Коваленко Валентина Олексіївна. Наукові основи технології переробки м’ясної сировини з використанням ферментних препаратів

brief description

Коваленко Валентина Олексіївна. Наукові основи технології переробки м’ясної сировини з використанням ферментних препаратів : Дис... д-ра наук: 05.18.16 2009

Коваленко В.О. Наукові основи технології переробки м’ясної сировини з використанням ферментних препаратів. Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук за спеціальністю 05.18.16 технологія продуктів харчування. Харківський державний університет харчування та торгівлі Міністерства освіти і науки України, Харків, 2009 р.
Дисертацію присвячено науковому обґрунтуванню та розробці технології кулінарної продукції на основі м’ясної сировини з підвищеним вмістом сполучної тканини, ферментованої протеолітичним ферментним препаратом протомегатеріном Г20Х та його композиціями з папаїном.
Вперше розроблено теоретичну модель ферментативного протеолізу білків протомегатерином Г20Х, папаїном та їх композиціями за різних співвідношень ферментних препаратів. Доведено доцільність одночасного використання протомегатерину Г20Х з папаїном у складі композицій. Обґрунтовано параметри ферментативного протеолізу м’ясної сировини з різним рівнем вмісту сполучної тканини, розроблено наукові основи технології кулінарної продукції з її використанням. Встановлено, що формування технологічних показників продукції під впливом ферментативного протеолізу обумовлене гідролітичними змінами білків м’ясних систем, збільшенням вмісту розчинного оксипроліну, зміною мікроструктури тканини, рухливості водної компоненти.
Вперше комплексно досліджено фізико-хімічні, структурно-механічні, функціональні, технологічні та мікробіологічні показники нової продукції, визначено її харчову та біологічну цінність, мікробіологічну безпечність, умови та терміни зберігання. Вперше розроблено наукові підходи до тестування ризику утворення гетероциклічних ароматичних амінів у напівфабрикатах з ферментованої м’ясної сировини.
Проведено комплекс заходів щодо впровадження розроблених технологій у підприємствах м’ясопереробної галузі та ресторанного господарства України. Доведено соціально-економічну ефективність виробництва кулінарної продукції на основі ферментованої м’ясної сировини з підвищеним вмістом сполучної тканини.

