Оценка целесообразности совместного использования ультразвуковой и СВЧ-обработки при дефростации мясного сырья в аспекте эффективности и влияния на функционально-технологические свойства.
Материалы и методы
Дефростация и оценка органолептических и функционально-технологических свойств образцов мясного сырья выполнялись в условиях комплексно-аналитической лаборатории ФГБНУ «Поволжский научно-исследовательский институт производства и переработки мясомолочной продукции». Анализы качественных характеристик производились в соответствии с общепринятыми в пищевой промышленности методами и действующими национальными стандартами. Объектами исследования служили замороженные образцы свинины нежирной, грудки куриной, сердца свиного, печени говяжьей.
Результаты
В ходе исследования был изучен способ дефростации мясного сырья путём последовательной обработки полями СВЧ и ультразвуковыми колебаниями в растворе поваренной соли. Для получения релевантных результатов параллельно с ним анализировались и другие используемые в пищевой промышленности способы дефростации замороженного мясного сырья. Было выяснено, что совместное воздействие электромагнитного поля СВЧ и обработки ультразвуковыми волнами в водной среде на мясное сырье во всех изученных случаях обладает синергическим эффектом, благодаря чему повышается скорость размораживания. По сравнению с иммерсионным способом в мясном сырье, находящимся в поле ультразвука, накопление влаги происходит медленнее. Предположительно, это происходит за счёт ингибирования процессов гидратация на поверхности мясного сырья под действием ультразвуковой кавитации в жидкости.
Заключение
Предлагаемый способ размораживания можно считать перспективным в аспекте снижения потерь мясного сока. При этом ультразвуковая обработка препятствует процессу накопления избыточной влаги в сырье. Замачивание в растворе поваренной соли позволяет повысить теплопередачу и тем самым избежать локальных перегревов поверхности, и даже увеличивать мощность электромагнитного поля СВЧ. В то же время такого рода обработка приводит к незначительному росту твердости и потемнению поверхности, что ограничивает возможности использования сырья.
Purpose
Combined use of ultrasonic and microwave treatment potential evaluation in the meat raw materials defrosting in terms of efficiency and impact on functional and technological properties.
Materials and Methods
Defrosting and evaluation of organoleptic and functional-technological properties of meat raw materials samples were performed in conditions of the complex analytical laboratory of Volga Region Research Institute of Manufacture and Processing of Meat-And-Milk Production. Analyses of qualitative characteristics were carried out in accordance with generally accepted methods in the food industry and actual national standards. The objects of the study were frozen samples of lean pork, сhicken breast meat, pork heart, beef liver.
Results
In the research, a defrosting meat raw materials method, based on successive processing with microwave fields and ultrasonic vibrations in a solution of sodium chloride was studied. To obtain relevant results, other methods of defrosting frozen meat raw materials used in the food industry were also analyzed. It was found that the combined effect of the microwave electromagnetic field and ultrasonic treatment in an aqueous medium on meat raw materials in all the studied cases has a synergistic effect, thereby increasing the rate of defrosting. In comparison with the immersion method in meat raw materials located in the ultrasound field, moisture accumulation is slower. Supposedly, this occurs due to the hydration processes inhibition on the meat raw materials surface under the effect of ultrasonic cavitation in a liquid.
Conclusion
The proposed method of defrosting can be considered promising in terms of reducing weight loss of meat raw materials. At the same time, ultrasonic treatment prevents the accumulation of excess moisture. Soaking in a solution of sodium chloride makes it possible to increase heat transfer and thereby avoid local overheating of the surface, and even increase the power of the microwave electromagnetic field. At the same time, this type of processing leads to a insignificant increase in hardness and darkening of the surface, which limits the raw materials possibilities use.
