Результат интеллектуальной деятельности: Способ производства хлеба колбасного функционального назначения

Изобретение относится к мясной промышленности и может быть использовано в производстве колбасных изделий типа колбасный хлеб.

На сегодняшний день производство мясных продуктов функционального питания является одним из перспективных направлений в пищевой промышленности. Однако рынок функциональных продуктов в России не достигает 5% от общего объема производства пищевых продуктов, так как динамика объемов производства данной продукции увеличивается небольшими темпами [4].

Известен способ производства мясного хлеба (RU 2446714, заявл.17.11.2010, опубл. 10.04.2012), предусматривающий подготовку мясного сырья, измельчение, посол, выдержку, куттерование с добавлением воды или льда и белкового полуфабриката из измельченных говяжьих ушей и губ, смешивание полученного фарша с измельченным шпиком и введение вкусовых ингредиентов, а также ферментного препарата протепсина, измельчение, гомогенизацию, формование, запекание и охлаждение. По мнению авторов, данный продукт обладает высокой пищевой ценностью, улучшенными органолептическими и функционально-технологическими показателями, имеет низкую себестоимость и характеризуется рациональным использованием вторичного коллагенсодержащего сырья [1].

Недостаток данного способа – включение в рецептуру малоценных субпродуктов, богатых коллагеном, но не содержащих незаменимых аминокислот, что как следствие снижает пищевую ценность готового продукта, а использование в технологии ферментных препаратов увеличивает продолжительность технологического процесса.

Известен способ производства мясных хлебов (пат. RU 2661369, заявл. 26.10.2017, опубл. 16.07.2018), включающий в себя использование обрези куриной, субпродуктов куриных, гидратированные семена амаранта пищевых сортов, обработку фарша в аппарате с эффектом механоакустического воздействия (МАВ) при температуре 100-110°С [3].

Недостаток способа производства заключается в использовании низкосортного мясного сырья и субпродуктов, что не позволяет получить диетический продукт, а также механоакустическое воздействие на фарш при данных температурах может привести к снижению доступности белков растительного сырья действию протеолитических ферментов желудочно-кишечного тракта.

Наиболее близким аналогом заявленному изобретению является способ производства хлебов мясных, который предусматривает набор компонентов для создания рецептуры из следующего мясного сырья: жилованной говядины, жилованной свинины и шпика свиного бокового, с добавлением нитрита натрия, муки пшеничной, чеснока, специй и пряностей, белка соевого гидратированного. Технологический процесс включает такие этапы как посол, созревание, куттерование, формование, запекание, охлаждение и упаковку (RU 2210935, заявл. 08.10.2002, опубл. 27.08.2003)[2].

Недостатками способа являются длительность технологического цикла на стадии получения поликомпонентной системы, повышенное содержание насыщенных жиров, а также использование консерванта в рецептуре – нитрита натрия совместно с соевым белком, который входит в перечень аллергенных продуктов питания согласно Codex Alimentarius.

Задача изобретения – разработка функционального продукта – хлеба колбасного функционального назначения, имеющего низкую калорийность и содержащего в своем составе повышенное количество белка, витаминов, минералов и пищевых волокон, пониженное количество нитрита натрия; сокращение продолжительности технологического цикла производства; снижение микробиальной обсемененности и увеличение сроков хранения готового продукта.

Указанная задача решается за счет исключения стадии предварительного посола и выдержки мясного сырья, использования в технологии производства термической модификации растительного сырья (термостатирование), а также путем введения в рецептуру гидратированной крупы, витаминно-минерального комплекса, пищевой добавки из ацилированного хитина.

Технический результат – расширение ассортимента продуктов питания функционального назначения, получение обогащенного продукта для диетического питания.

Это достигается тем, что в рецептуру колбасного хлеба вводятся в качестве обогащающих компонентов гидратированная чечевица, витаминно-минеральный комплекс «Компливит» и хитозан пищевой при следующем соотношении компонентов, кг (табл. 1):

Таблица 1 – Рецептура колбасного хлеба

Исключение стадии предварительного посола и выдержки мясного сырья из технологической схемы производства колбасных хлебов позволяет сократить продолжительность процесса производства мясопродукта. Термическая модификация чечевичной крупы позволит получать мясные продукты, как повседневного спроса, так и с лечебно-профилактическими свойствами, которые обеспечиваются за счет обогащения изделия пищевыми волокнами, способствующими регуляции холестеринового обмена, сорбции и выведению из организма ксенобиотиков различного происхождения. Обогащение колбасного хлеба витаминами, минералами, пищевыми волокнами повлияет на получение функциональных мясных изделий с повышенной биологической ценностью и меньшим содержанием нитрита натрия.

