Тваринництво та технології харчових продуктів

Фізико-математичне моделювання процесу приготування фаршу із домішками спельтового борошна та грибів печериці

Лариса Баль-Прилипко, Микола Ніколаєнко, Михайло Муштрук, Марина Назаренко, Людмила Бейко
Завантажити статтю
Анотація

Введення до м’ясопродуктів домішок рослинного або тваринного походження складає на теперешній час стійку тенденцію у харчових технологіях через можливості отримати унікальні властивості продукції та зниження її собівартості, що обгрунтовує актуальність проведених досліджень. Метою статті є побудова математичного алгоритму, що дозволяє визначити закономірності зміни основних параметрів процесу приготування фаршу м’ясних напівфабрикатів із рослинними домішками, що дозволить визначити тенденції розвитку технічної та технологічної ефективності засобів механізації системи тонкого подрібнення сировини для виготовлення ковбасних виробів. Досліджено застосування у якості інгредієнтів до фаршевої маси використовують домішки спельтового борошна та грибів печериці, що дозволяє разом із зниженням собівартості виробництва вареної ковбасної продукції, значно покращити органолептичні показники якості продуктів, зменшити їхню калорійність та подовжити терміни придатності до споживання. Дикорослий різновид спельта, що використовується у даній науковій роботі як альтернатива її культурним сортам, володіє значно меншою алергійною активністю та відповідно меншою часткою гліадинів, які складають основу пшеничного глютену або клейковини; що обгрунтовує практичну цінність роботи. Був виконаний мікроструктурний аналіз фаршу контрольного та дослідних зразків варених сосисок виявив, що остання категорія м`ясного продукту характерна підвищеними щільністю та пружністю завдяки включенню мікрочасток спельти у вакуолі м`ясної фракції. Згідно з результатами експериментальних досліджень, використанням методу «аналізу розмірностей» та теореми Федермана-Букінгема вдалося отримати критеріальне рівняння для процесу тепломасообміну в умовах інтенсивного механічного перемішування. Дані процесні характеристики були описані при допомозі критеріїв Ейлера, Фур’є та Шервуда. Складена функція містить основні фактори зовнішнього впливу на сировину та її фізико-механічні характеристики, що дозволяє адекватно оцінити процеси дифузії у технологічному середовищі та сформувати рекомендований ряд при проектуванні технічного та технологічного забезпечення для отримання якісної харчової продукції

Ключові слова

спельта; напруга зсуву; фаршева маса; теорія подібності; числа подібності; дифузія; варені м’ясопродукти

ЦИТУВАТИ
Bal-Prylypko, L., Nikolaenko, M., Mushtruk, M., Nazarenko, M., & Beiko, L. (2024). Physical and mathematical modelling of the process of cooking minced meat with spelt flour and champignon mushrooms. Animal Science and Food Technology, 15(2), 38-55. https://doi.org/10.31548/animal.2.2024.38
Використані джерела

[1] Allai, F.M., Azad, Z.R.A.A., Gul, K., & Dar, B.N. (2022). Wholegrains: A review on the amino acid profile, mineral content, physicochemical, bioactive composition and health benefits. International Journal of Food Science & Technology, 57(4), 1849-1865. doi: 10.1111/ijfs.15071.

[2] Bal’-Prylypko, L.V., Derevyanko, L.P., Slobodyanyuk, N.M., Starkova, E.R., & Androshchiuk, O.S. (2018). Using of the Ampullaria glauca snails’ caviar for correction of the effects of the ionizing radiation exposure in small dose. Nuclear Physics and Atomic Energy, 19(2), 159-165. doi: 10.15407/jnpae2018.02.159.

[3] Bal-Prylypko, L., Yancheva, M., Paska, M., Ryabovol, M., Nikolaenko, M., Israelian, V., Pylypchuk, O., Tverezovska, N., Kushnir, Y., & Nazarenko, M. (2022). The study of the intensification of technological parameters of the sausage production process. Potravinarstvo Slovak Journal of Food Sciences, 16, 27-41. doi: 10.5219/1712.

[4] Caio, G., Lungaro, L., Segata, N., Guarino, M., Zoli, G., Volta, U., & De Giorgio, R. (2020). Effect of gluten-free diet on gut microbiota composition in patients with celiac disease and non-celiac gluten/wheat sensitivity. Nutrients, 12(6), article number 1832. doi: 10.3390/nu12061832.

