Удосконалення технології напівкопчених ковбас з використанням продуктів переробки молока

Abstract

Метою дисертаційної роботи є удосконалення технології напівкопчених ковбас, шляхом збагачення готових виробів продуктами переробки молока. У першому розділі дисертаційної роботи проведено аналіз літературних джерел, за обраною тематикою. Проведено аналіз ринку ковбасних виробів та ринку м’яса і м’ясних продуктів. На даний час, враховуючи проблеми, що створилися внаслідок політично-економічної ситуації в Україні та світі, актуальними є пошук рішень, що дозволять виготовляти м’ясні продукти комбінованого складу, що матимуть високі показники харчової та біологічної цінності. При цьому варто враховувати, можливості логістики та зберігання сировини, що може використовуватись, для виготовлення напівкопчених ковбас. Молочні білки, являються дуже цінним продуктом, для використання у м’ясних виробах. Сучасні методи обробки та виготовлення молочних білків, білкових концентратів, копреципітатів, дозволяють широко застосовувати їх у різних галузях харчової промисловості. Завдяки використанню молочних білків можна значно покращити структурно-механічні показники та споживчу цінність готових м’ясних виробів. У другому розділі дисертації, обґрунтовані методики, які використовувалися для аналізу сировини та готової продукції. Для визначення функціонально- технологічних характеристик готового продукту і сировини були застосовані інструментальні та фізико-хімічні методи. Для визначення вмісту фракцій білка продукті використовувалися спектрометричні методи. Ці методи дозволяють точно визначити фракційний склад білка в продукті і контролювати його якість. Мікробіологічні методи були використані для оцінки показників безпеки готової продукції. В процесі досліджень визначали кількість патогенних мікроорганізмів, плісняви, дріжджів, а також бактерій групи кишкових паличок. Також визначалась кількість мезофільних аеробних та факультативно-анаеробних мікроорганізмів. Для оцінки консистенції фаршів, харчових добавок молочних білків та білково-жирових наповнювачів використовували реологічні показники. Ці методи дозволяють визначити текстурні характеристики продукту. Оцінка органолептичних властивостей готової продукції проводилася за допомогою сенсорного аналізу за 5-бальною шкалою оцінювання. Цей метод дозволяє оцінити смакові, ароматичні та зовнішні властивості продукту з точки зору сприйняття органами чуття. Таким чином, зазначені методики досліджень були використані для ретельного аналізу сировини та готової продукції, що дозволило отримати детальну інформацію про їх характеристики та якість. Розроблено загальний план досліджень, який складається з наступних етапів: • теоретичний етап, аналіз літературних джерел за обраною тематикою дисертаційної роботи; • формування мети і завдань досліджень; • експериментальні дослідження; • промислову апробацію на мֹ’ясоперобних підприємствах; • формування висновків. У третьому розділі дисертаційної роботи розроблено напівкопчені ковбаси, з використанням в складі рецептур, продуктів переробки молока. На першому етапі досліджували основну м’ясну та молочну сировину для виробництва напівкопчених ковбас, з використанням у складі продуктів переробки молока. На основі результатів дослідження сировини, було розроблено модельні рецептури напівкопчених ковбас, з використанням молочних білків, у якості додаткового джерела білка та поліпшувача структурно-механічних властивостей ковбас. Виготовлені зразки порівняно із контролем (у якості білкової добавки використано ізолят соєвого білка). Доведено, що використання казеїну та казеїнату натрію у кількості 2% значно покращують структурно-механічні та споживчі властивості напівкопчених ковбас. Використання добавок на основі молочних білків, позитивно впливають на ВУЗ та ЖУЗ. Встановлено, що під час зберігання, використання білкових добавок у складі напівкопчених ковбас, дозволяє значною мірою призупинити процес втрати вологи, та скоротити його до 0,15% на добу. Доведено, що використання білкових добавок, не впливає на мікробіологічну стабільність під час зберігання. Проведено аналіз структурно-механічних та органолептичних показників сирів та сирних продуктів під час та після нагрівання до 75°С. Експериментально доведено, що використання, в якості продуктів переробки молока, сирів (без використання замінників молочного жиру, та додаткових стабілізаторів), більш доцільне при використанні у продуктах, що передбачають повторне нагрівання. Доведено, що використання сирів із меншим вмістом жиру та вологи, більш стабільні під час нагрівання. Розроблено рецептури напівкопчених ковбас з використанням сичужних сирів (у якості продуктів переробки молока), як наповнювачів. Визначено, що внесення до рецептур сичужних сирів, позитивно впливає на органолептичні показники ковбасних виробів. Обґрунтовано оптимальні режими та період зберігання ковбасних виробів з сичужними сирами, та визначено, що після 14 діб зберігання, відбувається розвиток патогенної мікрофлори, що негативно впливає на якісні показники та безпечність продукту. Обґрунтовано оптимальний термін зберігання для напівкопчених ковбас з продуктами переробки молока – 12 діб при 4-6°С, та відносній вологості 75%. У четвертому