Удосконалення технології м’ясних напівфабрикатів з використанням смакових композицій

Abstract

Метою дисертаційної роботи є удосконалення технології м’ясних напівфабрикатів з використанням смакових композицій при використанні на етапі підготовки сировини фізичних методів впливу. Об’єктом дослідження – технологія м’ясних напівфабрикатів з використанням смакових композицій. Предмет дослідження – м'ясо курчат-бройлерів, індиче філе, напівфабрикати зі свинини та яловичини, оброблене з використанням ультразвукового оброблення м'ясо курчат-бройлерів, індиче філе; ферментоване м'ясо курчат-бройлерів, індиче філе, напівфабрикати зі свинини та яловичини оброблені за технологією Sous Vide, технологічні напівфабрикати на етапах ферментації, смакові композиції, напівфабрикати доведені до кулінарної готовності з використанням смаження, варіння і запікання. В першому розділі дисертаційного дослідження «Перспективи розроблення напівфабрикатів з використанням смакових композицій» викладено огляд стану ресурсів м’ясопереробної галузі в сегменті переробки м’яса птиці в світовому і вітчизняному ресурсному потенціалі. Проведено огляд літературних джерел та обґрунтування перспективності застосування фізичних і біохімічних методів для підвищення фунціонально-технологічних показників м’ясної сировини, можливості використпарння ультразвукового оброблення для прискорення процесів фарментації м’яса, з використанням смакоароматичних композицій, дано аналіз тенденціям розвитку технологій в сегменті HoReCa з використанням технології “Sous vide”. Розглянуто структуру ринку м’яса птиці в Україні і закордоном. Результати літературного пошуку виявили, що використання методів інтенсифікації ферментації м’яса птиці є актуальним напрямом дослідження для розширення асортименту якісної продукції в сегменті переробки м’яса птиці для м’ясних напівфабрикатів. Проведено аналіз перспективних напрямків використання смакоароматичних композицій та методів маринування м’ясних фабрикатів, як ефективного способу надання маринованому м’ясу високих функціонально-технологічних показників на етапі його ферментації. Дано узагальнення сутності процесів тендеризації м’яса з використанням ультразвуку та проведено аналіз перспективним напрямкам використання ультразвукового оброблення та інших методів фізико-хімічного впливу для півищення якості м’ясних напівфабрикатів на етапі процесу його дозрівання, або умов оброблення. Визначено, що одним із перспективних напрямів у технології переробки м’яса птиці є поєднання ультразвукової обробки з технологією низькотемпературного приготування Sous Vide. У другому розділі дисертаційного дослідження «Організація досліджень. об’єкт, предмет та методи» наведено характеристики лабораторно-технологічного обладнання, яке використано в процесі проведення досліджень. Обґрунтовані методики для аналізу м’ясної сировини, маринадів, технологічних фабрикатів та напівфабрикатів на етапах проведення теплового оброблення. Для визначення в м’ясній сировині, маринадах і м’ясних напівфабрикатах з різним рівнем кулінарної готовності їх функціонально-технологічних характеристик застосовані фізичні, фізико-хімічні та інструментальні методи досліджень, та лабораторне устаткування кафедри технології м’яса і м’ясних продуктів, Проблемної науково-дослідної лабораторії, Центру колективного користування НУХТ, Інституту фізичної хімії ім. Л. В. Писаржевського, лабораторій підприємств. Визначення фракцій білка проведено методом К’єльдаля та спектрометричним методом. Для оцінки консистенції ферментованих напівфабрикатів і напівфабрикатів після кулінарного оброблення використовувались реологічні методи дослідження. Оцінку органолептичних показників проводили з використанням бальної шкали. Для визначеня термостабільності напівфабрикатів використано термографічний аналіз на дериватографі. Оцінку показників мікробіологічної безпечності проводили за стандартизованими методиками для м’ясних напівфабрикатів. Загальний план наукового дослідження включав етапи: - етап теоретичного дослідження: аналіз літературних джерел згідно вибраного наукового напрямку дослідження в дисертації; - етап формування мети і завдань дослідження; - етап експериментальних дослідження; - етап промислової апробації на м’ясопереробних підприємствах; - узагальнення результатів, висновки по роботі. Третій розділ дисертаційної роботи «Дослідження сировинних компонентів та методів інтенсифікації процесу ферментації» присвячений експерементальному дослідженню фізико-хімічних та органолептичних показників використаних маринадів. В розділі на основі дослідження м’яса курчат-бройлерів та м’яса індичого з використанням на етапі ферментації обробки ультразвуком, в порівнянні з традиційними способами ферментації м’ясних напівфабрикатів підтверджено перспективність використання попереднього оброблення м’ясної сировини ультразвуком, для підвищення функціонально-технологічних і органолептичних показників