V Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2013

Современные принципы разработки рецептур мясных изделий основаны на выборе определенных видов сырья и таких их соотношений, которые бы обеспечивали достижение требуемого (прогнозируемого) качества готовой продукции, включая количественное содержание и качественный состав пищевых веществ, наличие определенных органолептических показателей, потребительских и технологических характеристик.

В процессе первичной переработки птицы, и в условиях колбасного производства имеется несколько высоко ресурсных видов белоксодержащего сырья, представляющих значительный практический интерес с позиции их эффективного использования в технологии мясных продуктов. В первую очередь к ним относится мясо птицы механической обвалки и субпродукты птицы.

Для получения стабильной структуры фарша необходимо, чтобы в нем присутствовали вещества, стабилизирующие систему и дополняющие действие мясных белков, особенно в случае недостаточного количества или пониженного качества мясного сырья.

В качестве растительной составляющей использовали продукт переработки овса - (толокно) муку, которая содержат в своем составе белки, витамины, минеральные вещества, а также порошок клубней топинамбура, которые в сочетании с продуктами переработки птицы создают систему сбалансированного состава. Растительные компоненты и препарат животного белка из свиной шкурки вводили в количестве 0 - 25 % к массе мясного сырья.

Было изучено введение различного соотношения функциональных композитов 1:1:0,1 – 0,1:1:1. В результате предварительных исследований было выбрано соотношение 1:1:0,4, характеризующееся оптимальным соотношением белков и углеводов, которое и использовалось в дальнейших исследованиях.

Выбранное соотношение функциональных добавок в количестве 0 - 25 % предварительно гидратировали в соотношении 1:1; 1:2,5; 1:3; 1:3,5; 1:4 для достижения наилучших условий совмещения компонентов и их равномерного распределения.

Необходимо отметить, что сырой фарш изделий представляет собой сложную полидисперсную систему коагуляционного типа, состоящую преимущественно из белков, жира и воды. Добавленная при приготовлении вода, связываясь животным и растительным белком, образует вводно-белковую основу, содержащую экстрагированные из мяса и овсяной муки водо- и солерастворимые белки, а также растворы соли, фосфата, сахара и т.п. Эта сложная вводно - белковая матрица служит непрерывной дисперсной средой, в которой диспергированы тонко измельченные частицы жира, мышечной и соединительной тканей.

Основным требованием технологии производства паштетных изделий является диспергентное состояние компонентов фарша и связанное состояние влаги и жира в течение всего технологического процесса. Поэтому качество и выход паштетных изделий как дисперсионных систем определяется оптимальным развитием процессов влаго - и жиросвязывания при приготовлении фарша и его устойчивостью при термической обработке.

Влагосвязывающая способность (ВСС) является одним из важнейших показателей сырого фарша паштетов. В результате происходящих в процессе термической обработки физико-химических, коллоидно - химических изменений часть воды и жира, связанные сырым фаршем, определяются в виде потерь массы или бульонных и жировых отеков. В составе фарша остается удержанная влага и жир, количество которых характеризуют соответственно влагоудерживающую и жироудерживающую способность фарша.

Влагоудерживающая способность (ВУС) фарша характеризует содержание влаги в фарше и количество влаги, отделившейся в процесс тепловой обработки. Это еще раз подчеркивает важность оценки функционально-технологических свойств исследуемых продуктов (модельных фаршей), позволяющих предвидеть качественные показатели готовых изделий.

Графическая интерпретация влияния функциональных добавок в соотношении 1:1; 1:2,5; 1:3; 1:3,5; 1:4, на функционально-технологические свойства модельных фаршей представлена на рис. 1-3.

Рис. 1. Влияние внесения массовой доли добавки из муки семян толокна и порошка топинамбура (ПТ) на ВСС модельных фаршей при различной степени гидратации

Увеличение ВСС и ВУС всех исследуемых фаршей можно объяснить тем, что введение порошков в мясную систему приводит к увеличению в ней массовой доли высокомолекулярных веществ (за счет высокомолекулярных белков и полисахаридов), способных к набуханию, сопровождающемуся связыванием и удерживанием влаги.

Наибольшее увеличение ВСС происходит в тех случаях, где отмечается возрастание в фарше массовой доли белков. Следовательно, наибольшее влияние на ВСС фарша, по-видимому, оказывает содержание общего белка.

