Автореферат и диссертация по ветеринарии (16.00.02) на тему:Оценка морфологических свойств мясного сырья и колбасных изделий по микроструктурным показателям

ВСЕРОССИЙСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ МЯСНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

РГ6 од

^ * . На правах рукописи

Кузнецова Татьяна Георгиевна

ОЦЕНКА МОРФОЛОГИЧЕСКИХ СВОЙСТВ МЯСНОГО СЫРЬЯ и КОЛБАСНЫХ ИЗДЕЛИЙ ПО МИКРОСТРУКТУРНЫМ ПОКАЗАТЕЛЯМ

Специальность 16.00.02 — Патология, онкология и морфология животных

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата ветеринарных наук

Москва —1997

Работа выполнена во Всероссийском научно-исследовательском институте мясной промышленности

Научные руководители кандидат ветеринарных наук

Белоусов А.А.

кандидат биологических наук Хвыля С. И.

Официальные опоненты доктор технических наук

проф. Журавская Н.К.

доктор биологических наук проф. Чумаков В.П.

Ведущее предприятие Всероссийский научно-иссле-

довательский институт холодильной промышленности

Защита состоится .199/в /А_ час

.часов на заседании диссертационного совет сГД.063.46.03 при Московском государственном университете прикладной биотехнологии (МГУПБ) по адресу: 109316, ул. Талалихина, д.ЗЗ

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МГУПБ. Автореферат разослан ^штф^ 199

Ученый секретарь диссертационного совета, канд.вет.наук

Серегин И.Г.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы

В условиях снижения темпов развития животноводства в период перехо-1 экономики на рыночные отношения сохранение и более полное использова-ie всего поступающего на переработку животноводческого сырья имеет зльшое народно-хозяйственное значение.

Решение этой проблемы не мыслимо без совершенствования и развития эинципиально новых ресурсосберегающих технологий, комплексного и ра-тонального использования животноводческого сырья, создания новых видов зодукции с высокими потребительскими свойствами. Выполнению этой акту-1ьной задачи должно способствовать глубокое изучение процессов, проте-1ющих в мясе при хранении и технологической обработке.

Исследованиями Налетова H.A., Тинякова Г.Г., Адуцкевича В.А., Ска-энского Е.И., Белоусова A.A., Чумакова В.П., Велинова П., Horn D., atsaras К., Danchev S. и Соколова A.A., Соловьева В.И., Лясковской Ю.А., Суравской Н.К., Крыловой H.H., Hamm R., Cassens R.G., Honikel К., endall I.R. показано, что знание характера изменений микроструктуры сырья и зтового продукта в комплексе с биохимическими, физико-химическими и гхнологическими показателями дает возможность объективно оценивать каче-гво сырья и мясопродуктов в процессе их изготовления и хранения. Однако меющиеся в литературе данные по микроструктурным отличиям мяса различ-ых качественных групп и структурным изменениям мяса при изготовлении олбасных изделий немногочисленны и не носят системного характера.

В этой связи возникла необходимость проведения более глубоких иссле-ований особенностей исходного сырья, фарша и готового продукта с приме-ением методов светооптической, сканирующей и трансмиссионной электрон-ой микроскопии, чтобы на основе полученных материалов создать более ельное представление о процессах структурообразования, лежащих в основе юрмирования качественных показателей готовых колбасных изделий.

Цель и задачи исследовании

Целью настоящей работы была разработка критериев морфологической ценки качества мясного сырья и колбасных изделий по микроструктурным оказателям.

Для достижения поставленной цели в настоящей работе решались следу-ще задачи:

- выявить микроструктурные отличия мясного сырья различных качест-енных групп, используемого в колбасном производстве;

- изучить морфологические особенности мясного сырья на различ-ых стадиях микробиологической порчи и показатели, характеризующие

санитарную доброкачественность вареных колбас;

- определить взаимосвязь микроструктурных, биохимических, физико химических, технологических и органолептических показателей качества кол басных изделий;

- исследовать процессы структурообразования вареных, варено-копчены: и сырокопченых колбас, в том числе выработанных с использованием бактери альных препаратов;

- выявить возможность использования микроструктурного метода иссле дования в определении наличия в колбасных изделиях компонентов животноп и растительного происхождения, в т.ч. используемых в последние годы.

Научная новизна

Установлена взаимосвязь между биохимическими, физико-химическими технологическими, органолептическими и микроструктурными характеристи ками свойств сырья и колбасных изделий, что позволило разработать критерш морфологической оценки их.качества.

Впервые методы микроструктурного анализа адаптированы для оценю технологического процесса производства колбасных изделий.

Установлены существенные морфологические различия в характере раз вития аутолитических процессов мяса разных качественных групп.

Выявлены особенности в характере структурообразования вареных, ва рено-копченых и сырокопченых колбас. Определены изменения микрострукту ры варено-копченых и сырокопченых колбас, выработанных с использование*, бактериальных препаратов.

Разработаны микроструктурные показатели микробиологической добро качественности мясного сырья и колбасных изделий.

Установлены различия в морфологии вводимых в фарш компонентов жи вотного и растительного происхождения, что позволяет оценивать соответст вие состава колбасных изделий утвержденной рецептуре.

Практическая ценность

Разработанные морфологические критерии позволяют:

- оценивать в комплексе с биохимическими, физико-химическими, тех нологическими и другими методами исследования качество мясного сырья 1 колбасных изделий, целенаправленно изменять и совершенствовать технологи ческие процессы, разрабатывать новые виды колбасных изделий;

- выявлять степень микробиологической порчи мясного сырья и санитар ную доброкачественность колбасных изделий, а также устанавливать причин; порчи последних (попадание испорченного сырья, недовар, нарушение темпе ратурных и влажностных режимов хранения);

- идентифицировать состав, входящих в колбасные изделия компоненте! животного и растительного происхождения.

