Повышение качества продукции – одна из основных социальноэкономических задач. Задача курса «Технохимический контроль и управление качеством» – овладение методами оценки качества сырья, полуфабрикатов и готовой продукции, предусмотренными стандартами и техническими условиями. Студенты должны получить представление о процессах, формирующих качество готовой продукции на разных стадиях производства и хранения.
Дисциплина «Технохимический контроль и управление качеством» базируется на знаниях, полученных при изучении общих, естественнонаучных и общепрофессиональных дисциплин.
Полученные ранее знания по дисциплинам «Физико-химические и биохимические основы производства мяса и мясопродуктов», «Методы исследования мяса и мясопродуктов», «Микробиология мяса», в рамках курса «Технохимический контроль и управление качеством» конкретизируются и дополняются точными параметрами технологических процессов, требованиями нормативной документации (государственных и отраслевых стандартов, технических условий) к сырью, вспомогательным материалам, полуфабрикатам и готовой продукции.
Мясо и мясопродукты относятся к категории наиболее ценных продуктов питания. Входящие в состав мяса компоненты служат исходным материалом для построения тканей, биосинтеза необходимых систем, регулирующих жизнедеятельность организма, а также для покрытия энергетических затрат.
Биологическая ценность продукта зависит от содержания белков, жиров, витаминов, микро- и макроэлементов (в продуктах), их аминокислотного состава и степени усвоения организмом.
Важную роль в оценке качества мяса и мясопродуктов играют органолептические показатели – внешний вид, цвет, вкус, запах и консистенция. Эти характеристики во многом определяют качество продуктов при оценке его потребителями.
Понятие пищевая ценность включает показатели, характеризующие биологическую ценность продукта и его органолептические показатели.
Гигиенические и токсикологические показатели определяют степень безвредности продукта в отношении отсутствия патогенных микроорганизмов, непревышения предельно допустимой концентрации токсичных элементов (ртуть, свинец, кадмий, мышьяк, цинк, медь и олово), пестицидов, нитритов, микотоксинов, антибиотиков, гормональных препаратов и радионуклеидов.
Важной характеристикой качества продуктов является стабильность свойств – степень возможных изменений пищевой ценности и безвредности продукта в процессе хранения, транспортировки и реализации. Большое внимание на стабильность свойств продуктов, величину потерь при тепловой обработке и хранении имеют такие показатели, как и рН и водосвязывающая способность.
Качество выпускаемых продуктов зависит от многих факторов, среди которых первостепенное значение имеют:
– состав и свойства сырья;
– рецептуры;
– условия и режимные параметры технологических процессов производства и хранения;
– качество используемого оборудования и упаковки.
Состав и свойства сырья зависят от вида, породы, пола, возраста животных, характера их откорма и содержания, условий транспортировки и предубойной выдержки.
Первостепенное значение для качества мяса имеет первичная переработка животных, в т.ч. методы и условия оглушения, обескровливания, съёмки шкур (или шпарки для свиных туш), извлечения внутренностей и другие операции, а также характер развития последующих автолитических процессов.
Мясо и мясопродукты подлежат обязательной ветеринарносанитарной экспертизе с целью определения их пригодности на пищевые цели.
В зависимости от используемых средств, методы определения показателей качества подразделяют на инструментальные и органолептические.
Инструментальные методы. В зависимости от принципов, лежащих в их основе, они подразделяются на химические, физико-химические, физические и биологические.
С помощью специальных приборов и реактивов определяют качественный и количественный состав, состояние белков, липидов, влаги, структурно-механические свойства, цветовые характеристики и другие показатели сырья и готовой продукции.
Широко используют физические методы анализа, отличающиеся большой производительностью и позволяющие всесторонне охарактеризовать состав и свойства продуктов, их безопасность.
С помощью спектральных методов анализа определяют элементарный и молекулярный состав продуктов, в т.ч. содержание микро- и макроэлементов, витаминов А, К, В1, В6 и др.
Применение хроматографических методов анализа позволяет определить аминокислотный и жирно-кислотный состав продуктов, содержание летучих органических токсических веществ – нитрозаминов.
В практике определения свойств мяса широко используют патенциометрический метод. С его помощью определяют концентрацию ионов водорода, судят о стабильности свойств продуктов в отношении развития микробиологических процессов, об уровне гидратации белков, способности систем удерживать влагу.
