Современные направления использования пищевых добавок и БАД в мясной промышленности. Методические указания

Содержание отчета и его форма

1.Описать ход исследований красителя.

2.Оформить результаты исследования в виде таблицы:

Результаты исследований красителя

-цвет водного раствора Физико-химические:

-массовая доля сухого остатка;

-массовая доля красителя;

-массовая доля красителя в сухом остатке

3.Сделать заключение о качестве красителя по результатам исследований.

Вопросы для защиты работы

1.В чем заключается практическое значение пищевых краси-

телей?

2.Какие гигиенические требования предъявляются к пищевым красителям?

3.В каких случаях не допускается применение пищевых красителей?

4.Как классифицируются пищевые красители?

5.Как маркируют и хранят пищевые красители?

6.По каким показателям проводится оценка качества пищевых красителей?

Литература

Основная

1. Нечаев А. П., Кочеткова А. А., Зайцев А. Н. Пищевые до-

бавки. М.: Колос, 2001. 256 с.

Дополнительная

1.Антипова Л. В., Глотова И. А., Рогов И. А. Методы исследования мяса и мясных продуктов. М.: КолосС, 2004. 571 с.

2.Потипаева Н. Н., Гуринович Г. В., Патракова И. С., Патшина М. В. Пищевые добавки и белковые препараты для мясной промышленности. Кемерово: Кемеровский технологический институт пищевой промышленности. 2008. 168 с.

11

2. ИЗУЧЕНИЕ КАЧЕСТВЕННЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ЭМУЛЬГАТОРОВ

Цель и содержание – изучить эмульгаторы, используемые в мясной промышленности; освоить методику определения эмульгирующей способности.

Теоретическое обоснование

Эмульга́торы – вещества, обеспечивающие создание эмульсий из несмешивающихся жидкостей. Эмульгаторы часто добавляют в пищевые продукты с целью создания и стабилизации эмульсий и других пищевых дисперсных систем.

Эмульгаторы определяют консистенцию пищевого продукта, его пластические свойства, вязкость и ощущение «наполненности» во рту.

Действие эмульгаторов основано на способности поверхност- но-активных веществ (ПАВ) снижать энергию, необходимую для создания свободной поверхности раздела фаз. Концентрируясь на поверхности раздела смешивающихся фаз, ПАВ снижают межфазное поверхностное натяжение и обеспечивают длительную стабильность композиции.

В зависимости от природы ПАВ они ускоряют образование и стабилизируют тип эмульсии, в дисперсионной среде в которой они лучше растворимы.

Одними из важнейших эмульгаторов, используемых в мясной промышленности, являются белковые препараты, обладающие достаточно высокой эмульгирующей способностью.

Анализ литературных данных показывает, что величина эмульгирующей способности, главным образом, зависит от растворимости, концентрации белка, наличия солей (особенно фосфатов), величины рН и температуры среды.

Характер взаимодействия белка с жиром, формирующий уровень эмульгирующей способности, обусловлен в основном соотношением гидрофильных и гидрофобных групп в белке их концентрацией, степенью денатурации белка, а также величиной рН и ионной силой раствора.

Наличие большого количества гидрофильных и гидрофобных групп в белках способствует ориентации полярных групп к воде, а неполярных − к маслу (жиру), в результате чего образуется меж-

12

фазный адсорбционный слой. Эластические свойства и механическая прочность этой межфазной пленки определяет стабильность эмульсии и, как следствие, качество готовых изделий.

В технологии мяса в качестве эмульгатора жира используют как естественные компоненты сырья (миофибриллярные белки, лецитин, кефалин, холестерин), белковые препараты, содержащие водорастворимые белки (растительные белковые препараты, белки молока, яичные продукты, белки крови), так и химические аддитивы (поливалентные фосфаты, поверхностно-активные вещества).

При приготовлении фаршевых эмульсий необходимо учитывать функциональные свойства используемых белковых препаратов. Так, например, соевый изолят обладает высокой водосвязывающей и гелеобразующей способностью. Казеинат натрия имеет высокую растворимость и ЭС. Он быстро растворяется в фарше и выполняет в нем, прежде всего роль эмульгатора жира.

Эффективность получения и стабильность свойств эмульсий зависит от вида жира и эмульгатора, соотношения дисперсионной среды и дисперсной фазы, степени диспергирования частиц, температуры, рН среды и других факторов.