На основании проведенных исследований уточнен, пересмотрен и

;ден в действие ГОСТ 19496-93 "Мясо. Метод гистологического исследо--шя".

Результаты работы используются в проведении научно-:ледовательских работ в области технологии колбасного производства, >тификации колбасных изделий, подготовке специалистов для мясной омышленности.

Апробация работы

Основные результаты работы были представлены на Международных нгрессах работников мясной науки (Франция) 1992 г., (США) 1995 г., на ропейских конгрессах научных работников мясной промышленности встрия) 1981 г., (Парма) 1983 г., (Белград) 1995 г.; на Международной на-яо-теоретической конференции "Пища. Экология. Человек" 1995 г.; рикладная биотехнология на пороге XXI века" 1995 г.; на Всероссийской учно-теоретической конференции "Прогрессивные экологически без-асные технологии хранения и комплексной переработки сельхозпродук-и для создания продуктов питания повышенной пищевой и биологи-:кой ценности" (Углич) 1996 г.; на 5-х Плехановских чтениях "Рынок, облемы становления и развития" 1992 г.

Публикации

По материалам диссертации опубликовано 14 работ.

Объем работы

Диссертация состоит из введения, обзора литературы, эксперимен-1ьной части, результатов исследования и выводов, изложенных на 188 заницах машинописного текста, содержит 8 таблиц, 72 рисунка и 3 при-жения. Список литературы включает 188 наименований работ отече-¡енных и 132 зарубежных авторов.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении показана актуальность выбранного направления.

В обзоре литературы приведена информация о микроструктуре попе-■шополосатой мышечной ткани, ее изменениях в процессе аутолиза и рчи, проанализированы работы, посвященные изучению качественных казателей сырья с различным значением рН. Обсуждены вопросы изме-гшя технологических свойств и микроструктуры мясного сырья в процес-производства колбасных изделий и их хранения.

В результате анализа литературных данных сформулированы цель и 1ачи исследований.

В экспериментальной части представлен материал по организации ;периментов, объекты и методы исследований. Приведены результаты

з

изучения:

- микроструктуры мышечной ткани говядины и свинины различных к; чественных групп, морфологические особенности мясного сырья на различнь: стадиях микробиологической порчи с учетом случаев попадания его в колба! ные изделия;

- микроструктуры и процессов структурообразования вареных, варен« копченых и сырокопченых колбас;

- идентификации состава и оценки санитарной доброкачественности ко.1 басных изделий по микроструктурным показателям.

В результате анализа проведенных исследований сформулированы нау но-практические выводы.

В приложении приведен ГОСТ 19496-93 "Мясо. Метод гистологическог исследования"; акты внедрения, подтверждающие использование результате работы в совершенствовании и разработке новых технологий колбасного пр( изводства, сертификации колбасных изделий, а также подготовке специалисте для мясной промышленности.

Автор защищает:

1. Критерии морфологической оценки качества мясного сырья и колбш ных изделий на основе микроструктурных показателей:

- различия в протекании аутолитических процессов по степени дестру] ции мышечной ткани мяса различных качественных групп;

- различия в структурообразовании вареных, варено-копченых и сыр< копченых колбасных изделий, в т.ч. выработанных с использование бактериальных препаратов;

- возможность оценки микробиологической доброкачественности мж ного сырья и колбасных изделий и определения причин порчи после; них;

- возможность использования микроструктурного метода исследовав для определения наличия в колбасных изделиях компонентов живо' ного и растительного происхождения и соответствия их рецептуре.

2. Использование установленных критериев при совершенствовании разработке новых технологических процессов производства и новых виде колбасных изделий.

ОРГАНИЗАЦИЯ ЭКСПЕРИМЕНТА, ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

В соответствии с поставленными задачами был принят порядок исслед! вания схематически представленный на рис. 1,2.

Гистологическое исследование структуры мышечной ткани сырья ра личных качественных групп проводились на мышцах бычков и свиней. Для и следования были использованы бычки черно-пестрой породы в возрасте 16-1 месяцев, весом 420 - 430 кг и свиней крупной белой породы в возрасте 7 ме< весом 100 - 120 кг аналогичных по зоотехнической характеристик

СХЕМА ЭКСПЕРИМЕНТА (Этапы отбора проб). I.Определение микроструктурных показателей качества сырья и вареных колбасных изделий.

2.Определение микроструктурных показателей состава и санитарной доброкачественности мясного сырья и вареных колбасных изделий.

Рис.1

3.Определение микроструктурных показателей качества варено-копченых колбасных изделий.

4.Определение микроструктурных показателей качества сырокопченых колбасных изделий.

Рис.2

:ого пола, правильного телосложения, средней упитанности. Сырье, посту-шее из промышленных комплексов рассортировывали в зависимости от ве-[ины рН на три группы: рН<5,8; рН 5,8 - 6,2; рН>6,2. Для исследований об-цы длиннейшей мышцы спины, трехглавой мышцы плеча и полусухожиль-i мышцы отбирали от охлажденных туш через 48 часов после убоя.

Для гистологических исследований мяса в процессе порчи отбирали об-цы из участков охлажденных туш свиней наиболее быстро подвергающих-порче: из шейной части, из глубокой грудной мышцы, на уровне 4-5 ребра, мест разруба лонного сращения на 3, 8, 12, 14 сутки хранения при темпера->е воздуха 0-2 °С влажности 86-88 %.

