Глава I. Литературный обзор
Насыщение рынка высококачественными пищевыми продуктами является одна из важнейших социальных проблем национального масштаба. Рациональное использование продовольственного сырья, разработка и совершенствование существующих технологий мясных продуктов предопределяют современную система создания устойчивой продовольственной базы для страны.
Во многих работах отечественных и зарубежных авторов описаны методы и технологии производства мясных блюд и полуфабрикатов, которые улучшают различные характеристики конечного продукта, решают различные проблемы при их изготовлении и хранении, удешевляют стоимость и уменьшают потери при производстве.
Распространенным направлением является разработка и производство блюд и полуфабрикатов с повышенной пищевой ценностью из мяса птицы с добавлением различных видов растительного сырья.
Еще с помощью этих добавок расширяется ассортимент вырабатываемых блюд и полуфабрикатов, а также при этом уделяется особое внимание разработке многокомпонентных продуктов целевого назначения с высоким содержанием витаминов, минеральных веществ, пищевых волокон и других соединений, необходимых для организма человека.
Эти добавки бывают в виде свежих или сушеных растений, их составных частей (плоды, листья, корни, семена и т.д.) или поликомпонентных смесей, а так же в виде различных концентратов и вытяжек из них.
Согласно «Основам государственной политике РФ в области здорового питания населения на период до 2020 года» ожидается увеличение доли производства отечественного мясного сырья из мяса домашней птицы и продуктов его переработки до 40 – 50% общего объема производства (в том числе и мяса птицы).
Мясо птицы не имеет полноценных продуктов-заменителей. Белки обладают высокой биологической ценностью, так как имеют хорошо сбалансированный аминокислотный состав, наиболее близкий к составу аминокислот белков человека. Белки мяса птицы служат для построения тканей, ферментов, гормонов. Для обогащения продуктов питания в первую очередь используются те ингредиенты, дефицит которых действительно имеет место, широко распространен и не опасен для здоровья. Для России это витамин С, витамины группы В, минеральные вещества, такие как йод, железо и кальций. В настоящее время разработаны и научно обоснованы рецептуры и технологии комбинированных мясных полуфабрикатов с использованием сырья животного и растительного происхождения. Производство комбинированных полуфабрикатов с использованием белков животного и растительного происхождения не только расширяет ассортимент выпускаемой продукции, но способствует рациональному использованию сырьевых ресурсов, обеспечению населения качественными продуктами питания. Совершенствование рецептур мясных продуктов посредством обогащения их растительным сырьем позволяет улучшить питание населения, сделать его более полноценным и рациональным. [13]
В Дальневосточном федеральном университете учеными О.Н Самченко и М.А Меркучевой разработана рецептура и определена пищевая ценность рубленных полуфабрикатов из мяса птицы с семенами масличных культур, семян кунжута и подсолнечника. Содержание в готовых продуктах витаминов А, В1 и Е для образца с семенами подсолнечника, магния и кальция для образцов с семенами кунжута, обеспечивает повышение их пищевой ценности.[1]
Также существует способ производства мясорастительных котлет, включающих в состав жмых кедрового ореха. Литвиновой В.А разработана рецептура мясных полуфабрикатов, установлена пищевая, биологическая ценность и биологическая эффективность и обоснована целесообразность использования растительного сырья (жмыха кедрового ореха, порошка экстракта лука красного цвета, гречихи, риса, моркови, цуккини) для производства рубленых полуфабрикатов.[4]
А авторы из Англии Стефен Дуглас Мотт и Ричард Феликс Джонсон описали способ изготовления «белково-овощного» продукта из мелко рубленного замороженного сырья животного происхождения, белково-растительного экстракта, в виде порошка, и воды, в определенных соотношениях, с дальнейшей стерилизацией.
Авторы указывают, что этот метод производства полуфабрикатов разработан ими для того, что бы обогатить продукт белками и другими питательными веществами растительного сырья, а так же существенно уменьшить стоимость производства, а значит и конечного продукта.
