Способ получения комбинированных экструзионных продуктов из мясного и растительного сырья

 

Изобретение относится к пищевой промышленности, преимущественно к мясной отрасли и производству экструдированных продуктов питания. Способ предусматривает подготовку мясного и растительного сырья. В качестве растительного сырья используют чечевицу и манную крупу. При этом чечевицу предварительно измельчают до размера частиц 0,5-1,0 мм, в качестве мясного сырья используют коллагеновую массу, полученную путем обработки вторичного коллагенсодержащего сырья мясной промышленности препаратами протеолитических ферментов, например мегатерином или протосубтилином, и мясо птицы механической обвалки. Мясное сырье обезвоживают методом сублимационной сушки до содержания влаги 14-18% и измельчают до размера частиц 0,5-1,0 мм. Дополнительно используют комбинированные пищевые добавки в виде порошкообразных молочно-овощных полуфабрикатов. Все компоненты дозируют, смешивают и проводят экструзию мясо-растительной смеси при определенном соотношении компонентов в мас. %. После экструзии на поверхность продуктов наносят вкусообразователи (сахарную пудру, поваренную соль, специи). Способ позволяет повысить биологическую ценность комбинированных экструзионных продуктов из мясного и растительного сырья, обогатить их физиологически активными биополимерами, а также расширить функциональные возможности маловостребованного в пищевых целях низкосортного коллагенсодержащего сырья мясной промышленности. 1 з.п. ф-лы, 5 табл., 1 ил.

Изобретение относится к пищевой промышленности, преимущественно к мясной отрасли, а именно к получению готовых к употреблению комбинированных мясо-растительных продуктов экструзионной технологии.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является способ получения комбинированных экструзионных продуктов из мясного и растительного сырья [Попадич О.З. Разработка технологии комбинированных экструзионных продуктов из мясного и растительного сырья: Автореферат дисс.... кандидата технических наук/ Одесская государственная академия пищевых технологий Министерства образования Украины. - Одесса, 1999, 17 с.].

Недостатками известного технического решения являются недостаточная сбалансированность аминокислотного состава белка комбинированных экструзионных продуктов из мясного и растительного сырья и лимитированная биологическая ценность, Технической задачей изобретения является повышение биологической ценности комбинированных экструзионных продуктов из мясного и растительного сырья, обогащение их физиологически активными биополимерами, а также расширение функциональных возможностей маловостребованного в пищевых целях низкосортного коллагенсодержащего сырья мясной промышленности.

Поставленная задача достигается тем, что в способе получения комбинированных экструзионных продуктов из мясного и растительного сырья, предусматривающем подготовку мясного и растительного сырья, дозирование и смешивание компонентов, экструзию мясо-растительной смеси, новым является то, что в качестве растительного сырья используют чечевицу, предварительно измельченную до размера частиц 0,5-1,0 мм, и манную крупу, в качестве мясного сырья - коллагеновую массу, полученную путем обработки вторичного коллагенсодержащего сырья мясной промышленности препаратами протеолитических ферментов, например, мегатерином Г20х, или протосубтилином Г10х, или протосубтилином Г20х, и мясо птицы механической обвалки, при подготовке мясное сырье обезвоживают методом сублимационной сушки до остаточного содержания влаги 14-18% и измельчают до размера частиц 0,5-1,0 мм, при дозировании компонентов дополнительно используют комбинированные пищевые добавки в виде порошкообразных молочно-овощных полуфабрикатов, после экструзии на поверхность продуктов наносят вкусообразователи (сахарную пудру, поваренную соль, специи), а комбинированные экструзионные продукты получают при следующем соотношении компонентов, мас.%: Коллагеновая масса - 12-15 Мясо птицы механической обвалки - 10-14 Чечевица - 44-49 Манная крупа - 14-17 Порошкообразные молочно-овощные полуфабрикаты (ПМОП) - 5-9 Вкусообразователи - 4-7 В качестве вторичного коллагенсодержащего сырья используют паредварительно обезволошенные отходы контурирования шкур, или мездру шкур крупного рогатого скота, или смесь жилок и сухожилий, или кишечное сырье и/или отходы кишечного сырья.

