Perhat O. The use of structure-forming compositions in the technology of meat-containing chopped semi-finished products

Українська версія

Thesis for the degree of Doctor of Philosophy (PhD)

State registration number

0826U003161

Thesis Registration Form

0826U003161.pdf

Applicant for

Specialization

  • 181 - Харчові технології

Specialized Academic Board

PhD 15489

National university of food technologies

Essay

The dissertation is devoted to the scientific substantiation of the technology of meat-containing chopped semi-finished products with improved nutrient composition through the complex use of carbohydrates in structure-forming compositions with partial replacement of animal raw materials with vegetable proteins. Based on the conducted marketing research, it was established that the priority areas of development for manufacturers are expanding the range of meat-containing semi-finished products and ensuring their affordability, since these parameters are of high importance to consumers with a low level of current satisfaction. It was experimentally established that replacing 25% and 50% of meat raw materials with legume flour (pea, chickpea, lentil) provides an increase in the fat content in finished burger patties after heat treatment and minimizes their thermal shrinkage (loss of diameter and thickness). However, at the maximum dosage (75%), the opposite dynamics of the lipid component decrease was recorded with a simultaneous increase in diameter and a proportional decrease in the thickness of the products. It has been proven that the introduction of 50% and 75% of plant components leads to a weakening of the structural and mechanical profile of semi-finished products, reducing their hardness, cohesion, elasticity and stickiness. The evaluation of sensory properties showed that the introduction of pea flour up to 10% allows to maintain the overall acceptability of burgers at the control level, while a further increase in this proportion is accompanied by the appearance of a specific bean flavor, and the replacement of 40% of raw materials critically worsens the organoleptic characteristics and consistency. The effect of a mixture of dietary fibers (1.5%, 3% and 4.5%) on the active acidity and structural and mechanical properties of model systems based on grade 2 beef, soy texturate and isolate was studied. It was found that its introduction causes an increase in the hardness of model systems, and the high alkalinity of soy proteins (pH 7.42–7.43) provides a shift in the pH of the experimental samples to the alkaline side relative to the isoelectric point of the meat raw material. It has been proven that the introduction of hydrated wheat fiber into the minced meat system in amounts of 1.5%, 3%, 4.5% and 6% proportionally increases the moisture content while simultaneously reducing the mass fraction of lipids by 19.63%, 26.79%, 45.51% and 51.80%, respectively, compared to the control sample. This ensures a decrease in the energy value of the finished products by 36.2% (from 230.94 kcal/100 g in the control to 147.26 kcal/100 g in the experimental samples), which is accompanied by a simultaneous decrease in their hardness. According to the results of the tasting evaluation, the addition of fiber up to 4.5% allows to maintain the organoleptic indicators of burger patties at the level of the control sample due to the neutral taste and aroma profile of the additive. Based on the obtained data, a complex structure-forming mixture was developed, combining dietary fibers (wheat, oat, psyllium) and functional hydrocolloids (carrageenan, xanthan, konjac) for use in the technology of meat-containing chopped semi-finished products. The component composition of meat-containing food systems with a mass fraction of meat raw materials up to 59% has been substantiated. It has been proven that the combination of meat with soy isolate or texturate and the developed structure-forming composition (SFC) provides a synergistic effect of forming a stable matrix, which guarantees high sensory and textural properties of burgers. The cryoprotective effect of SFC has been established, which is expressed in a decrease in the cryoscopic temperature of the experimental systems to minus 2.20 °C (when using SFC and soy isolate) and minus 2.65 °C (when using SFC and soy texturate), while for the control sample – minus 1.75 °C, which minimizes the destruction of the structure during freezing. Pseudoplastic behavior of minced meats was revealed; at the same time, the introduction of vegetable proteins and SPC causes plasticization of the frame and a decrease in the initial viscosity by 2.5...3.0 times in the shear rate zone of 0.1...100 s-1, reducing energy consumption for mixing and molding. The additives purposefully reduce water activity (aw) to the limits of 0.971...0.948 due to binding of free moisture, which suppresses microbiological processes. The use of highly purified soy preparations in combination with SFA harmonizes the balance of amino acid composition according to FAO/WHO recommendations, achieving a SCOR of over 100% for all essential amino acids and increasing the biological value of semi-finished products to 78.32–78.43% while simultaneously reducing their KRAS discrepancy coefficient.

