Производство вечтины

Содержание

Введение 5

1 Общие сведения о технологии приготовления ветчин 6

1.1 Классификация 6

1.2 Пищевая и биологическая ценности 7

1.3 Характеристики сырья 9

1.4 Общая технология производства реструктурированных ветчин 21

2 Теоретические основы технологии приготовления

реструктурированных ветчин 31

2.1 Физико-химические и биохимические основы стадии массирования 31

2.2 Микробиология реструктурированных ветчин 36

3 Экспериментальное исследование 49

3.1 Цели и задачи 49

3.2 Методика эксперимента 50

3.3 Обработка результатов эксперимента 52

4 Аппаратурное оформление процесса массирования 57

4.1 Физическая модель процесса массирования 58

4.2 Математическое описание процесса массирования 59

4.3 Массажеры 62

4.4 Материальный и энергетический  балансы 73

Заключение 78

Результативность разработок 79

Список использованных источников 80

Приложения 83

Введение

В работе рассматривается проблема использования белково-жировых систем в производстве реструктурированных ветчин. Актуальность решаемой проблемы подтверждают следующие аргументы. Во-первых, с экономической точки зрения, выход ветчин больше чем поступающего основного сырья. Во-вторых, готовый продукт приобретает лечебно-профилактические свойства за счет введения в состав ветчин пищевой добавки, содержащей органический йод. В-третьих, продукт обогащается белками и жирами, за счет чего возрастает его пищевая и биологическая ценности.

Целью работы является добавление белково-жировой эмульсии обогащенной йодом в производстве ветчин для улучшения влагосвязывающей способности мяса, увеличения выхода готового продукта, а также для обогащения ветчины йодом.

Средствами и методами достижения цели работы является анализ информации из литературных, периодических изданий, патентных источников, нормативно-технической документации, данных теоретических и экспериментальных исследований.

1. Общие сведения о технологии ветчины
1. Классификация

По виду мяса ветчины классифицируют на свиные, говяжьи, куриные, бараньи а также из смеси говядины или других видов мяса со свининой;

По качеству сырья – на высший, 1 и 2 сорт;

По способу термической обработки – на вареные, копчено-вареные, копчено-запеченные, сырокопченые и сыровяленые;

По способу технологии производства – на реструктурированные, цельномышечные, консервированные, в форме и прессованные.

Реструктурированные продукты характеризуются малым размером частиц, которые получаются из мясного сырья при перемалывании, нарезании хлопьями, кубиками или ломтиками, измельчении или эмульгировании. Полученные частицы затем перемешиваются, что сопровождается образованием связующего материала, и формуются в порции определенного размера [1].

При производстве ветчины выделяют бескостное сырье в виде мышц от лопаточной, тазобедренной частей туш/полутуш, что делает возможным использование оставшейся туши/полутуши для производства колбасных изделий и других видов мясных продуктов. Таким образом, отбор ценной части туши позволяет выработать более дорогостоящий продукт без нанесения ущерба производству [2].

Применение реструктурирования позволяет регулировать органолептические и структурно-механические свойства изделий, вовлечь в производство сырье, ограниченно используемое в традиционных технологиях натуральных мясных продуктов, модифицировать функционально-технологические свойства сырья, варьировать химический состав готовой продукции, расширить ассортимент, повысить выход готовой продукции и рентабельность производства [2].

Ветчина обладает особой нежностью и сочностью, отличающими ее от многих мясных продуктов, что во многом и определяет потребительский спрос на данную продукцию.

С экономической точки зрения производство ветчинных изделий достаточно прибыльно, так как использование специфических препаратов и новых технологий позволяет повысить выход готового продукта от 125 до 300%.

В настоящее время производство ветчинных изделий ориентировано на различные группы населения: выпускаются ветчины с повышенным содержанием кальция – для детского питания, ветчины с пищевыми волокнами и лактулозой – для лечебно-профилактического питания, ветчины для диетического питания. Отдельная категория продуктов – ветчины для больных сахарным диабетом и людей преклонного возраста.

Таким образом, производство реструктурированных ветчин является актуальным направлением в пищевой промышленности, позволяющим предприятиям получать высокую прибыль, а потребителям – покупать качественный, вкусный и полезный продукт.

В данной работе будет рассмотрена технология производства реструктурированных ветчин, а также проблема повышения выхода готового продукта и уменьшения затрат на производство. Применение реструктурирования позволяет регулировать органолептические и структурно-механические свойства готовых продуктов. Будет рассмотрена проблема повышения выхода готового продукта

2. Пищевая и биологическая ценности.