Введение в мясной фарш комплекса овсяной муки и порошка топинамбура (ПТ) оказывало положительное воздействие на его функционально–технологические свойства. Экспериментальные данные показывают изменение влагосвязывающей способности (ВУС) модельных фаршей, где жирное сырье заменяется комплексом добавок с массовой долей в пределах 0…15 % (рис. 1). Установлено, что максимальная доза внесения в модельный фарш составляет 10 % в соотношении 3:1, так как при этом ВСС модельного фарша остается достаточно высоким, а доля белков не уменьшается (рис. 2).

Рис. 2. Влияние внесения массовой доли добавки из овсяной муки и порошка топинамбура (ПТ) на ВУС модельных фаршей при различной степени гидратации

Рис. 3. Влияние внесения массовой доли добавки из овсяной муки и порошка топинамбура (ПТ) на ЖУС модельных фаршей при различной степени гидратации

Диаграмма влагоудерживающей способности фарша с использованием овсяной муки показывает, что с увеличением доли гидротированного изолята к общему объему фарша влагоудерживающая способность (ВУС) модельных фаршей возрастает до 65…78 %, причем максимальные показатели отмечаются у модельных фаршей с добавкой овсяной муки и порошка топинамбура (ПТ) в количестве 10-12 % при гидромодуле 1:2,5, а минимальные при гидромодуле 1:4 при той дозе внесения к общей массе фарша, так как разбавление овсяного препарата водой ведет к незначительному уменьшению показателей ВСС и ВУС модельных фаршевых систем, однако превосходят те же функциональные характеристики контрольного модельного фарша, в который добавку не включали (рис. 3).

Необходимо отметить, что при введении взамен жирного сырья добавки с любой степенью гидратации значительно увеличивается жироудерживающая способность (ЖУС) модельных фаршей до 76…80 %, при этом этот показатель у модельных фаршей выше контрольного на 40…45 %.

Следует отметить, что при нагревании фарша защитные белковые мембраны, окружающие частицы жира, частично разрушаются, следовательно, количество связанного жира уменьшается. Это говорит о том, что в сыром фарше миофибриллярные мышечные белки эмульгируют жир. В связи с этим для повышения эмульгирующей способности и, как следствие, количества связанного жира в фарше, необходимо применение определенных доз белков, обладающих оптимальной эмульгирующей способностью и устойчивых при тепловой обработке фарша.

В результате анализа полученных экспериментальных данных можно сделать вывод, что использование комплексной добавки в количестве 10 % от общей массы фарша с последующей выдержкой в течение 1 ч и температурой воды 4…6 ^оС дало возможность улучшить адгезионные свойства, а также функционально - технологические свойства модельных фаршей.

Поскольку эмульгирующая способность белка ограничена, что обусловлено дефицитом группировок, находящихся на поверхности белка и ответственных за взаимодействие с жировыми каплями, то наиболее рациональным соотношением жир: белок в гомогенизированных фаршах является диапазон от 0,6: 1 до 0,8: 1.

При нагревании фарша защитные белковые мембраны, окружающие частицы жира, частично разрушаются, следовательно, количество связанного жира уменьшается. Увеличение, в некоторых случаях, жироудерживающей способности, вероятно, связано с более высокой степенью эмульгируемости жира, окруженного водно-белковой оболочкой.

В целом, показатели функциональных свойств модельных фаршей соответствуют показателям этих свойств фаршей с аналогичным химическим составом. Для достижения приемлемого качества и удовлетворительной органолептической оценки готового мясопродукта модельные фарши имеют достаточно высокие показатели функциональных свойств.

Для исследования взаимодействия различных рецептурных компонентов, влияющих на функционально-технологические свойства мясных фаршей, было применено математическое планирование эксперимента.

Основными факторами, влияющими на функционально-технологические свойства фаршей, были выбраны, % от массы мясного сырья: Х₁ – массовая доля толокна; Х₂ – массовая доля порошка топинамбура; Х₃ – массовая доля животного белка. Все эти факторы совместимы и некоррелированы между собой. Пределы их изменения приведены в табл. 1.

