Создание новых видов продуктов из сырья животного происхождения и безотходных технологий их производства

Создание новых видов продуктов из сырья животного происхождения и безотходных технологий их производства

Мясо, как известно, содержит весь комплекс незаменимых аминокислот, витаминов, ферментов, минеральных веществ.

Вместе с тем, многие мясные продукты, выпускаемые промышленностью, не достаточно сбалансированы по белково-жировому составу и не дифференцированы в соответствии с потребностями различных групп населения.

Анализ проблемы показал, что в мясной промышленности наблюдается три основных тенденции в производстве продуктов:

• — использование белковых компонентов растительного и животного происхождения;
• — производство комбинированных продуктов;
• — увеличение выпуска блюд, готовых к употреблению, в том числе кулинарных.

Анализ зарубежного опыта по созданию новых видов мясопродуктов показывает, что основные исследования направлены на:

• — улучшение пищевой ценности продуктов при одновременном снижении калорийности; увеличение доли белков, овощей; ограничение содержания сахара, соли и жира (в пользу растительных масел);
• — обогащение ассортимента продукта ми с длительным сроком хранения, имеющим рациональную упаковку и при необходимости фортифицированных;
• — создание продуктов, предназначенных для различных групп населения (при приоритетном развитии производства продуктов для детского питания);
• — расширение исследований с целью создания блюд, готовых к употреблению, в том числе для предприятий общепита

Результаты исследований показывают, что в нашей стране наряду с ростом объемов производства, произойдут существенные изменения ассортимента и качества выпускаемых мясопродуктов. Их структура будет приближена к оптимальной, позволяющей обеспечить потребности населения в соответствии с научно-обоснованны ми нормами. Опережающими темпами будет расти производство вареных и твердокопченых колбас, широкое развитие получит производство полусухих колбас, ветчины в оболочке и формах, производство мясных полуфабрикатов, фасованного мяса, копченостей.

Широкое развитие должно получить производство продуктов для детского питания, а также быстрозамороженных блюд.

Причинами, сдерживающими развитие производства продуктов из мяса птицы, являются сравнительно высокая технологическая трудоемкость их выработки и отсутствие специализированного оборудования.

В последнее время наметилась тенденция роста производства изделий из мяса птицы (общего спроса и детских), что связано с разработкой технологии и оборудования для механической обвалки и рас членения тушек птицы.

За рубежом вырабатывается широкий ассортимент изделий из мяса птицы (до 75 наименований), приоритетное место в ассортименте занимают продукты из мяса индейки (США).

Основными направлениями в зарубежных исследованиях, осуществляемых в области производства новых видов продуктов из мяса птицы, являются следующие:

• — производство готовых к употреблению продуктов из мяса птицы, создание комбинированных продуктов;
• — разработка оборудования, позволяющего осуществить механическую разделку мяса птицы.

Для создания новых продуктов из мяса птицы определены три научные направления решения проблемы.

• — расчленение тушек, посол, нанесение покрытий, тепловая обработка. (такое направление может быть использовано для производства мясокостных полуфабрикатов и готовых изделий.)
• — механическая обвалка целой тушки птицы.
• (при этом могут быть получены рубленые полуфабрикаты и готовые кулинарые изделия.)
• — расчленение тушек, выделение кускового мяса, тендеризация сырья, посол, обогащение, формование, нанесение покрытий, тепловая обработка. (этот путь обеспечивает дифференцированный подход к сырью, получение полуфабрикатов и готовых изделий с заданным составом, а также производство широкого ассортимента птицепродуктов (натуральных, соленых, маринованных, мясокостных, бескостных, рубленых).

Производство цельномолочных продуктов, масла и сыра Исходя из современных представлений науки о питании, в большинстве ныне вырабатываемых молочных продуктах соотношение основных питательных веществ должно быть изменено; особенно это относится к жировой и белковой составляющим, соотношение которых должно быть сдвинуто в сторону увеличения белковой части.

Поэтому одной из задач науки является поиск путей решения проблемы наиболее рационального извлечения белков при сохранении их нативности и функциональности и создании на их основе новых видов молочных продуктов.