В качестве сырья животного происхождения авторы предлагают использовать мясо различных животных или их субпродукты, которые доступны и экономически выгодны в регионе, где будут производить продукт, а в качестве растительного сырья любое растение с высоким содержанием белка, произрастающее в данном регионе [24].
Так же с помощью растительных добавок создают продукты с пониженным содержанием жиров.
Торнберг Эва и Шехольм Ингегерд, ученые из Швеции, разработали способ создания заменителя жира в мясных полуфабрикатах из пищевых волокон, с сохранением текстуры и водоудерживающей способности.
Он основан на быстрой термической обработке пищевых волокон, которая модифицирует пектин в составе волокон, для изменения его способности удерживать воду [25].
В наше время в России технологам в пищевой сфере приходится сталкиваться с большим количеством, вплоть до 50%, некачественного мясного сырья, с нарушением процесса автолиза. Для обеспечения качества готовой продукции из такого мяса тоже можно использовать добавки из растительного сырья.
Першина Е.И. и Тихонов С.Л. в своей научной статье описывают исследование метода улучшения качества мясных полуфабрикатов, произведенных из мяса птицы с пороками развития автолиза, с помощью растительного концентрата из люцерны посевной (10% от основного сырья).
По данным исследования получившийся продукт соответствует всем требованиям безопасности, а так же его органолептические и физико-химические показатели намного выше, чем у контрольного образца [17].
Также известен способ приготовления мясных и мясорастительных рубленых полуфабрикатов и фаршей, разработанный в том же университете, ФГБОУ ВПО ЮУрГУ (НИУ) на кафедре «Технология и организация питания», который характеризуется тем, что в мясной фарш из мяса птицы для рубленых полуфабрикатов вводят предварительно гидратированную пивную дробину в количестве 20–30% к общей массе сырья. Пивная дробина содержит пищевые волокна, витамины.
О.В. Ключникова с соавторами предлагают использовать в качестве растительных компонентов тыкву и топинамбур. Тыква характеризуется низкой калорийностью, богата протопектинами, минеральными веществами, ?-каротином, витаминами В1, В2, В3, С, РР. Тыква, из-за отсутствия выраженного аромата, практически не искажает аромат мясных продуктов. Исследованиями установлено, что включение мякоти тыквы обеспечивает сочность рубленых полуфабрикатов, существенно обогащает продукты ?-каротином, пектиновыми веществами. Клубни топинамбура отличаются высоким содержанием микроэлементов, витаминов В1, В6, С и РР, белка (3,3%), пектинов (11% от сухой массы), богаты органическими кислотами [3].
Так же в научных трудах содержится множество данных об улучшении вкусовых качеств полуфабрикатов, с помощью различных вкусовых добавок и методов обработки сырья.
Андреенков В.А., Алехина Л.В., Мансветова Е.В., Зимина Л.А. описывают создание комплексной пищевой добавки для маринования кусковых куриных полуфабрикатов и, одновременно, покрытия кусков «глазурью», для улучшения внешнего вида.
В этой работе приводится 3 варианта комплексных добавок для мяса птицы.
В их состав входят: вытяжки из различных видов перца, кардамона, мускатного ореха; эфирные масла чеснока, лимона, мациса; пищевые эмульгаторы; ксантановая камедь; соль поваренная; крахмал картофельный; лимонная и винная кислоты; глюкоза.
Полученную сухую смесь смешивают с водой для получения маринада, а затем смешивают маринад с мясом и выдерживают 12 часов при низких плюсовых температурах для маринования и создания покрытия [27].
На базе Сибирского научно-исследовательского и проектно-технологического института переработки сельскохозяйственной продукции (СибНИПТИП) совместно с Новосибирским государственным аграрным университетом (НГАУ) исследовали и изучили использование амарантовой муки при производстве рубленных полуфабрикатов на основе мяса кур-несушек механической обвалки, по ТУ 9214-117.
Это растение во всем мире рассматривают не только как весьма ценный кормовой, но и пищевой растительный ресурс, так как он содержит полноценный белок.
Было установлено, что при добавлении в рецептуру полуфабрикатов амарантовой муки, снижается общее количество влаги и жира, возрастает процент белка, что положительно влияет на качество продукции.