Большое значение для оценки свойств мяса и мясопродуктов имеет реологический метод анализа. Он позволяет определить зависимость структурно-механических свойств от различных факторов.
Широкое применение физических методов анализа, с помощью соответствующих приборов и аппаратуры для экспресс-методов оценки состава и свойств мяса позволяет осуществить оперативный контроль показателей на разных этапах технологического процесса.
Органолептические методы
Органолептические показатели оцениваются с помощью органов чувств: зрения, обоняния, вкусовых ощущений и осязания.
Органолептический анализ даёт возможность за короткий срок получить представление о таких свойствах продукта, как внешний вид, цвет, вкус, запах, консистенция и др. Эти показатели имеют решающее значение при оценке качества продукции потребителем.
Органолептический метод оценки мяса и мясопродуктов предусматривает очерёдность в определении отдельных показателей качества в соответствии с естественной последовательностью восприятия. В начале зрительно оценивают такие качественные характеристики продукта, как внешний вид, форму, цвет, затем с помощью обоняния определяют запах и, наконец, оценивают ощущения, возникающие в полости рта при приёме пищи, – вкус, консистенцию (нежность, жесткость) и сочность.
В настоящее время для оценки качества мяса и мясопродуктов используют 5 и 9-бальные шкалы.
По пятибальной шкале 5 баллов означают отличное качество; 4 – хорошее; 3 – удовлетворительное; 2 – неудовлетворительное, но допустимое; 1 – неудовлетворительное.
Рекомендуемая ВНИИМПом девятибалльная шкала расширяет диапазон органолептической оценки качества. Согласно ей каждый показатель шкалы имеет следующие количественные характеристики:
– для оптимального качества – 9;
– очень хорошего – 8;
– хорошего – 7;
– выше среднего – 6;
– среднего – 5;
– приемлемого (но нежелательного) – 4 или 3;
– неприемлемого 2 или 1.
При оценки качества мяса и мясопродуктов проводят микробиологические исследования, позволяющие определить общую микробную обсеменённость объекта и наличие микроорганизмов, вызывающих пищевые отравления и заболевания.
При разработки новых видов продукции, совершенствовании существующих и создании новых технологий наряду с применением всех перечисленных методов анализа для получения более полной информации о биологической ценности продуктов и их безопасности проводят физиологические исследования на подопытных животных (белых крысах, поросятах).
Стандартизация служит основой управления качеством продукции и способствует повышению эффективности производства, а также достижению высоких и стабильных показателей качества.
Стандарты – один из видов нормативно-технической документации, устанавливающий комплекс нормативных правил и требований к объекту стандартизации. С помощью стандартов регламентируются изготовление, хранение, транспортировка и использование продукции.
Определяемые стандартами показатели, нормы и требования к качеству сырья и готовой продукции, методам и средствам испытания и контроля должны соответствовать современному состоянию науки и техники и основываться на результатах новейших исследований.
Методы и средства измерения – метрология – призваны обеспечить требуемую точность определения регистрируемых в нормативной документации параметров технологических процессов производства и хранения и показателей качества сырья, полуфабрикатов и готовой продукции.
Государственная система стандартизации определяет порядок разработки, согласования, утверждения и внедрения стандартов и другой нормативной документации, а также контроля за их выполнением.
Решающее значение при оценке качества мяса и мясопродуктов имеют показатели, определяющее их пищевую ценность и безопасность. Это связано с загрязнением окружающей среды, возможностью накопления в организме животных потенциально опасных веществ, а также с вероятностью образования вредных для здоровья человека компонентов в ходе технологической обработки продукции.
При определении безопасности продуктов руководствуются установленными нормами предельно допустимых концентраций (ПДК) потенциально опасных веществ химического и биологического происхождения.
Качество и безопасность продукции гарантируются сертификатом.
Сертификат – документ, подтверждающий соответствие продукции требованиям стандартов или других нормативно-технических документов.
Сертификацию проводят в соответствии со схемами, разработанными и утверждёнными Международной организацией по стандартизации (ИСО).
Обязательную сертификацию вводят законодательным путём для обеспечения потребителей пищевой продукцией, изготовленной с учетом норм и требований, установленных государственными органами здравоохранения.
При обязательной сертификации мяса и мясопродуктов подлежит проверке содержание: токсичных элементов (свинец, кадмий, медь, цинк, мышьяк и ртуть); микотоксинов (афлотоксин В, нитрозамины НДМА и НДЭА); антибиотиков (тетрациклиновой группы, гризин и цинкбацитрацин); горманальных препаратов (диэтилстильбэстрол, эстрадион 17, тестостерон); пестицидов; нитрата и нитрита натрия; радионуклидов. Кроме того, обязательно контролируют микробиологические показатели.