Важнейшим сырьевым резервом для решения задачи являются обезжиренное молоко и молочная сыворотка.

Традиционные методы сепарирования, концентрирования и очистки отдельных ингредиентов молочного сырья (выделение жировой фракции, белков, углеводной и минеральной части) уже не могут обеспечить в полной мере решение поставленной задачи.

Перспективным способом разделения составляющих молока является мембранный метод, как наиболее универсальный, обеспечивающий создание безотходных технологий.

В цельномолочном производстве на основе ультрафильтрации в нашей стране разработаны технологии производства более 50 различных цельномолочных продуктов, продуктов детского, диетического питания и молочных консервов.

Однако объемы производства этих продуктов незначительны, так как промышленность не обеспечена отечественной надеж ной мембранной техникой. Мембранными методами сейчас обрабатывается менее 1% от ресурсов сыворотки.

Анализ зарубежных данных показывает, что мембранные процессы в молочной промышленности применяются в широких масштабах. В Дании, США до 30% сыворотки обрабатываются мембранным методом. В последнее время в США, Новой Зеландии, Австралии разработаны процессы производства сухих белковых концентратов на основе ультра фильтрации молока. В ФРГ метод ультра фильтрации применяется при выработке творога из подсквашенного обезжиренного молока, что повышает выход продукта до 20%.

Проблема выделения и очистки белков из молока и вторичного молочного сырья будет актуальна и в перспективе.

Ведущим направлением является создание молочных продуктов заданного состава с использованием универсальных техно логических процессов и ультрафильтрации.

Перспективным направлением является также производство продуктов на основе сухих белковых концентратов (СБК), полу чаемых на крупных специализированных предприятиях, с последующим их распре делением по территории страны. Это дает возможность использовать преимущество мембранной техники в широком масштабе, обеспечить равномерность выпуска молочных продуктов, независимо от сезонности поступления молока, повысить степень использования основных производственных фондов. В составе СБК содержится в сред нем 70% белковых веществ молока, характеризующихся высокой степенью сохранности нативной конформации (денатурация при распылительной сушке из-за высокой термостойкости УФ-концентрата не превышает 4%) и функциональных свойств.

Последние исследования в области использования СБК свидетельствует о широкой перспективе создания молочных продуктов сбалансированного состава.

Учитывая актуальность проблемы, научно-исследовательские работы для ее решения целесообразно осуществлять по следующим направлениям:

• — разработка технологии производства новых видов питьевого молока, стерилизованного, УВТ-обработки и гаммы кисло молочных продуктов с варьируемым составом, производимых с помощью ультрафильтрации молока и СБК;
• — разработка технологий производства сгущенных молочных продуктов сбалансированного состава на базе ультрафильтрации и СБК;
• — создание специальных видов молочных продуктов, вырабатываемых с использованием мембранной технологии, сбалансированных по жирнокислотному, аминокислотному составу, содержанию макрои микроэлементов, углеводов;
• — разработка программного обеспечения для перечисленных направлений, реализуемых на предприятиях молочной промышленности с учетом возможных вариантов технологических решений.

В социальном плане решение проблемы позволит обеспечить все группы населения страны высококачественными молочными продуктами.

Разработана принципиально новая технология переработки молока с использованием биополимеров. Биополимеры, в частности полисахарид и пектин, в последнее время за рубежом и в нашей стране стали находить все большее применение при создании новых форм пищевых продуктов.

В разработанной технологии используется яблочный пектин, который обладает лечебными и противомикробными свойствами. Заслуживает также внимания развитие нетрадиционных способов производства пектинов: свекловичного, из мандариновых выжимок, а также способ производства пектина методом замораживания. Могут быть использованы и другие биополимеры, дающие аналогичный эффект.

Фракционирование молока с использованием биополимеров позволяет получать концентрат натурального казеина (КНК) и, так называемую, бесказеиновую фазу (КСП). производство мясо продукция молоко КНК дает возможность использовать его для производства белковых и белково жировых продуктов повышенной биологической ценности. На основе концентрированной бесказеиновой фазы можно производить взбитые и желированные продукты (типа кондитерских изделий). Использование КСП позволяет регулировать содержание в продукции растворимых, биологически активных компонентов, повышающих устойчивость организма к вредным воз действиям окружающей среды. КСП проявляет высокие пенообразующие свойства, является эффективным эмульгатором, т. е. данный концентрат может являться надежным каркасом для создания новых форм пищевых продуктов.