При выборе составных компонентов для разработки новых рецептур колбасных хлебов исходили из принципа рационального использования сырья, повышения пищевого и биологического потенциала готового продукта. Также, при органолептической оценке модельных хлебов было установлено, что необходима предварительная обработка чечевичной крупы в силу специфичности свойств и для улучшения консистентных характеристик готовых изделий.

С целью приближения структуры чечевичной крупы к мясным не термообработанным системам были определены режимы предварительной гидротермической обработки. При этом учитывали максимальную степень сохранности пищевой и биологической ценности растительного сырья. На основании водопоглощающей способности была установлена целесообразная степень гидратации чечевицы, которая составляет 1:3.

По данным, характеризующим структурно-механические свойства чечевичной крупы, в зависимости от продолжительности процесса и температуры водной среды, выбраны следующие условия процесса термостатирования: 8-10 мин при 85-90°С, вследствие чего продолжительность высокотемпературного воздействия на крупу, в отличие от стандартного теплового способа подготовки сокращается примерно в 2 раза. Выбор продолжительности и температуры среды при термостатировании крупы осуществляли с учетом структурно-механических характеристик. Предполагается, что предварительная обработка по данным режимам не должна снижать доступность белков действию протеолитических ферментов желудочно-кишечного тракта. Одним из факторов влияния термической модификации растительного сырья является снижение микробиальной обсемененности термообработанной крупы, сохраняющей свою стабильность на протяжении 24 ч при 4°С.

Использование неизмельченной предварительно гидратированной чечевичной крупы в композиции обогащает продукт нативной клетчаткой, которая обладает высокой катионообменной активностью, связывает и выводит из организма ионы тяжелых металлов и других вредных веществ. Введение в рецептуру термообработанного растительного сырья, предположительно должно способствовать адсорбции токсических веществ и радионуклидов в желудочно-кишечном тракте человека с последующим выведением их из организма.

Использование хитозана пищевого в технологии производства колбасного хлеба обуславливается его структурообразующим действием, повышающим значения реологических характеристик пищевых масс. Полученный из панцирей ракообразных после удаления ацила хитозан, обладает свойством соединения в упорядоченную структуру фрагментов материалов различной влажности. Бактерицидное действие хитозана позволяет использовать его в рецептуре колбасного хлеба для увеличения сроков хранения. Также, ацилированный хитин положительно влияет на биологическую ценность мясопродуктов и относится к диетическим волокнам, которые не усваиваются организмом человека, что положительно сказывается на работе желудочно-кишечного тракта, а в кислой среде желудка хитозан способен образовывать раствор высокой вязкости. Как компонент пищи, хитозан проявляет свойства энтеросорбента, иммуномодулятора, антисклеротического и антиартрозного фактора, регулятора кислотности желудочного сока, ингибитора пепсина, а также способен адсорбировать в желудочно-кишечном тракте токсины и благоприятствует выведению их из организма, обладает бактериостатическим действием, предотвращает всасывание глюкозы в кровь. Молекула хитозана имеет мощный положительный заряд и вступает в связь с отрицательно заряженными молекулами жирных кислот до их усвоения в пищеварительном тракте. Иными словами, попадая в организм, хитозан «притягивает» липиды, связывает их, делая недоступными для усвоения, и выводит из организма, препятствуя тем самым образованию жировых отложений. Одна его молекула способна связать жировых молекул в 10-12 раз больше своего веса. Положительный заряд хитозана обеспечивает связывание поступающего с пищей холестерина. Кроме того, хитозан соединяется с желчной кислотой, выводит ее и холестерин пищи с каловыми массами. При этом холестерин крови, а также холестерин, который поступает с пищей, расходуется организмом человека для синтеза желчной кислоты в печени [5]. 