Также уделяется внимание и такой проблеме, как дефицит белка в продуктах питания. Белки являются одним из основных пищевых веществ и регулируют большое количество химических процессов в организме, следовательно, во многом обеспечивают его функционирование как единого целого. Вместе с тем, помимо количественного недостатка белка в питании существует проблема его качественной неполноценности. Основными способами ликвидации дефицита полноценного белка являются: – максимальное использование вторичных белоксодержащих ресурсов мясной отрасли в производстве мясных рубленых полуфабрикатов; – производство комбинированных мясопродуктов на основе мяса и белковых препаратов, полученных из различных сырьевых источников. Так в Алтайском государственном техническом университете им. И.И. Ползунова была разработана рецептура мясных котлет с добавлением гороховой муки. Разработку проводили путем замены в рецептуре № 611 «Котлеты домашние» части куриного фарша на растительное сырье. Это позволило улучшить функциональные показатели готовой продукции и снизить её себестоимость [10].
Таким образом, мясо и мясные полуфабрикаты домашней птицы, изделия являются продуктами, которые используются в повседневном питании. Растительное сырьё служит источником биологически активных веществ, содержит витамины, минеральные вещества, клетчатку, что позволяет обогатить мясные изделия не только функциональными ингредиентами и повысить усвояемость, но и получить продукты, соответствующие физиологическим нормам питания.
Комбинированные мясорастительные полуфабрикаты, приготовленные с использованием сырья животного и растительного происхождения, отличаются высокой биологической ценностью, сбалансированным аминокислотным, витаминным и минеральным составом, имеют хорошие органолептические показатели, высокий выход, экономичны и хорошо усваиваются человеческим организмом, при этом способствуют лучшему усвоению использованного мясного и растительного сырья.
1.1 Характеристика и классификация сырья, используемого в разработке технологий производства полуфабрикатов из мяса птицы
К сельскохозяйственной птице относятся куры, гуси, утки, индюшки.
Мясо птицы полезно и легко усваивается (на 93%). Оно содержит белки (15-22%), жиры (5-39%), минеральные соли, экстрактивные вещества, а также витамины А, D, РР, группы В. Жир птицы плавится при низкой температуре (23-39 ° С), в нем много ненасыщенных кислот. При тепловой обработке он растапливается и проникает сквозь мышечную ткань, благодаря чему мясо становится сочным, улучшается его вкус. В мясе птицы преобладают полноценные белки. Из минеральных веществ мясо содержит соли калия, натрия, фосфора, кальция, железа, меди. В мясе птицы много экстрактивных веществ, поэтому бульоны, особенно из кур, ароматные, вызывают усиленное выделение пищеварительных соков, а это способствует лучшему усвоению пищи.
По сравнению с забитым скотом, мышечная ткань птицы более плотная и мелковолокнистая. Соединительной ткани меньше, она более нежная и мягкая. Жировые отложения расположены под кожей, на кишечнике и желудке. Благодаря равномерному распределению жира между мышечными пучками мясо птицы имеет нежную консистенцию, приятный вкус и аромат. Кожа тонкая, от розового до желтого цвета, в зависимости от породы.
Мясо птицы классифицируют по виду, возрасту, способом обработки, термическим состоянием, откормленностью, качеством отделки.
Молодая птица имеет неокостенелый, хрящевой киль грудной кости и неороговелый клюв. На ногах у цыплят нежная, эластичная чешуя, у петухов – мягкие подвижные шпоры в виде бугорка, у гусят и утят – нежная кожа.
У взрослой птицы твердый, окостенелый киль грудной кости и ороговелый клюв. У кур и индюков на ногах твердая чешуя, у петухов и индюков – твердые ороговелые шпоры, у гусей и уток – жесткая кожа.
На предприятия питания птица поступает без пера, охлажденной или мороженной, полупотрошеной (тушки без кишечника) или потрошеной (тушки, у которых удалены внутренние органы, кроме почек, легких, сальника; голова- по 2-й шейный позвонок, ноги- по заплюсневый сустав, шея- без кожи у основания). В зависимости от упитанности птица может быть первой или второй категории.
