Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР.
1.1. Перспективы развития товарного осетроводства.
1.2. Физико-химические свойства икры-сырца осетровых рыб.
1.3. Методы консервирования икры рыб.
1.4. Проблема обесклеивания овулировавшей икры рыб.
1.5. Цель и задачи исследований.
Глава 2. МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ.
2.1. Объекты исследований
2.2. Методы исследований
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ.
Глава 3. Свойства, пищевая ценность и безопасность овулировавшей икры-
сырца бестера.
3.1 .Свойства икры. 1Л
3.2. Активность протеиназ.
3.3. Активность фосфатаз.
3.4. Пищевая ценность.
3.5. Пищевая безопасность.
Глава 4. Разработка и обоснование технологии пастеризованной икры бестера из овулировавшей икры -сырца.
4.1. Выбор режима пастеризации и влияние его на микробиологические
показатели икры.
4.2. Изменение свойств пастеризованной икры бестера при хранении.
4.2.1. Микробиологические показатели.
4.2.2. Азотистые вещества.
4.2.3 .Липиды.
Глава 5. Пищевая ценность зернистой икры бестера пастеризованной.
5.1. Минеральный состав.
5.2. Аминокислотный состав белков.
5.3. Жирнокислотный состав липидов.
5.4. Жирорастворимые витамины.
Глава 6. Практическая реализация результатов исследований.
6.1. Технология зернистой икры бестера пастеризованной.
6.2. Экономическая рентабельность разработанной технологии при
прижизненном получении икры осетровых рыб.
ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЯ
Введение к работе
Повышение эффективности искусственного воспроизводства ценных промысловых видов рыб является одним из приоритетных направлений рыбохозяйственных исследований по блоку «Аквакультура», утвержденных Приказом Государственного комитета Российской Федерации по рыболовству №326 от 16.10.2001г в целях совершенствования научно-технического обеспечения деятельности рыбной отрасли России.
Состояние запасов осетровых рыб, являющихся источником одного из самых ценных и пользующихся мировой известностью деликатесов -«черной икры», подверглось в последние десятилетия катастрофической деградации.
Если максимальный вылов осетровых в период благополучного состояния их запасов в конце 70-х годов прошлого столетия достигал почти 30 тысяч тонн, а производство икры соответственно превышало 3 тысячи тонн, то в последние годы уловы рыбы и объёмы производства икры сократились почти в 50 раз. Это создало угрозу самого существования осетровых.
Компенсировать снижение уловов возможно за счёт развития товарного осетроводства. Биологические основы его были заложены советскими учеными Н. Николюкиным (1952, 1972) и Н.Строгановым (1968) в 40-х - 60-х годах. В 1952 году Н. Николюкиным был создан межвидовой гибрид белуги со стерлядью - бестер, который стал первым объектом товарного осетроводства (Николюкин, Тимофеева, 1960; Николюкин, Шпилевская, 1960).
В 60-е годы И. Бурцевым разработан способ прижизненного получения овулировавшей икры (У стадия зрелости) от осетровых рыб. Этот и разработанные позже способы прижизненного получения овулировавшей икры позволили полностью использовать репродуктивный потенциал
самок при их многократном (до 10 и более раз) созревании, благодаря чему суммарное количество икры от одной самки может в 1,5-2 раза превышать массу самой самки (Бурцев, 1969; Бурцев и др., 1969; Подушка, 1986).
Известно, что главной целью товарного разведения осетровых первоначально было производство рыбы товарных кондиций, и лишь в последнее время акценты сместились в сторону получения икры, которая составляет в среднем 20% от массы рыбы. Но эти 20% составляют 95% стоимости всей рыбы (Кокоза и др., 1995).
Икра рыб, в частности осетровых, является богатым естественным источником комплекса биологически активных веществ: минеральных соединений, аминокислот, жирных кислот, жирорастворимых витаминов, определяющих пищевую ценность продукта.
Традиционные способы посола, используемые десятилетиями для обработки икры 1У стадии зрелости, оказались неприемлемыми для овулировавшей икры У стадии зрелости. В основном это связано с активированием кортикальной реакции и появлением клейкости икры, что является характерной особенностью овулировавшей икры осетровых (Детлаф и Гинзбург, 1952). При промывке такая икра склеивается, что затрудняет дальнейшую обработку и не позволяет получить традиционную сухо-рассыпчатую консистенцию, свойственную зернистой икре осетровых рыб.
В 1990 году был запатентован способ получения пищевой икры из овулировавшей икры осетровых рыб (Подушка, Брусованский и др., 1990), позволяющий сохранить потребительские свойства продукта в течение 1 месяца. Позднее разработанные способы приготовления пищевой икры из овулировавшей икры осетровых рыб обеспечивали микробиальную безопасность готовой продукции длительное время (Подушка, Брусованский, 2000; Громова, Копыленко, 1996; Копыленко и др., 1999). Однако такая икра
уступала традиционной по срокам хранения или органолептическим показателям.