Оборудование, аппаратура и материалы

Весы лабораторные ВЛТЭ по ГОСТ 24104-01, термометр по ГОСТ 13646-68, шкаф сушильный, гомогенизатор, центрифуга, линейка; белковые препараты, пищевая поваренная соль, пищевой фосфат, дезодорированное рафинированное масло, вода дистиллированная по ГОСТ 6709-72, лабораторная посуда, центрифужные пробирки, мерный цилиндр на 100 см3, химические стаканы вместимостью 50 см3.

Указания по технике безопасности

К работе допускаются студенты, прошедшие инструктаж по технике безопасности работы в химических лабораториях, с электроприборами и аппаратурой, о чем должна быть соответствующая запись в журнале.

Методика и порядок выполнения работы

Работа выполняется бригадным методом по 3–4 человека. Студенты готовят ряд эмульсий с варьированием следующих факторов: концентрации хлорида натрия (1 и 2 %); концентра-

13

ции белка (1; 3 и 5 %); концентрации фосфата, например, марки

«Абастол 772» (1 и 2 %).

Определение стабильности эмульсий. Для приготовления эмульсий используется 1 % по содержания белка растворы концентратов, и дезодорированное рафинированное масло. Для каждого эмульгатора готовится серия эмульсий с содержанием жировой фазы от 10 до 80 %, т. е. 10 мл раствора белка 90 мл дезодорированного рафинированного масла. Эмульгирование проводится в лабораторном гомогенезаторе при постоянной частоте вращения 3000 об/мин и постоянной скорости добавления масла – 5 мл/мин. Эмульсию с помощью шприца разливают в пробирки диаметром 5 мм., термостатируют при температуре 85 °С в течение 20 минут, затем охлаждают проточной водой в течение 15 минут. Охлажденные пробирки помещают в центрифугу, где происходит центрифугирование при 6 000 об/мин в течение 30 минут.

После центрифугирование строят графики стабильности эмульсии в зависимости от технологических факторов (концентрации соли, белка и фосфатов). Пример диаграмм соотношения фаз в зависимости от технологических факторов, приведены на рис. 2.1 и 2.2.

Рис. 2.1. Диаграмма стабильности эмульсии препарата «Белкон Алев I» в зависимости от концентрации фосфата

14

Рис. 2.2. Диаграмма стабильности эмульсии препарата «Белкон Алев II» в зависимости от концентрации фосфата

Содержание отчета и его форма

Отчет по работе должен содержать наименование работы, ее цель и содержание, краткое изложение теоретической части, порядок проведения работы, результаты исследований, выводы. Результаты работы оформляются в виде графиков.

Контрольные вопросы к защите работы

1.От чего зависит величина эмульгирующей способности белковых препаратов?

2.Какие эмульгаторы используются в технологии мяса?

3.Что необходимо учитывать при приготовлении фаршевых эмульсий?

4.Методика определения эмульгирующей способности белковых препаратов.

5.Как влияют технологические факторы (концентрация соли, фосфатов, белка) на стабильность эмульсии?

Литература

Основная

1. Антипова Л. В., Глотова И. А., Рогов И. А. Методы исследования мяса и мясных продуктов. М.: КолосС, 2004. 571 с.

15

Дополнительная

1.Гронастайская Н. А. Технология, состав и функциональные свойства растворимых молочно-белковых концентратов Рациональное использование белковых добавок при производстве мясопродуктов. М., 1979. С.4–5.

2.Снегирева И. А. Исследование эмульгирующих свойств некоторых белков и фосфатидов, используемых в производстве эмульсий: автореф. дис. ... канд. техн. наук. М.: 1965. С. 24.

3.Славкина З. И. Об устойчивости концентрированных эмульсий и эмульгирующей способности поверхностно-активных веществ: автореф. дисс. ... канд. техн. наук. Л.: 1972. С. 22.

4.Жоли М. Физическая химия денатурации белков. М: Мир, 1968. С. 364.

5Жаринов А. И. Краткие курсы по основам современных технологий переработки мяса, организованные фирмой «Протеин Технолоджиз Интернэшнл» (США) // Курс 1. Эмульгированные и грубоизмельченные мясопродукты. М.: 1994. С.154.

3.ИЗУЧЕНИЕ КАЧЕСТВЕННЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ЗАГУСТИТЕЛЕЙ И ГЕЛЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ

Цель и содержание – изучить загустители и гелеобразователи, используемые в мясной промышленности; определить качественные показатели загустителей и гелеобразователей.

Теоретическое обоснование

Гелеобразователи – добавки, предназначенные для образования гелей (дисперсионных пищевых систем), включающих два и более компонентов, в которых дисперсионной средой является вода, дисперсной фазой – гелеобразователь.