[5] Chen, K., Zhang, M., Bhandari, B., Sun, J., & Chen, J. (2022). Novel freeze drying based technologies for production and development of healthy snacks and meal replacement products with special nutrition and function: A review. Drying Technology, 40(8), 1582-1597. doi: 10.1080/07373937.2021.1967375.

[6] Das, A.K., Nanda, P.K., Madane, P., Biswas, S., Das, A., Zhang, W., & Lorenzo, J.M. (2020). A comprehensive review on antioxidant dietary fibre enriched meat-based functional foods. Trends in Food Science & Technology, 99, 323-336. doi: 10.1016/j.tifs.2020.03.010.

[7] Deleu, L.J., Lemmens, E., Redant, L., & Delcour, J. A. (2020). The major constituents of rye (Secale cereale L.) flour and their role in the production of rye bread, a food product to which a multitude of health aspects are ascribed. Cereal Chemistry, 97(4), 739-754. doi: 10.1002/cche.10306.

[8] Díaz, L. D., Fernández-Ruiz, V., & Cámara, M. (2020). An international regulatory review of food health-related claims in functional food products labeling. Journal of Functional Foods, 68, article number 103896. doi: 10.1016/j.jff.2020.103896.

[9] DSTU 3143:2013. (2014). Poultry meat. General technical conditions. Retrieved from https://online.budstandart.com/ua/catalog/doc-page.html?id_doc=81578.

[10] DSTU 3583:2015. (2017). Salt. specifications. Retrieved from https://online.budstandart.com/ua/catalog/doc-page.html?id_doc=62230.

[11] DSTU 4273:2015. (2016). Milk and dry cream. General specifications. Retrieved from https://online.budstandart.com/ua/catalog/doc-page.html?id_doc=84630.

[12] DSTU 4492:2017. (2019). Sunflower oil. Specifications. Retrieved from https://online.budstandart.com/ua/catalog/doc-page.html?id_doc=73415.

[13] DSTU 46.004-99. (1999). Wheat flour. Specifications. Retrieved from https://online.budstandart.com/ua/catalog/doc-page.html?id_doc=71279.

[14] DSTU 4623:2023. (2023). Sugar. Specifications. Retrieved from https://online.budstandart.com/ua/catalog/doc-page.html?id_doc=104333.

[15] DSTU 5013:2008. (2009). Seaweeds and grasses. Biological and commodity nomenclature. Retrieved from https://online.budstandart.com/ua/catalog/doc-page.html?id_doc=89359.

[16] DSTU 5065:2008. (2009). Olive oil and peanut seed oils. Retrieved from https://online.budstandart.com/ua/catalog/doc-page?id_doc=86202. 

[17] DSTU 7525:2014. (2014). The water drinkable. Quality Control Requirements and Methods. Retrieved from http://iccwc.org.ua/docs/dstu_7525_2014.pdf.

[18] DSTU 8096:2015. (2017). Food kept frozen. General Specifications. Retrieved from https://online.budstandart.com/ua/catalog/doc-page.html?id_doc=81218.

[19] DSTU ISO 7561-2001. (2003). Mushrooms cultivated. Guidelines for storage and transport under refrigeration conditions (ISO 7561:1984, IDT). Retrieved from https://online.budstandart.com/ua/catalog/doc-page.html?id_doc=84802.

[20] Eshgarf, H., Kalbasi, R., Maleki, A., Shadloo, M.S., & Karimipour, A. (2021). A review on the properties, preparation, models and stability of hybrid nanofluids to optimize energy consumption. Journal of Thermal Analysis and Calorimetry, 144, 1959-1983. doi: 10.1007/s10973-020-09998-w.

[21] Gill, S.K., Rossi, M., Bajka, B., & Whelan, K. (2021). Dietary fibre in gastrointestinal health and disease. Nature Reviews Gastroenterology & Hepatology, 18(2), 101-116. doi: 10.1038/s41575-020-00375-4.

[22] Guerra, S.C.S., Nagle, L.E., & Silva, Á.S.F. da. (2021). Human rights violations perpetrated by state agents in military occupations: analysis of the incursion of international human rights law to the normative territory of the armed conflicts. Revista Opinião Jurídica (Fortaleza), 19(32), 32-57. doi: 10.12662/2447-6641oj.v19i32.p32-57.2021.