На підставі аналітичного огляду науково-технічної та патентної літератури з проблеми переробки м'ясної сировини з підвищеним вмістом сполучної тканини встановлено, що впровадження прийомів біотехнології для її раціонального використання в Україні стримується обмеженим переліком ферментних препаратів вітчизняного виробництва, їх економічною доступністю, відсутністю науково обґрунтованих рекомендацій з їх використання. У зв'язку з цим актуальними є пошуки та вивчення ферментних препаратів із специфічною колагеназною та еластазною активністю, створення на їх основі ефективних ферментних композицій, а також розробка нових технологій м'ясних напівфабрикатів і виробів із сировини з підвищеним вмістом сполучної тканини.
Вперше розроблено теоретичну модель ферментативного протеолізу білка протомегатерином Г20Х, папаїном та їх композиціями з різним співвідношенням ферментних препаратів. Теоретичні передумови, що покладено в основу розробленої моделі, з високим ступенем достовірності підтверджено експериментальними дослідженнями.
З урахуванням особливостей структури, морфології та білкового складу м'язової і сполучної тканини м'ясної сировини вперше розроблено і науково обґрунтовано композиції ферментних препаратів для її обробки, що складаються з протомегатерину Г20Х та папаїну; з використанням методів комп'ютерної математики оптимізовано співвідношення ферментних препаратів у складі композицій, а також концентрації ферментних препаратів залежно від виду використаної м'ясної сировини. Теоретичні передумови, що покладено в основу розроблених композицій, з достовірностю не менше 95% підтверджено експериментальними дослідженнями.
Вперше встановлено параметри протеолітичної активності композицій ферментних препаратів на основі протомегатерину Г20Х та папаїну: температурний оптимум 5060 С, рН-оптимум 57; температура інактивації за умов кондуктивного нагрівання 8085 С, за умови НВЧ-нагрівання (75±1) С, а також параметри ферментативного протеолізу м'ясної сировини (температура, кількість ферментного препарату, що додається, тривалість, гідромодуль) залежно від вмісту та білкового складу м'язової і сполучної тканин, їх структурних і морфологічних особливостей.
Експериментальними дослідженнями гідролітичних та структурних змін білків м'ясних систем встановлено, що формування технологічних і реологічних властивостей м'ясної сировини при її ферментативному протеолізі обумовлено збільшенням кількості розчинних продуктів гідролізу білків у 1,61,8 рази, вмісту оксипроліну в розчинній фракції у 3,39,0 рази, зміною фракційного складу м'язових білків, мікроструктури тканини та рухливості водної компоненти.
Вперше показано, що ферментативний протеоліз забезпечує зниження окиснювальних процесів ліпідів м'ясної сировини за показниками пероксидного і тіобарбітурового чисел та стабільність мікробіологічних показників за умов зберігання. Обґрунтовано умови та строки зберігання ферментованого яловичого фаршу в замороженому стані протягом 75 діб, напівфабрикату білкового з вологістю (86±1)% за температури (4±1) С до 12602с, напівфабрикату білкового з вологістю (5,0±0,2)% за температури (18±1) С у вакуумній упаковці до 180 діб.
Розроблено та науково обґрунтовано ресурсозберігаючі технології м'ясних натуральних і січених напівфабрикатів та кулінарних виробів із сировини з підвищеним вмістом сполучної тканини та вторинної колагенмісткої м'ясної сировини, ферментованих протомегатерином Г20Х і його композиціями з папаїном. Показано, що раціональною кількістю додавання регідратованого напівфабрикату білкового у фарші є 510%.
Розроблено і науково обґрунтовано ресурсозберігаючі технології м'ясних комбінованих напівфабрикатів та кулінарних виробів на основі ферментованого яловичого фаршу з використанням рослинних добавок і різних способів теплової обробки, включаючи НВЧ-нагрівання. Встановлено раціональні рівні додавання в рецептуру збагаченої рисової муки та гарбузової клітковини 7...8%.
Одержано комплекс нових даних про вплив ферментативного протеолізу м'ясної сировини з підвищеним вмістом сполучної тканини на технологіч-ні, реологічні та мікроструктурні характеристики, хімічний склад, біологічну цінність і мікробіологічні показники м'ясних натуральних, січених та комбінованих напівфабрикатів і кулінарних виробів. Встановлено, що ферментативний протеоліз не призводить до істотних змін їх хімічного складу, дозволяє регулювати технологічні і структурно-механічні властивості: підвищує вологозв’язуючу здатність, знижує рухливість водної компоненти, покращує реологічні характеристики (модуль пружності, в'язкість та адгезію), не призводить до погіршення мікроструктури.
Вперше розроблено наукові підходи до тестування і доведено безпечність нової продукції з ферментованої м’ясної сировини за вмістом креатину (креатиніну), глюкози та вільних амінокислот сполук, з яких під час теплової обробки можуть утворюватися канцерогенні речовини гетероциклічні ароматичні аміни.
Обґрунтовано підходи до формування інтегрального показника якості. Проведені розрахунки підтверджують переваги використання ферментативного протеолізу під час виробництва м'ясних натуральних і січених напівфабрикатів та кулінарних виробів: раціональне використання м'ясної сировини; розширення асортименту м'ясних виробів; поліпшення економічних показників при збереженні високих органолептичних характеристик, показників харчової та біологічної цінності в межах вимог ФАО/ВООЗ.
Проведено комплекс організаційно-технічних заходів щодо впровадження наукових розробок у практику підприємств м’ясопереробної промисловості та ресторанного господарства України та в навчальний процес. За результатами досліджень розроблено і затверджено нормативні документи: ТУ У 15. 8-01566330-158-2004 «Добавка харчова комплексна на основі протеолітичних ферментів», ТУ У 15.1-01566330-157 2004 «Фарш яловичий, ферментований протеолітичними препаратами», ТУ У 15. 8-01566330-169-2005 «Протоген» збагачувач білковий», ДСП 4.4.5.078. 2001 «Мікробіологічні нормативи та методи контролю продукції громадського харчування» та технологічні карти на 11 найменувань натуральних і січених м'ясних напівфабрикатів та кулінарних виробів. Здійснено випуск та реалізацію експериментальних партій продукції на підприємствах м. Харкова: ТОВ «Харківський м’ясокомбінат», ТОВ «Салтівський м’ясокомбінат», ТОВ «Вовчанський м’ясокомбінат», ТОВ «Тайфун», АТ лікувально-оздоровчих закладів профспілок України «Укрпрофоздоровниця», комбінаті харчування «Світло шахтаря», ТОВ «Аніс», кафе «Чашка», ПО «Горкоопторг», ЧПК «Фарма». Розроблено рекомендації з використання нової продукції в харчуванні різних груп населення. При виробництві ферментованого яловичого фаршу зниження відпускної ціни складає 5800 грн на 1 т продукції, а яловичого фаршу з напівфабрикатом білковим 3200 грн на 1 т продукції. Соціальнийефект від впровадження нових м'ясних натуральних і січених напівфабрикатів та кулінарних виробів полягає в більш повному залученні в технологічні процеси м'ясної сировини з високим вмістом сполучної тканини, розширенні асортименту та зниженні ціни на продукцію.