Фізичні і хімічні властивості запеченого м’яса та методи їх досліджень

Фізичні і хімічні властивості запеченого м’яса та методи їх досліджень

КУРСОВА РОБОТА

Фізичні і хімічні властивості запеченого м’яса та методи їх досліджень

Вступ

М'ясо - основне джерело білка в харчуванні людини. Білки м'яса за своїм складом близькі до білка людського тіла. Крім того, в м'ясі міститься значна кількість жиру, а також мінеральні речовини (солі калію, натрію, кальцію, магнію, заліза, фосфору), вітаміни групи В, РР і вітаміну D. Дуже цінні екстрактивні речовини м'яса, що викликають рясне соковиділення при вживанні м'яса в їжу і сприяють, таким чином, його засвоєнню.

Запечене м’ясо - це продукт, який отримують в результаті запікання. Запікання - це теплова обробка м'ясопродуктів сухим гарячим повітрям при температурах вище 100°C.

М'ясо та м'ясні продукти - основне джерело повноцінних білків у харчовому раціоні людини на європейському континенті. М'язова тканина містить всі незамінні амінокислоти. [1]

Саме тому дослідження фізичних та хімічних властивостей запеченого м’яса є досить актуальним будь-коли.

Метою курсової роботи є дослідження фізичних та хімічних властивостей запеченного м'яса за допомогою різних методів дослідження.

Предмет - дослідження фізико-хімічних властивостей запеченого м’яса.

Об’єктом - запечене м'ясо.

При дослідженні теми курсової роботи було поставлено наступні завдання:

.        Встановити фізичні та хімічні властивості м'яса;

.        Дослідити м'ясо фізичними методами;

.        Дослідити м'ясо хімічними методами;

.        Ознайомитися з державними стандартами даного продукту та порівняти з отриманими результатами досліджень;

.        Зробити висновки.

Теоретичною та методологічною основою дослідження є вітчизняна література та інтернет ресурси, що стосуються вивчення та описання властивостей запеченого м’яса та методів його дослідження; державний стандарт СРСР «М’ясні продукти. Методи визначення вологи. (9793-74)», «М'ясо та м’ясні продукти. Визначення рН (контрольний метод)» (ДСТУ ISO 2917:2001), «М'ясо та м’ясні продукти. Метод визначення загального вмісту нітриту (контрольний метод)» (ДСТУ ISO 2918:2005), «Метод визначення жиру з використанням пристрою марки Я10-ФУС» (ГОСТ 23042-86).

1. Фізичні властивості запеченого м’яса та методи їх дослідження

.1 Теплофізичні та фізико-хімічні властивості запеченого м'яса

м’ясо хімічний нітрит лужний

Більшість м’ясопродуктів за нормальних умов класифікують як колоїдні капілярно-пористі тіла. Складна структура, наявність фазових переходів, а також біологічний характер походження робить визначення теплофізичних характеристик дуже складним і в більшості випадків досить приблизним процесом. Теплофізичні властивості м’ясопродуктів (теплопровідність, теплоємність і температуропровідність) визначають характер і швидкість протікання теплових процесів, які застосовують при отриманні продуктів з новими якісними показниками (варіння ковбас, витоплювання жирів та ін.), для закріплення існуючої якості (пастеризація, стерилізація та ін.), для проведення і прискорення хімічних і біохімічних реакцій (теплова регенерація розсолу, інактивація пероксидази та ін.). Енергію до продукту, що обробляється, можна підвести традиційними способами: конвекцією або кондукцією (теплопровідністю), а також шляхом безпосередньої дії електричного струму, інфрачервоних променів. У всіх випадках підведена до поверхні енергія, щоб уникнути перегріву поверхні, повинна встигнути проникнути в тіло. Швидкість внутрішнього енергоперенесення повністю визначається теплофізичними властивостями продуктів. Теплофізичні властивості разом з реологічними зумовлюють і конвективне перенесення тепла в рідкоподібні системи. Слід зазначити, що в літературі іноді трапляються суперечливі відомості про величини теплофізичних властивостей, що зумовлено похибками в методиках вимірювань, які не завжди можна встановити. Процес розподілу температур у твердих або квазітвердих тілах при відсутності молярних або конвективних струмів залежить від теплофізичних властивостей продукту. [2, с. 278]

Для характеристики теплових властивостей харчових матеріалів використовують загальні закони теплопровідності. Лінійна залежність між тепловим потоком і температурним градієнтом виражається законом теплопровідності Фур'є у вигляді:

q =

де q - щільність теплового потоку, Вт/;

л - коефіцієнт теплопровідності, Вт/ (м • К);T - температурний градієнт, К/м.

Складова теплового потоку в напрямку х-qx дорівнює:

У законі Фур'є мінус означає, що в напрямку потоку тепла температура зменшується.

Коефіцієнт теплопровідності л [Вт/(м⋅К)] для одновимірного потоку дорівнює кількості теплової енергії, що протікає за одиницю часу через одиницю поверхні при градієнті температур в 1°С. Коефіцієнт теплопровідності для реальних тіл коливається в широких межах: від сотих частин одиниці для газів до сотень для металів. Оскільки багато м’ясних продуктів містять воду, їх теплопровідність близька до значення для води. Під час збільшення температури теплопровідність звичайно збільшується, причому часто - за лінійним законом.

