Определение качества мяса

XXIII    районная научно-практическая конференция школьников Динского района

Секция: Химия

Исследование качества мяса

                  Автор:

                                                                       Липилина Анастасия Андреевна,

                                   ученица 9 б класса

                                                             Нововеличковской БОУСОШ №30

                                                                       Динского района

                                                Научный руководитель:

                                                             Хижкина Ирина Сергеевна,

                                  учитель химии

Нововеличковской БОУСОШ №30

                                    Динского района

2012г.

Аннотация

Тема работы выбрана не случайно. В связи с большим количеством разнообразной  пищи, которая, зачастую не профессионалами  оценивается визуально, возник интерес изучения качества употребляемой продукции, способствующий полному, конкретному изучению его количественного состава.

Цель работы заключается в том , чтобы убедить общество в важности употребления качественной продукции не поставив под угрозу свое здоровье и здоровье близких. Показать  важность связи науки химии с жизнью, с практикой, что обеспечивает мотивацию к  обучению,

установить возможность определения белков в мясных изделиях в домашних условиях, провести бактериоскопическое исследование мяса.

Через  торговую сеть приобрели несколько  торговых марок  продуктов питания, а затем провели экспериментальную часть   и   систематизацию данных.

 Задачи :

1. Изучить современное состояние проблемы идентификации и подтверждения соответствия колбасные изделий.
2. Выявить значение белков в питании человека.
3. Узнать, при помощи каких реакций можно обнаружить белки.
4. Определить опытным путем  наличие белков в колбасах.
5. Оценить возможность замены мяса в питании человека колбасами и сосисками.

Оглавление

1.Введение                                                                                              4-5 стр.

2. Основная часть                                                                                  6-10 стр.

3.Заключение                                                                                           11 стр.

4.Список использованной литературы и источников                          12 стр.

5.Приложения к научно исследовательской работе                           13-14 стр.

                                                       1.Введение

В рационе питания человека входит множество разнообразных продуктов: это хлеб и хлебобулочные изделия, молочные продукты и кондитерские изделия, жиры, овощи, картофель, плоды, ягоды, грибы, рыба и продукты моря, консервы, концентраты, напитки и многое другое. Однако у нас принято мясо и мясопродукты ставить на одно из первых мест в питании. В своем историческом развитии человек стал человеком в значительной мере благодаря тому, что научился добывать огонь, познал труд и начал употреблять мясо. Мясо явилось тем пищевым продуктом, который способен был обеспечить нормальную жизнедеятельность организма. Современные представления о количественных и качественных потребностях человека в пищевых веществах отражены в концепции сбалансированного питания. Согласно этой концепции в процессе нормальной деятельности человек нуждается в необходимом количестве энергии и в определенных комплексах пищевых веществ: белках, аминокислотах, углеводах, жирах, жирных кислотах, минеральных солях, микроэлементах, витаминах, причем многие из них являются незаменимыми, т. е. не вырабатываются в организме.

Значит, с одной стороны, пищевой продукт выполняет функцию «топлива», компенсирующего энергетические затраты на физическую, умственную и нервную работу, и с другой стороны – обеспечить нас веществами, необходимыми для биологического роста организма. Энергетические потребности человека известны. В зависимости от пола, роста, веса взрослого человека и характера деятельности калорийность его рациона колеблется, а в среднем составляет около 3000 килокалорий в сутки. И мясопродукты способны покрыть энергозатраты человека: калорийность 1-го килограмма мяса может быть эквивалентно 1000-3500 килокалориям. Такой большой диапазон калорийности обусловлен неоднородностью состава и строения мяса, различиями в энергетической ценности пищевых веществ, входящих в мясопродукты: при «сгорании» 1 грамма белка в организме человека выделяется 4 килокалории энергии, жира – 9 килокалорий, углеводов – 3,75 килокалории. Пищевые вещества в разных соотношениях содержатся практически во всех продуктах питания, поэтому любой вид пищи может служить нам источником энергии. Но дело в том, что пищевые вещества призваны не только компенсировать затраченную организмом энергию, но и служить строительным материалом для создания новых и замены старых, разрушенных, элементов клеток и тканей организма, и поэтому количество каждого из них должно соответствовать определенному уровню.