Для изучения влияния величины рН и вибрационного воздействия на >уктуру фарша в качестве объекта исследований использовали фарш вареной 1басы "молочной". Опытные партии фарша изготавливали по действующей дологической инструкции из сырья с величиной рН 5,2-5,5 (PSE), рН 6,5-6,8 FD). Контролем служила колбаса, изготовленная из мяса с величиной рН 5,8-|. Вибрационное перемешивание фарша из сырья с величиной рН 5,2-5,5 оводили при частоте 17 Гц, амплитуде колебаний 0,3 10'"м, продолжитель-стью 1,5-2,1 102 сек.

Изучение изменения микроструктурных показателей, характеризующих эуктуру колбас с различным соотношением составляющих компонентов, оводили на модельных образцах по насыщенному симплекс-суммирующему ану при варьировании на пяти уровнях четырех факторов: содержание в ре-птуре жировой (19,23-54,35 %), соединительной (3,85-16,67 %), мышечной )вядина и свинина 76,92-41,97 %) тканей и количества добавляемой при при-товлении фарша влаги (20-45 %).

Изучение микроструктурных показателей качества варено-копченых и фокопченых колбас проводили на образцах изготовленных по традиционной хнологии. Для выявления влияния бактериального препарата на процессы руктурообразования варено-копченых колбас их вырабатывали с применени-1 сухого и жидкого препарата БП-ВКК, включающего чистую культуру аци->фильных палочек. Для приготовления варено-копченых колбас применяли -дядину 1 сорта (35 кг), свинину полужирную (60 кг). Бактериальный препа-iT вносили в начале процесса измельчения в количестве 5 кг на 95 кг сырья, ухой препарат, полученный методом распылительной сушки, восстанавлива-i в кипяченой воде из расчета 1:3.

Определение микроструктурных показателей сырокопченых колбас пробили на опытных образцах, выработанных с использованием бактериального репарата ББП-СК, состоящего из ацидофильных молочнокислых палочек, родуктов их жизнедеятельности, сывороточных белков и микроэлементов. В <спериментах использовали охлажденное сырье - говядину высший сорт, сви-ину нежирную, бактериальный препарат вносили взамен адекватного количе-гва мясного сырья - 5 кг на 95 кг сырья. Осадку колбас проводили при двух грмических режимах: "холодной" ( в соответствии с действующей н.т.д.) и

"теплой" (оптимальной для развития вводимой микрофлоры).

Для определения состава и санитарной доброкачественности Bapei колбасных изделий в качестве тест-объекта использовали модельные обра; колбас, изготовленные в лабораторных условиях с включением различных гредиентов предусмотренных и не предусмотренных рецептурой, а также с бавлением сырья подвергнутого микробиологической порче.

Объектом исследования для определения влияния температурного ре: ма варки и последующего хранения на санитарную доброкачественность вг ной колбасы по микроструктурным показателям служила вареная колб "Столовая" 1 сорт. Контрольную партию колбасы изготавливали в соотвег вии с инструкцией по производству вареных колбас, опытную также как и к трольную, но процесс термической обработки проводили при достижении т пературы в центре батона 60-64 °С. Контрольную партию готовой колбасы еле охлаждения хранили по двум схемам: по первой - в соответствии с н.т./ второй с нарушением термических и влажностных режимов хранения.

Качество мяса и колбасных изделий определяли также по физи химическим, структурно-механическим, технологическим, органолептичеа и микробиологическим показателям. С этой целью определяли содержа: влаги по ГОСТ 9793-74; влагосвязывающую способность (ВСС) - по мет Грау и Хамма в модификации Воловинской В.П.; pH - потенциометричес эффективную вязкость фарша - в вискозиметре "Реотест-2"; напряжение сре на приборе ПМ-3; выход колбасных изделий по общепринятой методике; ганолептическую оценку качества колбасных изделий определяли по 5 бальной шкале ГОСТ 9959-74; микробиологические исследования - по ГО 21237-75 и ГОСТ 9956-81.

Все физико-химические, структурно-механические, технологические, ганолептические, микробиологические исследования проводили совмести ведущими специалистами соответствующих лабораторий ВНИИМП.

Для гистологических исследований образцы мяса подвергали фиксаци 20 % водном растворе нейтрального формалина по общепринятой метод (Меркулов Г.А., 1969) и заливке в целлоидин по Апати. Для исследования к басных изделий после фиксации 15 % водным раствором нейтрального фор лина использовали метод желатиновой заливки по Гаскелу и Гриффу в мо фикации Геринга и Тен Берге. Для гистохимических исследований жирси частиц применяли Судан III и Судан В.

Для характеристики процессов структурообразования и определения рактера развития и локализации микрофлоры использовали метод сканнр; щей микроскопии по Rowe R. (1984). Изучение проницаемости мембран t щечной ткани свиней проводили с помощью электронно-микроскопичес: исследований с использованием гидроокиси лантана по модифицированы! нами и адаптированному для мышечной ткани методу Гайера (1974).

Для характеристики динамики изменений определяемых микростр;

рных показателей в процессе технологической обработки проводили морфо-трические исследования мышечной ткани и фарша колбасных изделий на зных стадиях обработки с помощью окуляр-микрометра и анализатора изо-ажения "Маджискан 2А-МД" по программе "Джениас", адаптированной для ализа гистологических препаратов.

