Введение к работе
Актуальность работы. На сегодняшний день одним из самых перспективных направлений пищевой промышленности, является мясоперерабатывающая промышленность, в частности, производство колбасной продукции. Согласно обзору рынка сырокопченых колбасных изделий, на долю их потребления приходится 10 %. При этом, в связи с высокой пищевой и биологической ценностью наблюдается тенденция к увеличению их потребления.
Сырокопченые колбасы отличаются длительным сроком хранения, плотной консистенцией, приятным вкусом и ароматом, кроме того, отличаются большим содержанием жира, белка и малым содержанием влаги, за счет чего обладают высокой энергетической ценностью.
Несмотря на вышеуказанные достоинства сырокопченых колбас, их производство остается наиболее трудоемким и требующим длительных сроков. Вопросом интенсификации технологии производства и разработкой стартовых культур для сырокопченых колбас, занимаются как отечественные, так и зарубежные ученые: И. А. Рогов, Л. В. Антипова, А. И. Жаринов, Н. В. Тимошенко, В. В. Хорольский, Л. С. Кудряшов, И. Г. Анисимова, В. Г. Зонин, М. В. Молочников, L. Leistner, A. Scannell, A. Mueller, I. Lebert, W. R. Hammes, H. Dellmann и др.
Одним из перспективных направлений интенсификации технологического процесса производства сырокопченых колбас, является внедрение новых биотехнологических приемов, основанных на эффективном использовании, как собственных ферментных систем мясного сырья, так и на целенаправленном внесении стартовых культур.
В литературных источниках встречаются упоминания об использовании электромагнитного поля (ЭМП), как для обеззараживания сырья, так и для стимулирования роста микрофлоры. В настоящее время, исследования биологического действия электромагнитных полей, охватывают весь спектр электромагнитных колебаний радиодиапазона, от постоянных полей до частот порядка 10 Гц.
Несмотря на многочисленные исследования в области действия ЭМП на микрофлору, на сегодняшний день остаются малоизвестными активация электромагнитным полем низких частот (ЭМП НЧ) стартовых культур и их применение в технологии производства сырокопченых колбас, а так же физико-химические и структурно-механические показатели мясного сырья обработанного ЭМП НЧ.
Диссертационная работа выполнена в соответствии с планом НИР кафедры технологии хранения и переработки животноводческой продукции ФГБОУ
ВПО «Кубанский государственный аграрный университет», по тематике: «Использование новых биотехнологических приемов для повышения пищевой ценности мясных изделий» (г/р № 01.2.00606857 от 03.09.2012 года) и в рамках НИОКР программы «Участник молодежного научно-инновационного конкурса У.М.Н.И.К» Фонда содействия развитию малых форм предприятий г / к № 11439 р /17136 от 31.01 2013 года.
Целью исследования является изучение действия ЭМП НЧ на мясное сырье и стартовые культуры, применение полученных данных при совершенствовании технологии производства сырокопченых колбас.
В соответствии с поставленной целью решались следующие задачи:
-
изучить и обосновать выбранные параметры обработки мясного сырья и стартовых культур электромагнитным полем;
-
исследовать влияние низкочастотной электромагнитной обработки на свойства и микробиологические показатели мясного сырья: говядину и свинину;
-
исследовать влияние низкочастотной электромагнитной обработки на скорость роста и развития стартовых культур;
-
изучить влияние ЭМП НЧ на скорость производства сырокопченых колбас;
-
провести промышленную апробацию предлагаемых решений, оценку показателей качества и безопасности готового продукта;
-
рассчитать экономический эффект от внедрения электромагнитной обработки в технологию производства сырокопченых колбас.
Научная новизна работы. Предложено к использованию устройство для обработки мясного сырья и стартовых культур ЭМП НЧ, состоящее из источника генерирующего низкочастотные электромагнитные колебания и излучателя в виде соленоида. Источник представлен генератором униполярных треугольных импульсов. Соленоид имеет ферритовый сердечник, который создает магнитное поле с энергией более 4,5 ккал/моль и при определенных частотах и времени обработки, действует на биологическую клетку.
Исследовано действие ЭМП НЧ на мясное сырье и стартовые культуры, выбрана наиболее эффективная частота и время их обработки. Изучены физико-химические и структурные изменения мясного сырья после обработки ЭМП НЧ. Исследовано действие обработанных ЭМП НЧ стартовых культур на технологические показатели модельного фарша.
Научно обоснована и экспериментально доказана возможность использования ЭМП НЧ в технологии производства сырокопченых колбас. Экспериментально подтверждена безопасность обработки мясного сырья и
стартовых культур ЭМП НЧ с использованием экранированной камеры. Внесено предложение об обработке ЭМП НЧ мясного сырья на этапе посола.
