси, ацетоин, уксусную кислоту [9,38].

Характеристика микроорганизмов, входящих в состав стартовых культур, приведена в табл.2.3. Представленные данные свидетельствуют о высокой устойчивости микроорганизмов к поваренной соли, рН, высокой скорости роста, большая часть микроорганизмов относится к мезофильным.

Таблица 2.2 - Антагонистическая активность стартовых культур «AiBi» в отношении нежелательной микрофлоры Продолжительность выдержки сырья в посоле составляла 72 часа, температура выдержки при использовании лактата натрия (0+4)оС, при использовании стартовых культур температура +12оС и +18оС. Через каждые сутки выдержки в соленом полуфабрикате определяли массовую долю влаги, хлорида натрия, рН, активность воды и микробиологические показатели. По совокупности результатов обоснованы состав посолочной смеси и продолжительность посола.

На втором этапе выполнены исследования по обоснованию режимов вакуумной инфракрасной сушки. При обосновании температуры и продолжительности сушки филе грудной части подмораживали и нарезали на слайсере Zelmer Alexis 493.5 на пластинки толщиной 2-3 мм. Вакуумная инфракрасная сушка выполнена на экспериментальной установке (авторы Расщепкин А.Н., Ермолаев В.А.), которая состоит из вакуумной камеры с установленными в ней Таблица 2.3 - Характеристика микроорганизмов cus carnosus plantarum Палочки Грамположительные, Для тради- Невысо- Анаэроб Lactobacillus sakei Lactobacillus Lactobacillus acidilactici pentosaceus инфракрасными лампами, вакуумного насоса, холодильной установки, персонального компьютера. Камера закрывается съемной крышкой, крышка фиксируется болтами. Давление в камере ниже атмосферного поддерживается вакуумным насосом, для конденсации влаги, выделяемой из продукта, предназначена холодильная установка. Регулирование параметров работы установки, а именно, включение и отключение вакуумного насоса, включение и отключение холодильной установки, регулирование мощности инфракрасного излучения, осуществляется с помощью компьютера и специальной программы «Мультиметр». В качестве источника инфракрасного излучения в рабочей камере установлены кварцевые галогенные термоизлучатели типа КГТ 220-1000 мощностью 1000 Вт, предназначенные для создания лучистого потока в ближней инфракрасной области спектра с максимумом излучения =1,1 мкм, обеспечивающие оптимальную плотность потока и равномерность полей энергетического облучения. Излучатель относится к светлым, цветовая температура составляет около 2227 К. Облучение мяса при сушке двустороннее, по одному излучателю установлено в верхней и нижней части рабочей камеры на расстоянии 50-70 мм от высушиваемого продукта. Продукт для сушки равномерно размещен на сетчатом поддоне в один слой.

Сушку выполняли до температуры сырья 50оС, 60оС, 70оС, 80оС. Остаточное давление составляло 10 кПа, плотность теплового потока (4-6) кВт/м2.

Для сравнения параллельно часть образцов высушивали способом конвективной сушки. Конвективную сушку чипсов выполняли в сушильном шкафу модели «Redber» ЕО-1420 при температуре +90С.

В процессе сушки измеряли температуру в камере, температуру высушиваемого продукта, убыль массы образцов в процессе сушки, показатель активности воды, массовую долю влаги. Контроль физико-химических и органолептических показателей высушиваемых образцов проводили через 30 мин обработки, повторность опытов трехкратная. По результатам второго этапа установлены параметры вакуумной инфракрасной сушки и рецептура продукта. Композицию вкусоароматических компонентов в составе посолочной смеси обосновывали по результатам органолептической оценки чипсов после сушки. В качестве вспомогательного сырья для формирования цветовых и вкусо-ароматических характеристик использовали перец черный молотый (ГОСТ 29050), перец красный молотый (ГОСТ 29053) мед натуральный (ГОСТ 19792-2001),чеснок свежий (ГОСТ 7977), лук (ГОСТ 1723-86), горчицу (ГОСТ 9159-71).

