Фізичні та хімічні властивості ковбасних виробів і методи їх дослідження. 2

    Міністерство  освіти і науки  України

    Київський національний торговельно-економічний  університет 

    Кафедра інженерно-технічних дисциплін

    Кафедра товарознавства та експертизи харчових продуктів 
 
 

    Курсова робота 

    із  дисциплін «Фізика та методи дослідження сировини і матеріалів»

    й «Хімія та методи дослідження сировини і матеріалів»

    на  тему

    «Фізичні  та хімічні властивості  ковбасних виробів і методи їх дослідження» 
 
 
 

                                                             Студентки 1курсу 6 групи

                                                                         товарознавчого факультету

                                                       Ромась Анастасії 

                                                         Наукові керівники

                                                            ас. Романенко Р. П.

                                                                  доц. Пасальський Б. К. 
 
 
 

    Київ 2009 

    ЗМІСТ 

    ВСТУП………………………………………………………………………..3

    РОЗДІЛ 1. Огляд літератури……………………………………………….4

1. Сировина для виробництва ковбасних виробів

 та  класифікація ковбасних виробів…………………………....4

2. Хімічний склад м’яса для виробництва

             ковбасних виробів………………………………………………7

    РОЗДІЛ 2. Фізичні властивості м’яса та методи їх дослідження

               2.1. Фізичні властивості м’яса……………………………………….9

               2.2. Фізичні методи дослідження

                       2.2.1. Методи визначення вологи  у м’ясних виробах……….10

                       2.2.2. Методи визначення жиру у  м'ясних та ковбасних

                                  виробах………………………………………………….....15

    РОЗДІЛ 3. Хімічні властивості м’яса та методи їх дослідження

               3.1. Хімічні властивості м’яса……………………………………….20

               3.2. Хімічні методи дослідження

                       3.2.1. Методи визначення білка у  м’ясних виробах…………21

                       3.2.2. Методи визначення вмісту  загального фосфору у 

                                   м’ясних виробах…………………………………………..26

    ВИСНОВКИ  ТА ПРОПОЗИЦІЇ…………………………………………..29

    СПИСОК  ВИКОРИСТАНОЇ ЛІТЕРАТУРИ…………………………...30

    ДОДАТКИ……………………………………………………………………31  
 

    ВСТУП

    Об'єктом  досліджень даної курсової роботи є  м'ясні та ковбасні вироби.

    Предмет досліджень – методи, з допомогою  яких можна визначити властивості  м'ясних та ковбасних виробів.

    Мета  роботи  –  теоретично обґрунтувати фізико-хімічні методи дослідження складу та якості сировини для виробництва м'ясних та ковбасних виробів. А для досягнення поставленої мети необхідно вирішити такі завдання: проаналізувати літературу стосовно даної теми, поглибити та узагальнити знання про фізичні та хімічні властивості м'яса та ковбасних виробів, про фізико-хімічні методи дослідження сировини та матеріалів та провести власні експериментальні дослідження.

      Ковбасні вироби мають велике значення у харчуванні населення, а їх виробництво є найбільш поширеним методом переробки м'яса та інших продуктів забою тварин у м'ясній промисловості. Велике значення і розповсюдження пояснюється їхньою високою харчовою цінністю, калорійністю, можливістю споживання без додаткової кулінарної обробки, здатності до більш або менш довгого зберігання і транспортування.

    Під час виробництва ковбасних виробів  із сировини видаляють частини, які містять низьку харчову цінність (кістки, з'єднувальні тканини), а додають речовини, цінні в харчовому відношенні (кров'яні продукти, молочні продукти та інші), з приємними, ароматичними і смаковими якостями (спеції та інші). 

          Ковбасні вироби, які випускаються в реалізацію, повинні  бути доброякісними і повністю відповідати  вимогам ГОСТу (зовнішній вигляд, консистенція, смак та інше). Якість і вихід ковбасних виробів залежить в основному від якості сировини та правильності ведення технологічного процесу.

    М'ясо  належить до найважливіших продуктів  харчування, як джерело повноцінних  білків, а також жирів, мінеральних, екстрактивних речовин і деяких вітамінів. За допомогою м'яса і м'ясних продуктів світові потреби в білку тваринного походження задовольняються приблизно на 27,4%.

    РОЗДІЛ 1. ОГЛЯД ЛІТЕРАТУРИ

1. Ковбасні вироби, їх класифікація та сировина для виробництва.