маринованих напівфабрикатів з використанням рідких маринадів. Визначено впив умов ферментації і оброблення ультразвуком на технологічні показники та значення буферної ємності фабрикатів. Встановлено, що використання в якості смакової композиції ткемалевого маринаду на основі кукурудзяної олії, згідно ТУ У 10.8-33480284-31:2020 та попереднього ультразвукового оброблення дозволяє підвищити насиченість м’яса вологою, підвищити функціонально-технологічні показники напівфабрикатів з м’яса птиці та покращити сенсорні показники доведених до кулінарної готовності фабрикатів. Доведено, що використання багатокомпонентних маринадів з використанням ультразвуку дозволяють розширити асортимент маринованих напівфабрикатів з м’яса птиці, з гарантованими показниками безпеки в термінах зберігання до 7 діб, підвищити харчову та біологічну цінність продуктів та позитивно впливати на технологічні та органолептичні показники напівфабрикатів. Визначено, що використання ультразвукової обробки в поєднанні з тепловою обробкою за технологією Sous Vide забезпечує досягнення стабільних показників якості та мікробіологічної безпечності в термінах зберігання до семи діб напівфабрикатів з м’яса сухопутної птиці. В четвертому розділі «Обґрунтуваня удосконалення технології м’ясних напівфабрикатів з використанням смакових композицій» проводилось дослідження, направлені на удосконалення технології напівфабрикатів з традиційних видів м’яса та м’яса птиці шляхом використання цільової ферментації, маринадів, використання фізико-хімічних і теплофізичних методів підвищення ефективності технологій напівфабрикатів на основі м’яса курчат-бройлерів, індичатини та великошматкових напівфабрикатів з яловичини. В розділі в поцесі досліджень з використанням планів повного факторного експерименту були параметровані функціонально-технологічні показники напівфабрикатів маринованих з м’яса птиці з використанням ультразвуку з вказаним діапазоном часу протягом 10 хв та 15 хв за робочої частоти 35 кГц із використанням ультразвукової ванни Sonorex Super RK100H (Bandelin). За результатами досліджень розраховані регресивні залежності, які за характером поверхонь відгуку функціонально-технологічних параметрів від вплив часу ультразвукової обробки та обробки за технологією Sous-Vide філе курчат-бройлерів та філе індичого дозволили оцінити характер впливу режимів обробки на якість маринованих напівфабрикатів з м’яса птиц. Визначено, що найвищі значення виходу спостерігаються за менш інтенсивних режимів теплової обробки, при цьому філе індички загалом демонструє вищі показники виходу порівняно з філе курчат-бройлерів. Отримані рівняння регресії залежності впливу умов проведення ультразвукового оброблення оброблення та подальшого теплового обробленя за технологією Sous Vide дозволяють прогнозувати процес якісного оброблення напівфабрикатів з м’яса птиці, для отримання високих функціонально-технологічних показників, прогнозувати вихід розробляємих рецептур маринованих напівфабрикатів з високим рівнем стабільності показників активності води, що обумовлює сталість якості продукції, при зберіганні. В розділі представлено удосконалену технологічну схему виробництва напівфабрикатів на основі м’яса курчат-бройлерів та м’яса індички з використанням на етапі ферментації смакових композицій, обробкою ультразвуком та теплового оброблення з використанням технології Sous Vide Крім дослідження м’яса птиці в розділі вивчалась можливість розроблення інноваційних рішень щодо підвищення рентабельності виробництва м’ясних напівфабрикатів на основі велиткошматкових напівфабрикатів з яловичини. В дослідженнях визначено і параметровано вплив процесів попереднього тепловго оброблення (смаження напівфабрикатів за заданими параметрами в пароконвектоматі або в термоагрегаті iVario) великошматкових напівфабрикатів з яловичини в поєднанні зподальшою сувідизацією. Визначено, що проміжне обсмаження фабрикатів за обома способами попереднього обсмаження дає більший ефект для шийної частини яловичих великошматкових фабрикатів, у порівнянні з виходом м’ясопродуктів з тазостегнової частини. Таким чином доведено ефективність попереднього теплового оброблення напівфабрикатів з яловичини для подальшої обробки за технологією “Sous vide”. Розроблені і проведені плани повного факторного експерименту для можливості оптимізаційного моделювання впливу рецептурного комбінування і способів фізичного впливу на показники якості напівфабрикатів з смакоароматичними композиціями на основі м’яса курчат-бройлерів, філе індичатини та традиційних видів м’яса яловичини дозволив розробити удосконалену схему виробництва великошматкових напівфабрикатів з яловичини. Таким чином в четвертому на підставі досліджень та параметрування процесу виробництва напівфабрикатів проведено опис і обґрунтування удосконалених технологічних схем напівфабрикатів з смакоароматичними композиціями. В результаті виконання дисертаційного дослідження