розділі дисертаційної роботи проведено комплексне дослідження харчових компонентів-стабілізаторів консистенції. За результатами реологічних досліджень структуроутворюючих добавок, таких як: модифіковані крохмалі гарячого набухання, карагенани, харчові волокна та карбоксилметилцелюлоза, визначено концентрації та режими внесення даних компонентів у суміші, для досягнення максимального ефекту використання. На основі отриманих результатів розроблено стабілізуючу композицію, що має високі показники гідратації, хорошу емульгуючу та вологоутримуючу здатність, надає продуктам із її використанням структурних властивостей. Розроблено технологію та виготовлено модельні зразки безбілкових стабілізаторів структурно-механічних показників (БССМП), що можуть використовуватись для харчових продуктів з різними технологічними характеристиками. Сформовані матриці можуть слугувати носіями для додатково внесених, компонентів: білкових, жирових, вуглеводних, при цьому, скомбіновані композиції, мають форму структурної системи, що може нарізатися, та додаватися, в якості наповнювача до різних харчових продуктів. Наступним етапом дослідження, визначено оптимальну кількість безбілкового стабілізатора структурно-механічних показників, для виготовлення молочних білково-жирових наповнювачів, що використовуватимуться у рецептурах напівкопчених ковбас. Змодельовано та досліджено білково-жирові наповнювачі, виявлено, що внесення казеїнату натрію в кількості 25% та КСБ 5%, ЗМЖ 10 %, дозволяє отримати систему із значним показником твердості. Слід зауважити, що зразок із зазначеним співвідношенням проявляє стійкість під час підвищення температури, демонструє стабільність зберігає форму та набуває відносної жорсткості. Ці показники сприяють позитивному впливу на характеристики кінцевого продукту, особливо при використанні цього наповнювача в процесі виготовлення напівкопчених ковбас. У п’ятому розділі, наведено опис удосконаленої технологічної схеми виробництва напівкопчених ковбас з використанням продуктів переробки молока. За удосконаленою технологією здійснено промислові апробації на підприємствах м’ясопереробної галузі. Проведено розрахунок економічної ефективності рецептур напівкопчених ковбас, з використанням у складі, продуктів переробки молока. За результатами розрахунків підтверджено доцільність і перспективність впровадження розроблених рецептур та технологічних режимів виготовлення. The aim of the dissertation is to improve the technology of semi-smoked sausages by enriching the finished products with milk processing products. In the first chapter of the dissertation, an analysis of literary sources was carried out, according to the chosen topic. An analysis of the market of sausage products and the market of meat and meat products was carried out. Currently, taking into account the problems created as a result of the political and economic situation in Ukraine and the world, it is urgent to find solutions that will allow the production of meat products of a combined composition that will have high indicators of nutritional and biological value. At the same time, it is worth considering the possibilities of logistics and storage of raw materials that can be used for the production of semi-smoked sausages. Milk proteins are a very valuable product for use in meat products. Modern methods of processing for the production of milk proteins, protein concentrates, co-precipitates allow their wide application in various branches of the food industry. Thanks to the use of milk proteins, it is possible to significantly improve the structural and mechanical indicators and consumer value of finished meat products. In the second chapter of the dissertation, the methods used for the analysis of raw materials and finished products are substantiated. Instrumental and physicochemical methods were used to determine the functional and technological characteristics of the finished product and raw materials. Spectrometric methods were used to determine the content of protein fractions in the product. These methods allow you to accurately determine the fractional composition of protein in the product and control its quality. Microbiological methods were used to evaluate indicators safety of finished products. In the process of research, the number of pathogenic microorganisms, mold, yeast, as well as bacteria of the group of Escherichia coli was determined. The number of mesophilic aerobic and facultative anaerobic microorganisms was also determined. Rheological indicators were used to evaluate the consistency of minced meat, food additives of milk proteins and protein-fat fillers. These methods allow you to determine the textural characteristics of the product. Evaluation of the organoleptic properties of finished products was carried out using a sensory analysis on a 5-point rating scale. This method allows you to evaluate the taste, aroma and external properties of the product from the point of view of perception by the senses. Thus, the specified research methods were used for a thorough analysis of raw materials and finished products, A general research plan has been developed,which consists offollowing stages: - theoretical stage, analysis of literary