    Ковбасні  вироби – це продукти з м'ясного фаршу із сіллю і спеціями, в оболонці або без неї, піддані термічному обробленню або ферментації до готовності для споживання. Вони характеризуються високою харчовою цінністю завдяки вдалому поєднанню високоякісної сировини, відповідній її обробці, наявності широкого вибору продукції, яка задовольняє потреби різноманітних споживачів. У рецептуру ковбас можуть додавати ω-3 жирні кислоти докозагексаєнову, ейкозапентаєнову і високо ненасичені, які проявляють захисну дію на серцево-судинну систему та поліпшують кровообіг.

   Механічна, ферментативна і теплова обробки підвищують засвоюваність виробів. Здатність зберігання ковбасних виробів забезпечується введенням консервантів, антисептиків, випуском їх зі зниженою вологістю і наявністю оболонки.  

    Важливе значення набуває створення виробів нового покоління, які мають загальнозміцнюючу і профілактичну дію. Складові цих виробів здатні захистити організм від шкідливої дії оточуючого середовища і від появи в організмі людини хворих клітин. Розробляються продукти з включенням мікроорганізмів, здатних синтезувати біологічно активні структури (антитіла, рецептори, гормони тощо), які сприяють виведенню або розкладу і знищенню шкідливих комплексів, завдяки чому попереджаються захворювання людини.

    Підприємства  м'ясної промисловості випускають великий асортимент ковбасних виробів (близько 20 тис. найменувань).   

    Ковбасні  вироби класифікують за такими ознаками:

•   за видом сировини – на м’ясні, кров’яні, субпродуктові, комбіновані;
•   за видом м’яса – яловичі, свинячі, баранячі, кінські, з м’яса інших тварин, птиці, кроликів, а також із суміші двох, трьох, і більше видів основної сировини.;
•   за особливостями технології – варені ковбасні вироби (варені ковбаси, сосиски, сардельки, фаршировані, ліверні, сальтисони, холодці), запечені (м'ясні хліби, паштети), напівкопчені, варено-копчені, сирокопчені, сиро в’ялені;
•   за якістю сировини – більшість видів вищого і І сортів, а деякі види також ІІ і ІІІ сортів;
•   за видами оболонки – в оболонках природних, штучних і без оболонки (м'ясні хліби, сальтисони, холодці);
•   за рисунком на розрізі – з однорідною структурою фаршу  і з включенням шматків сала, язика, грубо подрібнених м’язової і жирової тканин;
•   за призначенням – вироби для загального споживання і для дитячого і дієтичного харчування. Перші характеризуються підвищеним вмістом жиру (до 36 %), кухонної солі (до 3,5 %), нітриту натрію і гострих прянощів;
•   за способом випуску в реалізацію – звичайні, порційні і сервірованого нарізання.

    Сировину  поділяють на основну і допоміжну. До основної відносять різноманітні види м'яса і субпродуктів, інші білкові матеріали (яйця, меланж, кров, молоко і молочні продукти, рис, соєвий білок), а також зв’язувальні речовини (пшенична мука, крохмаль та інші). Допоміжна сировина – сіль, нітрит, спеції і вода.

    Переважним  видом сировини являється у більшості  випадків яловичина. У виробництво ковбасних виробів доцільно направляти нежирне яловиче м'ясо (яловичину ІІ категорії). Для виробництва ковбасних виробів найбільш підходящим є м'ясо некастрованих биків, волів і корів. Для виготовлення сирокопчених і копчених ковбас звичайно вживають м'ясо від дорослої худоби, яка має більш низьку вологість.

    Для виготовлення ковбас використовують свинину  будь-якої вгодованості, так як вона входить до складу ковбасного фаршу разом із жиром і без нього.

    Баранину  використовують тільки під час виробництва  баранячих ковбас. Для виробництва  деяких ковбасних виробів використовують курей, гусей, кроликів, а також кінське, козяче, верблюдяче, оленяче і м'ясо  інших тварин, яке йде у їжу.

    Сировину  вживають у парному, охолодженому і  мороженому виді. Пр. виготовленні варених  ковбас переважно використовують парне  м'ясо, яке забезпечує високу вологоємкість, ніжність і високі виходи виробів.

    Хороша  якість усіх видів ковбас виходить при використанні охолодженого м'яса. Морожене м'ясо, особливо те, яке довго зберігалося, відзначається найгіршими якостями – має найменшу здатність зв’язувати вологу, містить менше екстрактивних речовин. Для виробів вищих сортів не припускається використання м'яса, яке було заморожене двічі.