Птица должна быть хорошо обработанной, чистой, без синяков.
Качество мяса птицы оценивают по внешнему виду тушек, цвету мяса, его консистенции1, состоянию жира, запаху.
Тушки птицы, которые не отвечают требованиям II категории не используют для приготовления блюд.
При производстве кулинарной продукции из птицы наиболее распространены такие способы тепловой обработки, как варка, жарка, тушение, припускание и запекание.
В зависимости от способа тепловой обработки блюда из птицы делятся на отварные, жареные, тушеные и запеченные.
1.2 Биологическая роль и химический состав мяса домашней птицы
Мясо домашней птицы обладает хорошими кулинарными качествами и является важной составляющей в правильном рационе питания человека, в основном из-за наличия в своем составе большого количества полноценных и не полноценных белков, которые выполняют множество важных функций в организме человека, например:
• ферментативная – белки выступают в роли катализаторов, то есть ускоряют протекание химических реакций. В организме протекает множество процессов и каждый из них катализирует свой белок-фермент;
• структурная–белок входит в состав мембран и органелл клеток, а так же межклеточного вещества и покровных тканей;
• двигательная–с помощью белков происходят мышечные сокращения, а так же обеспечиваются движения ресничек и жгутиков клеток;
• транспортная – белки осуществляют перенос веществ внутри клеток и между ними. Белок свободно связывается с субстратом и высвобождается, ярким примером этому служит белковая структура – гемоглобин, который переносит кислород к тканям и клеткам и углекислый газ из них;
• сигнальная – клетки передают различные сигналы друг другу с помощью сигнальных белков межклеточного вещества, что обеспечивает синергизм работы клеток тканей и систем органов;
• гормональная– многие гормоны представляют собой белки, которые регулирую различные механизмы в организме человека (концентрация веществ, процесс роста и др.)
• рецепторная – рецепторы, состоящие из белков, воспринимают химические и физические стимулы и передают эту информацию в клетки и ткани.
• защитная– белки входят в состав покровных тканей организма, белки фибриногены отвечают за свертывание крови в поврежденных сосудах, еще белки могут расщеплять токсины, попавшие в организм, а так же вырабатывать свои для уничтожения чужеродных организмов;
• энергетическая – белки могут использоваться организмом как источник энергии, если наблюдается дефицит жиров и углеводов.
В состав белков входят 20 различных аминокислот, 12 из которых заменимые и организм человека может сам их синтезировать, а еще 8 являются незаменимыми и должны поступать в организм с пищей.
В состав мяса птицы входит большое количество железа, вплоть до 2,5 мг на 100 г сырья, при норме употребления железа в сутки в количестве 10–30 мг. При недостатке этого микроэлемента у человека возникают постоянная усталость, бледность кожных покровов, ломкость и сухость ногтей и волос, сухость во рту. А хронический дефицит вызывает различные формы железодефицитной анемии.
Несмотря на все полезные свойства мяса птицы, его употребление должно быть ограниченным. У людей с низким уровнем физической нагрузки в рационе должно содержаться около 20-25% мяса, от общего количества пищи, а у тех, у кого высокие физические нагрузки около 30-35%.
Химический состав мяса птицы зависит от множества факторов, таких как вид, по¬рода, пол, возраст животного, его активность жизни и др.
В состав мяса входят: вода, белки, жиры, углеводы, экстрактивные и минеральные вещества, витамины и ферменты.
Вода (от 52 до 78%) – ее массовая доля в мясе зависит от откормки и возраста скота. Чем животное моложе, тем больше воды, а чем больше воды, тем быстрее пор¬тится мясо.
Белки (от 16 до 21%)– основная часть белков содержится в мышечной ткани. Белки мышечной ткани определяют качество сырья, так как влияют на его показатели, такие как упругость, вязкость, водоудерживающая способность, рН и др.
Они имеют различный состав аминокислот, строение и функции. По форме молекул белка и их растворимости их делят на: саркоплазматические, миофибриллярные и белки стромы.