Питома теплоємність с [Дж/(кг⋅К)] - кількість теплової енергії, необхідної для підвищення температури одиниці маси тіла на 1°С, характеризує здатність тіла сприймати тепло. Теплоємність змінюється в менших межах, ніж коефіцієнт теплопровідності. Найбільшу теплоємність має вода [4190 Дж/(кг⋅К)]. Під час нагрівання деяких продуктів, які, наприклад, містять жир, тепло витрачається на фазові перетворення, і підрахунок теплоємності може бути більшим за 4190; це буде ефективна теплоємність. З відносною вологістю W (кг вологи на кг сирого продукту) теплоємність пов’язана простою залежністю (формула адитивності):

С = Ссух + 4190 W,

де С і Ссух - відповідно питомі теплоємності вологого і сухого продукту.

Коефіцієнт температуропровідності а (м2/с) можна розглядати як вторинну характеристику продукту, що залежить від теплоємності, теплопровідності і щільності, але можна розглядати і як первинний показник, який визначається безпосередньо з досвіду. Він дорівнює кількості тепла, яке проходить за одиницю часу через одиницю поверхні при одиничному градієнті внутрішньої енергії; є коефіцієнтом дифузії внутрішньої енергії (за постійного об’єму) або ентальпії (за постійного тиску).

Термо-коефіцієнти відображають зовнішнє проявлення внутрішньої суті об’єктів. Тому їх величини залежать від хімічного складу і природи, біологічних особливостей, будови, структури продукту та ін. [2, с. 278-279]

Перераховані теплофізичні константи, що характеризують процес нагрівання, використовують для розрахунку змін температур всередині тіла, тривалості термічної обробки; їх обчислюють, грунтуючись на експериментально отриманих значеннях температур, тривалості і величині теплового потоку. Для цього часто застосовують нестаціонарні методи нагрівання (охолодження). [3, с. 169]

За фізико-хімічними властивостями м'ясо являє собою полідисперсну систему. Надлишок кислот і солей згортають білки м'яса, звільняють їх частково від власного середовища (води). Висока температура також порушує колоїдний стан білків в клітинах м'яса: білки зіщулюються, коагулюють і випадають в осад, а вода при цьому витісняється. Таким чином, м'ясо до певної міри зневоднюється. На цьому грунтується консервування м'яса, м'ясопродуктів та технічної тваринної сировини.

При нагріванні в м’ясі відбуваються специфічні фізико-хімічні перетворення його компонентів і зміна їх біологічних властивостей.

Найхарактернішою та основною зміною білків усіх тканин при нагріванні є денатурація - зміна природних властивостей білків, при цьому зменшується їх розчинність, гідратація. Білки, денатуровані нагріванням, легко агрегують і коагулюють, ущільнюються з виділенням води. Закономірності денатураційних перетворень білків у ізольованому вигляді істотно змінюються під час денатурації білків, що є складовими частинами структур, якими є тканини тварин. Денатуруюча дія тепла на білки м’яса залежить від багатьох чинників (температури нагрівання, тривалості теплової дії, присутності або відсутності достатньої кількості води в гріючому середовищі або самому продукті, рН середовища, взаємозв’язок між білками й іншими сполуками в структурі тканини тварин та ін.).

Процеси, що відбуваються після денатурації, пов’язані з хаотичним виникненням зв’язків (водневих, сольових) між поліпептидними ланцюгами як всередині молекули, так і між молекулами різних білків. Але їхня кількість і розміщення випадкові і залежать від ступеня порушення первинної структури білка, тобто від температури та тривалості нагрівання.

Білки м’яса, денатуровані в результаті теплової дії, легше піддаються ферментативному гідролізу, оскільки під час розгортання поліпептидних ланцюжків внутрішні пептидні зв’язки стають доступніші до дії ферментів, що особливо важливо для колагену. Тому денатуровані білки краще перетравлюються. У той же час тривалий період нагрівання може збільшити стійкість білків до ферментів внаслідок розвитку післяденатураційних змін. Так, тривале нагрівання за температури вище ніж 100°С (стерилізація м’яса) супроводжується деяким погіршенням переварювання білків м’яса.

Більшість м’ясопродуктів, які піддаються тепловому обробленню, щоб уникнути змін забарвлення в процесі попереднього соління, обробляють нітритом. В процесі термічного оброблення нітрозоміоглобін перетворюється на денатурований глобін і нітрозогемохромоген, який і зумовлює рожево-червоний колір соленоварених виробів.

Нагрівання м’яса супроводжується витоплюванням жиру і частковим його емульгуванням (надає каламутності бульйону). Одночасно з витоплюванням жиру вивільняються деякі леткі сполуки, пов’язані з жирами, що надає специфічного аромату м’ясу та бульйону. Тривала дія високої температури за наявності води та кисню повітря може викликати гідроліз і окислення жирів. При помірному нагріванні вони незначні, але їх легко виявити. Через приєднання гідроксильних груп за місцем подвійних зв’язків внаслідок взаємодії тригліцеридів з водою частково утворюються оксикислоти. Останні надають бульйону смаку та запаху осалювання за тривалого варіння жирного м’яса та кісток. Окислювальні зміни жирів і процеси полімеризації під час обсмажування (t ≥ 135°С) призводять не тільки до змін кольору (жир темнішає) і погіршення запаху: при цьому можуть утворюватися шкідливі для організму речовини, погіршується засвоюваність жиру. Нагрівання сприяє і швидшому окислювальному псуванню жирів під час зберігання, особливо свинини, що супроводжується збільшенням кількості перекисів та зростанням тіобарбітурового числа. Ліпідна фракція вареної свинини піддається швидшому окислювальному псуванню. Це пояснюється відсутністю природних антиокислювачів і тим, що до процесу окислення дуже швидко залучаються надто лабільні не фосфоліпіди а фосфоліпопротеїди. У результаті окислення фосфоліпідів утворюються леткі продукти з неприємним запахом.