    М'ясо  повинно бути свіжим, без ознак  прогірклості жиру, від здорових тварин. У деяких випадках, з дозволу ветеринарно-санітарної експертизи, можна використовувати і умовно придатне м'ясо, якщо технічна обробка забезпечує його повне знешкодження.

    Субпродукти можуть бути використані тільки від  здорових тварин у парному, охолодженому і мороженому стані.

    При виробленні ковбасних виробів використовують тільки харчову дефібриновану або стабілізовану кров, отриману від здорових тварин і зібрану при визначених умовах. У якості зв’язувального матеріалу, який одночасно підвищує вміст білків у продукті, використовують кров'яні сироватку і плазму.

    У ковбасному виробництві в основному  використовують свинячий жир, який характеризується приємним смаком і більш високою порівняно з іншими жирами харчовою цінністю.        

    Також у виробництві ковбаси використовуються такі харчові продукти, як молоко, яйця, сир, крохаль, пшенична мука та інші. А  спеції і прянощі, такі як чорний, білий, червоний перець, кардамон, коріандр, мускатний горіх, цибуля, часник та інші. [1–7].  
 

2. Хімічний  склад м'яса для виробництва ковбасних виробів

    У склад м'яса (табл. 1) входять білки (18 – 22 % його маси), жири (0,5 – 3,5 %), вуглеводи (0,7 – 1,4 %), мінеральні речовини (0,8 – 1,8 %), вітаміни і вода (72 – 75 %). Хімічний склад м'яса залежить від виду і вгодованості худоби, від анатомічного розміщення, від багатьох факторів, які відбувалися як при житті тварини, так і після забою.

    Найціннішою складовою частиною м'яса є білки. Вони займають біля 80% сухого залишку м’язової тканини, з них близько 85% – відносять до повноцінних. Окремі частини м’язового волокна характеризуються відповідним складом. Наприклад, до складу міофібрил в основному входять: міозин (складає 35% усіх білків м’язової тканини), актин (12-15% всіх м’язових білків), актоміозин (3,7%) і тропоміозин. Молекули будь-якого білка складаються з амінокислот, частина яких незамінна, так як не можуть синтезуватися у живому організмі і повинні обов'язково потрапляти з їжею. Відсутність у їжі хоча б однієї незамінної амінокислоти приводить до порушення обміну речовин у організмі людини. Якщо у склад білків входять всі незамінні амінокислоти, то такі білки є повноцінними, при відсутності хоча б однієї незамінної амінокислоти білки називають неповноцінними (колаген або еластин).

    У склад м'яса входять і мінеральні речовини: калій, натрій, кальцій, магній, залізо, фосфор, хлор і сірка. У яловичині  і баранині кількість мінеральних  речовин складає близько 1 %, у свинячому м'ясі їх менше – (0,5 – 0,7 %).  У значно меншій кількості (0,06 – 0,08 %) містяться мікроелементи: мідь, марганець, нікель та інші.

    Частину речовин називають екстрактивними. Це речовини, які добуваються (екстрагуються) при обробленні м'яса водою. До них відносяться азотисті (амінокислоти, азотисті основи), без азотисті (глюкоза, молочна кислота) та інші водорозчинні органічні речовини, водорозчинні вітаміни, мінеральні речовини. Екстрактивні речовини визначають смак і , частково, аромат м'яса і отриманого під час варіння бульйону. [1–7].     

    Хімічний  склад тканин м'яса

    Табл. 1

    РОЗДІЛ 2. Фізичні властивості  м'яса та методи їх дослідження

    2.1. Фізичні властивості м'яса

    Щільність м'яса залежить від вмісту у його складі жирової тканини і костей. Середня щільність знежиреного  м'яса близько 1070, жирової тканини 950 – 970, костей 1130 – 1300 кг/м³ у залежності від вмісту у ній щільної речовини.

          Властивості міцності залежать від виду, угодованості, сорту  м'яса і змінюються у процесі  технологічної обробки. Напруженість зрізування сирої свинини лежить у межах 1,3 – 1,9∙10⁵ Па, після варіння зростає до 2,7 – 4,7∙10⁵ Па. Межа міцності під час розтягнення м'язової тканини складає 10 – 20∙10⁵ Па, колагенових волокон 2000 - 6500∙10⁵ Па, еластинових волокон 1000 - 2000∙10⁵ Па.