На третьем этапе исследований в соответствии с разработанной технологической схемой изготовлены чипсы, изучен химический состав нового продукта, показатели пищевой ценности, установлены физико-химические показатели.

Для обоснования сроков годности чипсы упаковывали в условиях модифицированной среды и хранили при температуре 20оС в течение 30 суток с контролем качества продукции в процессе хранения. Стабильность качества продукта при хранении оценивали по микробиологическим и физико-химическим показателям (активность воды, массовая доля влаги, количество первичных и вторичных продуктов окисления жира, цветовые характеристики, рН).

На заключительном этапе разработан план ХАССП технологической схемы производства чипсов из мяса птицы, разработан и утвержден стандарт предприятия на новый продукт, выполнен расчет экономической эффективности производства нового продукта.

Экспериментальные исследования проводили в лаборатории кафедры «Технологии мяса и мясных продуктов» ФГБОУ ВПО «Кемеровский технологический институт пищевой промышленности», испытательной лаборатории Федерального государственного бюджетного учреждения «Кемеровская межобластная ветеринарная лаборатория» (аттестат аккредитации № РОСС RU 0001.21 ПМ 52, протоколы испытаний в приложении Г).

Для исследований использованы следующие методики.

Массовая доля белка (1) методом Кьельдаля по ГОСТ 25011 [12].

Массовая доля влаги (2) методом, основанным на высушивании навески до постоянной массы при температуре (103±2)°С по ГОСТ Р 51479 [15].

Массовая доля жира (3) методом Сокслета по ГОСТ 23042 [11].

Массовая доля минеральных веществ (4) путем озоления навески при (550±25)°С по ГОСТ Р 53642-2009 [19].

Цветовые характеристики сырья и продукции в системе Lab (5) методом отражательной спектроскопии с использованием компаратора цвета шарового с расчетом показателей в системе CIE (1976 г.) [31].

Активную кислотность (рН) (6) потенциометрическим методом с использованием рН-метра 150-М [27,33].

Активность воды (Аw) (7) методом вымораживания влаги на анализаторе АВК-4. Исследуемый образец помещали в камеру замораживающего устройства.

Микропроцессор на основе математического алгоритма по криоскопической температуре в процессе охлаждения-замораживания определял активность воды методом числового дифференцирования функции/зависимости момента времени, при котором происходит смена текущего значения температуры продукта с дискретностью ±0,1°С, в зависимости от текущего значения температуры продукта.

Массовая доля хлорида натрия (8) методом Фольгарда по ГОСТ 9957, который основан на освобождении испытуемого образца от белковых веществ и оттитровывании избытка раствора нитрата серебра раствором роданида калия в присутствии железо-аммонийных квасцов как индикатора [16].

Потери при тепловой обработке (9) определены как потери массы мяса в результате кулинарной обработки. Образцы массой около 80 г взвешивали на технических весах с погрешностью до 0,01 г., помещали в бюксы и нагревали на водяной бане при 100оС до температуры в центре 78оС, после этого образцы охлаждали и повторно взвешивали. Величину потерь рассчитывали по формуле:

где П – потери при тепловой обработке, % к массе сырого образца;

М1, М2 – масса образцов соответственно до и после тепловой Микробиологические показатели сырья и готовой продукции (10) – общую микробную обсемененность по ГОСТ Р 50396.1-2010, бактерии L.monocytogenes по ГОСТ Р 51921-2002, сальмонеллы по ГОСТ Р 53665-2009, ГОСТ Р 52814-2007, общие методы микробиологического анализа по ГОСТ Р 54354-2011, БГКП посевом в агазированные селективно-диагностические среды по ГОСТ Р 52816, бактерий группы протея по ГОСТ 9958 [14,18, 20,21].