Теплове оброблення м’яса та м’ясопродуктів призводить до зменшення кількості деяких вітамінів у результаті їх хімічних змін, а також втрат у навколишнє середовище. Зміна вмісту вітамінів у м’ясі під час нагрівання залежить від їхньої стійкості до теплової дії, а також від умов оброблення м’яса, головним чином від рН і наявності кисню. Теплове оброблення м’яса і м’ясопродуктів навіть за помірних температур призводить до деякого зниження їх вітамінної цінності, а під час нагрівання вище за 100°С вітаміни значно руйнуються (40-70%). З водорозчинних вітамінів найменш стійкі вітаміни В1 і аскорбінова кислота (вітамін С), з жиророзчинних вітамінів - вітамін D.

Стійкісні властивості тваринних тканин під дією нагрівання змінюються під впливом двох протилежно направлених чинників: коагуляції білків і розпаду колагену. Чим вища температура і більше тривалість нагрівання, тим більша коагуляція і вищі стійкісні властивості продукту. З іншого боку, чим більший розпад колагену, тим менша жорсткість м’яса.

Швидкість і ступінь розпаду колагену різко зростають із збільшенням ступеня подрібнення. Тому нагрівання ковбасного фаршу до 70°С, достатнє для денатурації значної частини м’язових білків і переходу значної частини колагену в глютин. У зв’язку з цим варіння ковбас можна вважати закінченим, як тільки температура в центрі батона досягне 70-72°С.

Стійкісні властивості тваринних тканин, які піддаються нагріванню, залежать і від ступеня зневоднення продукту. Розвиток коагуляційних змін супроводжується зменшенням водозв’язуючої здатності білкових речовин і втратою води. Звідси витікає, що і температура, і тривалість теплового оброблення м’ясопродуктів повинні бути лише мінімально необхідними відповідно до особливостей складу і властивостей продукту, який нагрівається. На втрати води продуктом істотно впливає і ступінь розвитку автолітичних процесів до моменту нагрівання. Кількість вологи, яка віділяється під час теплового оброблення, мінімальна при нагріванні парного м’яса. Вона різко збільшується для м’яса в стані повного розвитку посмертного заклякання, після чого поступово зменшується в міру дозрівання м’яса. Але навіть через 10 і більше діб вона вище, ніж при тепловому обробленні парного м’яса. Відповідно до цього м’ясо, зварене в стані посмертного заклякання, дуже жорстке, але тим ніжніше і соковитіше, чим вищий ступінь дозрівання. Вологозв’язувальну здатність м’ясопродуктів, що піддаються тепловому обробленню, можна збільшити, зрушуючи рН у той чи інший бік від ізоелектричної точки білків тваринних тканин. Цього можна досягти, додаючи до подрібненого м’яса деякі солі, наприклад фосфати, або обробляючи м’ясо органічними кислотами, наприклад оцтовою.

Теплове оброблення м’ясних продуктів повинне забезпечувати відмирання або різке скорочення кількості вегетативної мікрофлори. Під час нагрівання до температури 70°С протягом 5-10 хв гине більша частина вегетативних форм мікроорганізмів. Проте в продукті залишаються термостійкі форми, деякі з яких здатні розвиватися за температури 80°С, нагрівання м’ясопродуктів до температури 100°С не спричинює їхнього повного знищення. До дії високих температур стійкі спорові форми мікробів. Таким чином в результаті нагрівання м’ясопродуктів до температури 68-70°С відмирає 99% початкової кількості мікроорганізмів. Мікрофлора, що залишилася, на 90% представлена споровими формами. Рівень залишкової мікрофлори після закінчення термооброблення залежить головним чином від ступеня початкової мікробіологічної забрудненості сировини і матеріалів, що використовуються при виробництві м’ясопродуктів. [2, с. 229-242]

.2 Фізичні методи дослідження м’яса

м’ясо хімічний нітрит лужний

Власні дослідження м’яса

Запікання - теплова обробка м'ясопродуктів сухим гарячим повітрям при температурах вище 100° С, яку можна робити або в контакті з гріючим середовищем, або у формах, якщо продукт, володіючи в'язко - пластичними властивостями, здатний деформуватися в процесі нагрівання (наприклад, ковбасний фарш). В обох випадках нагрівання ведуть до досягнення в центрі продуктом температури 65-67° С.