                                     К мясным товарам относят:

Химический состав мяса очень сложен; оно содержит белковые, экстрактивные и минеральные вещества, жиры, воду и в незначительных количествах витамины. Выбирая в магазине колбасу, мы всегда стараемся найти ту, что повкуснее и подешевле. Главная цель производителей колбасных изделий та же: придумать чудо-колбасу - дешёвую и чтоб всем нравилась. И здесь им на помощь идут химическая промышленность и чудеса пищевых технологий.

Гипотеза: зная методы качественного определения белков, можно обнаружить белки в мясных изделиях.

Объектом исследования являются мясные  изделия.

Цель исследования: установить возможность определения белков в мясных изделиях в домашних условиях, провести бактериоскопическое исследование.

Задачи проекта

1.Изучить современное состояние проблемы идентификации и подтверждения соответствия колбасные изделий.

2.Выявить значение белков в питании человека.

      3.Узнать, при помощи каких реакций можно обнаружить белки.

      4.Определить опытным путем  наличие белков в колбасах.

      5.Оценить возможность замены мяса в питании человека колбасами и сосисками.

Механизм достижения целей

1. Поиск информации
2. Постановка эксперимента
3. Анализ и синтез.

2.   Основная часть

Колбасные изделия – это пищевые продукты из предварительно обработанного мяса, жиров и другого пищевого сырья .

В соответствии с Общероссийским классификатором продукции  группа колбасных изделий (код ОКП 92 1300) подразделяется на семь подгрупп. В табл. 1 представлены подгруппы колбасных изделий на основе ОКП и перечень государственных стандартов или основных технических условий (при отсутствии стандартов), устанавливающих требования к качеству продукции, ее безопасности.  Из таблицы видно, что на основные подгруппы колбасных изделий (пять из семи) имеются государственные стандарты, позволяющие однозначно идентифицировать продукцию и ее качество. Вместе с тем существует проблема определения ряда терминов, наименований подгрупп и видов колбасных изделий.

Выделим из группы колбасных изделий один вид продукции 92 1312 – колбасы вареные и рассмотрим более детально состояние стандартизации вареных колбас, поскольку они занимают значительную долю в объемах производства и являются наиболее проблемными продуктами по качеству и возможностям идентификации, а также пользуются повышенным спросом у потребителя.  Технические требования к вареным колбасам изложены в ГОСТ 23670 -79 . Стандарт устанавливает ассортимент из двадцати наименований колбас и предусматривает их градацию на высший, первый и второй сорта (табл. 2).

В колбасах высшего сорта, за редким исключением (молочная, эстонская), используется говядина высшего сорта, представляющая собой мышечную ткань без видимых включений соединительной и жировой ткани, для первого сорта колбас – говядина первого сорта (не более 6% соединительной и жировой ткани). Кроме говядины в соответствии с рецептурой в состав фарша входит свинина различной жирности, баранина, свиной жир (шпик хребтовый, боковой, грудинка) и другое мясное (языки, мозги) и жировое сырье, молоко и яичные продукты, а также соль и пряности.

Действующий стандарт устанавливает требования к качеству колбас по органолептическим показателям (внешний вид, консистенция, вид фарша на разрезе, запах и вкус, форма, размер).

Согласно новому регламенту «мясо» - это «совокупность мышечной, жировой, соединительной и костной ткани». Но для потребителей важнее другой термин - «мышечная ткань». По сути, это единица измерения мяса в продукте. В документе она определяется как «скелетные мышцы, состоящие из сочетания мышечных волокон с межклеточным веществом». Если отказаться от анатомической терминологии, то получится обычное постное мясо без жира, жил и костей. А значит, мы сможем выбрать более качественный и полезный продукт.

Например, в «мясном продукте» (это официальный термин) постного мяса должно быть не менее 60%. Если его меньше, то это уже «мясосодержащий продукт». Он может быть трёх категорий - А, Б и В. Эти термины скажут о продукте гораздо больше, чем привычные понятия вроде колбасы, сосисок, ветчины или сарделек. Эти названия говорят лишь о форме продукта. А суть - содержание в нём постного мяса, самого полезного и дорогого компонента, - они не передают. В будущем, покупая колбасу, сосиски и другие мясные товары, нужно будет искать на этикетке определение продукта: мясной, мясосодержащий, мясорастительный, растительно-мясной или даже «аналог мясного продукта». Можно предположить, что подобное деление скажется на магазинных ценниках. Покупатель теперь будет точно знать, что товар категории Б не должен стоить дороже своего аналога категории А, ведь он заведомо более низкого качества.