          Питома теплоємність м'яса також залежить від його складу, зокрема від вмісту в ньому  води. Величини питомої теплоємності [Дж/(кг∙К)] деяких м'ясопродуктів при температурі вище кріоскопічної точки складають: яловичина (при вологості 75 %) – 3,8∙10³, свинини (при вологості 40 %) – 2,0∙10³, м'ясо птиці (при вологості 74 %) – 3,3∙10³,  жир яловичий зовнішній (при вологості 7 %) – 3,4∙10³, шпик свинячий (при вологості 3 %) – 4,3∙10³.

          Коефіцієнт теплопровідності [Вт/(м∙К)] при температурі вищій  кріоскопічної точки дорівнює для  яловичини (вологість 75 %) – 0,488, для  жиру яловичого зовнішнього (вологість 7 %) – 0,203 – 0,237, для свинячого шпика (вологість 3 %) – 0,186.

          Питома електропровідність м'яса (См/м) у залежності від вмісту жиру при різних температурах коливається  у межах: 0 - 0,3; 20 – 0,5 – 0,6; 70 – 1,2 – 1,4; 100 – 1,6 – 1,9. [1–7].

    2.2. Фізичні методи дослідження.

    2.2.1. Методи визначення  вологості м'ясних  та ковбасних виробів:

•   висушування у пристрої Я10-ФВУ;
•   висушування в сушильній шафі при температурі (103 ± 2) ^оС;
•   висушування в сушильній шафі при температурі (150 ± 2) ^оС;
•   висушування в сушильному апараті САЛ з підігрівом лампами інфрачервоного випромінювання.

       1.  Відбір та підготовка проб

1. Відбір проб проводять за ГОСТ 9792.
2. Проби продуктів звільняють від оболонок або шкури і подрібнюють.

        Проби ковбасних виробів варених,  варено-копчених, копчено-запечених,  запечених, жарених продуктів,  фаршевих консерв, а також соленого  бекону двічі подрібнюють на  побутовій або електронній м’ясорубці  і ретельно перемішують.

        Проби сирокопчених ковбас двічі подрібнюють на електричній м’ясорубці та ретельно перемішують.

    Проби паштетів, зельців подрібнюють на побутовій або електричній м’ясорубці один раз і ретельно перемішують.

    1.3. Підготовлену для випробовування пробу поміщають у скляну банку з притертою пробкою, місткістю 200-400 см³, наповнивши її повністю, і зберігають при температурі від 3 до 5 ^оС до закінчення випробовувань. Випробовування проводять на протязі 24 год.

      2.  Обладнання, реактиви та матеріали

    2.1. Для визначення вологи повинні  застосовуватись наступні обладнання, реактиви та матеріали:

•   м’ясорубка побутова за ГОСТ 4025 або електром’ясорубка за ГОСТ 20469 з діаметром отворів решітка 4 мм;
•   шафа сушильна, електрична з терморегулятором;
•   сушильний апарат САЛ;
•   терези лабораторні загального призначення ІІ-го класу точності, з найбільшою межею зважування 200 г з допустимою похибкою зважування ±0,001 г за ГОСТ 24104;
•   баня водяна;
•   склянки для зважування СВ 14/8, СВ 19/9 за ГОСТ 25336 або бюкси металеві діаметром 50 мм, висотою 25-35 мм;
•   ексикатор 2–140, 2–190, 2–250 за ГОСТ 25336;
•   палички скляні;
•   сита з діаметром отворів 0,3 мм и 1,5 мм;
•   спирт етиловий ректифікований за ГОСТ 18300;
•   пісок річковий або кварцовий, оброблений наступним чином: пісок, просіяний через сито з діаметром отворів 1,5 мм і залишений на ситі з діаметром отворів 0,3 мм, промивають водопровідною водою до тих пір, доки вода перестане каламутніти. Потім пісок заливають подвійним об’ємом розведеної соляної кислоти (1:1) и витримують на протязі доби, періодично помішуючи. Після обробки кислотою пісок промивають водою до нейтральної реакції промивних вод на лакмус, висушують при температурі (155 ± 5) ^оСи зберігають в закритій склянці.

      3. Визначення вологи висушуванням в сушильній шафі при температурі (103 ± 2) ^оС

    3.1. Проведення дослідження

    В бюксу поміщають пісок в кількості, приблизно в 2-3 рази перевищуючи вагу продукту, скляну паличку довжиною трішки більше діаметра бюкси и висушують в сушильній шафі у відкритій бюксі при температурі (103 ± 2) ^оС  на протязі 30 хвилин. Потім бюксу закривають кришкою, охолоджують в ексикаторі до кімнатної температури і зважують. У зважену бюксу з піском вносять наважку продукту від 4 до 5 г і знову зважують. До вмісту доливають 5 см³ етилового спирту і перемішують скляною паличкою.