До настоящего времени отсутствует технология изготовления из овулировавшей икры икорной продукции, которая не уступала бы традиционной осетровой икре по органолептическим показателям, показателям безопасности, срокам хранения. В условиях всё более широкого использования в товарном осетроводстве прижизненного многоразового способа получения овулировавшей икры разработка такой технологии и её научное обоснование является особенно актуальной.
В связи с этим целью настоящей работы является обоснование и разработка технологии пищевой икры из овулировавшей икры бестера, обеспечивающей микробиологическую безопасность и стабильность показателей качества икры, а также сохранение природных биологически активных соединений.
Научная новизна. Научно обоснована технология пастеризованной икры из овулировавшей икры бестера, обеспечивающая её безопасность и сохранение пищевой ценности на протяжении 12 месяцев хранения при температуре минус 2 - минус 4°С и минус 18°С.
Впервые исследован аминокислотный состав икры бестера пород «Внировская», Бурцевская» и «Аксайская». Установлено, что белки икры бестера содержат полный набор незаменимых аминокислот, химический скор которых выше 100%, лимитирующей аминокислоты не обнаружено.
Изучен жирнокислотный состав липидов икры бестера. Показано, что липиды икры бестера сопоставимы с липидами икры изученных осетровых рыб.
В икре бестера обнаружены жирорастворимые витамины А, Д, Е, и F.
Впервые исследована активность протеиназ икры бестера и овариальной жидкости. Установлено, что наибольшая активность обусловлена
протеиназами, активными в кислой зоне рН с оптимумами в точках 1.8 и 3.2. Активность протеиназ овариальной жидкости значительно выше, чем икры, однако они менее стабильны, чем протеиназы икры. Воздействие температуры 65°С полностью подавляет активность протеиназ икры бестера и овариальной жидкости. Инактивация кислой и щелочной фосфатаз наступает при температуре 65 и 60°С соответственно.
Исследован характер изменения микробиологических показателей, а также показателей качества белков и липидов в процессе хранения икры бестера.
Обосновано и экспериментально подтверждено, что разработанная технология стабилизирует содержание аминокислот, жирных кислот и содержание жирорастворимых витаминов в течение 12 месяцев хранения пастеризованной икры бестера.
Практическая значимость. На основании результатов проведенных исследований разработана технология овулировавшей икры бестера, защищенная патентом № 2232523 (приоритет от 03.09.2002г).
Разработана и согласована в установленном порядке с органами и учреждениями Госсанэпиднадзора РФ и Госстандарта РФ техническая документация ТУ 9264-001-53819423-01 «Зернистая икра осетровых рыб пастеризованная» и Технологическая инструкция.
Разработанная технология апробирована при выработке опытных партий пастеризованной икры бестера из овулировавшей икры, полученной прижизненным способом, в 2000, 2001, 2002 и 2003 годах. Стабильный выход икорной продукции, составляющий в среднем 94%, доказывает высокую эффективность технологии.
Расчёт экономической рентабельности внедрения разработанной технологии по предварительной оценке превышает 400%.
Перспективы развития товарного осетроводства
Искусственное разведение и выращивание осетровых рыб имеет более чем столетнюю историю существования, однако промышленные, товарные масштабы эта отрасль начала приобретать во второй половине прошлого века.
Один из наиболее древних и ценных видов рыб в мире - осетровые — в естественных условиях обитает в пресной воде, в прибрежных зонах морей и во внутренних водоемах России, Казахстана, Туркменистана, Азербайджана, Украины, Ирана, Турции, Китая, Франции, Германии, Польши, Болгарии, Румынии, ряда других европейских стран и Северной Америки.
Наиболее высокие уловы осетровых на Каспии были в 1902-1903 годы, когда они достигали по бассейну в целом 39-39,5 тысяч тонн (Алтуфьев, Мережко, 2001).
До распада СССР контролировал 90% мировых запасов осетровых (с учетом всех бассейнов - Каспийского и Азовского морей, сибирских рек и др.) и три четверти мирового рынка икры осетровых рыб (Корельский, 1996). После строительства в 1958 году Волгоградской ГЭС и других ударных строек были утрачены практически все естественные нерестилища белуги, 80% - русского осетра, 40% - севрюги (Грачёв, 2004). В те годы для компенсации этих потерь большой группой специалистов ЛГУ, МТУ, рыбохозяйственных и академических институтов была разработана биотехнология искусственного воспроизводства осетровых и построены осетровые рыбоводные заводы. Однако из-за недостаточно высокой эффективности искусственного воспроизводства полностью компенсировать нанесённый стройками ущерб не удалось. На международном рынке резко сократилась не только доля икры из России, но и абсолютное количество производимой в мире осетровой икры, как и продукции из осетровых рыб в целом. В то же время внутренний рынок России переполнен икрой нелегального происхождения
Воздействие на запасы осетровых комплекса негативных факторов, в том числе и неконтролируемого, незаконного изъятия осетровых из естественных водоёмов, привело к резкому сокращению численности природных популяций и легальных объемов вылова осетровых рыб, о чем свидетельствуют данные ФАО (рис.1). К сожалению, уровень нелегальной добычи осетровых не учитывается, хотя по оценке экспертов он достигает 10-15 тысяч тонн и держится на этом уровне уже более 10 лет в основном за счет заводского разведения. запасов осетровых рыб в последние 20-25 лет (Иванов, 2000; Эдуардов , 2004).