У результаті прямого контакту поверхні м’ясопродукту (за відсутності кришки або додаткової упаковки) з гріючим середовищем відбувається інтенсивне короткочасне випаровування вологи і утворення поверхневого шару, який перешкоджає подальшому виділенню вологи з продукту. Це зумовлює й особливості зміни продукту: для зовнішнього сухого шару характерні зміни, властиві сухому нагріву, тоді як для внутрішнього - зміни, властиві вологому. Паротворення, що відбувається всередині виробу, створює надмірні напруження, внаслідок чого поліпшується його зовнішній вигляд, консистенція, ніжність і соковитість. Втрати під час запікання відбуваються практично за рахунок випаровування вологи і витікання невеликої кількості розплавленого жиру.

У зовнішньому шарі денатураційні зміни білків доповнюються окисленням їх киснем повітря і пірогенетичними процесами. Зовнішній шар більш-менш помітно ущільнюється і зміцнюється. У внутрішніх шарах розвиваються процеси гідротермічного розпаду. Втрати при запіканні відбуваються майже виключно за рахунок випаровування вологи і набрякання невеликої кількості плавкого жиру. Таким чином, при запіканні всі складові частини продукту практично цілком зберігаються в ньому.

Прилади та обладнання для проведення дослідження:

·        Сухо-жарова машина (Додаток А);

·        Універсальний вимірювальний прилад, до якого приєднана термопара (Додаток Б);

·        3 експериментальних зразки м’яса (Додаток В).

У процесі власного дослідження було використано три зразки м’яса: перший зразок - саме м’ясо, другий - м’ясо у фользі, третій - м’ясо в тісті. (Додаток В).

Дослідження властивостей м’яса здійснювалося за допомогою методу регулярного режиму. Він полягає в наступному: досліджуваний зразок нагрівають у середовищі постійної температури. При цьому спостерігають за зміною температури в будь-якій фіксованій точці тіла, відмічають моменти часу і відповідні їм показання приладу, призначеного для вимірювання температури. [4, с. 48]

Хід роботи:

1.   Виміряти діаметр зразка №1 (Додаток В).

2.      Покласти зразок №1 (Додаток В) на фольгу або у будь-яку форму, яка може витримати високі температури та приєднати термопару до центра зразка №1.

.        В попередньо розігріту камеру (>145°C) покласти зразок.

.        Знімати покази термопари та показники температури камери кожну хвилину, впродовж 30 хв.

5.      Вийняти готове м’ясо з камери, відєднати від нього термопару.

6.      Повторити всі дії для зразків №2 (Додаток В) і №3 (Додаток В).

За допомогою приладів було отримано усі необхідні дані для визначення коефіцієнта теплопровідності об’єкту дослідження.

Обрахування проводились за наступним алгоритмом:

1.      Відповідно до теорії теплопровідності та за законом збереження енергії маємо, що кількість теплоти підведена до продукту повністю ним поглинута, тобто

 за законом Фур’є рівний

.        Отже для розрахунку коефіцієнту теплопровідності  маємо формулу:

де S - товщина продукту, м;_{ст1 -} температура поверхні продукту, ⁰С;_{ст2 -} температура у середині продукту, ⁰С;

 - коефіцієнт теплопровідності;

 - коефіцієнт теплопередачі

3.      Для визначення коефіцієнта теплопередачі необхідно скористатися теорією подібності з використанням критеріального рівняння, тобто

-        із критерію Нусельта  знайдемо

         для знаходження  необхідно знати саме число Nu;

         знайти числове значення безрозмірного критерію Нусельта необхідно написати критеріальне рівняння відповідного поцесу;

         для написання критеріального рівняння необхідно визначити сферу його застосування;

         для визначення сфери застосування необхідно відшукати безрозмірні критерії Грасгофа  та Прандтля

- визначальний розмір, м;- прискорення вільного падіння, м/с²;

 і  - густина насиченої рідини і сухої насиченої пари, кг/м³;

 - коефіцієнт кінематичної в’язкості, м²/с;

 - коефіцієнт теплопровідності, ;

с - питома теплоємність, ;

а - коефіцієнт температуропровідності, м²/с;

- об’ємний коефіцієнт термічного розширення, град^-1

         знайти їх добуток  і скористатися таблицею 1:

Таблиця 1

4.      Розрахувати коефіцієнт теплопровідності температурного поля навколо продукту за формулою:

.

5.      Розрахувати коефіцієнт теплопровідності продукту (зразка) за відомою вже формулою:

.

6.      Такий обрахунок виконується для кожної температурної точки графіку. Отримуємо величезний масив даних. Для полегшення розрахунків використовуємо відповідне програмне забезпечення обрахунку даних.

7.      За отриманими результатами будуємо графіки зміни коефіцієнта теплопровідності запеченого м’яса від температури.

Отримана залежність теплопровідності, л від температури показана в таблиці (Додаток З) для зразка №1; для зразка №2 (Додаток И); для зразка №3 (Додаток К).

Отримані результати дослідження дають змогу проаналізувати теплофізичні властивості об’єкта дослідження, представленого різними зразками, а також встановити залежність коефіцієнта теплопровідності цих зразків від температури їх нагрівання.

На першому графіку (Додаток Д) зображена залежність коефіцієнта теплопровідності від температури для м’яса запеченого відкрито. При внесенні зразка в піч його температура становила 33°C. Найбільшого значення коефіцієнта теплопровідності зразок досяг при температурі 33°C - -0,847264116 , найменшого - при температурі 73°С, а саме - -1,199463034. Протягом 30 хвилин зразок запікався і за цей час прогрівся до 73°C. Ми бачимо, що зі зростанням температури м’яса, коефіцієнт його теплопровідності зменшується.

