К вопросу о разработке технологии и оборудования для производства мяса механической обвалки птицы дифференцированной сортности

Аннотация. В статье представлены результаты исследований по научному обоснованию возможности выработки мяса птицы механической обвалки дифференцированной сортности.
Abstract. The article presents the research results on the scientific substantiation of the possibility of mechanically deboned poultry meat production of differentiated grade.

Общая тенденция рынка мяса птицы – увеличение доли разделанных тушек, бескостного мяса и продуктов глубокой переработки. Чаще всего производители стремятся повысить ценность продукции и получить более высокую прибыль при существующих объемах при этом оборудование и технология механической обвалки все чаще становятся высокотехнологичным инструментом менеджмента в сложном производственном процессе.

Особенностью технологии механической обвалки является возможность попадания в конечный продукт костных включений, что представляет определенную опасность для здоровья человека и значительно влияет на качество этого вида сырья и продукции с его использованием [1]. Поэтому, нормативным документом ограничена их массовая доля и размеры [2]. Процесс механической обвалки совершенствуется и развивается, но основное внимание разработчиков оборудования в последние годы нацелено на повышение качества ММО. В работе [3,4] показано, что снизить количество костных включений (и кальция) в готовой продукции можно путем снижения давления, то есть заменить фильтр с отверстиями 1,2мм на комбинированный с разными отверстиями (1,5-1,3-0,8/1,1мм) по длине фильтра от бункера. В результате этого достигается перераспределение давления по всем зонам и в целом снижение давления сепарации. Повышение качества ММО можно достигнуть и путем раздельной переработки сырья, предназначенного для механической обвалки (спинки, грудная кость, шеи, крылья), имеющего разную пищевую ценность и различные пределы прочности костной ткани, а также оптимизацией давления уже для каждого вида сырья. В последние десятилетия за рубежом для этой цели изготавливаются шнековые прессы с разным давлением сепарации: мясообвальщики, работающие при низком давлении, и сепараторы, работающие при высоком давлении [5,6].

В странах Европейского Союза, вырабатывающих мясо механической обвалки при разном давлении сепарации, основной характеристикой МПМО принята потеря или изменение структуры мышечной ткани и сравнение ее с мясным фаршем ручной обвалки, а также содержание кальция (до 0,1% - ММО «низкого давления» и свыше 0,1% - ММО «высокого давления») [7].

В странах Евразийского экономического Союза действует межгосударственный стандарт ГОСТ 31490-2012 [2] на одно сортное ММО птицы. В последние годы ВНИИПП совместно с ООО «УНИКОН ПРЕСС» занимается разработкой технологии и оборудования нового поколения, позволяющего улучшить качество мяса механической обвалки птицы за счет снижения давления сепарации путем использования многозонного фильтра.

Цель работы – изучить влияние диаметра перфорации многозонных фильтров на показатели качества ММО по зонам сепарации для научного обоснования возможности выработки ММО дифференцированной сортности.

Материалы и методы исследований.
Сырье – грудные кости с прирезями мякотных тканей от 40 до 52%, и трубчатые кости ц/б с прирезями мякотных тканей 35%. Температура сырья – от 1°до 6°С. Объекты исследований: многозонные сепарирующие фильтры с гильзой №1, 2 и 3; мясо механической обвалки из каждой зоны сепарации.
В процессе исследований определяли: технологические параметры (температуру сырья и мяса мехобвалки по зонам сепарации, выход ММО, производительность оборудования); физико-химические показатели: влагу, жир, белок, в том числе белок соединительной ткани (коллаген по оксипролину), триптофан – стандартными методами; показатели безопасности (массовую долю кальция, размеры и массовую долю костных включений) – стандартными методами. Испытания пресса проведены в производственных условиях ООО «Волжский бройлер» (г.Тверь). При испытаниях использованы многозонные фильтры с отверстиями диаметром (от бункера), мм: 2,0; 1,5; 1,2; 0,8/1,1 (гильза №1 четырех зонная), с отверстиями диаметром: 3,0; 2,5, 1,8 (; 1,3; 0,8/1,1 (гильза №2 пяти зонная и с отверстиями диаметром 2,5; 1,5; 1,3; 0,8/1,1 (гильза №3 четырех зонная).