Саркоплазматические – полноценные белки, которые в сумме составляют около 40% мышечных белков. Они имеют форму глобул, хорошо растворимые в воде. К ним относятся:
• Миоген – этот белок составляет около 20% всех белков в мышцах. При варке образует пену на поверхности бульона.
• Глобулин – так же, как миоген, составляет около 20% всех белков мышечной ткани.
• Миоальбумин – составляет 1–2 % от суммы белков мышечной ткани. Близок по своему свойству к альбуминам сыворотки крови.
• Миоглобин – составляет 1–2 % от суммы белков мышечной ткани. Состоит из белковой части – глобы, и не белковой – гема. Гем содержит в своем составе железо, которое окрашивает мясо в красный цвет.
Под воздействием кис¬лорода образуется оксимиоглобин, который имеет ярко-красный цве¬т. При долгом воздействии кислорода образуется метмиоглобин корич¬невого цвета. Чем больше была физическая нагрузка на группу мышц при жизни животного, тем больше в них миоглобина и, соответственно, более насыщенный цвет мяса. При нагревании до процесса денатурации теряет свой цвет, благодаря этому можно визуально судить о готовности мяса кулинарной обработке.
Миофибриллярные — сократительные белки нитевидной формы, которые растворяются в солевых растворах. Представлены следующими белками и комплексами:
• Миозин — составляет около 40% всех белков в мышцах. Хорошо поглощает и удерживает воду, имеет гелеобразующую и эмульгирующую способности. Главной его функцией является катализирование расщепления АТФ, с выделением энергии, которая расходуется на мышечные сокращения. Совместно с актином, образует комплекс — актомиозин.
• Актин — составляет 15% мышечных белков. Может находиться в двух формах: глобулярной и фибриллярной, которые могут переходить друг в друга под влиянием ионов кальция и магния.
• Актомиозин – сложный белковый комплекс актина (1/3) и миозина (2/3), основной сократительный белок мышц. Может частично или полностью распадаться на актин и миозин, при наличии АТФ в определенной концентрации, что влияет на сокращения мышц и посмертное окоченение.
• Тропомиозин, тропонин, десмин — составляют около 2,5—3,0% от белков в мышцах, участвуют в построении миофибрилл. По аминокислотному составу являются полноценными, кроме тропомиозина, в котором нет триптофана.
Белки сарколеммы — входят в состав клеточных мембран клеток и мышечных оболочек (эндомизий, перимизий, эпимизий). Включают в состав неполноценные белки, в составе которых нет аминокислоты триптофана, такие как:
• Коллаген – белок, который является главным компонентом соединительной ткани (сухожилие, кость, хрящ) и обеспечивает её прочность и эластичность. После тепловой обработки, с последующей денатурацией образует желатин;
• Эластин – содержится в межклеточном веществе соединительной ткани, образуя, с другими белками, сеть белковых волокон, которая обеспечивает прочность ткани, создает контакты между клетками и изолирует клетки и ткани (обеспечивает скольжение в суставах и др.). Эластин, вместе с коллагеном, помогают органам восстанавливать исходный размер, после растяжений, поэтому они содержится в тканях и органах, которым необходимо постоянно растягиваться и сжиматься (артерии, мочевой пузырь, легкие, кожа, сухожилия и т.д.).
• Ретикулин – формирует некоторые мягкотканные органы, такие как печень, костный мозг, лимфатические узлы.
Жиры – жиры животного происхождения пред¬ставляют собой смесь триглицеридов, в чей состав входят ди- и моноглицериды, свобод¬ные жирные кислоты. Состав жирных кислот зависит от вида, пола и возраста животного, так же состав влияет на физико-химические показатели жировой ткани. Например, в курином мясе мало насыщенных кислот, поэтому жир более мягкий, чем говяжий.
Так же в состав жиров входят незаменимые полиненасыщенные жирные кислоты (линолевая, линоленовая и арахидоновая), которые не синтезируются в организме или синтезируются в очень маленьких количествах.
В жирах накапливаются пигменты каротины, которые поступают в организм животных с пищей растительного происхождения, окрашивающие жиры в желтый цвет.