sources on the chosen topic of the dissertation work; - formation of research goals and objectives; - experimental research; - industrial approval at meat processing enterprises; - formation of conclusions; In the third chapter of the dissertation, half-smoked sausages are developed, usingas part of recipes, milk processing products.At the first stage, the main and auxiliary raw materials (milk proteins, cheeses, cheese products) for the production of semi-smoked sausages were studied, using them in the compositionmilk processing products.Based on the results of raw material research, model recipes of semi-smoked sausages were developed, using milk proteins as an additional source of protein and an improver of the structural and mechanical properties of sausages. The manufactured samples are compared with the control (soy protein isolate was used as a protein supplement.It has been proven that the use of casein and sodium caseinate in the amount of 2% significantly improves the structural-mechanical and consumer properties of semi-smoked sausages. The use of additives based on milk proteins has a positive effect on high blood pressure and low blood pressure.It was established that during storage, the use of protein additives in the composition of semi-smoked sausages allows you to significantly stop the process of moisture loss and reduce it to 0.15% per day. It has been proven that the use of protein additives does not affect the microbiological stability during storage. An analysis of the structural-mechanical and organoleptic indicators of cheeses and cheese products during and after heating to 75°С was carried out. It has been experimentally proven that the use, as products of milk and cheese processing(without the use of milk fat substitutes and additional stabilizers), more appropriate when used in products that require reheating. It has been proven that the use of cheeses with lower fat and moisture content have more stable performance during heating. Recipes for semi-smoked sausages have been developed using rennet cheeses as milk processing products as fillers. It was determined that the addition of rennet cheeses to the recipes has a positive effect on the organoleptic parameters of sausage products. The optimal modes and period of storage of sausage products with rennet cheeses were substantiated, and it was determined that after 14 days of storage, the development of pathogenic microflora occurs, which negatively affects the consumer properties and safety of the product. The optimal storage period for semi-smoked sausages with milk processing products is 12 days at 4-6°C and relative humidity of 75%. In the fourth chapter of the dissertation, a comprehensive study of food was carried outstabilizer componentsconsistencyAccording to the results of rheological studies of structure-forming additives, such as: modified hot-swelling starches, carrageenans, food fibers and carboxyl methyl cellulose, the concentrations for the modes of introduction of these components in the mixture were determined to achieve the maximum effect of use. Based on the obtained results, a stabilizing composition was developed, which has high hydration indicators, good emulsifying and moisture-retaining ability, and gives structural properties to products with its use. The technology was developed and model samples of protein-free stabilizers of structural and mechanical parameters (BSSMP) were produced, which can serve as a basis for food products with different technological characteristics. The formed matrices can serve as carriers for additionally introduced components: protein, fat, carbohydrates, and at the same time, combined compositions have the form of a structural system that can be cut and added as a filler to various food products. The next stage of the research was to determine the optimal amount of a protein-free stabilizer of structural and mechanical parameters for the production of milk protein-fat fillers that will be used in the recipes of semi-smoked sausages. Protein-fat products were modeled and studied, and it was found that the addition of narthium caseinate in the amount of 25% and KSB 5%, ZMZ 10%, allows to obtain a system with a significant hardness indicator. It should be noted that the model sample with the specified ratio exhibits stability during temperature increase, demonstrates stability, retains its shape and acquires relative stiffness. This, in turn, contributes to a positive effect on the characteristics of the final product, especially when using this filler in the process of making semi-smoked sausages. In the fifth chapter,a description of the improved technological scheme for the production of semi-smoked sausages using milk processing products is provided. According to the improved technology, industrial approvals were carried out at enterprises of the meat processing industry. The calculation of the economic efficiency of recipes of semi-smoked sausages, with the use of a milk-containing protein-fat filler in the composition, was carried out, the results of which confirmed the expediency and perspective of the introduction of the developed recipes and technological modes of production.