Научное обоснование и практическое применение новых подходов к обеспечению качества мяса и мясопродуктов

На правах рукописи

ТИХОНОВА НАТАЛЬЯ ВАЛЕРЬЕВНА

НАУЧНОЕ ОБОСНОВАНИЕ И ПРАКТИЧЕСКОЕ ПРИМЕНЕНИЕ НОВЫХ ПОДХОДОВ К ОБЕСПЕЧЕНИЮ КАЧЕСТВА МЯСА И МЯСОПРОДУКТОВ

Специальность 05.18.15 – Технология и товароведение пищевых

продуктов и функционального и специализированного назначения

и общественного питания

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

доктора технических наук

Кемерово 2011

Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Кемеровский технологический институт пищевой промышленности» (ГОУ ВПО КемТИПП)

Научный консультант: Заслуженный деятель науки РФ,

доктор биологических наук, профессор

Позняковский Валерий Михайлович

Официальные оппоненты: член-корреспондент Россельхозакадемии,

доктор биологических наук, профессор

Мотовилов Константин Яковлевич

доктор технических наук, доцент

Рензяева Тамара Владимировна

доктор технических наук, профессор

Кудряшов Леонид Сергеевич

Ведущая организация: ГНУ Поволжский научно-исследовательский

институт производства и переработки

мясомолочной продукции Россельхозакадемии

Защита диссертации состоится 9 декабря 2011г в 900 на заседании диссертационного совета Д 212.089.02 при ГОУ ВПО «Кемеровский технологический институт пищевой промышленности» по адресу: 650056, г. Кемерово, бульвар Строителей, 47, ауд. 4л, факс 8-(3842)-39-68-88.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУ ВПО «Кемеровский технологический институт пищевой промышленности».

Автореферат разослан « » ноября 2011г.

Ученый секретарь диссертационного совета Бакин И.А.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность. Обеспечение качества и увеличение сроков годности пищевых продуктов является одним из приоритетных направлений современного товароведения.

Качественные характеристики мясопродуктов зависят от многих факторов, среди которых первостепенное значение имеют исходные свойства мясного сырья.

В отдельных регионах России мясо с PSE (pale - бледное, soft - дряблое или мягкое, exudative - водянистое, рН менее 5,2) и DFD (dark - темное, firm - плотное, dry - сухое, рН более 6,4) - свойствами достигает 40-50 %.

Такое мясное сырье используют при производстве мясопродуктов при условии внесения в рецептуру корректирующих пищевых добавок.

Одним из путей решения рассматриваемой проблемы является разработка новых подходов в диагностики мяса нетрадиционного качества, позволяющих при жизни убойных животных делить сырьё на группы PSE, DFD и NOR (нормальное качество) и способов предупреждения его образования.

Что касается увеличения сроков годности мяса с DFD- свойствами и мясопродуктов, то эти вопросы могут решаться путем их экспозиции светом видимого спектра.

Большой вклад в развитие теоретических и прикладных аспектов обеспечения качества мяса и мясопродуктов вносят ученые: академики Россельхозакадемии И.А. Рогов, А.Б. Лисицын, В.И.Ивашов, профессора Ю.В. Татулов, А.И. Жаринов, Л.С. Кудряшов, С.И. Хвыля, А.В. Устинова, Г.В. Гуринович, В.И. Криштафович и др.

Улучшение качества мясопродуктов может быть также достигнуто за счет обогащения их рецептурного состава незаменимыми микронутриентами. Развитие этого направления позволяет быстро и эффективно восполнить пищевую ценность обогащенных продуктов и решать проблему коррекции пищевого статуса населения.

Значительный вклад в решение рассматриваемых вопросов вносят научные школы, возглавляемые академиком РАМН В.А. Тутельяном, профессорами В.Б. Спиричевым, В.М. Позняковским, Е.П. Корненой и др.

В отечественной мясной про­мышленности это научное направление сформировалось и требует своего дальнейшего развития, получения новых и достоверных данных.

Работа выполнена в рамках государственной программы «Развитие сельскохозяйственного производства и регулирование рынков сельскохозяйственной продукции, сырья и продовольствия на 2008-2012 гг.».

Цель и задачи исследований. Цель работы – дать научное обоснование и практическое применение новых подходов диагностики, предупреждения образования мяса с PSE и DFD- свойствами, увеличения сроков годности и повышение пищевой ценности мяса и мясопродуктов путем применения света видимого спектра и биологически активных добавок (БАД).