Ктипичным гелеобразователям относятся каррагинаны, которые содержатся в клеточных стенках отдельных видов водорослей. Они могут использоваться также в качестве загустителей и стабилизаторов консистенции.

Каррагинаны – это порошки от бело-кремового до светлокоричневого цвета. Они устойчивы к нагреву при рН 6,2–7,1, при рН менее 3,0 или выше 9,0 устойчивость снижается.

Косновным функциональным свойствам каррагинанов относят:

растворимость;

16

водосвязывание или гидратация. Каррагинаны могут связать большое количество воды, гидратация различных коммерческих препаратов составляет 1:20, 1:40, 1:60 и даже 1:100 в зависимости от типа и состава препарата, наличия других стабилизаторов

инаполнителей;

гелеобразование. Гелеобразующая способность характеризуется количеством каррагинана (г), способного образовывать гель при диспергировании в 100 мл воды. Различают гели горячего и холодного затвердевания.

Концентрации холодного гелеобразования составляют от 1 до

3 г/100 мл, горячего – 2,0 – 25,0 г / 100 мл в зависимости от состава препарата. Различают также низшую, или критическую, концентрацию гелеобразования, которая для некоторых препаратов каррагинанов составляет 0,35 – 0,45 г / 100 мл воды или 0,35 – 0,45 %;

прочность и структура геля. Прочность геля зависит от рН, наличия сахаров и белков.

При повышении рН от 3,0 до 7,0 прочность геля непрерывно увеличивается, а далее при достижении 9,0 – уменьшается. При снижении рН растворов происходит гидролиз молекул карраги-

нана и снижение гелеобразующей способности, длительный нагрев при 100 оС и рН=3,0 приводит к потере гелеобразующих свойств.

Добавление в состав каррагинанов различных сахаров, например, глюкозы, рибозы, маннозы, галактозы или комплексных добавок с сахарами, повышает прочность геля и температуру его плавления;

синерезис. Это выделение (выпрессовывание) влаги из структуры образовавшегося геля при старении, выделившаяся влага скапливается под оболочкой или в упаковке и приводит к ускорению порчи продукта. Явление синерезиса гелей каррагинанов, в том числе в процессе хранения, может быть уменьшено следующими технологическими приемами:

а) увеличением концентрации каррагинанов; б) введением поваренной соли, в присутствии которой фор-

мируется более устойчивый гель при меньшей концентрации каррагинана;

в) смешиванием каррагинанов с камедями; г) совместным использованием в рецептурах мясных изделий

каррагинанов и соевых белков с образованием комплекса «полиса- харид-белок»;

взаимодействие с белками.

17

Будучи отрицательно заряженными, все типы каррагинанов (каппа, йота, лямбда) взаимодействуют с другими заряженными макромолекуляами, например, растительными и животными белками. В результате образования ионной связи между сульфатными группами каррагинанов и заряженными группами белков и электростатического взаимодействия изменяются свойства образуемых комплексов, то есть происходит увеличение вязкости, снижение концентрации гелеобразования, повышение устойчивости системы к осаждению (седиментационная устойчивость). Это свойство используется при разработке стабилизационных систем на основе каррагинанов.

Наибольшее распространение каррагинаны получили в технологии эмульгированных продуктов (вареные колбасы, сосиски, сардельки, паштеты) и ветчинных продуктов, их применяют также при изготовлении продуктов из мяса (деликатесная продукция), консервов.

Как правило, уровень введения каррагинанов в мясные продукты соответствует низшей (критической) границе гелеобразования, максимальное количество – прочности геля. Добавление каррагинанов в количествах, ниже критической концентрации гелеобразования, неэффективно. В то же время, при концентрации каррагинана в продукте свыше 1 % ухудшаются его органолептические характеристики. Известные коммерческие препараты каррагинанов вносят в мясные продукты в количестве от 0,1 до 0,6 %.

Загустители – это добавки, введение которых повышает вязкость пищевого продукта вплоть до гелеобразования и обеспечивает создание определенной текстуры.

Целью применения загустителей и стабилизаторов является стабилизация уже существующих гомогенных систем или улучшение степени их гомогенизации. Эффект стабилизации структуры изделий может быть достигнут за счет:

-повышения вязкости дисперсионной среды;

-адсорбции молекул стабилизаторов на поверхности раздела фаз (вода-жир).