Радиологический контроль продукции проводят для территорий, определяемых органами Госсанэпиднадзора как неблагополучные по радиационному загрязнению.
Принимая во внимание экологическую ситуацию в ряде регионов страны и учитывая канцерогенное и мутагенное воздействие высоких доз ионизирующей радиации на организм человека, при оценке качества и безвредности продуктов питания предусматривается определение содержания в них радионуклидов.
Согласно действующей документации в мясе и мясопродуктах лимитируется содержание 134Сs, 137Сs и 90Sr.
Содержание радионуклидов определяют с помощью дозиметров, фиксирующих ионизирующие излучения испытуемых объектов.
По действующему законодательству мясо и мясопродукты подразделяют в зависимости от гарантированного срока хранения с учётом температурных режимов на две группы:
– с гарантированным сроком годности до 30 сут (мясо остывшее, охлаждённое, подмороженное, субпродукты охлаждённые, варёные колбасные изделия, копчёности, колбасы полукопчёные, варено-копчёные и сырокопчёные при температурах хранения от 6 до 15 °C);
– с гарантированным сроком годности не более 30 сут (мясо и субпродукты замороженные, блоки замороженные из жилованного мяса и субпродуктов, колбасы варено-копчёные и полукопчёные (при температуре хранения от минус 7 до минус 9 °C), колбасы сырокопчёные (при температуре хранения от 12 до минус 9 °C), сырокопчёные изделия из свинины (при температуре хранения от минус 1 до минус 9 °C), консервы мясные и мясорастительные, желатин пищевой.
Организационная структура системы сертификации включает Госстандарт России по сертификации однородных продуктов в аккредитованной испытательной лаборатории.
Система контроля качества и безопасности пищевых продуктов предусматривает наряду с производственным контролем проведение государственного контроля за соблюдением регламентируемых показателей качества и безопасности мяса и мясопродуктов, технологических режимов, ветеринарных и санитарных норм на всех стадиях изготовления, хранения и реализации продукции. Государственный контроль осуществляют органы Госстандарта России, государственного санитарно-эпидемиологического надзора и Государственного ветеринарного надзора.
Производственные лаборатории размещают в специально оборудованном помещении с изолированным входом, по возможности на небольшом расстоянии от обслуживаемых цехов. В состав производственной лаборатории входят химическая и микробиологическая лаборатории, а также специализированное отделение для органолептической оценки качества продукции.
Помещение должно быть просторным, хорошо освещенным, стены – окрашены светлой масляной краской (на высоте 170 см от пола) или облицованы кафелем, пол – покрыт легкоочищаемым материалом (линолеумом или пластиком).
Для поддержания постоянной температуры 18…20 °C и влажности 70-75 % в помещениях должно быть предусмотрено кондиционирование воздуха. Лабораторию оснащают приточно-вытяжной вентиляцией, водопроводом с подачей холодной и горячей воды.
В химической лаборатории размещают лабораторные столы двух типов: пристенные и островные (таким образом, чтобы свет из окон падал на рабочее место прямо или с левой стороны), а также шкафы и полки для размещения и хранения аппаратуры, посуды и реактивов.
Искусственное освещение осуществляется лампами дневного света или настольными лампами.
В химической лаборатории могут быть выделены специальные комнаты, оборудованные пристенными вытяжными шкафами для минерализации проб и обработки их органическими растворителями.
Химическую лабораторию оснащают приборами для взвешивания, измельчения, перемешивания, нагревания, экстрагирования, фильтрования, центрифугирования и перегонки-дистилляции.
Аппаратура должна быть такой, чтобы обеспечивалась необходимая точность результатов анализов при определении химического состава, физико-химических, физических, биохимических, структурно-механических свойств контролируемых объектов с учётом требований нормативнотехнической документации.
Так, для определения азота используют автоматический анализатор – мотоблочный прибор Кьельдаля для перегонки, титрования и автоматической регистрации результатов. В целях определения показателей, характеризующих безопасность продуктов, необходимо оснащение лабораторий современными приборами для осуществления хроматографических, спектральных и других методов анализа.