Жиры способны образовывать эмульсии, эта способность зависит от состава триглицеридов и температуры их плавления.
Углеводы – представлены гликогеном, в малых количествах. В мыш-цах хорошо откормленных животных его больше, чем у истощенных и больных. После смерти гликоген расщепляется и образуется молочная кислота, от содержания которой зависят процессы, оказывающие влияние на качественные параметры мясного сырья. А так же кислая среда, которая вызвана накоплением молочной кислоты, препят¬ствует развитию гнилостных микроорганизмов.
Экстрактивные вещества – они отвечают за вкус и аромата мяса, а так же возбуждают аппетит, усиливая деятельность ЖКТ, за счет чего повышается усвояемость мяса. Бывают азотистыми и безазо¬тистыми. Безазотистые это углеводы и продукты их обмена, витамины и органические фосфаты (АТФ, АДФ и др.). Азотистые имеют белковую природу: пуриновые основания, аминокислоты, мочевина и др.
Минеральные вещества– в мясе содержатся различные макро- и микроэлемен¬ты, такие как натрий, калий, фосфор, магний, цинк, кобальт, медь, молибден, хром и железо. Все эти вещества находятся в мышцах и костях, растворены в их саркоплазме. Они хорошо усваиваются в организме человека и влияют на все процессы в организме.
Ферменты – в мясе их насчитывается более 50. Они участвуют в расщеплении различных веществ (жиры, белки и тд.).
Ферменты являются катализаторами автолиза тканей, благодаря которому происходит созревание мяса и его порча.
Витамины –в мясе содержится большое количество витаминов группы В (В1, В2, В5, В6, В9, В12), РР, фолиевой кислоты, биотина и холина.
А содержание витаминов А и С весьма незначительны.
Химический состав тканей мяса приведен в таблице 1.2.
Таблица 1.1 – Химический состав основных тканей мяса
1.3 Использование нетрадиционного сырья в производстве продуктов питания из мяса птицы
1.3.1 Ламинария как йодсодержащий компонент при производстве блюд и полуфабрикатов из мяса домашней птицы
Целебные свойства водорослей известны с незапамятных времен. Они являются богатейшим источником витаминов, содержание которых в 100-1000 раз выше, чем в наземных растениях. Многие составляющие вообще не встречаются в наземных растениях. В, водорослях огромное количество многообразных, прекрасно сочетающихся минеральных веществ и микроэлементов. Это один из основных источников йода. Этот микроэлемент является "ключевым" в работе щитовидной железы, даже незначительные изменения функции которой приводят к серьезным нарушениям в организме.
Научные исследования последних показали, что йодный дефицит и связанные с ним нарушения в нашем организме -значительно более широкая проблема, чем считалось ранее. Исследователи обнаружили, что употребление хлорированной питьевой воды приводит к вытеснению йода из щитовидной железы и требует дополнительного введения йода в пищевой рацион. Даже при очень небольшой недостаточности функции щитовидной железы (особенно в организме ребенка в период внутриутробного развития и новорожденности) происходит более или менее выраженное нарушение интеллектуального развития человека, человек становится вялым, неактивным, сонливым, его умственная деятельность затруднена, а память ослаблена.
Водоросли незаменимы для укрепления иммунной системы, нейтрализуют многие токсины и способствуют выводу радионуклеидов из организма. Известна антивирусная активность водорослей Содержащиеся в них иммунополисахариды, соединяясь с вирусом, лишают его способности проникать в клетки
Среди бурых водорослей обнаружены продуценты биологически активных субстанций, обладающих противоопухолевым действием. Заслуживает большого внимания и альгиновая кислота, обладающая способностью избирательно связывать и выводить из организма ионы тяжелых металлов и радионуклеидов, а также она проявила свойство препятствовать химически индуцированному канцерогенезу. Как показали исследования, морские водоросли занимают одно из ведущих мест среди морепродуктов по содержанию йода. Физиологическая суточная потребность в йоде составляет 100-150 мкг. А в водорослях, например, в сухой ламинарии, йода содержится до 160-800 мгМООг.