Поволжский научно-исследовательский институт производства и переработки мясомолочной продукции, 400066, Россия, Волгоград, ул. Рокоссовского, д. 6
Мирошник Алексей Сергеевич, кандидат технических наук, младший научный сотрудник отдела производства продукции животноводства
E-mail: niimmp@mail.ru; тел.: 8 (8442) 39-11-42
И. Ф. Горлов
Поволжский научно-исследовательский институт производства и переработки мясомолочной продукции, 400066, Россия, Волгоград, ул. Рокоссовского, д. 6
Волгоградский государственный технический университет, 400005, Россия, Волгоград, пр-т им. Ленина, 28
Горлов Иван Федорович, доктор сельскохозяйственных наук, профессор, академик РАН, 1главный научный сотрудник отдела производства продукции животноводства и 2заведующий кафедрой технологий пищевых производств
Е-mail: niimmp@mail.ru
Ю. Д. Данилов
Поволжский научно-исследовательский институт производства и переработки мясомолочной продукции, 400066, Россия, Волгоград, ул. Рокоссовского, д. 6
Данилов Юрий Дмитриевич, кандидат технических наук, младший научный сотрудник отдела производства продукции животноводства
Е-mail: niimmp@mail.ru
С. Е. Божкова
Волгоградский государственный технический университет 400005, Россия, Волгоград, пр-т им. Ленина, 28
Божкова Светлана Евгеньевна, кандидат биологических наук, доцент кафедры технологии пищевых производств
Е-mail: bozhkova@mail.ru
About the Authors
A. S. Miroshnik
Volga Region Research Institute of Manufacture and Processing of Meat-and-Milk Production 6, Rokossovsky st., Volgograd, 400066, Russian Federation
Aleksei S. Miroshnik, PhD (Technology), Junior Researcher, Livestock Production Department
E-mail: niimmp@mail.ru; tel.: +7 (8442) 39-11-42
I. F. Gorlov
Volga Region Research Institute of Manufacture and Processing of Meat-and-Milk Production 6, Rokossovsky st., Volgograd, 400066, Russian Federation
Volgograd State Technical University 28, Lenin Av., Volgograd, 400005, Russian Federation
Ivan F. Gorlov, Dr. Sci. (Agriculture), Professor, Academician of RAS, Chief Researcher and Head of Department of Food Production Technologies
Е-mail: niimmp@mail.ru
Yu. D. Danilov
Volga Region Research Institute of Manufacture and Processing of Meat-and-Milk Production 6, Rokossovsky st., Volgograd, 400066, Russian Federation
Yuri D. Danilov, PhD (Technology), Junior Researcher, Livestock Production Department
Е-mail: niimmp@mail.ru
S. E. Bozhkova
Volgograd State Technical University 28, Lenin Av., Volgograd, 400005, Russian Federation
Svetlana E. Bozhkova, PhD (Biology), Associate Professor of the Department of Food Production Technology
1. Антуфьев В.Т., Бычихин О.В. Эффективность дефростации замороженного блока методом электрогидравлического удара // Научный журнал НИУ ИТМО. 2011. № 2. C. 248-253.
2. Горбунова Н.А. Альтернативные технологии – ультразвук в мясной промышленности (по материалам зарубежной литературы) // Все о мясе. 2016. № 2. С. 37-41.
3. Ивашов В.И., Захаров А.Н., Лисицын А.Б., Каповский Б.Р., Кожевникова О.Е. Современная практика переработки замороженного мясного сырья // Все о мясе. 2014. № 2. С. 24-29.
4. Ишевский А.Л., Давыдов И.А. Замораживание как метод консервирования пищевых продуктов // Теория и практика переработки мяса. 2017. № 2. С. 43-59. https://doi.org/10.21323/2414-438Х-2017-2-2-43-59.
5. Козаченко А.В., Демченко В.А. Исследование размораживания рыбного филе в поле ультразвука // Новые технологии. 2017. № 4. С. 43-53.
6. Литвинова Е.В., Артамонова М.П., Бухтеева Ю.М. Сравнительная оценка способов замораживания мясного сырья с различным характером автолиза // Health, Food & Biotechnology. 2020. № 2. С. 103-115. https://doi.org/10.36107/hfb.2020.i2.s275.
7. Позняковский В.М. Безопасность продовольственных товаров (с основами нутрициологии). М.: Инфра-М, 2015. 271 с.
8. Chandrapala J, Oliver C, Kentish S, Ashokkumar M. Ultrasonics in food processing, Ultrason // Sonochem. 2012. № 5. P. 975-983. https://doi.org/10.1016/j.ultsonch.2012.01.010e.
9. Dolatowski ZJ, Stadnik J, Stasiak D. Application of ultrasound in food technology // Acta Sci. Pol. 2007. № 3. P. 89-99.