Уже созданы продукты, в которых концентра ты применялись в качестве наполнителя к традиционным продуктам. Создан структурированный (взбитый) продукт — суфле молочное «Био-Тон», который является прообразом (моделью) будущих продуктов. На нескольких пред приятиях страны была внедрена новая технология переработки молока.

Проблема безотходности при применении вышеуказанной технологии будет решена в том случае, если будут разработаны ''блочные" продукты, замыкающие технологический цикл. Ключевыми продуктами для маслозавода является масло с концентрата ми и смесь для мороженого; для городского молзавода — творог и творожные изделия, структурированные (взбитые) продукты. В перспективе предусматривается переход к созданию сыров на основе этой технологии.

Создание специальных препаратов будет освоено совместно с организациями медицинского профиля. Один препарат «Амивис» (аминокислотно-минерально-витаминная смесь) уже создан и используется; проходит апробацию другой препарат, полученный на основе КСП -''Лактобрил".

Для решения проблемы необходимо:

• — провести научное исследование по развитию и совершенствованию технологии комплексной переработки молока с применением биополимеров и по разработке новых продуктов на ее основе.
• — разработать технические требования на создание линий производства концентратов, высокобелковых продуктов, производства сыров.

В_ маслоделии в последние годы принято направление на выработку новых видов масла и его аналогов с пониженной калорийностью и обогащенных различными компонентами.

Основными компонентами этих продуктов, наряду с молочным жиром, являются молочно белковые концентраты (МБК), растительные жиры и белки, вкусовые наполнители и добавки. В качестве структурообразователей предпочтение от дается продуктам молочного происхождения (МБК на основе обезжиренного молока и сыворотки).

Разработаны технологии производства более 10 видов сливочного масла с пониженным содержанием молочного жира и повышенной биологической ценностью. На данный момент основную массу составляет крестьянское и бутербродное масло, в которых сухие обезжиренные вещества молока используются незначительно. Виды масла с большим со держанием молочного белка (столовое, го родское, детское и др.) занимают около 15% в общем объеме производства.

Использование МБК в маслоделии позволяет создавать малоотходные технологии переработки молока. Неболь шое увеличение потребления масла может происходить в основном за счет производства новых видов масла пониженной энергетической ценности, со сбалансированным компонентным составом. Производство масла и паст пониженной жирности и с растительными жирами составляет 25% от общего объема.

Выявлены два направления решения проблемы совершенствования производства сливочного масла:

• — рациональное использование сырьевых ресурсов.
• — интенсификация технологических режимов производства.

Для производства аналогов масла намечается разработать и внедрить оптимальные технологические режимы на основе структурообразования сливок путем соответствующего механического воздействия (гомогенизации, диспергирования), термической обработки жировых эмульсий заданного состава (глубокое замораживание), предусмотреть применение нетрадиционных методов образования продуктов.

Решение поставленной проблемы связано с соответствующей модернизацией, изменением конструкции маслообразователей и маслоизготовителей применительно к производству новых видов масла по безотходной технологии, а также созданием оборудования для производства аналогов масла.

По второму направлению предусматривается интенсификация технологических процессов получения новых видов масла путем использования механических, физико-химических и биотехнологических факторов воздействия.

Производство сыров непрерывно растет. В настоящее время выпускается более 100 наименований сычужных сыров.

Важнейшими задачами развития сыроделия, кроме увеличения объемов выработки, является снижение материальных затрат и интенсификация технологических процессов его производства.

Разработан ряд покрытий для сыров, позволяющих снижать его потери при созревании. Предложен способ выработки костромского сыра из цельного молока, подвергнутого ультрафильтрации, который позволяет увеличить выход готового продукта на 1,5−2,0%, сократить расход сычужного фермента на 35−40% и повысить производительность оборудования на 30−35%. Разработана также технология выработки сыра с использованием сухого сывороточного белкового концентрата (КСБ-УФ). Проведенные исследования показа ли перспективность применения в производстве сыров новых ферментных препаратов (протеаз, липаз), микроэлементов для ускорения процесса созревания и ароматизаторов с целью улучшения органолептических показателей. Они подтвердили возможность по лучения за 5 суток сыра, консистенция которого соответствует готовому продукту.