Итак, мясной продукт может быть как без растительных компонентов, так и с ними. Но доля их всегда невелика.

Мясосодержащий продукт всегда содержит нечто растительное. И если мяса всё-таки больше, то это мясорастительный продукт, если же больше растительного компонента, то это растительно-мясной продукт. Преобладающий компонент стоит в названии на первом месте. Кстати, растительное - это не только соя, но ещё и различные крахмалы и прочие вегетарианские наполнители и стабилизаторы. И если мы купим сосиски с надписью «мясосодержащий продукт категории В», то будем знать: постного мяса в них - процентов 5 или чуть больше. Но и это не предел для экономии. В регламенте предусмотрен так называемый «аналог мясного продукта». Обманка, по вкусу и виду похожая на колбасу, ветчину или какой-то другой продукт, «с массовой долей мясных ингредиентов в рецептуре не более 5%». То есть мяса в нём может не быть вообще. Ведь под «мясным ингредиентом» в регламенте понимают не только постное мясо, но и потроха, коллаген, кости, кровь, желатин. И любой из этих компонентов может обеспечить те самые 5% мясных ингредиентов.

Сегодня узнать, в какой колбасе есть мясо, непросто. Производители иногда «прячут» в колбасных изделиях такое, о чем потребитель даже и не догадывается.

После принятия техрегламента на мясо для потребителя наконец станет явным ещё один тайный вид мяса - «мясо механической обвалки» или «дообвалки». Ручная обвалка - отделение мяса от костей вручную. А механическая обвалка - удаление того, что ещё осталось после этого. Мощный пресс плющит кости, отжимая остатки мяса, связок и жира. Получается пастообразная масса с примесью измельчённых костей, которая используется вместо настоящего мяса. Этот дешёвый продукт сегодня очень часто добавляют в колбасы, полуфабрикаты и во всё, что делают из фарша. Его нужно будет указывать на этикетке. Сегодня же вместо надписи «мясо механической обвалки» на упаковке красуется «свинина», «говядина» и т.д.

По оставшимся с советских времен ГОСТам на современных мясокомбинатах производят очень мало изделий. Например, всеми любимая колбаса «Докторская» должна состоять на 25% из говядины, на 70% - из свинины, на 3% - из яиц и на 2% - из молока. Однако немногие компании решаются производить колбасу по ГОСТу - дорого получается, точнее, меньше прибыли остается предприятию. Поэтому колбасники разрабатывают свои рецептуры, закрепляют их в технических условиях (ТУ) и содержат в глубокой тайне. И появляются на прилавках магазинов всякие «Докторская экстра», «Молочная супер», «Краковская по-русски»…

С принятием техрегламента такие названия использовать будет нельзя. В документе четко прописано не вводить в заблуждение потребителя. Технический регламент запрещает использовать полностью или частично наименования ГОСТовской продукции, если сам продукт не выработан в соответствии с этими стандартами.

Таким образом, в настоящее время существует классификатор колбасных изделий и нормативные документы на колбасные изделия. Однако производители разрабатывают свои рецептуры колбас, отличающиеся от ГОСТа. Порой эти колбасы мяса не содержат вовсе.

Мясной продукт должен содержать не менее 60% постного мяса.

Мясосодержащие продукты делятся на три категории:

1. А - с содержанием постного мяса 40-60%,
2. Б - с содержанием постного мяса 20-40%,
3. В - с содержанием постного мяса 5-20%.

Мясосодержащий продукт бывает:

1. мясорастительным - с содержанием мясных ингредиентов не менее 30-60%;
2. растительно-мясным - с содержанием мясных ингредиентов не менее 5-30%.

Аналог мясного продукта может не содержать постного мяса вообще. Содержит до 5% мясных ингредиентов.

  Белки имеют ни с чем несравнимое значение в питании человека: прежде всего они служат «строительным материалом» для всего организма, кроме того:

1. отвечают за обменные и регуляторные функции в организме;
2. служат основой для создания тканей, например, мышечных волокон;
3. выполняют транспортные функции в обменных системах организма,
4. участвуют в энергетическом обмене, в процессах пищеварения, обеспечивают защиту организма (токсины, антитела - тоже белки) и выполняют многие другие функции.