В соответствии с целью поставлены следующие задачи:

- определить приоритетные факторы, вызывающие образование мяса с PSE и DFD-свойствами при жизни убойных животных;

- разработать способ сортировки говядины и свинины по группам качества при жизни убойных животных с целью выявления и предупреждения образования мяса с отклонениями в процессе автолиза;

- научно обосновать рецептурные компоненты и количественный состав новой формулы БАД, предназначенной для предупреждения образования мяса с PSE и DFD - свойствами;

- исследовать эффективность отдельного и совместного использования разработанной БАД, микроводоросли Chlorella и светового воздействия для предупреждения образования свинины с PSE и говядины с DFD- свойствами;

- разработать и апробировать световое устройство для увеличения сроков годности охлажденного мясного сырья с отклонениями в процессе автолиза и мясопродуктов, на примере вареных колбас;

- научно обосновать рецептурные компоненты, количественный состав и дать товароведную оценку БАД антиоксидантной направленности;

- оценить эффективность применения разработанной БАД в эксперименте и клинических наблюдениях;

- научно обосновать рецептурный состав, дать товароведную оценку печеночных паштетов, мясных консервов «Говядина тушеная», обогащенных БАД;

- разработать техническую документацию на новые формы БАД, обогащенные мясопродукты и светодиодное устройство для обеспечения качественных характеристик и увеличения сроков годности мяса и мясопродуктов.

Работа является обобщением результатов научных исследований, выполненных автором лично или при его непосредственном участии.

Научная концепция работы заключается в научно обоснованных подходах обеспечения качества мяса и мясопродуктов путем:

- превентивного воздействия БАВ и экспозиции светом видимого спектра убойных животных с использованием метода электропунктурной диагностики мясного сырья на группы PSE, DFD и NOR;

- экспозиции мяса и мясопродуктов светом разного спектра для увеличения сроков годности;

- улучшения пищевой ценности мясопродуктов путем обогащения.

Научная новизна. Диссертационная работа содержит элементы научной новизны в рамках пунктов 4 и 5 паспорта специальности 05.18.15- Технология и товароведение пищевых продуктов и функционального и специализированного назначения и общественного питания:

- предложен научно обоснованный способ сортировки говядины и свинины на группы качества: PSE, DFD и NOR при жизни убойных животных;

- определены основные биологически активные вещества и действующие начала БАД «Ферроуртикавит». Разработан способ получения микроводоросли Chlorella, предназначенный для повышения качества мяса;

- изучено совместное использование БАД «Ферроуртикавит», микроводоросли Chlorella и светового воздействия для предупреждения образования свинины с PSE и говядины с DFD- свойствами;

- экспериментально доказана возможность применения света видимого спектра для увеличения сроков годности мяса с DFD- свойствами и мясопродуктов;

- научно обоснован качественный и количественный состав БАД «Эрамин» антиоксидантной направленности, подтверждена ее эффективность, безопасность в эксперименте и клинических наблюдениях;

- разработаны рецептуры мясопродуктов с улучшенной пищевой ценностью, установлены регламентируемые показатели качества, сроки и режимы хранения.

Выполненную работу можно идентифицировать, как развитие нового научного направления в области обеспечения качества, увеличения сроков годности мяса и мясопродуктов, путем превентивного воздействия света видимого спектра и БАВ, что имеет важное народнохозяйственное значение.

Практическая значимость и реализация результатов исследований. Теоретические аспекты новых подходов обеспечения, сохранения потребительских свойств мяса и мясопродуктов реализованы в виде 9 изобретений:

- повышение прироста живой массы поросят при интенсивной технологии выращивания (изобретение № 2010104536), апробирован и внедрен на предприятие ООО «Боровое» Челябинской области.