Пищевая ценность – совокупность свойств пищевого продукта, при наличии которых удовлетворяются физиологические потребности человека в необходимых веществах и энергии, а также количество содержащихся в нем пищевых веществ и их соотношение.

Биологическая ценность – это показатель качества пищевого белка, отражающий степень соответствия его аминокислотного состава потребностям организма в аминокислотах для синтеза белка. Химический состав некоторых ветчин представлен в таблице 1.1.

Таблица 1.1 – Химический состав ветчин

В ветчину добавляется активированная белково-жировая эмульсия. Эмульсия – это две несмешивающиеся жидкости, диспергированные в коллоидном состоянии. Белок и вода образуют матрицу, которая окружает жир [4]. Пищевая ценность активированной белково-жировой эмульсии представлена в таблице 1.2

Таблица 1.2 – Пищевая ценность активированной белково-жировой эмульсии

Активированная белково-жировая эмульсия обеспечивает улучшение функциональных свойств, биологической ценности и качества продукта, расширение ассортиментных возможностей, сокращение продолжительности технологического процесса в результате исключения повторных операций [5].

Сравнительная характеристика реструктурированных ветчин с добавлением активированной белково-жировой эмульсии и без добавления активированной белково-жировой эмульсии представлена в таблице 1.3

Таблица 1.3 – Химический состав и свойства ветчин с добавкой и без добавки

Известный опыт йодирования пищевых систем связан с применением йодида калия KJ, который способствует образованию йодированных соединений за счет ионных связей, стимулированных анионом йода и ионогенными группами низкомолекулярных аминокислот, характерных для коллагена [4]. Но при применении неорганического йода в мясном производстве есть опасность передозировки, что может привести к пищевому отравлению. Поэтому для придания реструктурированной ветчине с добавлением активированной белково-жировой эмульсией лечебно-профилактических свойств, необходимо использовать органический йод, то есть йод связанный органическими веществами. Излишки органического йода выводятся из организма, а не аккумулируются в нем, что исключает возможность пищевого отравления.

В рецептуре экспериментального образца используется активированная белково-жировая эмульсия, таким образом можно заменить часть основного сырья на активированную белково-жировую эмульсию, а также предполагается, что активированная белково-жировая эмульсия увеличит выход продукта за счет увеличения влагоудерживающей способности (ВУС) и влагосвязывающей способности (ВСС) фарша. Так как в России одна из главных проблем – дефицит йода, поэтому в данной работе будет актуально рассмотреть производство реструктурированных ветчин обогащённых йодом. Источником йода берется пищевая добавка – Тодикамп-лакт.

1.3 Характеристика сырья

1.3.1. Основное сырьё

Ветчины вырабатываются из мяса всех видов скота и птицы высшего, первого и второго сорта, белоксодержащих препаратов животного и растительного происхождения. Ветчину высокого качества, возможно, приготовить только при соответствующем подборе мяса, полученного от животных определенного вида, упитанности и возраста. Среди мясного сырья наибольший удельный вес занимают говядина и свинина, а в последнее время и мясо птиц.

Говядина – мясо крупного рогатого скота. Делится на 3 сорта: высший, первый и второй. К высшему сорту относится спинная, грудная части, филе, оковалок, кострец и огузок; к первому – лопаточная и плечевые части, а также пашина; ко второму – зарез, передняя и задняя голяшка. Говяжье мясо оказывает наибольшее влияние на цвет, вкус и консистенцию готовых изделий. Мясо крупного рогатого скота характеризуется повышенным содержанием белков, в частности миозина, которые обладают высокой способностью эмульгировать жир, обеспечивая прочную структуру фарша. Говядина содержит значительное количество водорастворимых веществ, которые улучшают вкус ветчины. Мышечная ткань крупного рогатого скота, обладая высокой влагоудерживающей способностью, обеспечивает плотную и сочную консистенцию ветчин. Наиболее ценным для ветчинного производства является говядина с большим количеством белков и малым содержанием жира – мясо 2 категории и тощее [6].

Свинина – мясо свиньи. Делится на 2 сорта. К первому сорту относится: лопаточная часть, спинная часть, грудинка, поясничная часть с пашиной и окорок – тазобедренная часть. Ко второму сорту – баки с шейным зарезом , предплечья и голяшка.Свинина улучшает вкусовые качества и повышает энергетическую ценность ветчин благодаря нежности мышечной ткани, повешенному содержанию жира и его легкоплавкости. С увеличением содержания жира в свинине, ветчины становятся сочнее и нежнее, однако при использовании чрезмерно жирного мяса фарш имеет недостаточно прочную структуру. Чем больше свинины в фарше, тем светлее его окраска [7].