розроблено технічні умови і технологічні інструкції на розроблений асортимент напівфабрикатів. Промислову апробацію розроблених технологій проведено на ФОП «Юник», ПП «Маршалок», ТОВ «УПГ-ІНВЕСТ», ТД «Галицька свіжина». За результатами досліджень підтверджено можливість отримання маринованих напівфабрикатів з високими якісними і функціонально-технологічними показниками.The purpose of the dissertation is to improve the technology of meat semi-finished products using flavor compositions when using physical methods of influence at the stage of raw material preparation. The object of the study is the technology of meat semi-finished products using flavor compositions. The subject of the study is broiler chicken meat, turkey fillet, pork and beef semi-finished products, broiler chicken meat, turkey fillet processed using ultrasonic processing; fermented broiler chicken meat, turkey fillet, pork and beef semi-finished products processed using Sous Vide technology, technological semi-finished products at the fermentation stages, flavor compositions, semi-finished products brought to culinary readiness using frying, boiling and baking. The first section of the dissertation research “Prospects for the development of semi-finished products using flavor compositions” presents an overview of the state of resources of the meat processing industry in the poultry meat processing segment in the world and domestic resource potential. A review of literary sources and justification of the prospects for the use of physical and biochemical methods to improve the functional and technological indicators of meat raw materials, the possibility of using ultrasonic treatment to accelerate meat fermentation processes, using flavor compositions, an analysis of trends in the development of technologies in the HoReCa segment using “Sous vide” technology is provided. The structure of the poultry meat market in Ukraine and abroad is considered. The results of the literature search revealed that the use of methods for intensification of poultry meat fermentation is a relevant research direction for expanding the range of quality products in the poultry meat processing segment for meat semi-finished products. An analysis of promising areas for the use of flavoring compositions and methods for marinating meat products as an effective way to provide marinated meat with high functional and technological indicators at the stage of its fermentation is carried out. A generalization of the essence of meat tenderization processes using ultrasound is given and an analysis of promising areas for the use of ultrasonic treatment and other methods of physico-chemical influence to improve the quality of meat semi-finished products at the stage of its maturation process, or processing conditions is carried out. It was determined that one of the promising areas in the technology of poultry meat processing is the combination of ultrasonic treatment with the technology of low-temperature sous-vide cooking. The second section of the dissertation research “Organization of research. Object, subject and methods” provides the characteristics of the laboratory and technological equipment used in the research process. The methods for analyzing meat raw materials, marinades, technological manufactured products and semi-finished products at the stages of heat treatment are substantiated. To determine the functional and technological characteristics of meat raw materials, marinades and meat semi-finished products with different levels of culinary readiness, physical, physico-chemical and instrumental research methods were used, as well as laboratory equipment of the Department of Meat and Meat Products Technology, the Problem Research Laboratory, the Center for Collective Use of the National University of Chemical Technology, the Institute of Physical Chemistry named after L. V. Pisarzhevsky, and laboratories of enterprises. Protein fractions were determined by the Kjeldahl method and spectrometric method. To assess the consistency of fermented semi-finished products and semi-finished products after cooking, rheological research methods were used. The evaluation of organoleptic indicators was carried out using a point scale. To determine the thermal stability of semi-finished products, thermographic analysis was used on a derivatograph. The evaluation of microbiological safety indicators was carried out using standardized methods for meat semi-finished products. The general plan of the scientific research included the following stages: - stage of theoretical research: analysis of literary sources according to the chosen scientific direction of research in the dissertation; - stage of forming the goal and objectives of the research; - stage of experimental research; - stage of industrial testing at meat processing plants; - generalization of results, conclusions on the work.