На другому графіку (Додаток Е) зображена залежність коефіцієнта теплопровідності від температури для м’яса запеченого у фользі. При внесенні зразка в піч його температура становила 50°C. Найбільшого значення коефіцієнта теплопровідності зразок досяг при температурі 50°C - -0,874797339 , найменшого - при температурі 95°С, а саме - -1,392262322 . Протягом 30 хвилин зразок запікався і за цей час прогрівся до 95°C. Ми бачимо, що в порівнянні з зразком №1 початкова та кінцева температура зразка №2 дещо більша, а теплопровідність, відповідно - менша. На графіку просліджується так ж сама залежність показника теплопровідності від температури.

На третьому графіку (Додаток Ж) зображена залежність коефіцієнта теплопровідності від температури для м’яса запеченого у тісті. Показники зразка №3 не дуже відрізняються від попередніх двох. Дещо змінилися показники температури і теплопровідності для цього зразка. При внесенні зразка в піч його температура становила 35°C. Найбільшого значення коефіцієнта теплопровідності зразок досяг при температурі 35°C - -0,790153514 , найменшого - при температурі 91°С, а саме - -1,352355249 . Протягом 30 хвилин зразок запікався і за цей час прогрівся до 91°C.

Отже, провівши дані дослідження та проаналізувавши їх результати можна зробити висновок, що при підвищенні температури м’яса, його теплопровідність зменшується. Це пояснюється тим, що при запіканні, впорядкованість будови зменшується, і відповідно, зменшується теплопровідність, тобто здатність проводити тепло. Як бачимо, зразок в фользі прогрівся до найвищою температури серед інших зразків - 95°C. Це відбулося завдяки фользі, тому що вона має високі термоізоляційні властивості. Фольга зменшує втрати тепла до 97%.

Метод визначення вологи м’яса

У державному стандарті СРСР «М’ясні продукти. Методи визначення вологи. (9793-74)» наведені методи, які допомагають визначити вміст вологи в м'ясі та м'ясних продуктах.

Цей стандарт поширюється на сирокопчені, напівкопчені, варено-копчені, варені, фаршировані, ливерні і кров'яні ковбаси, м'ясні хліби, сосиски, сардельки, продукти зі свинини, баранини, яловичини, м'яса птиці та інших видів забійної худоби та встановлює такі методи визначення вологи:

·        висушування в пристрої Я10-ФВУ;

·        висушування в сушильній шафі при температурі (103 ± 2)° С;

·        висушування в сушильній шафі при температурі (150 ± 2)° С;

·        висушування в сушильному апараті САЛ з нагрівом лампами інфрачервоного випромінювання.

Для визначення вологи повинні застосовуватися наступні апаратура, реактиви і матеріали:

·        побутова м'ясорубка по ГОСТ 4025-83 або побутова електром'ясорубка по ГОСТ 20469-81 з діаметром отворів грат 4 мм;

·        сушильний шкаф, електричний з терморегулятором;

·        сушильний апарат СУЛ;

·        лабораторні ваги;

·        водяна баня;

·        стаканчики для зважування СВ-14/8, СВ-19/9 по ГОСТ 25336-82 або бюкси металічні діаметром 50 мм, висотою 25-35 мм;

·        скляні палички;

·        сита з діаметром отворів 0,3 мм і 1,5 мм;

·        спирт етиловий ректифікаційний по ГОСТ 18300-87;

·        пісок річковий;

·        вода дистильована по ГОСТ 6709-72;

·        соляна кислота по ГОСТ 3118-77;

·        пристрій Я10-ФВУ.

Розглянемо наступний метод: «Визначення вологи висушуванням в сушильній шафі при температурі (150 ± 2)° С».

Хід роботи:

У бюксу поміщають пісок в кількості, яка приблизно в 2-3 рази перевищує наважку продукту, скляну паличку та висушують в сушильній шафі при температурі (150 ± 2)° С протягом 30 хв. Потім бюксу закривають кришкою, охолоджують в ексикаторі до кімнатної температури і зважують. Потім у бюксу з піском вносять наважку продукту від 2 до 3 г, зважують повторно, ретельно перемішують з піском скляною паличкою та висушують в сушильній шафі у відкритій бюксі при температурі (150 ± 2)° С протягом 1 години. Потім бюксу закривають кришкою, охолоджують в ексикаторі до кімнатної температури і зважують.

Вміст вологи (w), виражений у відсотках, обчислюємо за формулою:

де m₀ - маса чашки з піском та скляною паличкою, г;₁ - маса чашки з досліджуваною пробою, паличкою та піском до сушіння, г;₂ - маса чашки з досліджуваною пробою, паличкою та піском після сушіння, г.

Метод визначення жиру з використанням пристрою марки Я10-ФУС (ГОСТ 23042-86)

Апаратура, матеріали і реактиви: пристрій марки Я10-ФУС для екстрагування жиру з харчових продуктів; м’ясорубка побутова, електром’ясорубка побутова; терези лабораторні загального призначення, 1 і 2-го класів точності, з найбільшою межею зважування 200 г. з допустимою похибкою зважування ±0,001 г., лійка В-36 - 50ХС, колба мірна 2 - 50 - 2 за ГОСТ 1770-74; склянки СВ-34/12 за ГОСТ 25336-82; ексикатор, ацетон за ГОСТ 2603-79; хлороформ технічний, папір фільтрувальний лабораторний або фільтри без зольні паперові, шафа сушильна лабораторна, водяна баня, апарат для струшування рідин у колбах і пробірках універсальний; кальцій хлористий.