Мясо птицы обладает рядом особенностей, отличающих его от других видов мяса. Мясо птиц обладает приятным запахом и вкусом. По сравнению с мясом убойных животных в мясе птиц относительно слабо развита соединительная ткань. Внутримышечная соединительная ткань птиц представлена лишь тонкими пленками, окружающими пучки мышечных волокон. Окраска различных мышц у птиц неодинакова. химический состав белого и красного мяса различен: в белом мясе больше полноценных белков, чем в красном. Белое мясо легче переваривается в желудочно-кишечном тракте, поскольку оно меньше содержит соединительной ткани. Отложение жира в мышечной ткани меньше, чем у говядины или баранины. А также в мясе птиц содержится относительно большое количество азотистых экстрактивных веществ.

Мясо птиц содержит 7,5-13,1% жиров, 20,3-22,4% белков. Для приготовления бульона лучше брать тушку взрослой, но не очень старой птицы средней упитанности, так как из цыплят и из старых кур отвары получаются недостаточно прозрачными и мало душистыми. Если на тушке имеются излишки жира, их надо срезать, и перетопив использовать в паштеты, для поджаривания мяса птицы и тому подобное. Жир срезают преимущественно из нижней части брюшка [8].

Для жаренья пригодны нестарые куры и петухи средней и выше средней упитанности. Мясо старой птицы лучше всего использовать для приготовления рубленых изделий: котлет, тефтелей, биточков и др. Из куриных костей, после того как с них срезаномясо, можно сварить небольшое количество крепкого бульона.

Важной проблемой при использовании мяса являются колебания в его качестве, которые обусловлены как природой самого отруба, так и пред и послеубойной обработкой, состоянием животного и многими другими факторами. Эти факторы оказывают заметное влияние на состав мяса, на состав жира, содержание коллагена, на показатель pH и на функциональные свойства. Проблемы, связанные с качеством мяса, можно преодолеть, используя соево-белковый изолят.

В некоторых регионах при производстве ветчин применяют баранину, козлятину, мясо буйволов, яков, оленей, диких животных и птицы.

Таблица 1.4 – Пищевая ценность мясного сырья

В состав мяса входят мышечная, жировая, костная, соединительная ткани и кровь. Тканью называют группу клеток, одинаковых по морфологическому строению, выполняющих специальную функцию и объединённых межклеточным веществом [9].

В животном организме мышечная ткань занимает по массе первое место; так, на её долю приходится свыше 40 % массы животного.

1 – миофибрилла; 2 – саркоплазма; 3 – ядро; 4 – сарколемма

Рисунок 1.1 – Схема строения мышечного волокна

1 – мышца; 2 – мышечный пучок; 3 – одиночное волокно; 4 – вид  мышечного волокна в электронном  микроскопе.

Рисунок 1.2 – Строение мускула

В мышечной ткани содержатся, %: вода – 70-75, белки – 18-22, липиды – 2-3, азотистые экстрактивные вещества – 1-1,7, безазотистые экстрактивные вещества – 0,7-1,35, неорганические соли – 1-1,5, углеводы – 0,5-3, а также ферменты и витамины [9].

К группе соединительных тканей относятся собственно соединительная ткань (рыхлая и плотная), хрящевая и костная. Соединительная ткань составляет в среднем 16% массы мясной туши большинства домашних животных [9].

1 – коллагеновые волокна; 2 –  эластиновые волокна; 3 – клетка; 4 – ядро.

Рисунок 1.3 – Строение рыхлой соединительной ткани

1 – коллагеновые волокна; 2 –  эластиновые волокна; 3 – клетка; 4 – ядро.

Рисунок 1.4 – Строение плотной соединительной ткани

Состав отдельных видов соединительной ткани примерно одинаков; в неё входят вода, белки, липиды. Минеральные вещества, мукополисахариды, экстрактивные вещества, гликоген и витамины. Количественное соотношение этих веществ в отдельных видах соединительной ткани различно, например, в костной ткани особенно много минеральных веществ, в хрящевой – мукополисахаридов, в плотной соединительной ткани (например, сухожилиях) – коллагена [9].

Хрящевая ткань является одним из компонентов скелета. Она выполняет опорную и механическую функции. Хрящ тверд, но обладает упругостью. Межклеточное вещество хрящевой ткани сильно развито и включает большое количество плотного основного вещества и волоконец. В зависимости от выполняемой функции строение хрящей различное [9].