Включение в рецептуру витаминно-минерального комплекса «Компливит», содержащего такие водорастворимые витамины, как тиамина гидрохлорид, рибофлафин, никотинамид и аскорбиновую кислоту (табл.2), обуславливается снижением дозировки нитрита натрия в готовом продукте, а также обогащением колбасного хлеба данными витаминами [6].

Происходит обогащение продукта витаминами следующим образом: на 100 кг несоленого сырья используют 0,6 кг витаминно-минеральной добавки, которую растворяют в 10 кг питьевой воды, тщательно перемешивают и добавляют в фарш на стадии фаршесоставления.

Таблица 2 – Содержание витаминов в одной таблетке препарата

«Компливит» и суточная потребность в основных веществах этого комплекса

Акцент на эти витамины сделан вследствие того, что при их совместном сочетании в технологии производства колбасных изделий происходит влияние некоторых витаминов группы B (тиамин, рибофлавин и ниацин) и витамина C в совместном сочетании на формирование и стабилизацию цвета мясных продуктов. На основе проведенных исследований учеными Кемеровского университета, был выбран третий уровень обогащения с целью стабилизации цвета колбасного хлеба вышеперечисленными витаминами (табл.3) [6].

Таблица 3 – Рекомендованные уровни обогащения витаминами колбасного хлеба, мг/100 г сырья

Приведенные данные таблицы 3 показывают, что на всех уровнях обогащения фиксированное количество рибофлавина (1 мг/100 г сырья). К этому может привести возможное негативное влияние витамина В₂ на органолептические свойства продукта за счет придания специфического цвета. Для обогащения можно считать второй и третий уровни наиболее оптимальными. Они также позволяют удовлетворить от трети до половины суточной потребности организма. Известно, что мясное сырье является источником аминокислоты триптофана – предшественника биосинтеза никотинамида, а количество ниацина на втором уровне обогащения выше, чем на третьем, то при внесении добавки по второму уровню возможно поступление излишнего количества данного витамина, это и обуславливает целесообразность применение третьего уровня обогащения [6].

Пример осуществления способа. Филе мяса кур (ГОСТ 31962-2013) и филе мяса индеек (ГОСТ 31473-2012) промывают водой комнатной температуры и загружают в куттер, где измельчают 8-12 мин до температуры фарша 12°С. Чечевичную крупу (ГОСТ 7066-77) моют водой с температурой 10°С в течение 10 мин, затем крупу загружают в варочный котел в соотношении крупа : вода – 1:3, где термостатируют при 85-90°С 8-10 мин, выгружают и оставляют остывать до 12°С.

Витаминно-минеральную добавку в количестве 0,6 кг/100 кг заливают 10 кг теплой питьевой воды и тщательно перемешивают до полного растворения.

После выполненных подготовительных операций все составные компоненты взвешивают и составляют фарш согласно рецептуре. Перемешивание сырья производят в куттере, загружая ингредиенты в следующей последовательности: мясо измельченное, вода питьевая, соль (ГОСТ Р 51574- 2018), смесь пряностей №1 (РСТ РСФСР 355-78), краситель пищевой, хитозан пищевой (ТУ 9289-067-00472124-03), витаминно-минеральную добавку оптимизированного состава (ГОСТ Р 57106-2016), предварительно растворенную в воде. На конечной стадии перемешивания фарша за 1-2 мин до окончания процесса добавляют специально обработанную и охлажденную крупу. Общая продолжительность обработки колбасного фарша 10-15 мин.

Готовый фарш шприцуют в предварительно смазанные растительным маслом формы и проводят одноступенчатое запекание в термокамере при 130°С до достижения температуры в центре колбасного хлеба 71-72°С. Затем готовый колбасный хлеб достают из термокамеры и остужают при 12°С до достижения температуры в центре батона 18-20°С, извлекают из форм и охлаждают при 0-4°С до 0-15°С в толще продукта, упаковывают в вакуумные пакеты из полимерных материалов и реализуют, контролируя качество готовой продукции.

Выработка опытных образцов осуществлялась в учебном центре «Колбасный цех «Технолог» (ФГБОУ ВО ВолгГТУ), анализ сырья и выработанных образцов – в лаборатории кафедры «Технологии пищевых производств» ФГБОУ ВО ВолгГТУ и в комплексной аналитической лаборатории ГНУ НИИММП (Россия, Волгоград).