Результаты исследования
Одними из основных показателей безопасности мяса механической обвалки являются гигиенические (массовая доля костных включений и их размеры), так как даже при наличии высокой пищевой и биологической ценности ММО может быть не пригодно к дальнейшему использованию при наличии крупных костных включений размером свыше 750мкм и массовой доли кальция свыше 0,26% [2]. Поэтому, прежде всего необходимо исследовать гигиенические риски ММО и только после этого - другие показатели его качества. Пробы ММО исследовали из каждой зоны сепарации. Результаты исследований, полученные на гильзе №1, приведены в табл. 1.

Таблица 1
Влияние диаметра перфорации фильтра №1 на гигиенические риски ММО
из грудных костей ц/б

Зона	Массовая доля, %		Фракционный состав костных включений
	костных включений	кальция	до 300		300÷500		500÷750		Свыше 750			Средний размер, мкм
	костных включений	кальция	%	мкм	%	мкм	%	мкм	%		мкм	Средний размер, мкм
2,0 мм	0,23	0,072	98,19	29,72	1,16	412,1	0,49	583,4	0.16	1824,0		39.8
1,5	0,17	0,12	99,32	23,42	0,34	443,0	0,23	605.4	0,11	1552,9		27,91
1,2	0,45	0,26	99,45	18,2	0,22	381,6	0,33	548,3	-	-		20,77
0,8/ 1,1	0,88	0,67	99,35	26,06	0,28	407,9	0,28	622,9	0,09	789,6		29,46

Примечание: производительность - 200 кг/ч, выход – 75,6%, температура сырья 2,3 °С.

Данные таблицы 1 показывают, что массовая доля кальция по мере увеличения давления увеличивается в каждой зоне. Эта конструкция гильзы оказалась не приемлемой, так как последняя зона не работала из-за большого нагрева и денатурации мясной массы. Сваренная масса забивала отверстия и процесс обвалки останавливался.
В целом результаты показали, что задача может быть решена при использовании другой конструкции сепарирующей гильзы. С этой целью изготовлена и испытана 5 зонная гильза, с более крупными отверстиями от бункера (3мм) для снижения давление в конце сепарации. Результаты исследований приведены в табл.2.

Таблица 2
Влияние диаметра перфорации фильтра №2 на гигиенические показатели ММО из грудных и трубчатых костей ц/б

Зона длины гильзы	Доля костных включений, %	Выход МПМО по зонам, %	Фракционный состав костных включений
			до 300			300÷500		500÷750		Свыше 750			Средний размер, мкм
			%		мкм	%	мкм	%	мкм	%	мкм		Средний размер, мкм
Сырье – грудная кость
1+2	0,13	62,6	99,78		22,88	-	-	0,22	526.4	-		-	23,98
3+4	0,007	24,0	99,84		14,4	0,16	421,1	-	-	-		-	15,05
5	0,88	0,67	99,35		26,06	0,28	407,9	0,28	622,9	0,09		789,6	29,46
Сырье - трубчатая кость
1+2	х)	59,9		При любом положении клапана масса сваривается в зоне 4 и 5, обвалка останавливается
	х)	31,6
	х)	8,5

Примечания: ^хПроизводительность – до 200 кг/ч; ⁾Температура сырья -2,3°С х)Костные включения не определялись

Из данных табл.2 видно, что по исследованным показателям гигиенические риски ММО в целом соответствуют требованиям ГОСТ 31490-2012 [2], но различаются по зонам. В зонах 1+2 они значительно ниже, а в последних - выше, поэтому возможно разделение общего потока мяса механической обвалки по категориям качества. Для обвалки грудных костей ц/б эта конструкция сепарирующей гильзы по указанным показателям приемлема, но она не приемлема по другим показателям: низкой производительности установки и невозможности обвалки сырья с трубчатыми костями. При любом положении клапана в зонах 4 и 5 масса сваривается (денатурирует), отверстия забиваются и процесс останавливается. Проведены исследования безопасности ММО из грудных костей с использованием сепарирующей гильзы №3, результаты которых отражены в таблице 3.