- увеличение сроков реализации вареных колбас в торговой сети (положительное решение о выдаче патента на изобретение № 2010104537);

- получение БАД «Эрамин» (изобретение №2010137703), внедрен на предприятии ООО «НПП «Эраконд-Урал» г.Троицк Челябинская область;

- очистка водоемов от водорослей с последующим их применением (изобретение №2010144394). Разработанный способ используется для выделения микроводоросли Chlorella с дальнейшим ее применением для обогащения рациона сельскохозяйственных животных, предрасположенных к образованию мяса с PSE и DFD-свойствами;

- оценка качества говядины при жизни убойных животных (изобретение №2010150678). Реализуется в колхозе «12 Октябрь» Октябрьского района Челябинской области;

- повышение прироста живой массы бычков при интенсивной технологии производства говядины (патент №2336694) (внедрён в хозяйствах колхоза «12 Октябрь» Октябрьского района Челябинской области);

- увеличение сроков хранения охлажденного мяса с DFD - свойствами (патент №235029) (внедрён на мясоперерабатывающем предприятии ООО «Заготсервис» г. Куртамыш Курганская область);

- определение стрессоустойчивости у бычков (патент №2292197);

- профилактика транспортного стресса у телят (патент №2262347) (результаты апробированы на мясоперерабатывающем предприятии ООО «Заготсервис» г. Куртамыш Курганская область).

Федеральной службой по интеллектуальной собственности, патентам и товарным знакам (ФГУ ФИПС) изобретение по увеличению сроков реализации вареных колбас в торговой сети отнесено к 100 лучшим изобретениям года.

Разработана новая формула БАД «Ферроуртикавит», предназначенная (для обогащения рациона свиней и крупного рогатого скота с целью предупреждения образования мясного сырья с PSE и DFD-свойствами. Новизна предложенной формулы подтверждена патентом №2284704. Разработано методическое руководство по применению БАД «Ферроуртикавит» в животноводстве и ветеринарии, утвержденное Министерством сельского хозяйства и Департаментом ветеринарии Челябинской области. БАД «Ферроуртикавит» внедрена на предприятии ООО «Люцэвита» (г. Троицк, Челябинская область).

Разработано устройство для увеличения сроков хранения продуктов питания «АВЕРС-ФРЕШГАРД», утверждены ТУ 5150-001-58668926-2010, проведена процедура сертификации, подтверждающая его качество. Серийный выпуск устройства «АВЕРС-ФРЕШГАРД» осуществляется на предприятии ЗАО «Научно-производственная компания «Аверс» г. Москва, сертифицированного в рамках требований стандарта ГОСТ Р ИСО 9001-2008.

Разработана и утверждена техническая документация на БАД «Эрамин» ТУ 9197-001-84518363-09, получено свидетельство о государственной регистрации №77.99.11.3.У.9568.10.89. Производство БАД организовано на предприятии ООО «НПП «Эраконд-Урал».

Разработана и утверждена техническая документация на мясопродукты, обогащенные БАД «Эрамин»: ТУ и ТИ 9216-001-00493563-10 «Говядина тушеная», обогащенная БАД; ТУ и ТИ 9216-002-00493563-10 «Паштет печеночный», обогащенный БАД. Мясные продукты внедрены на предприятии ООО «Куртамышские мясопродукты» (г. Куртамыш, Курганская область).

Материалы исследований обобщены в трёх монографиях, применяются в учебном процессе при чтении лекций, проведении лабораторно-практических занятий для студентов Кемеровского технологического института пищевой промышленности и Уральской государственной академии ветеринарной медицины, обучающихся по специальностям: «Товароведение и экспертиза продовольственных товаров», «Технология мяса и мясопродуктов», «Технология производства и переработки продуктов животноводства».

Апробация. Положения и результаты диссертационной работы доложены и обсуждены на международном симпозиуме «Научные основы обеспечения защиты животных от экотоксикантов, радионуклидов и возбудителей опасных инфекционных заболеваний» Казанской государственной академии ветеринарной медицины (г. Казань, 2005); V-й межвузовской научно-практической конференции «Экономика и социум на рубеже веков» (г. Челябинск, 2005); Международной научно-практической конференции «Наука - агропромышленному производству и образованию», посвященной 75-летию УГАВМ (Троицк, 2005); 2-ой Российской научно-практической конференции Оренбургского государственного аграрного университета «Проблемы устойчивости биоресурсов: теория и практика» (Оренбург, 2005); научно-практической конференции фармакологов Российской Федерации (Троицк, 2007); Международной научно-практической конференции, посвященной 80-летию Пермской государственной сельскохозяйственной академии имени академика Д.Н. Прянишникова (Пермь, 2010), Международной научно-практической конференции, посвященной 10-летию факультета агропромышленного рынка и кафедры «Коммерция в АПК» (Саратов, 2010), Всероссийской научно-практической конференции «Комплексная безопасность объектов и субъектов социальной сферы» (Челябинск, 2010). IV Международной научно-практической конференции «Современное состояние и перспективы развития пищевой промышленности и общественного питания» (Челябинск, 2010), Международной научно-практической конференции «Развитие кооперации в период модернизации России» (Москва, 2010), на отчетных научно-практических конференциях Уральской государственной академии ветеринарной медицины «Актуальные проблемы товароведения» (2000 – 2011 гг.), а также совместном заседании кафедр «Товароведение и управление качеством», «Технология мяса и мясопродуктов», НИИ биотехнологии и сертификации Кемеровского технологического института пищевой промышленности и рекомендована к защите.