Органолептические показатели колбасного хлеба, выработанного по заявленному способу, и прототипа представлены в таблице 4.

Таблица 4 – Органолептические показатели опытного и контрольного образцов

Внешний вид батонов чистый гладкий, с сухой равномерно обжаренной поверхностью; консистенция упругая, фарш розовый или светло-розовый, свойственный цвету используемых рецептурных компонентов, равномерно перемешан и неоднородной консистенции, содержащий включения чечевичной крупы по всему объему батона; запах и вкус свойственные данному виду продукции с выраженным ароматом пряностей, без постороннего привкуса и запаха, в меру соленый, допускается легкий запах витаминного комплекса; форма прямоугольная, трапециевидная, цилиндрическая, круглая и др. Готовый пищевой продукт употребляется в холодном или разогретом виде.

Результаты анализов химического состава выработанного продукта и его аминокислотный состав представлены в таблице 5.

Таблица 5 – Результаты испытаний

Физико-химические показатели – массовая доля белка (ГОСТ 25011-2017 «Мясо и мясные продукты. Методы определения белка»), массовая доля жира (ГОСТ 23042-2015 «Мясо и мясные продукты. Методы определения жира (с Поправкой)»), аминокислотный состав (методика измерений массовой доли аминокислот методом КЭ на системе «Капель-105М»).

Таким образом, способ позволяет получить функциональный продукт с повышенным содержанием белка, сниженным количеством жира и нитрита натрия, обогащенный витаминами, минералами и пищевыми волокнами. Выход продукта – 112,4%; калорийность на 100 г – 112,9 ккал (472,7 кДж). Рекомендованная норма потребления колбасных хлебов составляет 80-90 г/сутки.

Хлеб колбасный функционального назначения рекомендуется употреблять в пищу людям, ведущим активный образ жизни, спортсменам, а также лицам, страдающим от белковой недостаточности, от болезней, связанных с нехваткой витаминов и минералов, и с нарушением работы желудочно-кишечного тракта, обмена веществ.

Перечень источников информации, принятых во внимание при

экспертизе:

1. Исригова Т. А. Производство функциональных продуктов питания: Учебное пособие. – Махачкала. – 2015 г. – 180 с.

2. Способ производства мясного хлеба [Электронный ресурс]: пат. 2446714 Рос. Федерация: МПК A23L 1/317 (2006.01), МПК A23L 1/312 (2006.01) / Лукин А. А.; ГБОУ ВПО «Южно-уральский государственный университет». - №2010146947/13; заявл. 17.11.2010; опубл. 10.04.2012; Бюл. №10. – Электронная версия печ. публ. – Доступ с сайта ФГУ ФИПС.

3. Способ получения композиции для производства колбасных изделий типа мясной хлеб [Электронный ресурс]: пат. 2661369 Рос Федерация: МПК A23L 13/50 (2016.01), МПК A23L 13/20 (2016.01), МПК A23L 33/10 (2016.01) / Нициевская К. Н., Мотовилов А. К. – ФГБУН СФНЦА РАН. - №2017137588 заявл. 26.10.2017, опубл. 16.07.2018. Бюл. №20. – Электронная версия печ. публ. – Доступ с сайта ФГУ ФИПС.

4. Хлеб мясной первого сорта «Подмосковный» и способ производства хлеба мясного первого сорта «Подмосковный» [Электронный ресурс]: пат. 2210935 Рос Федерация: МПК A23L 1/31 (2000.01), МПК A23L 1/317 (2000.01) / Геута В. С., Селиванов В. Н. - №2002126774/13; заявл. 08.10.2002, опубл. 27.08.2003; Бюл. №24. – Электронная версия печ. публ. – Доступ с сайта ФГУ ФИПС.

5. Камская В. Е. Хитозан: структура, свойства и использование // Научное обозрение. Биологические науки. – 2016. – №6 – С 36-42.

6. Использование витаминно-минерального комплекса «Биомакс» в технологии производства вареной колбасы. УДК 637.523 / Д.В. Вихров, С.В. Агафонова, Л.С. Байдалинова. – ФГБОУ ВО «Калининградский государственный технический университет». – 6 с.