Для получения достоверных результатов эксперименты повторяли не мее 3 раз при 3-5 кратной повторности анализа каждого из образцов по всем ученным параметрам. Полученные экспериментальные результаты обраба-[вали методом математической статистики в лаборатории кибернетики ин-итута хирургии им.Вишневского РАМН под руководством канд.физ.-1т.наук Тимина E.H.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Микроструктура мышечной ткани говядины и свинины различных каче-венных групп

Через 48 часов после убоя мышечная ткань NOR мяса находится в стадии □решения посмертного окоченения, которое происходит асинхронно в раз->ix волокнах и выражается в различной степени их деформации (рис. 3). Дест-/ктивные изменения выявляются в виде локальных микротрещин. Мышечные хлокна мышц бычков и свиней с низким значением pH характеризуются пре-'лущественно сближенной четко выраженной поперечной исчереченностью и ножественными локальными сверх-сокращенными участками, в которых от-/тствует поперечная и продольная исчерченность. Последние не подвергаются асслаблению в течение длительного периода созревания, что является допол-ительным фактором уменьшения гидрофильности белков. Деструктивные из-енения мышечных волокон выявляются в виде микротрещин и поперечно-(елевидных нарушений их целостности, захватывающих целые участки мы-[ечного волокна и приводящие к их фрагментации. В отличие от NOR мяса ышечные волокна в мясе с пороком PSE имеют меньший диаметр, при этом орозность мышечной ткани возрастает (рис. 4, 7, 8). Указанные изменения груктуры сопровождаются разрывами сарколеммы и увеличением проницае-юсти клеточных мембран. Характерно, что по литературным данным при био-имических исследованиях в мясе PSE обнаруживается частичная денатурация елков и пониженная влагоудерживающая способность, что согласуется с ре-ультатами микроструктурных исследований.

Мышечная ткань мышц бычков и свиней с пороком DFD характеризовать преимущественно прямыми плотно прилегающими друг к другу мышеч-[ыми волокнами с ослабленной поперечной и продольной исчерченностью. В >езультате набухания волокон, сопровождающегося соответствующим увели-[ением диаметра, пространства между ними, и как следствие порозность. зна-

чительно уменьшаются (рис. 7, 8). Наиболее характерным для процессов аут< лиза такого мяса является дезинтеграция и локальные нарушения связи структуре миофибрилл с разволокнением миофиламентов, наряду с этим обн; руживаются микротрещины (рис. 5). По данным электронномикроскопическк исследований целостность сарколеммы сохранена. Полученные нами результ; ты согласуются с данными, проведенных рядом авторов исследований, по к< торым в мясе БРО отмечена повышенная гидрофильность миофибриллярны белков, что определяет его высокую влагоудерживающую способность.

Анализ результатов проведенных исследований и выявленные нами мш роструктурные показатели, характеризующие различия в структуре мяса бьг ков и свиней разных качественных групп, согласуются с данными физике химических исследований и могут быть использованы для их качественно оценки (рис. 6).

Рис. 3. NOR мясо (об.40, ок. 10) Рис. 4. PSE мясо (об.40, ок. 10)

К основным микроструктурным показателям, характеризующим процес развития аутолиза, следует отнести: характер изменения сократительной суб станции в процессе посмертного окоченения мышечной ткани и его разреше ния; степень и характер деструкции мышечных волокон; порозность мы шечной ткани; диаметр и форму мышечных волокон.

ic. 5. DFD мясо (об.40, ок.10) Рис.6. Соотношение диаметра, пороз-

ности мышечных волокон и уровня ВСС

I - длиннейшая мышца спины

II - трехглавая мышца плеча

III - полусухожильная мышца

Установлено, что замораживание не оказывает существенного влияния на [рактер изменений, связанных с развитием аутолиза в мясе разных качествен-»IX групп, что позволяет использовать выявленные микроструктурные показали для оценки морфологических свойств размороженного мяса, используе-эго в колбасном производстве.

Микроструктурные изменения мяса в процессе микробиологической

>рчи

Проведенные микроструктурные исследования охлажденного мяса в юцессе хранения позволили установить, что в изменениях структуры при )рче мяса прослеживается определенная последовательность, позволяющая ¡ъективно оценивать степень его свежести на различных этапах хранения.

Рис. 7 Диаметр ьадиечных волокон длиннейшей мышцы спины (I).трехглавой плеча (2),полусухо-жильной мышцы (3) различных качественных групп (е микрометрах)

свинина говядина

Зрэе 323 ОРО

Зрзе ого

Рис.

8 Порозность мышечной ткани длиннейшей мышцы спины (I).трехглавой плеча (2).полусухожильной мышцы (3) различных качественных групп (в гтлттлитя-г \

В случае обнаружения при гистологическом исследовании в поверхност-: слоях мышц уплотненных мышечных волокон (корочки подсыхания) при ранении их структур и ядер в подлежащих слоях мясо характеризуется как «ее. Гомогенизация и пикноз ядер мышечных волокон характеризует пер-ачальные признаки снижения качества мяса под действием ферментов, раз-ающейся в его поверхностных слоях гнилостной микрофлоры и свидетель-/ет о начавшемся процессе микробиальной порчи тканей мяса. Учитывая ошие органолептические показатели, такое мясо может быть отнесено к мя-:вежему, не подлежащему длительному хранению.

Более глубокие изменения, характеризующие порчу мяса, выражаются в е набухания мышечных волокон, лизисе их внутренних структур и распро-аняются на большую глубину. По органолептическим показателям такое о оценивалось как имеющее сомнительную свежесть.