Таблица 3
Влияние диаметра перфорации фильтра №3 на выход ММО из грудных костей ц/б и гигиенические риски

Диаметр отв. мм	Массовая доля, %		Фракционный состав костных включений									Выход ММО,%
	костных включений	кальция	до 300		300÷500		500÷750		Свыше 750
	костных включений	кальция	%	мкм	%	мкм	%	мкм	%		мкм
2,5	0,22	0,04	99,45	42,90	0,55	361,9	0	0	0	0		15,55
1,8	0,08	0,03	99,26	12,53	0,37	335,6	0,37	559,3	0	0		30,33
1,3	0,07	0,11	98,50	17,10	0,90	381,6	0,30	658,0	0,30	1145,0		33,59
0,8/ 1,1	0,24	0,15	90,81	46,95	5,95	339,6	2,16	598,7	1,08	1020,0		20,53

Примечания:

- производительность пресса - 962кг/ч;
- температура сырья – 3°С; температура ММО по зонам: (2,5мм)-5,5°С); (1,8мм) - 6°С; (1,3мм); -7,0°С; (0,8/1.1) -7,9°С;
- количество прирезей на грудной кости -50,9%; - Выход ММО (общий)- 82,17%

Данные табл.3 подтверждают гипотезу о возможности разделения в потоке мяса механической обвалки на сорта, так как показывают, что массовая доля кальция в первых двух зонах от бункера минимальна (0,03-0,04%), в зоне 3 – увеличивается в 3,1 раза (до 0,11%), а в зоне 4 - увеличивается уже в 4,1раза (до 0,15%). Костных включений размером свыше 750мкм в первых двух зонах не обнаружено, а в последующих зонах - они присутствуют в количестве до 1%. Это можно объяснить желанием производителя получить очень высокий выход (82,17%).

Результаты исследований показывают, что при низких значениях массовой доли кальция отсутствует корреляция с показателем «массовая доля костных включений». Динамика изменений последнего по зонам сепарации также отличается, поэтому указанный показатель не может быть использован для оценки качества ММО данного вида сырья из-за несовершенства методики и большой погрешности при низких значениях кальция.

Измерение температуры показывает, что перепад ее по зонам сепарации разный: от 0,5°С в зоне 2, до 2,4°С – в зоне 4. При разных выходах продукции нагрев по зонам был разным. Чем ниже температура сырья, тем перепад температуры сырья и ММО был ниже и разница по зонам составила от 1°С до 2°С. При температуре сырья 4°С температура ММО в зоне 1 --6,5^оС, а в зоне 4 – 10,9°С., то есть перепад значительно выше. Изменение температуры ММО по зонам зависит и от вида сырья (спинки, трубчатая кость, полный комплект костей от тушки).

Таким образом, приведенные результаты исследований по гигиеническим рискам подтверждают гипотезу и научно обосновывают возможность разделения мяса механической обвалки по показателям качества в потоке. Количество сортов может быть разным, но целесообразнее выделить 2-3 сорта, объединив зоны, близкие по качеству.

Известно, что мясные продукты имеют высокую пищевую ценность, которая характеризуется их способностью обеспечивать потребности организма в белках, липидах, минеральных веществах и витаминах химическим составом. Химический состав мяса птицы зависит от вида, возраста, сорта и анатомической части. Механическая обвалка мяса изменяет структуру тканей и химический состав, зависящий от содержания прирезей в исходном сырье и от наличия в нем жировой ткани и ее качества. Довольно высокий уровень жира находится на спинно-лопаточной и пояснично-крестцовой частях под кожей и совсем незначительный – в шеях и грудной кости. Подкожный и внутренний жир, как достаточно текучий компонент, при мехобвалке выпрессовывается вместе с мышечной тканью. Так, МПМО, полученное из спинок, содержит жира 21,0%, из шей - 7,9%, из грудной кости - 6,2% [8].

Кроме того при сепарации из разрушенных костей отжимается костный жир, что приводит к более высокому уровню липидов и гемовых компонентов в МПМО. При механической обвалке изменяется соотношение белков и липидов [1]. В связи с тем, что основным сырьем для мехобвалки являются части тушек после выделения кускового мяса (грудная кость и трубчатые кости окорочков), а также спинки и пояснично-крестцовые кости, то морфологический и химический состав сырья значительно различается, а, следовательно, химический состав мяса мехобвалки должен различаться еще больше. Учитывая различия химического состава разных анатомических частей тушки испытания пресса проводились на каждом виде сырья раздельно. Качество ММО из грудных костей ц/б, выработанного с использованием гильзы №2, приведен в таблице 4.