1 – межклеточное вещество; 2 –  клетка; 3 – ядро.

Рисунок 1.5 – Строение хрящевой ткани

Для хрящевой ткани характерно высокое содержание мукопротеида-хондромукоида и мукополисахарида хондроитинсерной кислоты в основном межклеточном веществе. Содержание хондроитинсульфата в сухом остатке хрящевой ткани доходит до 40%. Важным свойством хондроитинсерной кислоты является ее способность образовывать солеобразные соединения с различными белками: коллагеном, альбумином [9].

В состав костной ткани входят костные клетки – остеоциты – и сильно развитое межклеточное вещество, состоящее из основного (аморфного) вещества и большого количества коллагеновых волоконец.

1 – костные клетки – остеоциты; 2 – ядро; 3 – межклеточное вещество.

Рисунок 1.6 – Строение костной ткани

При обработке костной ткани соляной, фосфорной и другими кислотами минеральные вещества растворяются. Деминерализованная органическая часть костной ткани становится гибкой, мягкой, она называется оссеином. Он построен в основном из белковых веществ; 93% его составляет коллаген, кроме коллагена в оссеин входят оссеомукоид, альбумины, глобулины и другие белки. Из органических соединений в составе костной ткани в небольшом количестве присутствуют липиды, в частности лецитин, соли лимонной кислоты и прочие [9].

Жировая ткань является разновидностью рыхлой соединительной ткани. В её клетках содержится значительное количество жира, они очень увеличены в размерах. Наиболее развита жировая ткань у животных под кожей (подкожная клетчатка, особенно сильно выражена у свиней), в брюшной полости (сальник, брыжейка, околопочечная область), между мышцами и в других местах [9].

1 – жировая клетка; 2 – жировая  капля; 3 – протоплазма; 4 – ядро; 5 – волоконца межклеточного вещества.

Рисунок 1.7 – Строение жировой ткани

Основной частью жировой ткани являются жиры, составляющие иногда до 98% ее массы. В отличие от других тканей в жировой ткани мало воды и белков. В небольших количествах в ней присутствуют липоиды, витамины, пигменты и другие органические и минеральные вещества [9].

1.3.2. Вспомогательное сырье

Вспомогательным сырьём при производстве ветчины является: поваренная соль, специи, колбасная оболочка, упаковочные, перевязочные материалы, активированная белково-жировая эмульсия обогащенная органическим йодом.

Поваренная соль придает ветчине солоноватый вкус, частично их консервирует, также повышает влагосвязывающую способность и клейкость фарша. При производстве реструктурированных ветчин используется соль высшего и первого сорта.

Сахар предохраняет нитрит натрия от окисления и придает ветчине более нежный вкус, так как смягчает вкус соли и перца.

Нитрит натрия применяют для окрашивания фарша ветчины, для чего используется свойство миоглобина активно связывать окись азота в устойчивое соединение, не разрушающееся при высоких температурах. Нитрит натрия, обладающий и бактериостатическими свойствами, после ряда химических превращений образует нитрозомиоглобин характерного розового цвета. Также является бактериостатическим реагентом вследствие своего влияния на метаболизм серы, своего влияния на альфа-аминогруппу аминокислот при низком значении pH, вследствие своей реакции с монофенолами, например, тирозином, и реакции окиси азота с гемовыми пигментами. Особенно эффективной является недиссоциированная форма HNO2. ее действие является особенно существенным с учетом ее способности подавлять развитие гнилостных клостридий, которые сохраняются после тепловой обработки мясопродуктов [4]. Интенсивность, и устойчивость окраски зависит от количества нитрита натрия – 7,5 мг на 100 г сырья достаточно для хорошей фиксации окраски мясных изделий.

Для ускорения процесса окрашивания фарша нитритом, в него может добавляться аскорбиновая кислота, которая восстанавливает нитрит до окиси азота.

Вода – главный компонент ветчины. Точное содержание воды не всегда одинаково и зависит от количества воды, добавленной во время выработки, а также от соотношения нежирного мяса и жира в рецептуре. Вода влияет на вкусовые качества, способствуя повышению нежности и сочности готовых продуктов. Высокое содержание влаги приводит к получению более мягкого продукта и к снижению срока хранения продукта [4].

