Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ХРАНЕНИЯ МЯСА ЖИВОТНЫХ В ОХЛАЖДЕННОМ СОСТОЯНИИ

Изобретение относится к мясоперерабатывающей промышленности, конкретно к способам хранения мясного сырья.

Известен способ хранения мяса животных путем охлаждения его до температуры, близкой к температуре замерзания тканевой жидкости, то есть около 0°С [1]. Такое мясо считается продуктом более высокого качества, чем замороженное. При такой температуре процессы в толще мяса, сопровождающиеся распадом белков, разрушением аминокислот и размножением гнилостных микроорганизмов на поверхности мяса, не прекращаются, а затормаживаются. В процессе хранения происходит накопление продуктов разложения тканей мяса. Этими причинами обусловливаются ограниченные сроки хранения мяса: говядины - до 10-16 суток, свинины - 7-14 суток, баранины - 7-12 суток при температуре 0…+1°С.

Известны способы хранения мяса животных в охлажденном состоянии, в которых для увеличения сроков хранения мясо перед охлаждением обрабатывали уксусной кислотой или хлорным раствором [2]. Из-за малой эффективности эти способы не получили распространения.

Описан способ хранения мяса животных в охлажденном состоянии, при котором мясо перед охлаждением обрабатывали антисептическим средством - анолитом, фракцией электроактивированной воды с pH 2,0. В качестве исходного раствора использовали водный раствор поваренной соли с концентрацией до 50 г/л [3]. При этом снижалось количество микроорганизмов на поверхности мяса, рост их затормаживался, срок хранения продлевался на несколько суток.

Известен способ хранения мяса животных (говядины), в котором перед охлаждением его обрабатывали антисептической композицией из анолита и бишофита при соотношении 85-95:5-15 мас.%. Анолит готовили в анодной камере диафрагменного электролизера с добавлением в воду 8-9 г/л поваренной соли (хлорида натрия) с pH 2,0…2,3 и окислительно-восстановительным потенциалом (ОВП) (относительно хлорсеребряного электрода сравнения) +1100…1200 мВ и содержанием активного хлора (в основном в виде гипохлорита натрия) 300…500 мг/л, а в приготовленный анолит добавляли бишофит.

Образцы говядины (полутуши) обрабатывали приготовленной композицией из анолита и бишофита путем орошения в течение 10 минут. Хранили при температуре 0…+6°С в течение 16-20 суток до резкого (на 20-30%) изменения микробной обсемененности мяса, но другие показатели качества мяса не приводились [4].

Недостатки процесса: высокие затраты реагентов, коррозионная агрессивность раствора.

В другом описании к патенту [5] мясо (свинина) перед охлаждением обрабатывали нейтральным анолитом, полученным на установке электрохимической обработки (ЭХО), электроактивацией раствора поваренной соли с концентрацией 4-5 г/л. Установка включала диафрагменный электролизер-активатор, содержащий титановый катод, оксиднорутениевотитановый анод и керамическую диафрагму в виде нескольких модулей, например установку СТЭЛ-1 ОН-120-01. Нейтральный анолит получали при соотношении скоростей протока анолит:католит 10-14:1 и температуре 20…25°С, он имел pH 7,3-7,8, ОВП +560…+745 мВ и содержание активного хлора 90…110 мг/л.

Образец свинины обрабатывали нейтральным анолитом путем погружения в течение 8-10 минут, а после стекания хранили при температуре -1…+1°С в течение 20 суток. Установлено путем анализа мяса, что содержание белка в опытном варианте было больше на 0,67% (отн.), увариваемость была меньше на 15% (отн.) к контролю (мясо без обработки), т.е. эффективность была относительно невысока.

Описан способ обработки говядины перед хранением в охлажденном состоянии анолитом электроактивированного раствора сульфата натрия с концентрацией 8-9 г/л [6, прототип] - электрообработку раствора проводили на установке с проточным диафрагменным элетролизером вертикального типа с титановым катодом и оксиднорутениевотитановым анодом (ОРТА) и керамической диафрагмой с межэлектродным зазором 3 мм при скоростях протока анолита и католита 6…8 л/ч при плотности тока 0,03-0,10 А/см² и температуре 20…30°С. Получали анолит сульфата натрия с pH 2,0…2,3, ОВП +900…+1100 мВ и содержанием оксидантов в расчете на активный кислород 4-10 мг/л. Удельная электропроводность анолита 4-5 мСм/см.