Установлены закономерности изменений в структурных элементах мышечной и соединительной ткани при обработке ЭМП НЧ, определяющие характер изменений функционально-технологических и структурно-механических свойств мясного сырья. С помощью белых лабораторных крыс-аналогов, экспериментально подтверждена биологическая безвредность сырокопченых колбас, выработанных с применением ЭМП НЧ.
Теоретически обоснована и экспериментально доказана целесообразность обработки мясного сырья и стартовых культур электромагнитным полем низких частот, в технологии производства сырокопченых колбас.
Практическая значимость исследования. Усовершенствована технология сырокопченых колбас с предварительной обработкой мясного сырья и стартовых культур ЭМП НЧ, позволяющая сократить технологические операции. Предложена установка для обработки ЭМП НЧ.
Подтверждено соответствие готовой продукции техническим условиям, с сохранением органолептических, физико-химических, микробиологических показателей и сроков хранения.
Технология производства сырокопченых колбас с применением ЭМП НЧ прошла промышленную апробацию на ЗАО «Мясокомбинат «Тихорецкий», где проводилась пробная сравнительная выработка сырокопченых колбас «Тихорецкая» в соответствии с ТУ 9213-006-00422020-2002, с применением стартовых культур Альми-2 и с обработанным ЭМП НЧ мясным сырьем и активированными ЭМП НЧ стартовыми культурами Альми-2.
Новизна технических решений подтверждена патентами РФ: 2489025 «Способ обработки мясного сырья», 2489886 «Устройство для обработки мясного сырья». Результаты диссертационных исследований внедрены в учебный процесс при реализации ООП бакалавров по направлению 260200.62 «Продукты питания животного происхождения», получены два свидетельства на базы данных для ЭВМ: № 2013620160 Мультимедийная лекция на тему «Производство и качество сырокопченой продукции, и пищевые добавки», №2013620437 Мультимедийная лекция на тему «Производство сухих ферментированных колбас».
Основные положения, выносимые на защиту:
влияние ЭМП НЧ на мясное сырье и микроорганизмы;
изменения структурно-механических и функционально-технологических свойств мясного сырья под действием ЭМП НЧ;
- влияние активированных ЭМП НЧ стартовых культур на
функционально-технологические свойства модельного фарша;
- обоснование применения ЭМП НЧ в технологии производства сырокопченых колбас.
Соответствие диссертации паспорту научной специальности.
Диссертационное исследование соответствует п. 1, 2 и 6, 7 паспорта специальности 05.18.04 - «Технология мясных, молочных и рыбных продуктов и холодильных производств».
Апробация результатов исследования. Основные положения диссертационной работы были доложены и обсуждены на международных конференциях: «Инновационные направления в пищевых технологиях» (Пятигорск, 2010 г.); «Биотехнологические системы в производстве пищевого сырья и продуктов: инновационный потенциал и перспективы развития» (Воронеж, 2011 г.); «Инновации и современные технологии в производстве и переработке сельскохозяйственной продукции» (Ставрополь, 2011 г.); «Производство продуктов для здоровья человека - как составная часть наук о жизни» (Воронеж, 2012 г.); «Технология и продукты здорового питания» (Саратов, 2012 г.); «Тенденции и перспективы развития современного научного знания» (Москва, 2012 г.); «Инновационные разработки молодых ученых юга России» (Ставрополь, 2012 г.); «Производство и переработка сельскохозяйственной продукции: менеджмент качества и безопасности» (Воронеж, 2013 г.); всероссийских научно-технических конференциях: «Научное обеспечение агропромышленного комплекса» (Краснодар, 2010, 2011, 2012 гг.); на отчетных научных конференциях КубГАУ за 2010-2013 гг.
Научные разработки экспонировались на международных выставках: 14-й и 15-й Российской агропромышленной выставке «Золотая осень» (г. Москва,
-
и 2013 гг.) - серебряная и бронзовая медаль; всероссийской выставке: VIII Саратовского салона изобретений, инноваций и инвестиций (г. Саратов
-
г.) - золотая медаль.
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 26 научных работ, в том числе три статьи в изданиях, рекомендованных ВАК Минобрнауки РФ, получено два свидетельства о государственной регистрации базы данных для ЭВМ и два патента РФ на изобретения.
Структура и объем работы. Диссертационная работа включает введение, обзор литературы, характеристику объектов и методов исследований, двух глав экспериментальной части и экономических расчетов, выводы, список использованных источников и приложения. Работа содержит 185 страниц машинописного текста, 33 таблицы и 55 рисунков. Библиография включает 171 источник, в том числе 19 зарубежных.