Для проведения анализов лаборатории должны располагать наборами стеклянной и фарфоровой посуды, фильтровальной и индикаторной бумагой. В набор стеклянной посуды входят пробирки, воронки, стеклянные колбы, холодильники, фильтры, бюксы, эксикаторы, насосы водоструйные, а также мерная посуда – цилиндры, мензурки, колбы, бюретки и пипетки. В набор фарфоровой посуды входят тигли, ступки и др.
Лаборатория органолептического анализа предназначена для проведения дегустаций. Размещают такие лаборатории в светлоокрашенных, хорошо вентилируемых комнатах, изолированных от посторонних запахов, шума и других факторов, которые могут отвлекать внимание дегустатора. Для каждого дегустатора оборудуют индивидуальные рабочие места на столах с боковыми перегородками или кабины, чтобы исключить общение и взаимное влияние на результаты сенсорной оценки.
Образец для анализа подготавливают в специальных помещениях, оборудованных холодильниками для хранения образцов, термостатами для поддержания рекомендуемой температуры проб, умывальниками, шкафами и т.п.
Результаты определения показателей регистрируют в журналах с указанием даты анализа, используемых приборов и фамилий сотрудников, проводящих анализы.
Каждую единицу используемого оборудования регистрируют в журнале с указанием наименования прибора, предприятия – изготовителя, заводского номера, даты изготовления и ввода в эксплуатацию, а также сведений о проверках.
Лаборатории обеспечивают вычислительной техникой для обработки результатов анализа.
Мясо представляет собой совокупность мышечной, жировой, соединительной и костной тканей. Показатели качества многокомпонентной системы могут существенно изменяться под действием тканевых ферментов, а также в результате микробиологических процессов. Нежелательные последствия для качества мяса имеют окислительные превращения его компонентов. Интенсивность и характер изменения состава и свойств мяса зависят от условий и режимов холодильной обработки и хранения.
Химический состав мяса зависит от вида, пола, возраста, породы, физиологического состояния, упитанности животных и части туши. Определение общего химического состава (содержание влаги, белка, жира и минеральных веществ) позволяет получить общее представление о качестве мяса. Для более полного суждения о степени полезности мяса привлекают данные об аминокислотном составе белков, о содержании полиненасыщенных жирных кислот, витаминов, микро- и макроэлементов. Пищевая ценность мяса наряду с количественным соотношением указанных компонентов определяется органолептическими показателями – цветом, вкусом, запахом, консистенцией и вкусоароматическими характеристиками бульона. Пищевая ценность мяса зависит в первую очередь от содержания мышечной ткани, количество белков в которой достигает 20-22 %. Мышечные белки содержат в оптимальных соотношениях незаменимые аминокислоты. От состояния мышечных белков, величины рН мышечной ткани существенно зависят водосвязывающая способность мяса и его консистенция. Количественное содержание и состояние входящего в мышечную ткань белка – миоглобина наряду с другими факторами определяют интенсивность и характер окраски мяса. Экстрактивные вещества мышечной ткани участвуют в формировании вкуса и аромата мяса и мясопродуктов.
Существенное значение для качества мяса имеет характер биохимических процессов, протекающих в мышечной ткани в послеубойный период – автолиз. В результате автолиза изменяются состояние белков, липидной фракции и состав экстрактивных веществ, что влияет на консистенцию, сочность, вкус и аромат мяса, устойчивость к развитию микрофлоры.
В связи с особенностями технологии выращивания, откорма животных, их генетическими показателями наблюдаются различия в развитии биохимических и физико-химических процессов при автолизе мяса у разных групп животных, поступающих на переработку. В соответствии с этим предложена классификация говядины и свинины по группам качества с выделением нормального мяса и мяса с признаками PSE и DFD.
Мясо с признаками PSE (бледное, мягкое, водянистое) характеризуется светлой окраской, низкой водосвязывающей способностью, выделением мясного сока, кислым привкусом и быстрым окислением жира. Из-за быстрого распада гликогена и накопления молочной кислоты, рН такого мяса в течение 60 мин после убоя понижается до значения 5,5…6,2. Эти показатели чаще всего фиксируются у свинины.
Мясо с признаками DFD (темное, липкое, сухое) имеет темную окраску, высокую водосвязывающую способность, повышенную липкость, быстро подвергается микробиологической порче. Оно имеет высокое значение рН. Через 24 ч после убоя значение рН мяса с признаками DFD превышает 6,2. Мясо с признаками DFD чаще всего обнаруживают при убое молодняка крупного рогатого скота.