Количество первичных продуктов окисления (11) методом, основанным на способности перекисей окислять йодид калия в кислой среде с освобождением молекулярного йода, который количественно определяют титрованием раствором тиосульфата натрия с использованием крахмала в качестве индикатора [27].

Тиобарбитуровое число (12) методом, основанным на образовании окрашенного комплекса в результате взаимодействия малонового диальдегида (МДА) с 2-тиобарбитуровой кислотой и последующим фотометрированием при длине волны 538 нм, против контроля на реактивы. Результат измерения выражают в (мг МДА/кг сырья) полученного умножением оптической плотности на безразмерный коэффициент 7,03 [166].

Органолептическая оценка (13) продукта по 5-ти бальной шкале в соответствии с ГОСТ [10].

Показатели биологической ценности (15) аминокислотный состав, аминокислотный скор (АС), коэффициент утилитарности аминокислотного состава (U), показатель сопоставимой избыточности содержания незаменимых аминокислот, характеризующий суммарную массу незаменимых аминокислот, не используемых на анаболические цели, в таком количестве белка оцениваемого продукта, которое эквивалентно по их потенциально утилизируемому содержанию 100 г белкаэталона (с) [36].

Переваримость белков пищеварительными ферментами in vitro (16) методом, заключающимся в последовательном воздействии на белковые вещества исследуемого объекта системой протеиназ, состоящей из пепсина и трипсина, при непрерывном удалении продуктов гидролиза из зоны реакции диализом. Количество продуктов гидролиза определяли методом Кьельдаля [97].

Водосвязывающую способность (17) методом прессования, основанным на выделении воды испытуемым образцом при легком его прессовании, сорбции выделяющейся воды фильтровальной бумагой и определении количества отделившейся влаги по размеру площади пятна, оставляемого ею на фильтровальной бумаге [27].

Выход готового продукта (18) методом взвешивания образцов до и после тепловой обработки с последующим определением отношения массы готового продукта к массе несоленого сырья, выраженным в процентах.

Температуру продукта (19) с использованием пирометра инфракрасного (марка Raytek MT 4U).

Температура в сушильной камере (20) – измерение с использованием термопары ХК (хромель-копель) по ГОСТ 12977.

Усилие резания (21) с использованием прибора Уорнера-Брацлера измерением величины усилия необходимого для разрезания образца правильной формы размером 10х20 мм при приложении нагрузки на режущий инструмент, лезвие которого (толщина – 1·10-3 м) установлено нормально скорости его перемещения, заточено под малым углом (15°), показания по динамометру [1].

Кислотное число (22) – методом по ГОСТ 8285в жировой фазе продукта, выделенной хлороформов в присутствии сульфата натрия.

Повторность опытов трехкратная, обработка результатов выполнена с использованием методов математической статистики.

ГЛАВА 3 ИССЛЕДОВАНИЕ ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИХ И

МИКРОБИОЛОГИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ СОЛЕНЫХ

ПОЛУФАБРИКАТОВ ЧИПСОВ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ

УСЛОВИЙ ОБРАБОТКИ

3.1 Изучение состава и свойств мяса грудки цыплят-бройлеров Эффективность использования мясного сырья зависит от множества факторов, среди которых основное значение имеют такие показатели качества как химический состав, функциональные свойства и показатели безопасности. В табл.3.1 приведены результаты определения химического состава и физикохимических свойств филе грудки цыплят-бройлеров (белое мясо) в сравнении с филе бедра (красное мясо).

Установлено, что количество белка в белом мясе грудки цыплят-бройлеров больше, чем в мышцах бедра, в среднем, на 1,90%, при этом массовая доля жира в белом мясе меньше, чем в красном, на 2,18%.