Впервые исключительную важность белков в питании и жизнедеятельности организма человека осознали ученые-химики в начале 19 века, они и придумали «международное» название для этих химических соединений - «протеины», от греческого ргоtos - «первый, главный».

 Поступающие с пищей белки не усваиваются организмом непосредственно. Подавляющее же большинство белков разрушаются под воздействием пищеварительных соков и организмом используются составляющие их аминокислоты. Из аминокислот, полученных от «разбора» белков, поступивших с пищей, организм самостоятельно строит нужные ему белки. Причем, в целях создания тех или иных белков аминокислоты могут превращаться одна в другую, а также синтезироваться в организме.

Таким образом, в питании ключевое значение имеет не количество белка, а его качество аминокислотный состав.

Очень важно, чтобы в потребляемое количество белка входило достаточно незаменимых аминокислот. То есть если человек потребляет белка, например 60 г в сутки, но в этих 60 г нет триптофана - незаменимой аминокислоты, то диета такая будет очень плохо сказываться на его здоровье. Дело в том, что количество незаменимых аминокислот в разных продуктах различно и если употреблять только какой-то один продукт, то может возникнуть недостаток каких-то аминокислот, однако при разнообразном питании продукты дополняют друг друга и все аминокислоты поступают в нужном количестве.

Мясо — высокоценный пищевой продукт, богатый источник полноценных животных белков, содержащих все незаменимые аминокислоты в значительных количествах и в наиболее благоприятных соотношениях.

                          Ксантопротеиновая реакция

Цветная качественная  реакция на белки. Для ее осуществления к раствору белка прибавляют концентрированную HNO3 до тех пор, пока не прекратится образование осадка, который при нагревании окрашивается в желтый цвет. При добавлении к охлажденной жидкости избытка щелочи появляется оранжевое окрашивание.

Реактивы:

1. 1) Исследуемый продукт

2) концентрированная азотная кислота;

3) NaOH,10% раствор.

        Биуретовая реакция

Цветная реакция (появление фиолетового окрашивания), которую дают при взаимодействии с сульфатом меди в щелочной среде органические вещества, имеющие в молекуле группировку —СО—NH—. Широко используется для качественного и количественного определения белков 

.

Реактивы:

2. NaOH, 10% раствор;
3. Cu(OH)2, 1% раствор.
4. Исследуемый продукт( табл.4)

Бактериоскопическое исследование

 Мясо подвергают бактериоскопическому исследованию, чтобы определить общую обсеменность микрофлорой тканей.

Аппаратура : Микроскоп, предметные стекла, скальпели, фильтровальная бумага, раствор йода в йодистом калии ( раствор Люголя ), 1% - ный раствор генцианин- виолета, водный раствор фуксина, 96%-ный спирт.

 Методика исследования.

 Стерилым скальпелем вырезают кусочки мяса из слоёв различной глубины. Срезанными сторонами кусочки мяса прикладывают к предметным стеклам , которые предварительно обрабатывают спиртом и эфиром. Полученные отпечатки высушивают и фиксируют на пламени газовой горелки. Затем производят окраску по Граму, для чего на мазки накладывают кусочки фильтровальной бумаги и на них наливают раствор генцианин- виолета. Препарат должен окрашиваться в течение 1-2 мин., затем фильтровальную бумагу удаляют и на препарат наносят раствор Люголя . Через 1 мин. предметное стекло опускают в спирт до обесцвечивания , вынимают из спирта и немедленно промывают водой. Дополнительно препарат окрашивают в течение 1-2 мин. раствором фуксина. В результате всей обработки грамм- положительные бактерии окрашиваются в фиолетовый цвет, а грамм- отрицательные- в желто-розовый цвет. Препарат микроскопируют сначала  объективом 40, затем 90, т. е. используют инверсионную систему . Если на мазках отпечатков микрофлоры не обнаружено или видны единичные экземпляры коков, палочек в поле зрения  нет - скидку баллов не производят. При обнаружении 20-30 палочек, скидывают 1 балл.