Таблица 1

Условия планирования эксперимента

Условия планирования	Пределы изменения факторов, %
	Х1	Х2	Х3
Основной уровень	5,00	5,00	2,00
Интервал варьирования	1,25	1,25	0,50
Верхний уровень (+1)	6,25	6,25	2,50
Нижний уровень (-1)	4,75	4,75	1,50
Верхняя «звездная» точка (+1,682)	7,10	7,10	2,84
Нижняя «звездная» точка (-1,682)	3,56	3,56	1,16

Критерием оценки влияния различных количеств рецептурных компонентов на качество готового продукта был выбран: Y₁- ВСС, %, Y₂- ЖУС, %.

При обработке результатов эксперимента были применены следующие статистические критерии: проверка однородности дисперсий − критерий Кохрена, значимость коэффициентов уравнений регрессии – критерий Стьюдента, адекватность уравнений регрессии - критерий Фишера. Программа исследования была заложена в матрицу планирования эксперимента (табл. 2).

Таблица 2

Матрица планирования эксперимента

Опыты	Кодированные значения факторов			Натуральные значения факторов			Y1,% ВСС	Y2,% ЖУС
	Х1	Х2	Х3	Х1	Х2	Х3
1	2	3	4	5	6	7	8	9
1	+1	+1	1	6,25	6,25	2,5	41,3	55,6
2	-1	+1	1	4,75	6,25	2,5	44,6	57,1

Продолжение таблицы 2

Опыты	Кодированные значения факторов			Натуральные значения факторов			Y1,% ВСС	Y2,% ЖУС
3	+1	-1	1	6,25	4,75	2,5	45,9	57,8
4	-1	-1	1	4,75	4,75	2,5	56,4	59,3
5	+1	+1	-1	6,25	6,25	1,5	43,5	49,5
6	-1	+1	-1	4,75	6,25	1,5	48,9	48,6
7	+1	-1	-1	6,25	4,75	1,5	56,7	49,3
8	-1	-1	-1	4,75	4,75	1,5	67,3	55,7
9	-1,682	0	0	3,56	5	2	80,3	75,2
10	1,682	0	0	7,10	5	2	81,2	74,3
11	0	-1,682	0	5	3,56	2	52,2	71,5
12	0	1,682	0	5	7,10	2	48,4	60,15
13	0	0	-1,682	5	5	1,16	56,9	65,2
14	0	0	1,682	5	5	2,84	55,4	66,3
15	0	0	0	5	5	2	80,32	75,12
16	0	0	0	5	5	2	80,48	75,21
17	0	0	0	5	5	2	80,39	75,3
18	0	0	0	5	5	2	80,37	75,31
19	0	0	0	5	5	2	80,38	75,36
20	0	0	0	5	5	2	80,37	75,37

При обработке экспериментальных данных применяли программу «Расчет коэффициентов регрессии», а также учитывали следующие статистические критерии: Кохрена – проверка однородности дисперсий; Стьюдента – значимость коэффициентов уравнений регрессии; Фишера – адекватность уравнений.

В результате статистической обработки экспериментальных данных получено уравнение регрессии, адекватно описывающее данный процесс под влиянием исследуемых факторов:

Y₁=80,753+3,625Х₁+1,714Х₂+1,880Х₃+1,550Х₁Х₂+1,900Х₁Х₃+ 0,275Х₂Х₃- 2,135 Х₁²- 12,904Х₂²- 10,835Х₃²

Y₂=75,728+0,717Х₁-0,775Х₂-1,820Х₃+0,913Х₁Х₂+0,312Х₁Х₃+ 0,312Х₂Х₃- 3,187 Х₁²- 6,343Х₂²- 6,369Х₃²

Анализ уравнений регрессии позволяет выделить факторы, наиболее влияющие на процесс. На величину ВУС мясных фаршей наибольшее влияние оказывает дозировка толокна, а также дозировка порошка топинамбура и препарата Митгель. (так как Х с положительным коэффициентом) Повышенная дозировка функциональных ингридиентов оказывает отрицательное воздействие на ВУС модельных фаршей.

В то же время наибольшее влияние на ЖУС фаршей оказывает только дозировка толокна, в то время как повышенные дозировки порошка топинамбура и животного белка Митгель будут снижать данный показатель.

Таким образом, в результате реализации матрицы планирования эксперимента получена информация о влиянии факторов и построена математическая модель процесса, позволяющая рассчитать функционально – технологические свойства фаршей внутри выбранных интервалов варьирования факторов.

Код для цитирования: Скопировать