Дальнейшее хранение такого мяса приводит к усилению гнилостных цессов, которые гистологически выявляются в виде полного лизиса внут-них структур мышечных волокон, и увеличению количества микроорганиз-! до 108-109 КОЕ/г. По органолептическим показателям такое мясо оценивая как несвежее.

Анализ приведенных данных показывает, что бактериальное загрязнение шц гнилостной микрофлорой и ее развитие в процессе хранения мяса вызы-г глубокие структурные изменения поверхностных слоев мышц, характер; для порчи мяса, что позволяет объективно оценивать степень его свежести следующим микроструктурным показателям: локализации микрофлоры и бине ее распространения; состоянию структуры ядер мышечных волокон; тоянию поперечной и продольной исчерченности ; степени набухания воло-[ и лизиса их структур.

Микроструктурные показатели позволяют выявить микробиологическую )чу в более ранние сроки, так как биохимические методы обнаруживают в ювном конечные, реже промежуточные продукты изменения белков, а об; количество микроорганизмов не всегда отражает их ферментативную ак-ность. Преимущество микроструктурного метода особенно важно при ар-ражных исследованиях, так как на его проведение требуется 30-40 минут.

Проведенные исследования позволили уточнить и переработать ранее ¡ствующий и ввести в действие новый ГОСТ 19496-93 "Мясо. Метод гисто-ического исследования".

Микроструктура вареных колбасных изделий

Исследования показали, что изменения в составе и характере сырья а же режимах технологической обработки фарша вареных колбас отражаются степени взаимосвязи между частицами разрушенных мышечных волокон, :динительной ткани, жира и распределении влаги. Интенсивность взаимо-¡ствия белковых частиц дисперсной фазы, характеризующая процесс струк-

турообразования находит свое отражение в той или иной компоновке стр; турных элементов, егс порозности, состоянии коагуляционного слоя.

По характеру взаимосвязанности частиц фарша в готовых колбасных i делиях, отражающейся в разной степени его порозности, размерах и форме i куолей, а также состоянию жировой фракции их можно разделить на 4 групп колбасы с плотной компоновкой структурных элементов; колбасы с умерен плотной компоновкой структурных элементов; колбасы с разрыхленной ко поновкой и колбасы с рыхлой компоновкой структурных элементов. Анал]

Табл. 1 Отдельные качественные показатели вареных колбас различных групп

Группа Пороз- Размеры Размеры Органлеп- ВО

ность вакуолей жиро- тическая к bj

фарша (мкм)* вых ка- оценка фар

(%) пель (балл)

(мкм)

Колбаса с плот-

ной компоновкой М 7,4 37,4 9,5 3,31 6<

структурных S 0,4 1,1 0,2 0,10 (

элементов (I)

Колбаса с уме-

ренно плотной м 16,7 60,2 12,7 4,18 6;

компоновкой S од 1,6 0,4 0,21 (

структурных

элементов (II)

Колбаса с раз-

рыхленной ком- м 19,3 89,6 27,5 3,91 51

поновкой струк- S 0,8 2,4 0,9 0,12 1

турных элемен-

тов (III)

Колбаса с рыхлой

компоновкой м 38,7 138,4 54,3 2,91 45

структурных S 0,2 13,2 1,7 0,32 1

элементов (IV)

* - микрополости, микропустоты

группа (об.25, ок.10)

эис. 9. Микроструктура вареных

IV группа (об.25, ок. 10) колбас различных качественных групп

различий в микроструктуре, физико-химических и органолептических показателей позволил представить их в общем виде в таблице 1 и рис. 9, 10. Как видно из таблицы между всеми приведенными показателями прослеживается четкая взаимосвязь, что позволяет сделать вывод об объективности оценки качества вареных колбасных изделий по микроструктурным показателям.

III группа 1У группа

Рис. 10. Гистограммы распределения величин порозности в вареных колбасных изделиях различных качественных групп

Анализ результатов проведенных исследований и изученных литератур ных данных свидетельствует о том, что различия в формировании структурь вареных колбас связаны, как с соотношением составных частей фарша, так и < состоянием белковой системы, обусловленной особенностями в протекании ау толитических процессов в мясе различных качественных групп, что в конечно,N

■ore отражается на состоянии гидрофильности миофибриллярных белков, шжение содержания мышечного белка, понижение его гидрофильности и язанное с этим повышение количества нестабилизированного жира в колбасе >иводит к образованию непрерывной липидной фазы, которая после опреде-ния предела обуславливает разрыхление фаршевой массы.

Выявленная взаимосвязь между структурными показателями и данными 13ико-химических, структурно-механических и органолептических исследо-ний позволяет использовать их для качественной характеристики колбас, в нове которой лежит оценка: состояния коагуляционного слоя, степени дис-рскости структурных элементов фарша, формы и размеров вакуолей, пороз-сти массы фарша, компоновки структурных элементов фарша, размеров и рактера распределения жировых частиц, степени морфологических измене-;й структурных элементов мясного сырья в процессе технологической обра-тки.

Микроструктура варено-копченых колбасных изделий

Структурообразование варено-копченых колбас в отличие от вареных в ределенной степени связано с развитием глубоких деструктивных изменений плечной ткани во время посола и осадки продукта. Они характеризуются го-тенизацией и набуханием мышечных волокон, деструкцией саркоплазмати-гкого матрикса и миофибриллярных белков с выходом мелкозернистой бел-вой массы под сарколемму и в пространства между волокнами, увеличением личества микротрещин и щелевидных пространств в мышечных волокнах, лее длительная осадка, используемая при производстве варено-копченых лбас, способствует интенсивному нарастанию деструктивных изменений нлечных волокон и соединительнотканных элементов фарша, ■ которые иобретают более глубокий и распространенный характер, образующаяся и этом мелкозернистая белковая масса, связанная с выходом солераствори-к белков наряду с другими факторами, в значительной степени определяет шмосвязанность крупных неразрушенных при измельчении фрагментов тка-, компоновку структурных элементов фарша и формирование пространст-шого каркаса. В результате денатурации и коагуляции белков дисперсной зы при термической обработке, возникает непрерывный пространственный ругий белковый каркас, включающий неразрушенные крупные фрагменты рша.