        Поміщають бюксу на водяну  баню (80–90) ^оС і, помішуючи паличкою, нагрівають до зникнення запаху етилового спирту. Потім пробу висушують в сушильній шафі на протязі 2 год при температурі (103 ± 2) ^оС, охолоджують в ексикаторі і перемішують.

        Висушування продовжують до постійної маси. Кожне повторне зважування проводять після висушування на протязі 1 год при температурі (103 ± 2) ^оС. Результати двох послідовних зважувань не повинні не повинні відрізнятися більш ніж на 0,1 % маси наважки.

    4. Визначення вологи висушуванням в сушильній шафі при температурі (150 ± 2) ^оС

    4.1. Проведення дослідження

        В бюксу поміщають пісок в  кількості, приблизно в 2-3 рази  перевищуючи вагу продукту, скляну паличку і висушують в сушильній шафі у відкритій бюксі при температурі (150 ± 2) ^оС  на протязі 30 хвилин. Потім бюксу закривають кришкою, охолоджують в ексикаторі до кімнатної температури і зважують. Потім у бюксу з піском вносять наважку продукту від 2 до 3 г, зважують знову, ретельно перемішують з піском скляною паличкою і висушують в сушильній шафі у відкритій бюксі при температурі (150 ± 2) ^оС на протязі 1 год. Потім бюксу закривають кришкою, охолоджують в ексикаторі до кімнатної температури і зважують.         

      5а. Визначення  вологи висушуванням у пристрої Я10-ФВУ

    5а.1. Проведення дослідження

      У зважену зі скляною паличкою  бюксу вносять наважку продукту масою від 1,8 до 2,2 г, додають від 1,8 до 2,2 см³ дистильованої води, ретельно перемішують скляною паличкою, рівномірно розподіляючи вміст по дну бюкси. Відкриту бюксу з пробою поміщають у одну з секцій (13) блока висушування (11) пристрою Я10-ФВУ (рис. 1) і висушують від 16 до 18 хв при температурі (163 ± 2) ^оС і швидкості руху повітря (3,6 ± 0,1) м/с. Бюксу дістають з блоку висушування, закривають кришкою, поміщують в одну із секцій блока охолодження (19), охолоджують у потоці повітря кімнатної температури від 5 до 7 хв при швидкості руху повітря (5 ± 1) м/с і зважують.

          Рис. 1 

    1 – таймер;                                              

                                                              13 – тримач бюкси у блоці висушування;

    2 – сигнальна лампа;                              14 – бюкса;

    3 – тумблер вентилятора;                     15 – кришка секції блоку висушування;

    4 – регулятор вентилятора;                   16 – терморезистор; 

    5 – запобіжник;                                        17 – склянка;

    6 – регулятор температури;                  18 – кришка блоку охолодження;

    7 – тумблер регулятора  темпер.;          19 – отвір блоків;

    8 – корпус командного  пристрою;         20 – повітряний  зазор;

    9 – тумблер електричної  мережі;         21 – вентилятори;

    10 – сигнальна лампа;                             22 – корпус;

    11 – секція блоку  висушування;              23 – ізолююча перегородка;

    12 – нагрівач;                                          24 – дифузор. 

     5. Визначення вологи  висушуванням в сушильному апараті САЛ

    5.1. Перед початком роботи сушильний апарат САЛ прогрівають на протязі 10-15 хв при напрузі 150-200 В. Після прогрівання ламп встановлюють напругу 100-105 В, що забезпечує температуру в зоні сушки 135-140 ^оС.

    5.2. Проведення дослідження

        В бюксу поміщують пісок у  кількості, приблизно в 2-3 рази перевищуючу наважку продукту, скляну паличку довжиною трошки більше діаметра бюкса і висушують в сушильному апараті САЛ при температурі 135-140 ^оС на протязі 10 хв. Потім бюксу закривають кришкою,охолоджують в ексикаторі до кімнатної температури і зважують. У важену бюксу з піском вносять наважку продукту від 2 до 2,5 г, знову зважують і перемішують скляною паличкою. Потім бюксу помішають в апарат САЛ і висушують при температурі 135-140 ^оС на протязі 20 хв, висушують у ексикаторі і зважують.