   Используя таблицу ГОСТа балльной оценки, относят мясо к одной из следующих трех категорий          свежести:  

                                               Свежее                                                     21-25      

                                               Сомнительной свежести                     10-20

                                               Несвежее                                                   0-9

На мазках- отпечатках имеется единичные экземпляры коков , следовательно можно сказать о принадлежности мясной продукции к свежей. (табл.3)

 Мы решили обнаружить белки в вареной колбасе, сосисках, сырокопченой колбасе, бульонных кубиках , свинине  и мясе курицы.

Опытным путем мы установили, что мясные бульонные кубики белка (считай мяса) не содержат. Запах мяса им придают пищевые добавки, в частности,  глютамат натрия.

Вареная и сырокопченая колбасы и  сосиски содержат некоторое количество белка. Сравнение результатов опыта позволяет утверждать, что содержание белка в колбасах и сосисках незначительно. На это указывает интенсивность сине-фиолетового окрашивания.

Затем мы провели ксантопротеиновую реакцию на белки. Она дает возможность обнаружить белки, имеющие в составе аминокислоты циклического строения. Определяя наличие белков в сосисках и колбасах, мы сосиски предварительно подвергали термической обработке, так как это делается при употреблении их в пищу.

Проведенная  реакция  позволила обнаружить в этих продуктах питания белки, но вместе с тем дала и побочный эффект .Этот побочный эффект выразился в том, что в каждой их пробирок начал выделяться газ бурого цвета, имеющий неприятный запах. Особенно много выделилось «бурого» газа  при реакции с ганноверскими сосисками и сырокопченой колбасой.  Для сравнения мы провели ксантопротеиновую реакцию для яичного белка и грибного бульона. В этих пробирках выделении  «бурого» газа не наблюдалось. То, что мы увидели, проведя эти реакции, требовало изучения дополнительной литературы, получения новых знаний.

Изучая интернет – ресурсы, мы узнали, что бурый газ NО2 -  оксид азота (IV) - токсичен, тяжелее воздуха, легко сжижается. Взаимодействует с водой:

2NO2 + Н2О = HNO3 + HNO2 и растворами щелочей:

2NO2 + 2NaOH = NaNO3 + NaNO2 + H2О

Сильный окислитель. Многие вещества (уголь, сера, фосфор, органические соединения) могут гореть в NО2. Раздражает дыхательные пути, при больших концентрациях появляется отёк легких.

Почему он образовался? Нам хотелось найти ответ и на этот вопрос. А для этого нужно было узнать, какие вещества добавляют в колбасы при их изготовлении. Мы изучили рецептуру колбасных изделий и выяснили, что для придания колбасам розового цвета в них добавляют нитрат натрия NaNO3, который при нагревании разлагается с образованием нитрита натрия NaNO2.

Кроме того, нитрит натрия  используется как улучшитель окраски и консервант в пищевой промышленности в изделиях из мяса и рыбы. Это пищевая добавка E-250. Очищенный нитрит натрия представляет собой белый или слегка желтоватый кристаллический порошок. Хорошо растворим в воде и гигроскопичен. На воздухе медленно доокисляется до нитрата натрия NaNO3. Нитрит натрия является сильным восстановителем.

А поскольку азотная кислота является сильным окислителем, то, вероятнее всего, они взаимодействуют друг с другом с образованием бурого газа.

NaNO2 + 2HNO3 = NaNO3 + H2O + 2NO2↑

Реакция, проведенная с азотной кислотой, позволила обнаружить наличие в колбасных изделиях нитрита натрия.

Нам захотелось  узнать об этом веществе, о его влиянии на организм человека.

Нитрит натрия является общеядовитым токсичным веществом, в том числе и для млекопитающих (50 процентов крыс погибают при дозе в 180 миллиграмм на килограмм веса).

При исследованиях выявлено образование канцерогена при реакции нитрита натрия с аминокислотами при их нагреве, что означает потенциальную возможность образования раковых изменений при употреблении продуктов проходивших тепловую обработку в присутствии нитрита натрия.

Последние исследования обнаружили связь между употреблением подобных продуктов и раком кишечника.

Также была выявлена связь между частым употреблением мяса с содержанием нитритов и хронической обструктивной болезнью лёгких.