Влияние копчения, термической обработки и сушки в ходе технологиче-эго процесса гистологически выявляется в формировании различий в струк-эе поверхностных и глубоких слоев, степени взаимосвязанности структур-х элементов фарша, уплотнении и снижении порозности фаршевой массы, ленении диаметра мышечных волокон, деструкции соединительнотканных гментов.

Колбасы, выработанные с использованием бактериального препарата Б1 ВКК отличаются большей степенью набухания и деструкции мышечной ткан Изменения охватывают значительную часть волокон и выявляются в ви, множественной деструкции с распадом миофибриллярной субстанции до зе нистой массы. Интенсивное образование мелкозернистой белковой масс фарша, после термической обработки способствует формированию плотно пространственного каркаса. Увеличение компактности фарша по отношению колбасам, выработанным по традиционной технологии выражается в снижен! его порозности, уменьшения размеров и количества вакуолей (табл. рис. 11,12).

В колбасах с жидким бактериальным препаратом процесс ферментащ мышечных белков, а следовательно и формирование структуры продукта, пр текает более интенсивно.

Анализируя результаты исследований процесса структурообразован варено-копченых колбас и взаимосвязь этого процесса с качественной хараю ристикой готового продукта становится очевидным, что наиболее полно э процессы отражаются следующими микроструктурными показателями: харг тером взаимосвязи структурных элементов фарша; степенью деструкции стр} турных элементов фарша; порозностью фаршевой массы; размером вакуолей.

Табл. 2 Отдельные качественные показатели варено-копченых

колбас, выработанных разными способами (3 суток сушки)

Вид бакпрепарата рн Размеры вакуолей (мкм) Порозно-сть фаршевой массы (%) Выход готового продукта (%) Органоле-птическая оценка (балл)

Контроль (без М 6,36 157,0 46,1 72,0 4,0

бакпрепарата) Б 0,03 6,5 2,3 0,24 0,16

БП-ВКК М 6,27 95,2 22,8 66,7 4,5

жидкий 8 0,02 4,0 1,2 0,13 0,12

БП-ВКК сухой

(распылитель- М 6,31 107,8 26,5 68,0 4,4

ной сушки) 8 0,02 4,6 1,7 0,21 0,13

1С. 11. Микроструктура варено-

копченой колбасы (контроль) об.25, ок. 10

Рис. 12. Микроструктура варено-копченой колбасы с жидким бакпрепаратом об.25, ок.Ю

Микроструктура сырокопченых колбасных изделий

Установлено, что в ходе изготовления сырокопченых колбас структура рша видоизменяется вследствие изменения состояния белковой системы в 4ение всего производственного цикла под действием внешних и внутренних кторов. Анализ полученных данных показывает, что при длительном посоле мясе развивается сложный комплекс структурных изменений, связанный с □ико-химическим воздействием соли на мышечные волокна, аутолизом мызной ткани и ее протеолизом под действием ферментов молочнокислой крофлоры.

Во время осадки процессы структурообразования получают дальнейшее шитие. Гистологически это выражается в более плотной компоновке струк-эных элементов фарша, особенно мелкозернистой белковой массы, вследст-г агрегации белковых частиц и снижения порозности фарша (рис. 13).

Неравномерность распределения влаги в фарше оказывает непосредст-шое влияние на степень деструкции и структурообразования в отдельных астках образца. Различия в структуре поверхностных и глубоких слоев начи-

нают формироваться в процессе осадки и усиливаются во время копчения дальнейшей сушки. При этом в центральной части батона с большей скорость, идет процесс ферментативной деструкции мышечной ткани, во внешнем слое процесс структурообразЬвания, связанный с уплотнением его структур по воздействием компонентов дыма и более интенсивным удалением влаги.

При формировании пространственного каркаса, сопровождающегос разрушением клеточной структуры тканей первостепенное значение приобр( тают процессы, вызываемые жизнедеятельностью микроорганизмов, развитие аутолиза и морфологическими особенностями мышечной ткани. Больше влияние на длительность и интенсивность процессов, протекающих в этот т риод, оказывает направленное применение бактериальных культур и темпер; турные режимы осадки. Наиболее значительные изменения в структуре М1 шечной ткани и процессе формирования каркаса под действием микрооргани мов бакпрепарата и их ферментов отмечается при "теплом" режиме осад( (табл. 3). Гистологически это выражается в более глубокой степени гомоген: зации и деструкции исходного сырья, увеличении количества мелкозернистс белковой массы, снижении порозности и повышении взаимосвязанности эл ментов фарша, развитии молочнокислой микрофлоры (рис. 14). Количест] молочнокислых микроорганизмов в этот период составляет 7,1 106 в г в обрг цах с бактериальным препаратом и 6,2 -104 без него.