Анолитом обрабатывали образец говядины перед охлаждением путем погружения на 5-7 минут, затем хранили в холодильнике при температуре +3…+5°С. В контрольном варианте образец мяса обрабатывали водой. После 18 суток хранения проводили оценку качества образцов мяса. Оба образца мяса имели красно-коричневый цвет, корку подсыхания, сохранили консистенцию. В контроле был более интенсивный цвет мяса, чем в опытном варианте. Химический состав образцов приведен в таблице 1.

По данным таблицы 1, мясо в опытном варианте по сравнению с контрольным имело более высокие показатели качества:

- содержание белка было больше на 3,0% (отн.);

- увариваемость была меньше на 2,1% (отн.);

- амино-аммиачного азота было меньше на 30% (отн.), что указывает на торможение процесса автолиза белков.

По расчету в анолите (с учетом разбавления исходного раствора) содержалось около 137,7 мг% ионов натрия Na⁺ и 287,3 мг% сульфат-ионов SO₄ ^2-.

Недостатки способа: относительно низкая эффективность хранения мяса по показателям качества, в т.ч. по относительно низкому содержанию белка к контролю - 3,0% (отн.) и увариваемости мяса - 2,1% (отн.); относительно низкая удельная электропроводность раствора и относительно высокий расход электроэнергии на единицу раствора ввиду низкой концентрации соли сульфата натрия (не более 0,9%).

Кроме того, коррозионная стойкость анода установки недостаточна, т.к. такой анод стоек, в основном, в растворах, содержащих хлорид-ионы.

Техническое решение - повышение эффективности процесса хранения мяса с улучшением показателей качества, повышение коррозионной стойкости анода, снижение расхода электроэнергии.

Это достигается тем, что для предварительной обработки говядины перед охлаждением используют концентрат минеральных солей - побочный продукт переработки молочной сыворотки электродиализным методом, после разбавления водой в соотношении 1:2. Молочная сыворотка вследствие наличия минеральных веществ (до 0,8 мас.%) имеет ограниченное применение.

Усредненный минеральный состав молочной сыворотки по нашим данным (мас.%): кальций - 0,358, калий - 1,427, магний - 0,045, натрий - 0,513, фосфор - 0,472. Органический состав (мас.%): лактоза - 4,2, белки - 0,7 (основные компоненты подсырной сыворотки), молочный жир - 0,7, сухих веществ 7,8 при кислотности 15…25°Т и плотности 1027 кг/м³.

Деминерализованную молочную сыворотку используют для производства молочных, кондитерских и др. продуктов. В настоящее время на ряде молочных заводов России молочную сыворотку подвергают электродиализной обработке [7, 8]. В частности, на Буденовском молочном комбинате проводят электродиализ молочной сыворотки на промышленной установке типа «МЕГА» (Чешская республика), модель P-15EDR-11/250-0,8, производительностью 10 т/час исходной сыворотки и рабочего раствора. Установка включает электродиализный аппарат с катодом, анодом и 250 камерами обессоливания и концентрирования минеральных солей в чередующемся порядке. Средняя сила тока 30 А.

Камеры разделены прокладками и катионовыми и анионовыми мембранами типа RALEX СМ и RALEX AM на основе полиэтилена с армирующей тканью PAX PES толщиной 0,5 мм (в сухом виде) с обменными группами RSO₃ ^- и R(CH₃)₃N⁺ [8]. При деминерализации сыворотки в начальный период удаляются одновалентные ионы - натрий, калий, хлориды, которые наиболее сильно влияют на вкусовые качества сыворотки. Затем удаляются двухвалентные катионы (кальций, магний) и анионы - фосфаты и лактаты. Молочная кислота удаляется со скоростью, занимающей промежуточное положение между одно- и двухвалентными неорганическими анионами. Микроэлементы (железо, цинк, медь, марганец) остаются в сыворотке. Установка работает с уровнем деминерализации 50%. Исследованиями установлено, что электродиализ молочной сыворотки не оказывает существенного влияния на качество и содержание сывороточных белков, лактозы, витаминов. Потери белков составляют 2-3%, а небелкового азота 25%, лактозы 6% (при уровне деминерализации 90%). Экономически оправдан электродиализ при уровне деминерализации до 70%. Фактически электродиализная обработка аналогична процессу электроактивации, т.к. при электрообработке, в том числе в растворе минеральных веществ, происходит усиление диссоциации веществ, активирование гидратных оболочек ионов и молекул воды растворителя с образованием активных заряженных и незаряженных частиц-ионов, молекул, ион-радикалов, обладающих биоцидной активностью. Побочный продукт электродиализа - концентрат минеральных солей, который в настоящее время не находит применения и сбрасывается в канализацию, загрязняя окружающую среду и приводя к дополнительным затратам. Удельная электропроводность концентрата (определено экспериментальным путем) составляет 20-22 мСм/см. Средний минеральный состав концентрата после электродиализа молочной сыворотки (по результатам данных Буденовского молочного комбината и наших данных химических анализов) приведен в табл.2.