The third section of the dissertation work “Study of raw material components and methods of intensification of the fermentation process” is devoted to the experimental study of the physicochemical and organoleptic indicators of the marinades used. In the section, based on the study of broiler chicken and turkey meat using ultrasound treatment at the fermentation stage, in comparison with traditional methods of fermentation of meat semi-finished products, the prospects of using pre-treatment of meat raw materials with ultrasound to improve the functional, technological and organoleptic indicators of marinated semi-finished products using liquid marinades were confirmed. The influence of fermentation conditions and ultrasound treatment on technological indicators and the value of the buffer capacity of the products was determined. It has been established that the use of corn oil-based tkemal marinade as a flavoring composition, according to TU U 10.8-33480284-31:2020 and preliminary ultrasonic treatment allows to increase the moisture content of meat, increase the functional and technological indicators of semi-finished poultry meat products and improve the sensory indicators of finished products brought to culinary readiness. It has been proven that the use of multi-component marinades using ultrasound allows to expand the range of marinated semi-finished poultry meat products, with guaranteed safety indicators for storage periods of up to 7 days, increase the nutritional and biological value of products and have a positive effect on the technological and organoleptic indicators of semi-finished products. It has been determined that the use of ultrasonic treatment in combination with heat treatment using Sous Vide technology ensures the achievement of stable quality indicators and microbiological safety for storage periods of up to seven days of semi-finished poultry meat products. In the fourth section, “Substantiation of the improvement of the technology of semi-finished meat products using flavor compositions,” research was conducted aimed at improving the technology of semi-finished products from traditional types of meat and poultry by using targeted fermentation, marinades, and using physico-chemical and thermophysical methods to increase the efficiency of technologies of semi-finished products based on broiler chicken meat, turkey meat, and large-piece semi-finished beef products. In the section, in the process of research using full factorial experiment plans, the functional and technological indicators of semi-finished products marinated from poultry meat were parameterized using ultrasound with the specified time range for 10 min and 15 min at an operating frequency of 35 kHz using an ultrasonic bath Sonorex Super RK100H (Bandelin). According to the results of the research, regression dependencies were calculated, which, based on the nature of the response surfaces of functional and technological parameters from the influence of ultrasonic treatment time and Sous-Vide processing of broiler chicken fillets and turkey fillets, allowed us to assess the nature of the influence of processing modes on the quality of marinated semi-finished poultry meat products. It was determined that the highest yield values are observed under less intensive heat treatment modes, while turkey fillets generally demonstrate higher yield indicators compared to broiler chicken fillets. The obtained regression equations of the dependence of the influence of the conditions of ultrasonic treatment and subsequent heat treatment using Sous Vide technology allow us to predict the process of high-quality processing of semi-finished poultry meat products to obtain high functional and technological indicators, to predict the yield of the developed recipes of marinated semi-finished products with a high level of stability of water activity indicators, which determines the constancy of product quality during storage. The section presents an improved technological scheme for the production of semi-finished products based on broiler chicken and turkey meat using flavor compositions at the fermentation stage, ultrasound treatment and heat treatment using Sous Vide technology In addition to the study of poultry meat, the section studied the possibility of developing innovative solutions to increase the profitability of the production of meat semi-finished products based on large-piece beef semi-finished products. The studies determined and parameterized the influence of the processes of preliminary heat treatment (frying semi-finished products according to specified parameters in a steam combi oven or in an iVario thermal unit) of large-piece beef semi-finished products in combination with subsequent sous vide. It was determined that intermediate frying of products using both methods of preliminary frying gives a greater effect for the neck part of beef large-piece products, compared to the output of meat products from the hip part. Thus, the effectiveness of preliminary heat treatment of beef semi-finished products for further processing using the “Sous vide” technology has been proven. Plans for a full factorial experiment have been developed and conducted to enable optimization modeling of the influence of recipe combination and methods of physical influence on the quality indicators of semi-finished products with flavoring compositions based on broiler chicken meat, turkey fillet and traditional types of beef meat, which allowed developing an improved scheme for the production of large-piece semi-finished products from beef. Thus, in the fourth, based on research and parameterization of the process of production of semi-finished products, a description and justification of improved technological schemes for semi-finished products with flavoring compositions have been carried out. As a result of the dissertation research, technical conditions and technological instructions for the developed range of semi-finished products were developed. Industrial testing of the developed technologies was carried out at the FOP "Yunyk", PE "Marshalok", LLC "UPG-INVEST", TD "Halytska Svezhyna". The results of the research confirmed the possibility of obtaining pickled semi-finished products with high quality and functional and technological indicators.