Таблица 3.1 - Химический состав грудки цыпленка-бройлера кросса «ИЗА»

торговой марки «Кузбасский бройлер»(n=15, Р0,05) Потери при тепловой обработке, % 19,05 ±0,87 15,92±0, Соотношение «белок:жир» в белом и красном мясе составляет 10,16 и 4, соответственно. Большим соотношением «белок:жир» следует объяснять высокую водосвязывающую способность мяса грудки, которая оказалась выше, чем для филе бедра на 3,42%. Вместе с тем, потери массы белого мяса при тепловой обработке составляют 19,05%, тогда как для красного 15,92%. Выявленную зависимость следует объяснять фракционным составом белков, среди которых практически отсутствуют белки соединительной ткани и более низким значением рН белого мяса.

Особенности состава и функциональных свойств мяса находят выражение в значении показателя усилия резания, так для нарезания белого мяса в направлении поперек волокон требуется приложить усилие, превышающее аналогичное значение для красного мяса на 12,4%. При тепловой обработке белого мяса потери оказались на 3,1% больше, чем для красного.

Для объективной оценки качества изучена отражательная способность белого и красного мяса птицы, в том числе в процессе хранения, на основании которой можно косвенно судить не только об окислительных, но и деструктивных изменениях белков (табл.3.2, 3.3).

Таблица 3.2 - Колориметрические характеристики белого и красного мяса Как следует из полученных данных, мясо грудки характеризуется высокой отражательной способностью, показатель светлоты значительно выше, чем для красного мяса, среди хроматических координатах большие различия выявлены в показателе «красноты», что находит свое выражение в «индексе красноты», который для белого мяса ниже, чем для красного в 1,3 раза.



Pages:   || 2 | 3 |
 
Похожие работы:

«ГРАЩЕНКОВ ДМИТРИЙ ВАЛЕРЬЕВИЧ РАЗРАБОТКА БЛЮД И РАЦИОНОВ ДЛЯ ДОШКОЛЬНЫХ ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫХ УЧРЕЖДЕНИЙ НА ОСНОВЕ АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ РАСЧЕТОВ 05.18.15 – Технология и товароведение пищевых продуктов и функционального и специализированного назначения и общественного питания Диссертация на соискание ученой степени кандидата...»

«ВОЛОТКА ФЁДОР БОРИСОВИЧ ОБОСНОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ РЫБНЫХ ФОРМОВАННЫХ ИЗДЕЛИЙ ИЗ РЫБ ПРИБРЕЖНОГО ЛОВА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ПИВНОЙ ДРОБИНЫ Специальность 05.18.04 Технология мясных, молочных и рыбных продуктов и холодильных производств Диссертация на...»

«БОНДАКОВА МАРИНА ВАЛЕРЬЕВНА РАЗРАБОТКА РЕЦЕПТУРЫ И ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА КОСМЕТИЧЕСКИХ ИЗДЕЛИЙ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ЭКСТРАКТА ВИНОГРАДА Специальность 05.18.06 – Технология жиров, эфирных масел и парфюмерно-косметических продуктов (технические наук и) Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук...»

«ЛЕ ТХИ ДИЕУ ХУОНГ РАЗРАБОТКА И ТОВАРОВЕДНАЯ ОЦЕНКА ПРОДУКЦИИ НА МОЛОЧНОЙ ОСНОВЕ ДЛЯ ШКОЛЬНОГО ПИТАНИЯ ВО ВЬЕТНАМЕ Специальность 05.18.15 - Технология и товароведение пищевых продуктов и функционального и специализированного назначения и общественного питания (технические наук и). ДИССЕРТАЦИЯ на соискание ученой...»

«ШЕЛЕПИНА НАТАЛЬЯ ВЛАДИМИРОВНА НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ЭФФЕКТИВНЫХ СПОСОБОВ ПЕРЕРАБОТКИ ЗЕРНА СОВРЕМЕННЫХ СОРТОВ И ФОРМ ГОРОХА Специальность 05.18.01 – Технология обработки, хранения и переработки злаковых, бобовых культур, крупяных продуктов, плодоовощной продукции и виноградарства Диссертация на соискание ученой степени...»