По известным методикам определено содержание белков (и продуктов их гидролиза) 0,30…0,70% и наличие аммиачного азота. Концентрат минеральных веществ может быть сгущен выпариванием по содержанию сухих веществ от 3,0 до 8,5%.

Раствором минеральных веществ обрабатывали образцы говядины перед хранением в охлажденном состоянии путем опрыскивания в течение 1-2 минут и последующем хранении в холодильнике (в фарфоровых чашках) при температуре +1…+3°С. В контроле образец обрабатывали стерильной дистиллированной водой. Хранение проводили в течение 14 суток, затем проводили оценку показателей качества. Получены положительные результаты.

Пример. Концентрат минеральных солей был получен и доставлен с Буденовского молочного комбината следующего состава: сухие вещества 3,3%, зола 5,5%, кальций 0,97, калий 2,8, магний 0,18, натрий 0,90, фосфаты 0,06, хлориды 2,6, сульфаты 0,35, pH 5,5 (содержание белков 0,7%), ОВП +500 мВ, смешивали с дистиллированной водой в массовом соотношении 1:2. Удельная электропроводность разбавленного концентрата 7,1 мСм/см. Образцы говядины от бычков казахской белоголовой породы из ОАО Шуруповское Волгоградской области обрабатывали заданным объемом стерильной дистиллированной воды (контроль), в опытном варианте опрыскивали дополнительно разбавленным концентратом в течение 1-2 минут и после стекания образцы в фарфоровых чашках хранили в холодильнике при температуре +1…+3°С. Заданным объемом стерильной дистиллированной воды обмывали образцы мяса и затем определяли общую микробную обсемененность известным методом (методом разбавления, посева, инкубации и подсчета количества микроорганизмов).

После 14 суток хранения проводили оценку качества образцов (табл.3, 4).

Как видно из данных табл.3 и 4, в опытном варианте у мяса более высокие показатели качества, в т.ч. по органолептическим показателям, содержание белка больше контроля на 18,4% (отн.), сухих веществ - на 4,9% (отн.), увариваемость меньше контроля на 3,5% (отн.), содержание амино-аммиачного азота меньше контроля на 15,8% (отн.). Общее микробное число (ОМЧ) в опытном варианте меньше, чем в контроле, в 3,56 раза. По сравнению с прототипом качество мяса более высокое: содержание белка к контролю 18,4% против 3,0%, увариваемость меньше, чем в контроле, на 3,5% против 2,1%. Дополнительно приведены данные по ОМЧ.

Относительно более высокая удельная электропроводность позволяет обеспечить более низкий удельный расход электроэнергии (ввиду более высокой концентрации минеральных веществ (золы) 2,0…6,0 против 0,9%).

Таким образом, предложенный способ позволяет повысить эффективность хранения мяса (по показателям качества) и снизить удельный расход электроэнергии, обеспечить снижение общей микробной обсемененности.

Источники информации

1. Журавская Н.К. и др. Технохимический контроль производства мяса и мясопродуктов. - М., 2001 г. - С.43.

2. Заяс Ю.Ф. Качество мяса и мясопродуктов. - М.: Легкая промышленность, 1981. - 196 с.

3. Горбатов В.М. и др. Активированные водные растворы и возможности их применения в мясной промышленности. Обзорная информация. ЦНИИТЭИМясомолпром. - М., 1986. - С.27.

4. Пат. РФ №2214713, 2002, МПК A23B ⁴/₀₈.

5. Пат. РФ №2341962, 2007, МПК A23B ⁴/₀₈.

6. Пат. РФ №2379898, 2008, МПК A23B ⁴/₀₈.

7. Евдокимов И.А. и др. Электродиализ молочной сыворотки. - Георгиевск, 2009. - 248 с.

8. MEGA. Гетерогенные ионообменные мембраны RALEX (электронный ресурс), адрес: http//www.mega.cz (от 03.04.12).

9. Осадченко И.М., Горлов И.Ф. Технология получения электроактивированной воды, водных растворов и их применение в АПК: Монография. - Волгоград: Волгоградское научное издательство, 2010. - 92 с.