Таблица 4
Влияние диаметра перфорации гильзы № 2 на качество ММО
из грудных костей ц/б

Показатели оценки качества ММО	Диаметр отверстий фильтра (от бункера), мм
Показатели оценки качества ММО	3,0	2,5	1,8	1,3	0,8/1,1
Массовая доля, %
влаги	75,14	74,93	72,51	74,52	74,55
жира	6,50	7,80	7,40	6,50	6,50
белка	16,20	16,90	16,90	16,20	15,40
золы	2,16	0,37	3,19	3,10	3,55
Массовая доля костных включений, %	0,11	0,08	0,41	0,11	0,11
Массовая доля кальция, %	0,06±0,01	0,06±0,01	0,36±0,02	0,11±),01	0,07±0,01
Содержание белка соединительной ткани, %
в % на сырой фарш	0,048	0,061	0,214	0,099	0,081
в % к сухому обезжиренному остатку	0,238	0,321	0,982	0,582	0,395
Индекс качества (жир : белок)	0,40	0,51	0,41	0,38	0,38
Содержание мясного белка без белка соединительной ткани (ВEEFE),%	76,17	82,78	56,21	69,57	33,64

Данные табл.4 показывают, что значения показателей химического состава по зонам изменяются. Значительного снижения влаги не происходит потому, что с увеличением давления «отжимается» влага костной ткани, компенсируя потери влаги мышечной ткани, что подтверждается увеличением значения массовой доли жира за счет костного мозга в последней зоне. Представляют интерес изменения содержания кальция. В первых трех зонах изменения незначительны, в 4-ой - увеличение в 1,57 раза, а в зоне 5 – уже в 3,11 раза относительно зоны 4. Из данных таблицы следует, что при обвалке мяса птицы во всех зонах происходит и ее жиловка, причем она тем больше, чем выше давление сепарации. Так, в ММО первых двух зон содержание неполноценного белка (коллагена) незначительно (2,12-2,91%), в 3-ей зоне оно увеличивается в 1,5 раза относительно зоны 2, а в зоне 5 увеличение составило уже 2,1 раза относительно зоны 4.

Индекс качества, приведенный в табл.5, показывает различия качества МПМО по зонам, поэтому может быть объективным показателем оценки данного вида сырья, что согласуется с данными [9, 10]. Показатель «ВЕЕFЕ» также показывает значительную разницу качества ММО по зонам, поэтому должен быть обязательным показателем оценки качества мяса дифференцированной сортности. В целом полученные результаты исследования ММО из 5 зон подтверждают возможность разделения его по категориям качества, однако, в связи с тем, что по фракционному составу костных включений гильза №2 (пяти зонная) неприемлема для любого сырья, исследовали образцы ММО, полученные с гильзой №3 (4-х зонной). Результаты исследований приведены в таблице 5.

Таблица 5
Влияние диаметра перфорации фильтра на показатели качества МПМО
(гильза №3)

Показатели оценки качества МПМО	Диаметр отверстий фильтра (от бункера), мм
Показатели оценки качества МПМО	2,5	1,5	1,3	0,8/1,1^х)
Выход МПМО,% от общего выхода ММО	15,55	30,33	33,59	20,53
Массовая доля, %
влаги	74,0 ± 1,0	75,0 ± 1,0	74,3 ± 1,0	73,0 ± 1,0
жира	5,9 ± 0,6	6,0 ± 0,6	7,5 ± 0,6	8,1± 0,95
белка	18,0 ± 0,8	18,0±0,8	17,6:±0,8	17,6±0,95
золы	2,10	1,00	0,60	1,30
Массовая доля костных включений, %	0,22 ± 0,12	0,081±0,05	0,065±0,04	0,24 ± 0,12
Массовая доля кальция, %	0,03 ± 0,01	0,04 ± 0,06	0,11 ± 0,02	0,15 ± 0,01
Содержание белка соединительной ткани, % от общего белка	2,65	5,27	4,49	9,81
Содержание триптофана,% в сыром продукте	1,068	1,477	1,485	1,503
Индекс качества (жир : белок)	0,33	0,33	0,41	0,46
Содержание мясного белка без белка соединительной ткани (ВEEFE),%	85,27	70,70	74,40	44,26