К отходам кишечного сырья относятся части кишечного комплекта, не пригодные для использования в качестве натуральных колбасных оболочек или изготовления натурального шовного хирургического материала (кетгута) в связи с наличием дефектов, некондиционные кишки, не соответствующие требованиям нормативной документации по диаметру, длине, прочностным свойствам и т.д.

Технический результат выражается не только в достижении поставленной цели, но и в расширении технологических возможностей и рациональном использовании мало- или невостребованного в пищевых целях вторичного коллагенсодержащего сырья мясной промышленности, а также отечественных источников растительных белков и экономии за счет этого дорогостоящего основного мясного сырья.

Незаменимость функций белков в пищевых рационах, отсутствие механизмов синтеза ряда белковых веществ в организме человека ставят проблему полноценного белкового питания для обеспечения здоровья и нормальной жизнедеятельности. Сочетание животных и растительных ингредиентов позволяет взаимно обогащать их недостающими биологически активными веществами и быть основой для получения сбалансированных по основным пищевым и физиологически активным веществам комбинированных экструзионных продуктов.

В создании новых продуктов с учетом профессионально-возрастных и региональных особенностей питания потребителей большую роль играет их целенаправленное обогащение балластными веществами (БВ), которые являются физиологически необходимыми компонентами рационов. Один из видов БВ - элементы соединительных тканей животных (коллаген; глюкозамины или мукополисахариды), которые благоприятно воздействуют на метаболизм углеводов в желудочно-кишечном тракте, являются фактором профилактики заболеваний сердечно-сосудистой и пищеварительной систем человека.

Элементы соединительных тканей, обладая катионообменными свойствами, способствуют выведению из организма разнообразных токсикантов, включая токсичные метаболиты и антропогенные загрязнения, участвуют в регуляции холестеринового обмена. Коллагены соединительных тканей являются важными компонентами пищевых рационов и диет, стимулируя сокоотделение и перистальтическую функцию кишечника, оказывая благоприятное влияние на состояние полезной микрофлоры.

Одним из эффективных способов использования в рецептурах пищевых продуктов соединительных тканей является получение коллагеновых масс путем их предварительной очистки от балластных сопутствующих компонентов. Наиболее перспективно для этой цели применение ферментных препаратов, не обладающих коллагенолитической активностью или характерных ее минимальным уровнем. Из серийно выпускаемых отечественной микробиологической промышленностью протеолитических ферментных препаратов для получения коллагеновых масс могут быть использованы протосубтилин Г10х или протосубтилин Г20х, мегатерин Г20х. Биохимическая и физико-химическая характеристика ферментных препаратов приведена в табл. 1 и 2.

Получаемые путем ферментной обработки вторичного коллагенсодержащего сырья мясной промышленности коллагеновые массы состоят практически из одних коллагеновых белков с характерным аминокислотным составом (табл. 3), слабо поддаются действию пищеварительных ферментов, поэтому их удобно дозировано вводить в рецептуры пищевых продуктов в качестве источника БВ.

Биологическая ценность белков мяса птицы механической обвалки приближается к биологической ценности мяса ручной обвалки, разница возникает за счет элементов соединительной ткани, вносимых преимущественно с кожей. Массовая доля специфической для коллагена аминокислоты оксипролина в мясе механической обвалки (ММО) тушек с кожей может более чем в 1,5 раза превышать соответствующий показатель для ММО тушек, обработанных без кожи. Мясо птицы механической обвалки обогащено витаминами. Наличие кожи увеличивает содержание жирорастворимых витаминов А, Е и Д. Разница в показателях наиболее заметна для витамина С, что связано с наличием компонентов костного мозга. ММО характерно высоким содержанием кальция, содержание которого возрастает примерно в 4 раза по сравнению с мышечной тканью.