Табл. 3 Отдельные показатели качества сырокопченых колбас, выработанных с разными режимами осадки

Вид бакпрепа- Тер- Диаметр Разме- По- Тол- Орга- Вла-

рата мичес мышечных ры роз- щина нолеп- га

кие волокон вакуо- ност повер тичес- (%)

режи- (мкм) лей (%) хнет- кая

мы (мкм) ного оцен-

осад- слоя ка

ки ГС край центр (мкм) (балл)

Контроль

без бак-

препарата М 3±1 19,4 36,9 305,0 10,5 645,0 4,10 25,5

Б 0,9 1,7 13,7 1,2 26,9 0,09 0,3

ББП-СК М " 25±3 30,6 47,3 205,0 14,4 422,0 4,46 31,6

(жидкий)' Б 1,3 2,4 8,0 1,1. 19,0 0,03 0,2

ББП-СК М 3±1 31,3 44,8 230,0 16,8 541,5 4,30 33,5

(жидкий) 8 1,4 2,5 10,5 1,5 20,3 0,05 0,3

'ис. 13. Микроструктура сырокопче- Рис. 14. Микроструктура сырокоп-ной колбасы (контроль) ченой колбасы, выработан-

об.25, ок.10 ной с бакпрепаратом в

"теплых" условиях осадки об.25, ок.10

Проведение "холодной" осадки снижает активность воздействия микро->рганизмов на мышечную ткань и, как следствие, замедляет процесс формиро-¡ания требуемой структуры продукта. Компоновка структурных элементов [мрша более рыхлая. Порозность его на 8 % выше, чем в образцах с "теплым" зежимом осадки и составляет 31,4 %.

Колбасы, выработанные с использованием бактериального препарата характеризуются более тонким уплотненным поверхностным слоем, формирующимся в процессе копчения и сушки, что свидетельствует о более равномер-гом удалении влаги. В процессе сушки колбас с бакпрепаратом деструкция :труктурных элементов приобретает более глубокий характер и ра ¡опнгклся в 5олее ранние сроки. Изменение порозности фарша и диаметра мышечных ио-юкон отражает влажностное состояние продукта, характериз\ег хол сиики, нсгивность используемых препаратов.

Таким образом, формирование структуры сырокопченых колбас в ;ече тие всего технологического процесса может быть охарактеризовано с ¡юмо цьго микроструктурных показателей, согласующихся с данными фтико

химических, технологических и органолептических исследований (табл. 3). ним следует отнести следующие показатели: степень взаимосвязанности ко! понентов фарша; степень деструкции структурных элементов фарша; размер вакуолей; порозность фарша; выраженность поверхностного уплотненно] слоя; степень развития и локализация молочнокислой микрофлоры.

Идентификация состава и оценка санитарной доброкачественности

колбасных изделий по микроструктурным показателям

Большая часть компонентов вводимых в фарш может быть определа микроскопически, что позволяет получить точные сведения о содержании фарше и готовых колбасах фрагментов различных тканей, органов, а также ш гредиентов не предусмотренных рецептурой и мясных изделий, подвергнуть вторичной переработке. Проведенные исследования позволили выделить на: более характерные структурные показатели, дающие возможность диффере цировать их в фарше готовых колбас.

Показано, что оценка микробиологической доброкачественности готов го продукта с дифференцировкой причин его порчи, возможна на основан! различий в локализации гнилостной микрофлоры в батоне (рис. 15). При н доваре порча развивается в центральной части батона, где микроскопичес! обнаруживаются очаговые скопления микроорганизмов. Обнаружение скопл ния микроорганизмов на поверхности батона и под оболочкой свидетельству! о неправильном режиме хранения колбас после варки. Значительный интер< представляет определение доброкачественности готовых колбас по микр структурным показателям в случае использования для их производства сырья признаками микробиологической порчи. Установлено, что при попадании т кого сырья в фарше вареных колбас обнаруживаются пучки мышечных вол кон с лизированными ядрами, отсутствием поперечной исчерченности и нал чием микрофлоры под сарколеммой и между волокнами.

Выявленные нами микроструктурные показатели дакЛ возможное дифференцировать гнилостную и молочнокислую микрофлору, что очень ва; но при оценке микробиологической доброкачественности варено-копченых сырокопченых колбас.

Анализируя полученные данные становится очевидным, что выявленш критерии позволяют оценивать морфологический состав фарша колбас, соо ветствие его рецептуре, санитарную доброкачественность, причины пор1 продукта или снижение его качественных показателей, обнаружить в колба ных изделиях различные добавки или повторно используемое сырье.

а) недовар б) попадание испорченного

(об.25, ок.10) сырья

ис. 15. Микроструктура вареных колбас в процессе порчи (1- гнилостная микрофлора)

выводы

1. Определены микроструктурные критерии оценки морфологичесю свойств мясного сырья и колбасных изделий, которые в комплексе с би химическими, физико-химическими, структурно-механическими, техн логическими и органолептическими показателями могут быть использ ваны для объективной оценки качества колбасных изделий, целенапра ленного изменения и совершенствования ряда технологических проце сов, а также разработке новых видов колбасных изделий.

2. Изучение микроструктурных особенностей охлажденного мясного сыр] показало, что в NOR мясе происходит умеренный распад миофибрилл i z-пластинкам с сохранением целостности сарколеммы, в мышечных в локнах мяса PSE наблюдаются разрывы сарколеммы и более глубок] нарушения в структуре миофибриллярной субстанции, а в мясе DFD д структивные процессы выражаются в равномерном распаде и разрыхл нии миофиламентов. Установлено, что порозность мышечной ткани св нины с пороком PSE на-6,3 % выше, a DFD - на 3 % ниже по сравнению мясом NOR; в мышечной ткани говядины соответственно на 4,4 % выш 5 % ниже.