Результаты анализа зарубежных ин формационных материалов показывают, что в последние годы расширилось применение ультрафильтрации в сыроделии. Она осуществляется в основном тремя способами:

• — низкой степенью концентрации исходного молока (1:2) с последующей выработкой сыра на традиционном оборудовании. Этот способ позволяет вырабатывать практически все виды сыров.
• — второй способ предусматривает высокую степень концентрирования (1:3−5) исходного молока и последующую выработку сыра из концентрата по модифицированной технологии. Выход готового продукта по та кой технологии увеличивается на 8%.
• — третий способ ультрафильтрации молока предусматривает сгущение его до концентрации сухих веществ, аналогичной их со держанию в готовом сыре (так называемый ''предсыр"), с последующей переработкой последнего в сыр без отделения сыворотки. Этот способ применяется при производстве мягких, свежих и созревающих в рассоле сыров. В США, Дании и других странах широко используется эта технология. При использовании этого метода выход сыра повышается в среднем на 20%, расход сычужного фермента снижается на 80%.

Определены два практически равнозначных направления решения проблемы создания новых видов и безотходных технологий производства сыра: рациональное использование сырьевых ресурсов (1) и интенсификация технологических режимов производства (2).

Основными методами реализации первого направления определены малоотходные и безотходные технологии на основе новых покрытий и пленок для сыра, применения ультрафильтрации молока с невысоким и высоким уровнем концентрации, использовании сывороточных белков (концентратов) и термокоагуляции белков.

Использование заменителей составных компонентов молочного сырья будет играть незначительную роль. Выработка сыров по новым технологиям составит 30−35% от всего производства сычужных сыров.

Производство лекарственных и специальных препаратов из сырья, получаемого при переработке скота и птицы В нашей стране из эндокринно-ферментного сырья, получаемого при переработке скота, выпускается около 20 лечебных препаратов (инсулин, панкреатин, пепсин, лидаза, гепарин, стекловидное тело и др.), на выпуск которых используется до 15 тыс. т сырья в год.

Коллагенсодержащее сырье, обладающее уникальными фермакологическими свойствами для производства лекарственных и специальных препаратов, пока не используется.

Несмотря' на постоянное увеличение объема производства органопрепаратов потребность в них удовлетворяется лишь на 50%, а в ферментных препаратах — на 30%. Такое отставание связано с отсутствием научных разработок, обеспечивающих создание эффективных лечебных средств из животного сырья. Многие действующие технологии морально устарели и нуждаются в коренном пересмотре. Технологические процессы слабо механизированы и автоматизированы.

За рубежом выпускают широкую номенклатуру лечебных средств, в том числе, получаемых с использованием методов биотехнологии и генной инженерии. Наиболее известными среди них является церебролизин. Разработка лекарственных форм и специальных препаратов направленного действия на основе коллагена за рубежом (США, Япония) интенсивно ведется в следующих направлениях:

• — получение пленок, губок, ватки, мембран, сеток для лечения ожогов и ран различной этилогии;
• -производство шовного материала;
• — создание мазей для косметических целей;
• — разработка белковых пленок для покрытия мясопродуктов с целью сокращения усушки.

Сырьем и полуфабрикатами для производства лекарственных и специальных препаратов могут служить также малоценные в пищевом отношении продукты переработки птицы, которые в нашей стране, как правило, используют для получения кормов, а также для производства пищевых бульонов и суповых наборов.

Незначительная часть (20 т/год) сырья используется для производства куриного пепсина, который применяют для получения лечебного препарата абомина; из голов и ног птицы — экстраты полипептидов и аминокислот для лечебного питания.

Тяжелые условия труда, трудоемкость сбора, устаревшая техника и технология, отсутствие механизации и автоматизации при сборе и переработке сырья лечебного и специального назначения являются основными факторами, сдерживающими производство лекарственных и специальных препаратов.