Read more

Research papers

Фурсік О., Страшинський І., Грицай М., Єпішкін С., Пергат О. Особливості післязабійних біохімічних процесів у м’ясній сировині на ТОВ «Тернопільський м’ясокомбінат». Науковий вісник ЛНУ ветеринарної медицини та біотехнологій. Серія: Харчові технології. 2022. Т. 24, № 97. С. 34-40. DOI: https://doi.org/10.32718/nvlvet-f9706

Страшинський І., Пергат О. Властивості модельних фаршів м`ясних і м`ясомістких напівфабрикатів в залежності від кількості структуроутворювачів. Вісник Львівського торговельно-економічного університету. Технічні науки. 2024. № 40. С. 59-66. DOI: https://doi.org/10.32782/2522-1221-2024-40-09

Страшинський І., Пергат О. Дослідження впливу пшеничної клітковини на властивості м’ясних і м’ясомістких котлет-бургерів. Наукові праці НУХТ. 2025. Т. 31, № 6. С. 326-334. DOI: https://doi.org/10.24263/2225-2924-2025-31-6-24

Пергат О., Страшинський І. Органолептична та інструментальна оцінка якості посічених напівфабрикатів. Таврійський науковий вісник. Серія: Технічні науки. 2025. № 6. С. 381-390. DOI: https://doi.org/10.32782/tnv-tech.2025.6.37

Страшинський І., Пергат О. Дослідження хімічного складу і фізико-хімічних показників посічених напівфабрикатів. Таврійський науковий вісник. Серія: Технічні науки. 2026. Т. 2, № 2. С. 291-302. DOI: https://doi.org/10.32782/tnv-tech.2026.2.2.29

Страшинський І., Маринін А., Поліщук І., Пергат О. Використання харчових волокон у рецептурах м’ясопродуктів: тези доп. / І. Страшинський, А. Маринін, І. Поліщук, О. Пергат // Інноваційні технології та перспективи розвитку м’ясопереробної галузі: програма та тези матеріалів III Міжнар. наук.-практ. конф., 18 жовтня 2022, м. Київ. К.: НУХТ, 2022. С. 85.

Страшинський І., Маринін А., Пергат О., Поліщук І. Вплив харчових волокон на організм людини: тези доп. / І. Страшинський, А. Маринін, О. Пергат, І. Поліщук // Наукові проблеми харчових технологій та промислової біотехнології в контексті євроінтеграції : програма та тези матеріалів ХІ Міжнар. наук.-техн. конф., 8 листопада 2022, м. Київ. К.: НУХТ, 2022. С. 155–157.

Pergat O., Strashynskyi I. Features of functional properties of pea proteins: тез. доп. / O. Pergat, I. Strashynskyi // Сучасні тренди і перспективи в галузі переробки м’яса і молока: програма та тези матеріалів IV Міжнар. наук.-практ. конф., 21 вересня 2023, м. Київ. К.: НУХТ, 2023. С. 80.

Pergat O., Strashynskyi I., Semeniuk A. Dietary fibers in emulsified meat products: тези доп. / O. Pergat, I. Strashynskyi, A. Semeniuk // Наукові проблеми харчових технологій та промислової біотехнології в контексті євроінтеграції: програма та тези матеріалів ХІ Міжнар. наук.-техн. конф., 7 листопада 2023, м. Київ. К.: НУХТ, 2023. С. 185–187.

Pergat O., Strashynskyi I. The use of hydrocolloids to improve the functional properties of meat-containing chopped semi-finished products: тези доп. / O. Pergat, I. Strashynskyi // Матеріали 90 Міжнар. наук. конф. молодих учених, аспірантів і студентів "Наукові здобутки молоді – вирішенню проблем харчування людства у XXI столітті", 11–12 квітня 2024, м. Київ. К.: НУХТ, 2024. С. 260.

Pergat O., Strashynskyi I. Prospects and challenges of insect-based meat analogues: тези доп. / O. Pergat, I. Strashynskyi // Промисловість та крафт для HoReCa в туризмі: досвід, проблеми, інновації: програма та матеріали ІІ Міжнар. наук.-практ. конф., 23–24 травня 2024, м. Київ. К.: НУХТ, 2024. С. 211–213.

Pergat O., Strashynskyi I., Marynin A., Tkachuk L. Effect of addition of xanthan, guar, carrageenan and locust bean gum on minced meat semi-finished products: тези доп. / O. Pergat, I. Strashynskyi, A. Marynin, L. Tkachuk // Сучасні тренди і перспективи в галузі переробки м’яса і молока: програма та тези матеріалів V Міжнар. наук.-практ. конф., 18 вересня 2024, м. Київ. К.: НУХТ, 2024. С. 38.