«ГУЖЕЛЬ ЮЛИЯ АЛЕКСАНДРОВНА РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ И ТОВАРОВЕДНАЯ ОЦЕНКА НАПИТКОВ БРОЖЕНИЯ, ПОЛУЧЕННЫХ С ДОБАВЛЕНИЕМ ЭКСТРАКТА ХВОИ СОСНЫ ОБЫКНОВЕННОЙ Специальность 05.18.15 – Технология и товароведение пищевых продуктов и функционального и специализированного...»

«КОДАЦКИЙ Юрий Анатольевич ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ТЕХНОЛОГИИ ПЕРЕРАБОТКИ СЕМЯН СОИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ УЛЬТРАЗВУКА Специальность: 05.18.01 – технология обработки, хранения и переработки злаковых, бобовых культур, крупяных продуктов, плодоовощной продукции и виноградарства Диссертация на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук...»

«ЗАВОРОХИНА НАТАЛИЯ ВАЛЕРЬЕВНА РАЗРАБОТКА И ПРИМЕНЕНИЕ МЕТОДОЛОГИИ МОДЕЛИРОВАНИЯ БЕЗАЛКОГОЛЬНЫХ НАПИТКОВ С УЧЕТОМ СЕНСОРНЫХ ПРЕДПОЧТЕНИЙ ПОТРЕБИТЕЛЕЙ 05.18.15 –...»

«КАЙМБАЕВА ЛЕЙЛА АМАНГЕЛЬДИНОВНА НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ КОМПЛЕКСНОЙ ПЕРЕРАБОТКИ И ОЦЕНКИ КАЧЕСТВА МЯСА И ПРОДУКТОВ УБОЯ МАРАЛОВ Специальность: 05.18.04 - Технология мясных, молочных и рыбных продуктов и холодильных производств Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук Научный консультант : доктор технических наук, профессор Узаков Я.М. Улан-Удэ - СОДЕРЖАНИЕ ВВЕДЕНИЕ ГЛАВА 1. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР 1.1...»

«Гринюк Анна Валентиновна ИССЛЕДОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ СУБЛИМАЦИОННОЙ СУШКИ КРОВИ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ ЖИВОТНЫХ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ЖИДКОГО АЗОТА В КАЧЕСТВЕ АГЕНТА ПРЕДВАРИТЕЛЬНОГО ЗАМОРАЖИВАНИЯ Специальность 05.18.04 – технология мясных, молочных и...»

«ВАСИЛЬЕВА ИРИНА ОЛЕГОВНА РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ МЯСНОГО ПРОДУКТА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНОГО КОМПОЗИТА НА ОСНОВЕ МОДИФИЦИРОВАННОГО КОЛЛАГЕНА И МИНОРНОГО НУТРИЕНТА 05.18.04 – Технология мясных, молочных и рыбных продуктов и холодильных производств 05.18.07 – Биотехнология пищевых продуктов и биологических...»

«АПЁНЫШЕВА ТАТЬЯНА НИКОЛАЕВНА РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ МЯГКИХ КИСЛОТНОСЫЧУЖНЫХ СЫРНЫХ ПРОДУКТОВ С РАСТИТЕЛЬНЫМ ЖИРОМ Специальность: 05.18.04 - Технология мясных, молочных и рыбных продуктов и холодильных производств Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических...»

«Бабич Ольга Олеговна ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ И ПРАКТИЧЕСКАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ БИОТЕХНОЛОГИЙ СПЕЦИАЛИЗИРОВАННЫХ МОЛОЧНЫХ ПРОДУКТОВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ L-ФЕНИЛАЛАНИН-АММОНИЙ-ЛИАЗЫ 05.18.04 - Технология мясных, молочных и рыбных продуктов и холодильных...»






 
© 2013 www.diss.seluk.ru - «Бесплатная электронная библиотека - Авторефераты, Диссертации, Монографии, Методички, учебные программы»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.