В качестве растительного сырья использовали чечевицу и манную крупу. В пользу этих компонентов говорит следующее.

Чечевица содержит все незаменимые аминокислоты, богата свободными аминокислотами, витаминами, в связи с чем может быть с успехом использована для получения биологически полноценных комбинированных мясо-растительных продуктов. Компонентный состав семян чечевицы (около 14% влаги, 22-36% белка и 44-60% углеводной фракции, представленной, в основном, крахмалом и олигосахаридами) при полном исключении ингибирования химотрипсина и других отрицательных последствий для функционирования пищеварительной системы создает предпосылки для ее переработки в пищевые белковые продукты оригинальных технологических форм, полностью готовые к употреблению, с применением экструзионной технологии, поскольку наиболее значимым технологическим параметром, влияющим на получение комбинированных экструзионных продуктов с высокими потребительскими свойствами, является химический состав экструзионной смеси. Технологический эффект экспондирования при использовании одношнекового экструдера обеспечивает наличие крахмала в экструдируемой смеси массовой долей не менее 40-45% при соотношении белок:крахмал 1:2.

Целесообразно измельчать чечевицу до размера частиц 0,5-1,0 мм, так как использование чечевичной муки более мелкого помола приводит к спеканию смеси в рабочем канале экструдера, а при более крупном размере частиц происходит менее интенсивное разрушение.

Важную роль при разрушении клеточной структуры сырья в экструзионном термодинамическом процессе играет вода, которая, находясь при обработке сырья в зоне непосредственной экструзии в жидкой фазе, после прохождения зон формования и разгрузки в условиях декомпрессионного взрыва переходит в парообразное состояние, что сопровождается возрастанием линейных размеров получаемых пористых продуктов. Эффективное разрушение клеточной структуры при получении комбинированных экструзионных продуктов из мясного и растительного сырья обеспечивает массовая доля влаги в экструдируемой смеси 14-18%. Увеличение или уменьшение массовой доли влаги в экструдируемой смеси вызывает снижение степени экспондирования готового продукта, что связано с эффектом влияния этого фактора на трансформацию крахмала в процессе экструзии и ухудшение реологических характеристик расплава пищевой смеси - снижение показателей вязкости и напряжения сдвига. В связи с этим целесообразно проводить предварительное обезвоживание мясных компонентов экструдируемых смесей до 14-18%.

Использование манной крупы позволяет балансировать аминокислотный состав суммарного белка пищевых смесей, а также способствует улучшению реологических свойств их расплава в рабочих зонах экструдера, обеспечивая получение продуктов пористой структуры с эффектом экспондирования на уровне 250-300%.

Использование пищевых добавок в виде порошкообразных молочно-овощных полуфабрикатов (ПМОП), производимых ОАО "Кондитер", г. Воронеж (ТУ 9164-001-2068102-94), в качестве компонентов рецептур позволяет дополнительно обогатить комбинированные экструзионные продукты пищевыми волокнами, витаминами, микро- и макроэлементами. Содержание растительных пищевых волокон 0,7-1,0% совместно с соединительнотканными белками обеспечивает радиопротекторные свойства продуктов, способствует очищению организма за счет выделения шлаков и токсикантов.

Выбор оптимальных ингредиентов и проектирование рецептур базовых рецептурных композиций комбинированных экструзионных продуктов из мясного и растительного сырья осуществляли путем математического моделирования на ПЭВМ IBM PC/AT с использованием известных методических подходов, предложенных академиками РАСХН И. А. Роговым и Н. Н. Липатовым (мл.), и оригинальных программных продуктов, разработанных на кафедре технологии мяса и мясных продуктов Воронежской государственной технологической академии.

На основе базовых рецептурных композиций разработаны рецептурные варианты комбинированных экструзионных мясо-растительных продуктов различной вкусовой гаммы: сладких; соленых; пикантных с пряностями (табл. 4). При этом для получения разнообразных органолептических характеристик и повышения пищевой ценности на поверхность продуктов наносят вкусообразователи, в качестве которых используют сахарную пудру и ванилин (сладкие изделия), поваренную соль и специи в разных соотношениях (соленые изделия и пикантные с пряностями).