Хід роботи:

Наважку продукту масою (2,0 ± 0,2) г зважують на терезах у склянці або бюксі. Наважку кількісно переносять у склянку для проби пристрою марки Я10-ФУС, доливають від 1,2 до 1,5 см³ ацетону, розминають аналізовану пробі скляною паличкою, вставляють вичавну склянку в склянку для проби. Попередньо на перфорувальне дно вичавної склянки надягають паперовий фільтр, розрізаний по радіусу, і затискають фільтр знімним кільцем. Фіксують вичавну склянку півколом, склянки закривають кришкою, встановлюють в апарат для струшування і струшують від 2 до 3 хв. Потім знімають півколо і кришку, поміщають склянку для проби з вичавною склянкою у тримач так, щоб фланці ємностей входили у тримачі. При цьому склянку для проби вставляють по бічним зрізам і розвертають, надійно фіксуючи склянки у верхньому і нижньому тримачах. Пересовуючи вичавну склянку з допомогою маховика з гвинтом, віджимають пробу і водно-ацетоновий розчин відкидають. Поворотом маховика вичавну склянку піднімають на висоту від 1 до 2 см, витягають склянки з тримачів, а вичавну склянку зі склянки для проби і знову розминають пробу скляною паличкою.

Отриманий залишок продукту обробляють (12 ± 1) см³ хлороформу, струшують від 2 до 3 хв. у склянці для проби з вичавною склянкою, півколом і кришкою. Хлороформний екстракт жиру відділяють так, як і водно-ацетоновий розчин, фільтруючи у мірну колбу через складчастий паперовий фільтр, розміщений у лійці. Потім залишок продукту відмивають ще 2 рази, додаючи послідовно (19 ± 1) і (14 ± 1) см³ хлороформу і струшуючи від 2 до3 хв. Хлороформні розчини фільтрують у мірну колбу. Скляну паличку і складчастий фільтр промивають невеликими порціями хлороформу, доводячи екстракт у мірній колбі до 50 см³. Суміш ретельно перемішують.

Для визначення масової частки жиру відбирають піпеткою не менше 20 см³ хлороформного розчину, використовуючи гумову грушу, і переносять у попередньо висушену і зважену бюксу. Нагрівають бюксу з екстрактом на водяній бані до зникнення запаху розчинника, потім витримують її у сушильній шафі не менше 15 хв. при температурі (103 ± 2) єС, охолоджують в екстракторі над хлористим кальцієм до кімнатної температури і зважують на терезах з похибкою не більше 0,001 г.

Обробка результатів:

масову частку жиру (Х) у відсотках вираховують за формулою:

X = Ч100

де  - маса бюкси з жиром, г;

 - маса бюкс із не ліпідною фракцією, г;

- загальний об’єм екстракту, см³;- маса наважки, г;

- об’єм екстракту, відібраний для висушування, см³.

Розрахунки проводять з похибкою ±0,1%. За результат досліду приймають середнє арифметичне результатів двох паралельних визначень, допустима розбіжність між якими не повинна перевищувати 0,5% під час виконання аналізів в одній лабораторії і 1% - під час виконання аналізу у різних лабораторіях (Р = 0,95). Для виключення систематизованої похибки використовують виправлення +5% відносно вимірюваної величини, і кінцевий результат записують у вигляді: Х₁ ±0,5%, Р=0,95, де Х₁ - середнє арифметичне по даному методу.

2. Хімічні властивості запеченого м’яса та методи їх дослідження

.1 Хімічні методи дослідження запеченого м’яса

Визначення загального вмісту нітриту (контрольний метод)

У державному стандарті України «М'ясо та м’ясні продукти. Метод визначення загального вмісту нітриту (контрольний метод)» (ДСТУ ISO 2918:2005), встановлюється контрольний метод, який допомагає визначити загальний вміст нітриту у м’ясі та м’ясних продуктах, а яких вміст масової частки хлориду натрію становить не менше ніж 1%.

Суть методу полягає в тому, що досліджувану пробу екстрагують гарячою водою, осаджують білки і фільтрують. До фільтрату додають сульфаніламід та N-1-нафтілетилендиамін дигідрохлорид. За наявності нітриту натрію з’являється червоний колір. Проводять фотометричне вимірювання за довжини хвилі 538 нм.

Для проведення даного дослідження необхідні такі реактиви та апаратура:

розчин для осаджування білків, розчин бури, розчин нітрит натрію, розчини необхідні для утворювання кольору, м’ясорубка механічна, ваги аналітичні, колби мірні, піпетки, баня водяна, колориметр фотоелектричний, папір фільтрувальний гофрований, колба конічна.

Досліджувальну пробу гомогенізуємо, пропускаючи через механічну м’ясорубку щонайменше двічі, та перемішуємо. Зберігаємо у щільно закритій посудині в охолодженому стані.

Пробу досліджуємо якомога швидше, але не пізніше ніж через 24 години після гомогенізації.