Как пищевая добавка, нитрит натрия E-250 применяется в пищевой промышленности в двух целях, как антиокислитель обеспечивающий изделиям из мяса и рыбы «естественный цвет», и как антибактериальный агент, препятствующий росту Clostridium botulinum — возбудителя ботулизма, — тяжелой пищевой интоксикации, вызываемой ботулиническим токсином и характеризуемой поражением нервной системы.

Таким образом, белки были обнаружены во всех мясных  изделиях и мясе, их не оказалось в бульонных кубиках. Так как интенсивность сине-фиолетового окрашивания была очень незначительна, можно предположить, что содержание белка в колбасах было  незначительным, следовательно, чтобы обеспечить поступление в организм человека незаменимых аминокислот, необходимо употреблять в пищу мясо.

 При обнаружении белков в колбасе и сосисках был также обнаружен и нитрит натрия - сильный канцероген.

3.Заключение

Выполняя данное исследование, мы узнали

1. о разработке нового технического регламента  «О требованиях к мясу и мясной продукции, их производству и обороту», который дает четкое определение мясным и мясосодержащим продуктам;

1. какие функции выполняют белки в организме человека,  и какую ценность они представляют для  организма человека;
2. что при помощи цветных реакций (биуретовой и ксантопротеиновой) можно обнаружить белки.

Обнаружили белки в грибном бульоне, колбасе, сосисках.

Белков не оказалось в мясных бульонных кубиках.

Кроме того, мы обнаружили в колбасных изделиях и сосисках нитрит натрия, который является общеядовитым токсичным веществом.

На основании этого мы предлагаем, тем, кто дорожит своим здоровьем, отказаться от употребления в пищу колбасы и сосисок. Для того чтобы обеспечить поступление в организм белков, необходимо употреблять в пищу мясо, рыбу, яйца, творог.

4.Список использованной литературы и источников

1. Большой энциклопедический словарь. 2-е изд., перераб.и доп. – М.: Большая Российская энциклопедия, 1998, с.1456.

2. Общероссийский классификатор продукции. ОК 005-93: в 3-х т. (Т. 3). – М.: Издательство стандартов, 2000.

3. ГОСТ 18158-72. Производство мясных продуктов. Термины и определения.

4. ГОСТ 23670-79. Колбасы вареные, сосиски и сардельки,хлебы мясные. Технические условия.

5. ГОСТ Р 51074-97. Продукты пищевые. Информация для потребителя. Общие требования (с Изменением № 1).

6. ТУ 9213-383-00419779-98 Колбасные изделия вареные. Сосиски, сардельки, колбасы вареные. Технические условия.

7. ГОСТ Р 51740-2001. Технические условия на пищевые продукты. Общие требования к разработке и оформлению.

8. Справочник технолога колбасного производства/РоговИ.А., Забашта А.Г., Гутник Б.Е. и др. – М.: Колос, 1993, с. 431.

9. Химический состав пищевых продуктов: кн. 1.Справочные таблицы содержания основных пищевых веществ иэнергетической ценности пищевых продуктов/Под. ред. И.М. Скурихина, М.Н. Волгарева. 2-е изд. – М.: ВО Агропромиздат, 1987, с. 224.

1. Интернет - ресурсы

1. http://10diet.net/belki-i-aminokisloti.html
2. http://www.protein-shop.ru/use/library/113/736/1242.html
3. http://slovari.yandex.ru/dict/bse/article/00039/47600.htm
4. http://belok-s.narod.ru/pr_3.htm
5. http://www.prodobavki.com/dobavki/E250.html

                              5.Приложения к научно исследовательской работе

Таблица 1.

Классификация колбасных изделий и нормативные документы на продукцию.

* В таблице приведены примеры технических условий на отдельные виды продукции в случае отсутствия стандартов на подгруппу или вид продукта. Основным нормативным документом в области терминологии мясных продуктов является ГОСТ 1815 -72 [3]. В нем, в частности, даны определения следующих терминов (в порядке следования в табл. 1): колбаса, вареная колбаса, фаршированная колбаса, хлеб мясной, ливерная колбаса, кровяные мясные изделия, зельц, паштет, сосиски, сардельки, полукопченая колбаса, сырокопченая колбаса, варено - копченая колбаса.

Таблица 2

Ассортимент вареных колбас (ГОСТ 23670-79)

Таблица 3

Таблица 4

Биуретовая реакция

Ксантопротеиновая реакция