3. Микробиальная порча мяса здоровых животных развивается от повер ности вглубь и приводит к постепенному лизису его структур. Характер выраженность деструктивных изменений в мышечных волокнах позвол ет судить о степени ее развития (ГОСТ 19496-93 "Мясо. Метод гистол гического исследования").

4. К морфологическим критериям оценки качества колбасных изделий о носятся: выраженность поверхностного уплотненного слоя; степень ди персности, деструкции и взаимосвязанности структурных элемент* фарша; форма и размеры вакуолей; порозность массы фарша; размеры характер распределения жировых частиц.

5. По характеру компоновки структурных элементов фарша, степени п розности, размеру и форме вакуолей, распределению жировой фракщ вареные колбасные изделия можно разделить на 4 качественные групп] с плотной компоновкой (порозность 7,4 %); с умеренно плотной комп новкой (порозность 16,7 %); с разрыхленной компоновкой (порознос 19,3 %); с рыхлой компоновкой (порозность 38,7 %). С учетом физик химических, структурно-механических, органолептических и технолог ческих показателей первую и четвертую группу следует отнести к колб сам с низкими потребительскими свойствами. Выявленные различия те но связаны с характером исходного сырья и соотношением составш частей фарша.

6. Структурообразование варено-копченых колбас и формирование мон литной массы фарша связано с деструктивными изменениями его осно ных компонентов в ходе посола и осадки. Порозность массы фарша ко бас, выработанных с жидким бактериальным препаратом на 23,3 % ню по сравнению с контролем.

В основе структурообразования сырокопченх колбас лежат процессы глубокой деструкции мышечной и соединительной ткани под воздействием эндогенных ферментов мяса и экзогенных ферментов молочнокислой микрофлоры. Порозность массы фарша колбас, выработанных с бактериальным препаратом, после осадки на 18,2 % ниже по сравнению с колбасами без него.

Показана возможность использования микроструктурных показателей в оценке качественного состава и дифференцировки причин порчи колбасных изделий (недовар, использование недоброкачественного сырья, нарушение режимов хранения).

Основные материалы диссертации опубликованы в следующих работах:

Белоусов A.A., Воякин М.П., Горошко Г.П., Кузнецова Т.Г. и др. Гистологическое исследование стабильности фаршевых эмульсий. 27 Европ. конгресс научн. работа, мясной пр-ти, 1981, т. 1, 275-280. Белоусов A.A., Лимонов Г.Е., Горелик J1.В., Кузнецова Т.Г. и др. Микроструктурные и качественные показатели фарша вареных и полукопченых колбас, изготовленных с использованием виброперемешивания 24 Европ. конгресс научн. работа, мясной пр-ти, 1983, (Парма), 205-212. Хвыля С.И., Кузнецова Т.Г., Морозова Г.И.

Микроструктурные характеристики мышечной ткани мясных животных, зыращенных в условиях интенсивной технологии. Сб.научн. трудов ВНИИМП, М„ 1990, 33-45.

Анисимова И.Г.,Белоусов А.А.,Солодовникова Г.И.,Кузнецова Т.Г. и др. Разработка технологии производства варено-копченых колбас с применением бакпрепаратов. Сб.научн. трудов ВНИИМП, М„ 1991, с. Белоусов A.A., Хвыля С.И., Кузнецова Т.Г., Авилов В.В. Изучение мяса убойных животных в условиях экологического дисба-танса. 38 Межд.конгр.работн.науки, 1992 (Франция), т. 2, 197-200. "пиркин А.Н.,Бушкова J1.A., Веретова Т.Н.. Хвыля С.И.. Кузнецова Т.Г. Э переработке сырья DFD. Сб.научн. трудов ВНИИМП, М.,1992. 119-127. Церевитинов О.Б., Хвыля С.И., Авилов В.В., Кузнецова Т.Г. Микроструктурные особенности раннего созревания говядины с разной зеличиной pH. 5-е Плехановские чтения "Рынок, проблемы становления i развития". М., 1992, 49-50. >Свыля С.И., Авилов В.В., Кузнецова Т.Г.

Практическое применение гистологических методов анализа. "Мясная 1ромышленность", 1994, №6,9-11.

Кузнецова Т.Г., Солодовникова Г.И., Хвыля С.И., Авилов В.В. Исследование микроструктуры сырокопченых колбас с бакпрепаратом. íechologija mesa, 34, 2-3, Beograd, 1995, 181-184. Хвыля С.И., Авилов В.В., Кузнецова Т.Г.

Сравнительные микроструктурные исследования некоторых мышц круп-loro рогатого скота с пороками качества. 41 Межд.конгр.мясной науки и

техн., 1995, (США), 632-635.

11. Кузнецова Т.Г., Хвыля С.И., Авилов В.В.

Роль гистологического метода в установлении технологических причр порчи колбасных изделий. Мат.межд.научн.-техн.конф. "Пища. Экол< гия. Человек", М„ 1995, 101-102.

12. Кузнецова Т.Г.,Солодовникова Г.И., Хвыля С.И., Анисимова И.Г. и д{ Микроструктурные исследования применения бактериальных препар тов при производстве колбас. Мат.межд.научн.-теор.конф. "Прикла, ная биотехнология на пороге XXI века", М., 1995, 85-86.

13. Хвыля С.И., Кузнецова Т.Г., Авилов В.В.

Возможность идентификации состава пищевых продуктов различный методами. Мат.межд.научн.-теор.конф. "Пища. Экология. Человек", IV 1995, 47.

14. Кузнецова Т.Г.

Оценка качества колбасных изделий по микроструктурным показателя] 2-ая Всерос.научн.-теор.конф., Углич, 1996, 338-339.