Публикация результатов исследований. Основное содержание диссертационной работы опубликовано в 59 научных работах, 3 монографиях, в том числе 1опубликованна в Германии (Saarbrucken: LAP LAMBERT Academic Publishing GmbH & Co. KG), 18 статьях в журналах, рекомендованных ВАК РФ, 5 патентах и 1 положительном решении о выдаче патента на изобретение.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из 6 глав: введения, обзора литературы, объектов и методов испытаний, результатов собственных исследований, выводов, списка использованных источников литературы и приложений. Текст диссертационной работы изложен на 267 страницах, содержит 82 таблицы, 48 рисунков, 427 литературных источников, из них 379 отечественных и 48 зарубежных.

Основные положения, выносимые на защиту:

- анализ факторов, формирующих качество мяса с применением новых подходов;

- способ сортировки мяса на группы PSE, DFD и NOR при жизни убойных животных;

- эффективность отдельного и совместного использования БАД «Ферроуртикавит», микроводоросли Chlorella и светового воздействия для предупреждения образования свинины с PSE и говядины с DFD- свойствами;

- разработка и апробация светодиодного устройства «АВЕРС-ФРЕШГАРД» для увеличения сроков годности охлажденного мясного сырья и вареных колбас;

- научно обоснованный компонентный состав, комплексная товароведная оценка и результаты клинических испытаний БАД «Эрамин»;

- комплексная товароведная оценка мясопродуктов, обогащенных БАД «Эрамин».

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Введение. Во введении обоснована актуальность, сформулированы цель и задачи, показана научная новизна и практическая значимость.

Глава 1. Теоретическое обоснование применения биологических активных веществ и света видимого спектра для обеспечения качества мяса и мясопродуктов. Представлен анализ научной, патентной литературы в области факторов, формирующих качество мясного сырья и мясопродуктов, применения биологически активных добавок для улучшения качества мяса. Приведена характеристика действующих начал растительного сырья используемого для производства БАД. Проанализирован механизм действия света на живые организмы.

Глава 2. Организация эксперимента, объекты и методы исследований. Исследования выполнены на базе кафедры товароведения и управления качеством Кемеровского технологического института пищевой промышленности и в межкафедральной лаборатории Уральской государственной академии ветеринарной медицины.

Результаты собственных исследований включают три основных раздела:

- предупреждение образования мяса нетрадиционного качества при выращивании и откорме убойных животных;

- увеличения сроков годности мяса и мясопродуктов;

- повышение пищевой ценности мясопродуктов, путем обогащения.

Общая схема работы представлена на рисунке 1 и состоит из 9 взаимосвязанных этапов.

На первом проведен анализ научной, патентной литературы и определены приоритетные факторы, определяющие образование мяса с PSE и DFD- свойствами, а также факторы, способствующие улучшению качества мяса при жизни убойных животных.

На втором этапе исследований разработан способ, позволяющий при жизни убойных животных делить мясо на группы качества: PSE, DFD и NOR.

На третьем разработана формула БАД «Ферроуртикавит» с различным рецептурным составом для разных видов убойных животных (свиней и молодняка крупного рогатого скота), предрасположенных к образованию мяса с PSE и DFD – свойствами.

В третий этап входило исследование по разработке способа получения микроводоросли Chlorella, предназначенной, наряду с БАД «Ферроуртикавит», для обогащения рациона убойных животных, склонных к образованию мясного сырья нетрадиционного качества.

Четвертый этап посвящен исследованиям по предупреждению образования мяса с PSE и говядины с DFD-свойствами.

На этом этапе исследований проведены два эксперимента. В экспериментах использован убойные животные, предрасположенные к образованию мяса с признаками PSE и DFD, которых диагностировали способом, разработанном на втором этапе.