^{х) Отверстие коническое}

Данные табл. 5 показывают отсутствие корреляции показателя «массовая доля кальция» и «массовой доли костных включений». В связи с тем, что значения кальция низкие, второй показатель дает большую погрешность, поэтому не может достоверно оценивать гигиенические риски ММО. Объективными показателями оценки качества ММО дифференцированной сортности могут служить: массовая доля кальция, жира, содержание неполноценного белка и белка без белка соединительной ткани. Наиболее важным показателем оценки ММО дифференцированной сортности следует считать ВЕЕFЕ, согласно которому качество ММО в первой зоне в 2 раза выше, чем в последней. В соответствии с этим и стоимость ММО из зоны 1 должна быть значительно выше.

В целом данные таблицы 5 научно обосновывают возможность разделения мяса механической обвалки птицы по категориям качества на одном отечественном шнековом прессе У-800 с многозонным фильтром №3. По результатам исследований разработан и запатентован способ производства МПМО в потоке, обеспечивающий выработку МПМО разного качества, причем мясо, выработанное при низком давлении, по своим характеристикам близко к характеристикам мясного фарша ручной обвалки[11,12]. Новая технология основана на использовании разного давления сепарации по зонам длины фильтра: от 8÷10х10⁵ Па (зоны 1-2) до 100 ÷130х10⁵ Па (зоны 3-4).

Литература

1. Гоноцкий, В.А. Мясо птицы механической обвалки / В.А.Гоноцкий, Л.П. Федина, С.И.Хвыля, Ю.Н. Красюков, В.А. Абалдова. – М.: ООО фирма «Альфа Дизайн», 2004. – 184 с.
2. ГОСТ 31490-2012. Мясо птицы механической обвалки. Технические условия. – Введен 2013-07-01. – М.: Стандартинформ, 2014. – 12 с.
3. Абалдова, В.А. Влияние диаметра отверстий сепарирующего узла на безопасность мяса механической обвалки / В.А.Абалдова, В.И.Овчаренко // Птица и птицепродукты. – М., – 2013. – №3. – С.66-68.
4. Абалдова, В.А. Влияние диаметра отверстий сепарации импортных прессов на качество мяса мехобвалки / В.А.Абалдова, В.В.Коренев // Птица и птицепродукты. – М., 2013. – №5. – С.52-55.
5. Рекламные проспекты прессов фирмы Lima (Франция).
6. Рекламные проспекты прессов фирмы АМ²С (Франция).
7. Нормативы (ЕК)№ 853/2004 Европейского Парламента и Совета Европы от 29.04 2004 года, определяющие конкретные правила для продуктов животного происхождения.
8. Махонина, В.Н. Оценка качества мяса птицы механической обвалки / В.Н. Махонина // Птица и птицепродукты. – М., 2009. – №2 март-апрель. – С.57-61.
9. Салаватулина, Р.М. Рациональное использование сырья в колбасном производстве. – М.: Агропромиздат, 1985. – С. 70-79.
10. Махонина, В.Н. Изучение объективных индексов мяса птицы для определения его сортности / Р.М. Салаватулина // Птица и птицепродукты. – М., 2009. – №3, май-июнь. – С.52-57.
11. Способ производства мяса механической обвалки разного качества и устройство для его осуществления: пат. 2541406 Рос. Федерация / Мазур В.М., Абалдова В.А.
12. Абалдова, В.А. О разработке оборудования для механической обвалки мяса птицы дифференцированной сортности / В.А. Абалдова, В.М. Мазур // Мировые и российские тренды развития птицеводства: реалии и вызовы будущего: Материалы ХIХ Международной конференции. – Сергиев Посад, 2018. – С. 501-504.

Абалдова В.А., к.т.н.; Филиппова Г.В.; Савинкова И.П. ¹; Мазур В.М. ²
¹ Всероссийский научно-исследовательский институт птицеперерабатывающей промышленности – филиал ФНЦ «ВНИТИП» РАН (ВНИИПП),
² ООО «Уникон-Пресс»

Статья опубликована в сборнике:
Материалы Международной научно-практической конференции, посвященной 90-летию Всероссийского научно-исследовательского института зерна и продуктов его переработки (ВНИИЗ)

Чтобы оставить комментарий зарегистрируйтесь или войдите на сайт используя свою учетную запись