Зважуємо з точністю до 0,001 грам близько 10 грам досліджувальної проби.

Для того, щоб видалити білок, кількісно переносимо досліджувальну пробу в конічну колбу і по черзі додаємо 5 см³ насиченого розчину бури та 100 см³ води за температури не нижче 70°С.

Нагріваємо колбу протягом 15 хвилин на киплячій водяній бані, періодично струшуючи.

Колбу охолоджуємо за кімнатної температури і по черзі додаємо 2 см³ реактиву І та 2 см³ реактиву ІІ. Після кожного додавання ретельно перемішуємо.

Переливаємо вміст у мірну колбу з однією міткою 200 см³. Доводимо водою до мітки і перемішуємо. Даємо колбі 30 хвилин постояти за кімнатної температури.

Фільтруємо і обережно зливаємо надосадову рідину крізь гофрований фільтрувальний папір так, щоб отримати прозорий розчин.

Переходимо до фотометрії: піпеткою переносимо не більше ніж 25 см³ фільтрату у мірну колбу з однією міткою місткістю 100 см³ і додаємо води стільки, щоб одержати об’єм близько 60 см³.

Додаємо 10 см³ розчину І, потім 6 см³ розчину ІІІ, перемішуємо і залишаємо розчин на 5 хвилин за кімнатної температури в темному місці.

Додаємо 2 см³ розчину ІІ, перемішуємо і залишаємо розчин на 3-10 хвилин за кімнатної температури у темному місці. Доводимо водою до мітки.

Вимірюємо поглинальну здатність розчину в 1 см кюветі фотоелектричним колориметром або спектрофотометром за довжини хвилі 538 нм.

Проводимо два незалежних визначання з різними досліджуваними пробами, відібраними від того самого дослідного зразка.

Вміст нітриту в досліджувальній пробі, виражений в міліграмах нітриту натрію на кілограм продукту, обчислюємо за формулою:

NaNO₂ = c·

де m - маса досліджувальної проби, г;- об’єм досліджувальної порції фільтрату, взятої для фотометричного визначання, см³;- концентрація розчину нітриту натрію, визначена за допомогою калібрувальної кривої, що відповідає поглинальній здатності розчину, приготовленого з пробної порції.

За результат беремо середнє арифметичне значення двох визначань, якщо різниця між результатами двох визначань, проведених одночасно або за короткий проміжок часу одним і тим самим лаборантом, не перевищує 10% середнього значення.

Результат виражають з точністю до 1 міліграма на кілограм продукту. [6]

.2 Визначення рН (контрольний метод)

Державний стандарт України «М'ясо та м’ясні продукти. Визначення рН (контрольний метод)» (ДСТУ ISO 2917:2001) поширюється на всі види м’яса та м’ясних продуктів, враховуючи м’ясо птиці, і встановлює контрольний метод визначання pH.

Метод засновано на вимірюванні різниці потенціалів між скляним електродом і електродом порівняння, які вміщені у підготовлену пробу м’яса або м’ясного продукту.

Треба використовувати реактиви тільки визнаної аналітичної якості, якщо не визначено інше. Необхідні такі реактиви та апаратура: вода не нижча третього сорту згідно з ISO 3696, буферні розчини для калібрування рН-метра, буферний розчин, рН = 4,00 за температури 20°С, буферний розчин, рН = 6,88 за температури 20°С, буферний розчин, рН = 5,45 за температури 20°С, розчин гідроксиду натрію, с(NaOH) = 1,0 моль/дм³, розчин калію хлориду, c(KCl) = 1,0 моль/дм³, освітлювальні рідини, діетиловий ефір насичений водою, етанол (C₂H₅OH), 100%, механічне або електричне обладнання, на якому проводять гомогенізацію проби, рН-метр з цифровим або аналоговим дисплеєм, мінімальна чутливість якого 0,01 одиниць рН, комбінований електрод, ротаційний гомогенізатор з частотою обертання до 20000 хв^-1, магнітна мішалка.

Рекомендовано метод відбирання проб згідно з ISO 3100-1. Важливо, щоб лабораторія отримала пробу, яка була б показова, неушкоджена та не зазнала змін під час транспортування та зберігання. Маса проби повинна бути не менша ніж 200 г.

Калібрують рН-метр, використовуючи два стандартних буферних розчини з такими значеннями рН, щоб сподіване рН проби містилось поміж ними, за даної температури вимірювання і постійного перемішування магнітною мішалкою.

Якщо рН-метр не містись систему термокомпенсації, температура буферного розчину повинна бути в межах (20±2)°С.

Електроди вводять у підготовлену пробу і виставляють систему термокомпенсації рН-метра відповідно до температури проби. У випадку відсутності системи компенсації, температура проби повинна бути у межах (20±2)°С. Показник рН виміряють за методикою, яка відповідає застосованому рН-метру, з постійним перемішуванням проби магнітною мішалкою. Коли встановиться постійне значення на шкалі рН-метра, проводять відлік показів з точністю до 0,01 одиниці рН.

Для неруйнівного вимірювання рН проби ножем або гострою шпилькою протикають отвір у пробі та обережно, щоб не зламати, вставляють електроди.

Встановлюють систему термокомпенсації рН-метра відповідно до температури проби. У випадку відсутності системи компенсації, температура проби повинна бути у межах (20±2)°С.