Пергат О., Страшинський І. Вплив кількості структуроутворювачів на модельні фарші м’ясних і м’ясомістких напівфабрикатів: тези доп. / О. Пергат, І. Страшинський // Матеріали 91 Міжнар. наук. конференції молодих учених, аспірантів і студентів "Наукові здобутки молоді – вирішенню проблем харчування людства у XXI столітті", 7–11 квітня 2025, м. Київ. К.: НУХТ, 2025. С. 234.

Pergat O., Strashynskyi I. Modern meat analogues of cut semi-finished products: тези доп. / O. Pergat, I. Strashynskyi // Інновації, гостинність, туризм: 11 наука, освіта, практика: зб. тез доп. V Всеукр. наук.-практ. конф. молодих учених з міжнар. участю, 15–16 травня 2025, м. Львів. Львів: ЛДУФК ім. Івана Боберського, 2025. С. 268–272.

Pergat O., Strashynskyi I., Marynin A., Bondarenko S. Creation of multistructures of binary food gels: тези доп. / O. Pergat, I. Strashynskyi, A. Marynin, S. Bondarenko // Сучасні тренди і перспективи в галузі переробки м’яса і молока: програма та тези матеріалів V Міжнар. наук.-практ. конф., 23 вересня 2025, м. Київ. К.: НУХТ, 2025. С. 33.

Pergat O., Strashynskyi I., Marynin A. The sensory aspects and challenges of meat analogues: тези доп. / O. Pergat, I. Strashynskyi, A. Marynin // Наукові проблеми харчових технологій та промислової біотехнології в контексті євроінтеграції: програма та тези матеріалів ХІV Міжнар. наук.-техн. конф., 25 листопада 2025, м. Київ. К.: НУХТ, 2025. С. 160–162.

Pergat О., Strashynskyi I., Marynin A. The effect of reducing the content and size of NaCl in beef burgers on the texture and sensory profile: тези доп. / O. Pergat, I. Strashynskyi, A. Marynin // Наукові здобутки молоді – вирішенню проблем харчування людства у XXI столітті: програма та тези матеріалів 92-ї Міжнародної наукової конференції молодих учених, аспірантів і студентів, 20–24 квітня 2026, Київ. К: НУХТ, 2026. Ч.1. С. 235.

Страшинський І., Маринін А., Шкірдов Д., Пергат О. Функціонально-технологічні властивості горохового білку. Prospective directions of scientific and practical activity: collective monograph / compiled by V. Shpak; chairman of the Editorial Board S. Tabachnikov. Sherman Oaks, California: GS Publishing Services, 2023. P. 213–219. DOI: 10.51587/9798-9866-95921-2023-011.

Pergat O., Strashynskyi I. Properties of model mixed meat and meat-containing semi-finished products depending on the amount of structuring agent. Modern aspects of science and education: collective monograph. Sherman Oaks, 12 California: GS Publishing Services, 2025. P. 222–230. DOI: 10.51587/9798-9917-51926-2025-023-222-230.

Пергат О., Страшинський І., Страшинська Л. Оцінювання основних тенденцій, прихильностей та споживчих вподобань до м'ясних і м'ясомістких посічених напівфабрикатів. Science and education: innovations and prospects: collective monograph / compiled by V. Shpak; chairman of the Editorial Board S. Tabachnikov. Sherman Oaks, California: GS Publishing Services, 2026. P. 56–71. DOI: 10.51587/9798-9917-51995-2026-027.

Read more

Files

autoreferat-Антоація_Пергат.pdf

ДИСЕРТАЦІЯ_ПЕРГАТ_Олег_Анатолійович.pdf

Similar theses

0826U003159

Inna O. Danylevych

Improving the technology of meat semi-finished products using flavor compositions

0826U003160

Serhii S. Yepishkin

Improving the technology of boiled sausages using hydrocolloids and transglutaminase

0826U002903

Anastasiia Y. Bozhko

Improvement of the technology of custard pastries with the addition of carob powder and development of criteria for their identification

0826U002953

DMYTRO V. BILYY

Advanced technology and expertise in the processing of rosemary by extraction with diluent gases and cryosublimation fractionation baths.

0826U002268

Vitalii V. Larin

Improvement of the technology of red dry table wines in the conditions of climate change