Данная проблема успешно решается во многих странах с высоким уровнем развития птицеперерабатывающей промышленности (США, ФРГ, Франции, Великобритании и Японии).

Так, из желчи птицы получают кисло ты для лечения желчекаменной болезни (Франция, США), из гребешков петушков — гиалуроновую кислоту (Япония), из поджелудочной железы — препараты для лечения гиперхолестеремии (Франция, США), из сердец — препарат для лечения аритмии (Япония), из голов и ног птицы — препарат для заживления ран (США).

Для лечебного и, диетического питания выпускают препарат «Vital» и «Vivonex» Результаты исследований показывают, что научные разработки будут направлены на:

• — теоретические исследования по созданию безотходных технологий производства лекарственных композиций с заданным составом и функциональными свойствами, а также препаратов направленного действия (с помощью методов биотехнологии и генной инженерии);
• — изучение возможностей использования новых видов сырья (гипоталамус, плацента, эпифиз и. др.) для производства препаратов;
• — разработку принципиально новых способов предварительной обработки сырья, методов оценки эффективности и безвредности лечебных препаратов;
• — конструирование и производство специальной техники, устройств и приборов для осуществления технологических процессов производства лекарственных и специальных препаратов.

Использование результатов исследований будет иметь большой социальный эффект, который заключается в сокращении длительности лечения за счет интенсификации репаративных процессов, снижении болевого эффекта, уровня плазмопотери и ин фицирования, а также эффект, обусловленный экономией конвертируемой валюты, вследствие отказа от импорта лекарственных препаратов.

• 1. Антипова, Л. В. Технология и оборудование птицеперерабатывающего производства: учеб. пособие для вузов/Л.В. Антипова, С. В. Полянских, А. А. Калачев. СПб: ГИОРД, 2009. 512 с.
• 2. Бредихин, С. А. Технология и техника переработки молока / С. А. Бредихин, Ю. В. Космодемьянский, В. Н. Юрин. М.: Колос, 2003. 400 с.
• 3. Богатова, О. В., Догарева, Н. Г. Продукты из молочного сырья: Часть 1. Цельномолочные продукты. Консервы. Мороженое. Детское питание: учеб. пособие.- Оренбург: ГОУ ОГУ, 2006. 255 с.
• 4. Богатова, О. В. Технология мяса и мясопродуктов: учеб. пособие для вузов /О.В. Богатова, Н. Г. Догарева, С. В. Стадникова. Оренбург: ИПК ОГУ, 2002. 128 с.
• 5. Догарева, Н. Г. Продукты из молочного сырья. Часть 2. Масло: учеб. пособие для вузов / Н. Г. Догарева, О. В. Богатова. Оренбург: ОГУ, 2008. 130 с.
• 6. Догарева, Н.Г., Богатова, О. В. Продукты из молочного сырья: Часть 3. Сыры: учеб. пособие. Оренбург: ИПК ГОУ ОГУ, 2010. 123 с.
• 7. Крусь, Г. Н. Технология молока и молочных продуктов / под ред. А. М. Шалыгиной. М.: Колос, 2004. 455 с.
• 8. Крусь, Г. Н., Храмцов, А.Г., Волокитина, З. В. Технология молока и молочных продуктов: учебник / Г. Н. Крусь [и др.]; под ред. А. М. Шалыгиной. Москва: Колос, 2008. 456 с.
• 9. Рогов, И. А. Технология мяса и мясных продуктов: учеб. для вузов / И. А. Рогов, А. Г. Забашта, Г. П. Казюлин — Кн. 1: Общая технология мяса. М: Колос, 2009. 566 с.
• 10. Рогов, И. А. Технология мяса и мясных продуктов: учеб. для вузов / И. А. Рогов, А. Г. Забашта, Г. П. Казюлин — Кн. 2: Технология мясных продуктов. М: Колос, 2009. 712 с.
• 11. Рогов, И. А. Общая технология мяса и мясопродуктов / И. А. Рогов, А. Г. Забашта, Г. П. Казюлин. М: Колос, 2000. 367 с.