Имея в составе молекулы большое количество равномерно распределенных гидрофильных групп, стабилизаторы могут совмещать функции как загустителей и гелеообразователей, так и эмульгаторов. В эту группу входят модифицированные крахмалы, целлюлоза и ее производные, мальтодекстрин, камеди.

18

Оборудование, аппаратура и материалы

Весы лабораторные ВЛТЭ по ГОСТ 24104-01, термометр по ГОСТ 13646-68, шкаф сушильный, центрифуга, линейка, загустители, гелеобразователи, вода дистиллированная по ГОСТ 6709-72, лабораторная посуда, центрифужные пробирки, мерный цилиндр на 100 см3, химические стаканы вместимостью 50 см3, сетчатые стаканчики.

Указания по технике безопасности

К работе допускаются прошедшие инструктаж по технике безопасности работы в химических лабораториях, с электроприборами и аппаратурой, о чем должна быть соответствующая запись в журнале.

Методика и порядок выполнения работы

Работа выполняется групповым методом по 3–4 человека. Определение рН. рН определяют в водной вытяжке, приго-

товленной в соотношении 1:10. Смесь настаивают 30 минут при периодическом перемешивании и фильтруют через бумажный фильтр, после чего определяют рН на потенциометре.

Во время работы после каждого определения электроды ополаскивают дистиллированной водой и просушивают фильтровальной бумагой.

Определение водопоглощаюшей способности (ВПС). Водо-

поглощающая способность определяется при помощи сетчатого стакана из нержавеющей стали (высота 80 мм, диаметр отверстий сетки 1,5 мм, количество отверстий на 1 см2 10–20). Дно и стенки стакана закрываются фильтровальной бумагой во избежание потерь мелких частиц. Стакан смачивается водой, затем в течение 20 минут вода стекает и стакан взвешивается. В него помещается 2 г исследуемого препарата, после чего стакан с навеской погружается на 20 минут в воду комнатной температуры.

После стекания в течение 20 мин. наружные стенки и дно стакана вытираются фильтровальной бумагой, производится взвешивание

ивычисляют водопоглощающую способность в %, как отношение массы продукта после замачивания к массе продукта до замачивания.

Определение жиропоглощающей способности (ЖПС). Жи-

ропоглощающую способность определяют таким же образом, как

иводопоглощающую. но погружая пустой стакан, а затем стакан с навеской в подсолнечное масло. Жиропоглощающую способность

19

определяют в %, как отношение массы продукта после опускания в масло, к массе продукта до опускания в масло.

Определение набухаемости. Навеску 2±0,01 г образца поме-

щают в центрифужную пробирку на 50–100 мл, добавляют 15 мл дистиллированной воды при комнатной температуре, тщательно перемешивают и выдерживают 1 час. Затем проводят центрифугирование в течение 5 мин. при 1000 об/мин. Центрифугат сливают и в осадке определяют содержание влаги. Степень набухаемости определяют по формуле:

а = (m – m0) / m0 × 100 %,

где m – масса белка после набухания, г.

т =(100− ) 0,

100− 1

где В – содержание влаги в сухом концентрате, %;

B1 – содержание влаги в набухшем концентрате, %; m0 – навеска сухого концентрата, г.

Определение индекса растворимости. Навеску сухого иссле-

дуемого препарата массой 1,25 г количественно переносят в центрифужную пробирку, добавляют 4–5 мл горячей воды (65–70 °С), тщательно растирается стеклянной палочкой до получения однородной массы. Палочку ополаскивают небольшим количеством воды

вту же пробирку и доливают теплой водой до 10 см3.

Вкаждую пробирку добавляют по 2–3 капли краски (0,1 г

нафтола красного или нейтрального красного, или метилового зеленого, растворенного в 100 см3 дистиллированной воды), закрывают пробкой и несколько раз взбалтывают.

Пробирки помещают в патроны центрифуги, располагая их симметрично одна против другой, пробками к центру.

Центрифугируют в течение 5 минут при 1000 об/мин. Отсчитывают объем осадка, держа пробкой вверх. При неровном размещении осадка отсчет проводят по средней линии между верхним и

нижним положением.

Индекс растворимости выражают в см3 сырого осадка (0,1 см3 сырого осадка соответствует 1 % нерастворимого осадка исследуемого продукта).

Определение гелеобразующей способности. Навеску исследу-

емого образца взвешивают на технических весах. Воду отмеряют мерными цилиндрами. Воду добавляют в навеску (в соотношении 1:1, 1:2 и т. д.) медленно, во избежание образования комков. Стаканы с суспензией помещают в водяную баню и нагревают при темпера-

20