Способ осуществляется следующим образом.

Для получения коллагеновой массы вторичное коллагенсодержащее сырье, например, смесь жилок и сухожилий, выделяемых при жиловке говядины, сортируют, промывают в проточной воде 5-10 мин, измельчают на волчке с диаметром отверстий решетки 2-3 мм, смешивают с водой в емкости с мешалкой и рубашкой в соотношении 1:2, нагревают до температуры 37-40^oС, вносят ферментный препарат из расчета 1 ед. общей протеолитической активности на 1 г сырья, что соответствует: для протосубтилина Г10х, протосубтилина Г20х и мегатерина Г20х - 0,44; 0,25; 0,14% к массе сырья при стандартной активности 230; 400; 700 ед./г соответственно и проводят ферментную обработку в течение 2,5-3,0 ч при 37-40^oС. Затем отделяют жидкую фракцию центрифугированием или декантацией, коллагеновую массу промывают проточной водой, с которой удаляются продукты гидролиза альбуминовых и глобулиновых белковых фракций и ферменты, в связи с чем нет необходимости их дополнительной инактивации.

Коллагеновую массу, а также мясо птицы механической обвалки обезвоживают методом сублимационной сушки до остаточной влажности 14-18% и измельчают на мельнице или другом оборудовании аналогичного функционального назначения до размера частиц 0,5-1,0 мм.

Бобы чечевицы отделяют от оболочек и измельчают до размера частиц 0,5-1,0 мм.

Подготовленные компоненты экструдируемой смеси взвешивают в соответствии с рецептурами, приведенными в табл. 4, вручную или автоматически дозируют в мешалку или другое перемешивающее устройство, перемешивают до равномерного распределения компонентов смеси и подают на термовлагообработку в экструдер при следующих режимах: температура 150-180^oС, влажность экструзионной смеси 14-16%; продолжительность экструзионного процесса 40-60 с.

При выходе из отверстий матрицы масса под давлением пара, образующегося из перегретой влаги, вспучивается, образуя пористый хрустящий жгут, а вращающийся нож механизма резки отсекает отдельные кусочки заданной длины, например, 40-50 мм. Количество оборотов ножа регулируется по заданной длине готового продукта. Форма экструдата соответствует конфигурации матрицы экструдера. При использовании матриц различной конфигурации продукты могут иметь разнообразную форму: палочек, полых цилиндров и т.д.

Продукты охлаждают, на поверхность наносят вкусообразователи (сахарную пудру, ванилин, чеснок сушеный, перец красный молотый, перец душистый молотый, корицу, мускатный орех) в соответствии с рецептурами для изделий необходимой вкусовой гаммы, вручную или автоматически расфасовывают и упаковывают.

Способ поясняется примерами.

Пример 1. При получении мясо-растительной смеси для производства комбинированных экструзионных продуктов из мясного и растительного сырья за основу использовали рецептурную композицию продуктов сладких пример 1 табл. 4. При этом предварительно готовили и смешивали сырье согласно описанию (см. выше): коллагеновая масса - 12 кг (12%), мясо птицы мех. обвалки - 11 кг (11%), чечевица - 48 кг (48%), крупа манная - 15 кг (15%), порошкообразные молочно-овощные полуфабрикаты - 7 кг (7%). Готовую смесь влажностью 14-16% экструдируют в экструдере при температуре 150-180^oС, при продолжительности экструзионного процесса 40-60 с.

Затем продукты подвергают резке, охлаждают и на поверхность наносят вкусообразователи: сахарная пудра - 6,95 кг (6,95%), ванилин - 0,03 кг (0,03%), корица - 0,02 кг (0,02%).

Полученный продукт расфасовывают и упаковывают.