Показник рН вимірюють за методикою, яка відповідає застосованому рН-метру. Коли встановиться постійне значення на шкалі рН-метра, проводять відлік показів з точністю до 0,01 одиниці рН.

Вимірювання проводять повторно у тій самій точці.

Якщо треба встановити різницю величин рН, виміряних у декількох точках проби, тоді повторюють вимірювання у різних точках. Кількість точок вимірювання залежить від виду м’яса і розмірів проби.

Очищають електроди, послідовно протираючи їх ватою, змоченою у діетиловому ефірі й етанолі. Після цього їх промивають водою і зберігають відповідно до інструкції з експлуатації заводу-виробника.

Для неруйнівного вимірювання за результат приймають середнє арифметичне двох значень рН, отриманих в одній і тій самій точці. Округлюють середнє значення рН до щонайблищого кратного 0,05 значення рН.

Абсолютна різниця результатів двох незалежних одиничних випробувань, отриманих під час використовування одного методу на ідентичному дослідному матеріалі, у тій самій лабораторії, тим самим оператором, використовуючи те саме обладнання, протягом короткого проміжку часу не повинна перевищувати більше ніж у 5% випадків значення 0,014 одиниць pH.

Абсолютна різниця результатів двох одиничних випробувань, отриманих під час використовування одного методу на ідентичному дослідному матеріалі у різних лабораторіях, різними операторами, використовуючи різне обладнання, не повинна перевищувати більше ніж у 5% випадків значення 0,12 одиниць pH. [7]

Висновки

М'ясо - цінний харчовий продукт, який займає одне з найважливіших місць у нашому харчуванні. Воно містить у значній кількості повноцінні білки, жири, вітаміни, екстрактивні і мінеральні речовини. Вміст білків в м'ясі коливається від 14,2 до 20,7%, вміст жиру залежить від вгодованості тварини; з вітамінів в найбільшій кількості представлені вітаміни групи В, К, Е, РР і ін.

Під час опрацьовування літератури, що стосується об’єкту та предмету мого дослідження, було з’ясовано, що теплофізичні властивості м’яса (теплопровідність, теплоємність і температуропровідність) можна змінювати за допомогою ізолюючого шару (фольга, тісто). Яскравий приклад цьому - дослідження по нагріванню м’яса. За однаковий час, при сталій температурі нагрівання зразки з різним ізолюючим шаром нагрівалися по різному. Зразок в фользі нагрівся до значно вищої температури, ніж зразок в відкритому стані. Тобто, можна сказати, що експериментально доказано, що теплофізичні показники залежать від ізолюючого шару, вмісту вологи та жиру. Ці показники дають змогу побачити характер та швидкість перебігу теплових процесів в м’ясі.

Основною частиною роботи було проведення досліджень із м’ясом з трьома різними ізолюючими шарами для знаходження коефіцієнта теплопровідності. Для цього було використано шафу для нагрівання та універсальний вимірювальний пристрій. Результати вимірювань згодом використовувалися для обчислення коефіцієнта теплопровідності за певним алгоритмом. Обрахувавши усі значення, було створено графіки для кожного зразка, де демонструється його залежність коефіцієнта теплопровідності від температури.

В даній курсовій роботі застосовано різні методи дослідження фізичних та хімічних властивостей м’яса. На сьогодні, дуже важливим є дослідження по оцінюванні якості м'яса та м'ясної продукції.

Кожен метод як фізичний, так і хімічний важливий по-своєму, тому що за допомогою цих методів можна визначити якість м’яса, що є дуже важливим, так як цей продукт є основним продуктом харчування людини.

Список використаних джерел

1. Технологія виробництва запечених страв з м'яса [Електронний ресурс]. - Режим доступу: URL: http://bukvar.su/kulinarija/152781-Tehnologiya-proizvodstva-zapechennyh-blyud-iz-myasa.html - Назва з екрана.

2.      Янчева М.О. Фізико-хімічні та біохімічні основи технології м’яса та м’ясопродуктів: Навч. пос./ Янчева М.О., Пешук Л.В., Дроменко О.Б. - К.: Центр учбової літератури, 2009. - 304 с.

.        Соколов А.А. Физико-химические и био-химические основы технологии мяса и мясопродуктов: Справочник/ А.А. Соколов. - М.: Пищевая промышленность, 1973. - 495 с.

.        Гинзбург А.С. Теплофизические характеристики пищевых продуктов/А.С. Гинзбург, М.А. Громов, Г.Н. Красовская. - М.: Агропромиздат, 1990. - 287 с.

.        Продукты мясные. Методы определения влаги: ГОСТ 9793-74. - [Чинний від 01.01.1975]. - М.: НАЦИОНАЛЬНЫЕ СТАНДАРТЫ, 2007. - 6 с.

.        М'ясо та м'ясні продукти. Метод визначення загального вмісту нітриту (контрольний метод) (ІSO 2918:1975, ІDT): ДСТУ ISO 2918:2005. - [Чинний від 01.01.2008]. - К.: Держспоживстандарт, 2007. - 10 с.

.        М'ясо та м'ясні продукти. Визначання рН (контрольний метод) (ІSO 2917:1999, ІDT): ДСТУ ISO 2917-2001. - [Чинний від 01.01.2003]. - К.: Держспоживстандарт, 2007. - 10 с.