[23] He, Y., Wang, B., Wen, L., Wang, F., Yu, H., Chen, D., & Zhang, C. (2022). Effects of dietary fiber on human health. Food Science and Human Wellness, 11(1), 1-10. doi: 10.1016/j.fshw.2021.07.001.

[24] Jančić, D., Šuković, D., Rešetar, J., Delić, L., & Nikolić, M. (2022). Nutritional composition, biologically active substances and antioxidant activity of young spelt grass extract. JSFA Reports, 2(8), 385-397. doi: 10.1002/jsf2.73.

[25] Keenan, M.J., Zhou, J., Hegsted, M., Pelkman, C., Durham, H.A., Coulon, D.B., & Martin, R.J. (2015). Role of resistant starch in improving gut health, adiposity, and insulin resistance. Advances in Nutrition, 6(2), 198-205. doi: 10.3945/an.114.007419.

[26] Kochkodan, O., Slobodianiuk, N., Kovshun, L., & Hyzhan, O. (2020). Molecular interactions in binary surfactant solutions: Effect of ionic counterpart. Journal of the Mexican Chemical Society, 64(3), 191-200. doi: 10.29356/jmcs.v64i3.1153.

[27] Nasiru, M.M., Frimpong, E.B., Muhammad, U., Qian, J., Mustapha, A.T., Yan, W., Zhuang, H., & Zhang, J. (2021). Dielectric barrier discharge cold atmospheric plasma: Influence of processing parameters on microbial inactivation in meat and meat products. Comprehensive Reviews in Food Science and Food Safety, 20(3), 2626-2659. doi: 10.1111/1541-4337.12740

[28] Palamarchuk, I.P., Mushtruk, M.M., Palamarchuk, V.I., Deviatko, O.S., Wójcik, W., Kalizhanova, A., & Kozbakova, A. (2021). Physical-mathematical modelling of the process of infrared drying of rape with vibration transport of products. In Mechatronic Systems (pp. 243-253). London: Routledge. doi: 10.1201/9781003224136-21.

[29] Pintado, T., & Cofrades, S. (2020). Quality characteristics of healthy dry fermented sausages formulated with a mixture of olive and chia oil structured in oleogel or emulsion gel as animal fat replacer. Foods, 9(6), article 830. doi: 10.3390/foods9060830.

[30] Ramos-Diaz, J. M., Kantanen, K., Edelmann, J. M., Jouppila, K., Sontag-Strohm, T., & Piironen, V. (2022). Functionality of oat fiber concentrate and faba bean protein concentrate in plant-based substitutes for minced meat. Current Research in Food Science, 5, 858-867. doi: 10.1016/j.crfs.2022.04.010.

[31] Rimm, E.B., Appel, L.J., Chiuve, S.E., Djoussé, L., Engler, M.B., Kris-Etherton, P.M., Mozaffarian, D., Siscovick, D.S., & Lichtenstein, A.H. (2021). Seafood long-chain n-3 polyunsaturated fatty acids and cardiovascular disease: A science advisory from the american heart association. Circulation, 138(1), e35-e37. doi: 10.1161/cir.0000000000000574.

[32] Shah, B.R., Li, B., Al Sabbah, H., Xu, W., & Mráz, J. (2020). Effects of prebiotic dietary fibers and probiotics on human health: With special focus on recent advancement in their encapsulated formulations. Trends in Food Science & Technology, 102, 178-192. doi: 10.1016/j.tifs.2020.06.010.

[33] Takač, V., Tóth, V., Rakszegi, M., Mikić, S., Mirosavljević, M., & Kondić-Špika, A. (2021). Differences in processing quality traits, protein content and composition between spelt and bread wheat genotypes grown under conventional and organic production. Foods, 10(1), article number 156. doi: 10.3390/foods10010156.

[34] Vasyliv, V., Mushtruk, M., Zheplinska, M., Mukoid, R., & Tkachenko, S. (2021). Method of electrohydraulic activation of water-lime suspension in sugar production. In Lecture notes in mechanical engineering (pp. 664-673). Berlin: Springer. doi: 10.1007/978-3-030-91327-4_64.

[35] Vyerchenko, L., Tkachenko, S., Sheiko, T., Kos, T., Dzhohan, O., & Vasyliv, V. (2019). The study of calcium hydroxide structure and its physico-chemical and electrokinetic properties in sugar production. Chemistry & Chemical Technology, 13(4), 477-481. doi: 10.23939/chcht13.04.477.