Фосфаты используются, главным образом, для уменьшения степени осадки мяса и для снижения степени потерь массы при тепловой обработке, причем они действуют как синергисты соли. Они оказывают троекратное действие:

• увеличивают значение pH;
• увеличивают ионную силу;
• могут расщеплять одну связь двухвалентных катионов, например, калиций, от структуры актомиозина [4].

В работе используется электрохимически активированная вода. Под электрохимически активированными (ЭХА) водными растворами понимают процесс перехода их в метастабильное состояние, вызванное их структурно-энергетическими, химическими, электрохимическими изменениями в электрическом поле, в результате которых проявляются аномальные свойства в физико-химических превращениях.

ЭХА проводят, как правило, путем униполярной обработки воды и водных растворов в электролизере-активаторе, снабженном полупроницаемой перегородкой (диафрагмой), разделяющей его на катодную и анодную камеры, в которых расположены соответственно катод и анод. За счет электрохимических и химических реакций в катодной камере жидкость превращается в раствор щелочей и восстановителей, в анодной камере – в раствор кислот и окислителей.

Под активацией воды и водных растворов понимают появление у них аномальной реакционной способности и аномальных характеристик в результате безреагентных воздействий [10]. В случае реального электролиза водно-минеральной среды происходят многочисленные уникальные реакции. Чистые продукты этих реакций синтезируются исключительно в условиях электрохимического реактора в совокупности с другими компонентами.

Католит можно употреблять в относительно больших количествах – 1-2 стакана в день. Это приводит к обогащению тканевой жидкости свободными радикалами, уменьшенных размеров кластеров католита, способствует их быстрому проникновению в тканевые массивы, где они осуществляют противоокислительное и дренирующее действие. Фактически католит усиливает электронодонорную активность экзогенных антиоксидантов [11].

При использовании католита, повышается pH фарша, за счет чего повышается влагоудерживающая и влагосвязывающая способность фарша. А также в работе [11] сказано, что введение католитов и анолитов улучшают показатели готового продукта в процессе хранения.

Йод является одним из важных микроэлементов, необходимых для синтезирования гормонов щитовидной железы, без которых невозможно нормальное функционирование человеческого организма [12]. Органический йод устойчив при термообработке и не изменяет органолептических свойств готового продукта. А также применение органического йода исключает возможность передозировки йода в организме [13]. Источником йода служит пищевая добавка Тодикамп-лакт, это медовый экстракт грецких орехов. В этой пищевой добавке помимо йода, содержатся и другие микроэлементы необходимые человеку для поддержания нормального функционирования организма [14].

Ветчинные оболочки придают изделиям форму, предохраняют их от загрязнения, механических повреждений, микробной порчи, окислительных процессов и усушки. Благодаря оболочке во время тепловой обработки из фарша не выделяются растворимые белки и экстрактивные вещества, а так же уменьшаются потери влаги [15]. Оболочки для ветчин бывают: натуральными (кишечными) и искусственными.

Кишечные оболочки относятся к натуральным, они должны быть хорошо обезжирены, очищены от содержимого и балластных слоев, без патологических изменений. Их сортируют по виду и калибру (диаметру).

Искусственные оболочки могут быть целлюлозные, белковые, бумажные, из синтетических материалов. Искусственные оболочки должны быть достаточно прочными, плотными, эластичными, влаго- и газонепроницаемыми для копченых ветчин, инертными к действию кислот и щелочей, устойчивыми к действию микроорганизмов. По сравнению с натуральными оболочками искусственные имеют преимущество: у них стандартный диаметр, что позволяет механизировать и автоматизировать наполнение их фаршем и термообработку колбасных батонов.

4. Общая технология производства ветчин
1. Особенности способов производства

Основная стадия производства реструктурированной ветчины с добавлением активированной белково-жировой эмульсии – посол. Массирование, тумблирование и инъецирование являются отличными способами посола мяса, и каждый способ имеет свои преимущества и недостатки.

Тумблирование – обработка продукта в тумблерах, то есть вращающихся емкостях (чаще всего цилиндрических) с горизонтальной осью вращения, используется для низкосортного сырья. На внутренней поверхности этих емкостей имеются выступы (лопасти). При вращении емкости куски мяса трутся друг о друга, о внутреннюю поверхность и выступы, участвуя в сложном планетарном движении, достигнув верхней точки, они падают на дно емкости. В результате соударений сырье подвергается механическим деформациям, приводящим к повышению давления (напряжения) в местах контакта. Сжатие и расширение мышечной ткани, сопровождающиеся возникновением переменных внутренних напряжений, обеспечивают интенсивное фильтрационное перераспределение рассола.