Для удобства пользования остальные примеры (2-6) рецептурных композиций комбинированных экструзионных мясо-растительных продуктов сведены и представлены в табл. 4 для трех видов изделий различной вкусовой гаммы: I - сладких (пример 2), II - соленых (примеры 3-4), III - пикантных с пряностями (примеры 5-6).

Биологическую ценность полученных по предлагаемому способу комбинированных экструзионных продуктов определяли, используя комплекс расчетных показателей и критериев, позволяющих оценить степень сбалансированности аминокислотного состава белка поликомпонентных пищевых смесей по сравнению с идеальным белком по шкале ФАО/ВОЗ: коэффициент различия аминокислотного скора (КРАС), биологическую ценность (БЦ), коэффициент утилитарности аминокислотного состава белка (КУАС), показатель сопоставимой избыточности (ПСИ). Химический состав и показатели биологической ценности продуктов, полученных по предлагаемому способу, приведены в табл. 5.

На чертеже представлены результаты сравнительной оценки биологической ценности продуктов, полученных по предлагаемому способу (примеры 1, 3, 5) и по прототипу (для соответствующих номеров вариантов рецептур). Данные подтверждают повышение на 16-20% биологической ценности полученных по предлагаемому способу продуктов по сравнению с прототипом, что обеспечивает возможность дополнительного использования 1/5-1/6 части незаменимых аминокислот продуктов на анаболические нужды организма.

Комбинированные экструзионные продукты из мясного и растительного сырья сбалансированы по аминокислотному составу, имеют высокую пищевую и биологическую ценность, хорошие органолептические показатели, разнообразную вкусовую гамму и могут быть использованы в питании различных социальных и физиологических групп населения, включая готовые завтраки для студентов и школьников, без дополнительной кулинарной обработки.

По сравнению с прототипом предлагаемое техническое решение имеет следующие преимущества: - увеличение биологической и пищевой ценности продуктов за счет лучшей сбалансированности аминокислотного состава;
- обогащение продуктов высококачественным белком (в среднем на 16%) и компонентами, обладающими физиологической активностью: соединительнотканными аналогами пищевых волокон, растительными пищевыми волокнами, витаминами, микро- и макроэлементами в составе порошкообразных молочно-овощных полуфабрикатов;
- расширение функциональных возможностей вторичного мало- или невостребованного в пищевых целях коллагенсодержащего сырья мясной промышленности;
- экономия основного мясного сырья.

Формула изобретения

1. Способ получения комбинированных экструзионных продуктов из мясного и растительного сырья, предусматривающий подготовку мясного и растительного сырья, дозирование и смешивание компонентов, экструзию мясо-растительной смеси, отличающийся тем, что в качестве растительного сырья используют чечевицу, предварительно измельченную до размера частиц 0,5-1,0 мм, и манную крупу, в качестве мясного сырья - коллагеновую массу, полученную путем обработки вторичного коллагенсодержащего сырья мясной промышленности препаратами протеолитических ферментов, например, мегатерином Г20х, или протосубтилином Г10х, или протосубтилином Г20х, и мясо птицы механической обвалки, при подготовке мясное сырье обезвоживают методом сублимационной сушки до остаточного содержания влаги 14-18% и измельчают до размера частиц 0,5-1,0 мм, при дозировании компонентов дополнительно используют комбинированные пищевые добавки в виде порошкообразных молочно-овощных полуфабрикатов, после экструзии на поверхность продуктов наносят вкусообразователи (сахарную пудру, поваренную соль, специи), а комбинированные экструзионные продукты получают при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Коллагеновая масса 12 - 15

Мясо птицы механической обвалки 10 - 14

Чечевица 44 - 49

Манная крупа 14 - 17

Порошкообразные молочно-

овощные полуфабрикаты

(ПМОП) 5 - 9

Вкусообразователи 4 - 7

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве вторичного коллагенсодержащего сырья используют предварительно обезволошенные отходы контурирования шкур, или мездру шкур крупного рогатого скота, или смесь жилок и сухожилий, или кишечное сырье, и/или отходы кишечного сырья.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5