10. Fulladosa E, De Prados M, García-Perez JV, Benedito J, Muñoz I, Arnau J, Gou P. Determination of dry-cured ham composition using X-ray absorptiometry and ultrasound technologies // 59th International Congress of Meat Science and Technology. Izmir, 2013. S7B-3.
11. Leong T, Ashokkumar M, Kentish S. The fundamental of power ultrasound. A review // Acoustics Australia. 2011. № 2. P. 54-63.
12. Warner RD, Wheeler TL, Minh Ha, Xin Li, Alaa El-Din Bekhit, Morton J, Vaskoska R, Dunshea FR, Rui Liu, Purslow P, Wangang Zhang. Meat tenderness: advances in biology, biochemistry, molecular mechanisms and new technologies // Meat Science. 2022. Vol. 185. P. 108657. https://doi.org/10.1016/j.meatsci.2021.108657.
References
1. Antufyev VT, Bychikhin OV. Efficiency of frozen block defrosting by electrohydraulic shock method. Nauchnyj zhurnal NIU ITMO = Scientific journal of NRU ITMO. 2011;(2):248-253. (In Russ.).
2. Gorbunova NA. Alternative technologies – ultrasound in the meat industry (based on materials of foreign literature). Vse o myase = All about meat. 2016;(2):37-41. (In Russ.).
3. Ivashov VI, Zakharov AN, Lisitsyn AB, Kapovsky BR, Kozhevnikova OE. Modern practice of processing frozen meat raw materials. Vse o myase = All about meat. 2014;(2):24-29. (In Russ.).
4. Ishevskiy AL, Davydov IA. Freezing as a method of food preservation. Theory and practice of meat processing. 2017;(2):43-59. (In Russ.). https://doi.org/10.21323/2414-438Х-2017-2-2-43-59.
5. Kozachenko AV, Demchenko VA. Study of fish fillet defrosting in the ultrasonic field. Novye tekhnologii = New technologies. 2017;(4):43-53. (In Russ.).
6. Litvinova EV, Artamonova MP, Bukhteeva YuM. Comparative evaluation of methods for freezing raw meat with different nature of autolysis. Health, Food & Biotechnology. 2020;(2):103-115. (In Russ.). https://doi.org/10.36107/hfb.2020.i2.s275.
7. Poznyakovsky VM. Food safety (with the basics of nutrition). M.: Infra-M Publ.; 2015. 271 p. (In Russ.).
8. Chandrapala J, Oliver C, Kentish S, Ashokkumar M. Ultrasonics in food processing, Ultrason // Sonochem. 2012. № 5. P. 975-983. https://doi.org/10.1016/j.ultsonch.2012.01.010e.
9. Dolatowski ZJ, Stadnik J, Stasiak D. Application of ultrasound in food technology // Acta Sci. Pol. 2007. № 3. P. 89-99.
10. Fulladosa E, De Prados M, García-Perez JV, Benedito J, Muñoz I, Arnau J, Gou P. Determination of dry-cured ham composition using X-ray absorptiometry and ultrasound technologies // 59th International Congress of Meat Science and Technology. Izmir, 2013. S7B-3.
11. Leong T, Ashokkumar M, Kentish S. The fundamental of power ultrasound. A review // Acoustics Australia. 2011. № 2. P. 54-63.
12. Warner RD, Wheeler TL, Minh Ha, Xin Li, Alaa El-Din Bekhit, Morton J, Vaskoska R, Dunshea FR, Rui Liu, Purslow P, Wangang Zhang. Meat tenderness: advances in biology, biochemistry, molecular mechanisms and new technologies // Meat Science. 2022. Vol. 185. P. 108657. https://doi.org/10.1016/j.meatsci.2021.108657.
Горлов И.Ф., Мирошник А.С., Данилов Ю.Д., Божкова С.Е. Совместное использование ультразвуковой обработки и электрического поля СВЧ при дефростации мясного сырья // Аграрно-пищевые инновации. 2022. Т. 20, № 4. С. 73-81. https://doi.org/10.31208/2618-7353-2022-20-73-81.
For citation:
Gorlov I.F., Miroshnik A.S., Danilov Yu.D., Bozhkova S.E. Combined use of ultrasonic processing and microwave electric field during meat raw materials defrosting. 2022;20(4):73-81. (In Russ.). https://doi.org/10.31208/2618-7353-2022-20-73-81.