В 1997г с целью предотвращения дальнейшего снижения запасов осетровых все виды отряда осетрообразных, объединяющего 25 видов осетровых и 2 вида веслоносов, были включены в систему охраняемых видов СИТЕС (Конвенция по международной торговле находящихся под угрозой видов дикой фауны и флоры), входящей в структуру ООН. Опасное сокращение популяций осетровых в Каспийском бассейне побудило эту организацию взять добычу осетровых и экспорт икры из данного региона под свой контроль.
В настоящее время основными производителями икры осетровых рыб на международном уровне являются Прикаспийские государства: Азербайджан, Иран, Казахстан и Россия. На легальном икорном рынке лидером является Иран. Иранская икра в настоящее время считается на Западе лучше российской и стоит существенно дороже. Иранские популяции осетровых не подвержены браконьерскому вылову, так как локализованы в южных районах моря.
Сокращение природных запасов осетровых явилось толчком для возникновения и интенсивного развития в ряде стран нового направления рыбоводства - товарного осетроводства. Развитие этого направления позволяет перейти от эксплуатации природных запасов осетровых к их производству в интенсивной аквакультуре (Строганов, 1968; Николюкин, 1973; Бурцев, 1972, 1979).
Европейские страны Франция и Италия, начавшие культивирование осетровых в конце 70-х годов, к настоящему времени стали крупнейшими производителями осетрового мяса и икры, в частности, в Италии в 2000 году получено 750 т. осетрового мяса и 2,5 т. икры, во Франции - 150 т. мяса и 5 т. икры. В Польше, Германии, Венгрии, Испании, Португалии также развивается коммерческая аквакультура (Артюхин, Баранникова, 2001).
Общий объем продукции из осетровых рыб (кроме икры) в Европе в 2000 году составил около 1000 т. (без России).
В Северной Америке уже в 2000 году было произведено 1000 т. мяса и 5 т. икры осетра. Общий объем производства икры в аквакультуре в США, Франции, и Италии в 2001 г превысил 10 тонн. Предполагается, что вскоре мировое товарное производство продуктов из осетровых полностью перекроет их добычу из естественных популяций.
В середине 80-х годов прошлого столетия добыча осетровых в нашей стране составляла 25-27 тысяч тонн, при этом по данным ВНИРО и КаспНИРХа доля заводских рыб в общих уловах достигала 30-40 % (Кокоза, 1995).
Объекты исследований
В качестве объектов исследований служила овулировавшая икра бестера (икра У стадии зрелости) первого поколения пород «Бурцевская» - БС (гибрид белуги со стерлядью), «Аксайская» - С.БС ( гибрид стерляди с бестером -возвратная форма), и «Внировская» - Б.БС ( гибрид белуги с бестером).
Икру получали специалисты ВНИРО в соответствии с «Методическими указаниями по прижизненному получению икры осетровых рыб» (Бурцев ИА. и др., 1999г.) в цехе рыборазводного завода ОАО «Казачка» в Ростовской области. Экспериментальные партии пищевой икры в 2001 году заготавливали в том же цехе. В 2000г, 2002г. и 2003 г. образцы овулировавшей икры доставляли самолётом в Москву при температуре 0-2С; опытные партии икры заготавливали на предприятии ООО «Супербест». Экспериментальные работы проводили на базе лаборатории физико-химических методов исследований ВНИРО.
Методы исследований.
Отбор проб для определения значений микробиологических и физико-химических показателей проводили по ГОСТ 7631-85, подготовку средней пробы - по ГОСТ 7636-85.
Для определения активности протеолитических ферментов икру растирали на холоде в фарфоровой ступке, затем готовили 30%-ный водный гомогенат икры, через 30 мин центрифугировали при 8 000 об/мин в течение 20 мин, удаляли верхнюю жировую пленку и фильтровали через бумажный складчатый фильтр.
Общую протеолитическую активность растворимых белков икры определяли по методу Ансона (Anson, 1939). Субстратами для определения активности протеолитических ферментов служили гемоглобин кристаллический из лошадиной крови и казеин (производства фирмы "SERVA", Германия). Использование двух природных субстратов связано с ограниченной растворимостью каждого из них при определенных значениях рН. К 0,2 мл экстракта добавляли 0,6 мл буфера, 0,2 мл субстрата (1%-ный раствор гемоглобина или 1%-ный раствор казеина), смесь инкубировали при температуре 37С в течение 1 часа. Реакцию останавливали добавлением 0,5 мл 10%-ного раствора ТХУ.
Контрольные пробы фиксировали ТХУ в нулевое время. Опытные и контрольные образцы помещали на 10 мин в холодильную камеру, выпавший осадок отделяли центрифугированием при 8000 об/мин. К 0,3 мл полученного супернатанта добавляли 0,6 мл 0,5М NaOH и 0,18 мл 0,7н реактива Фолина. Оптическую плотность реакционной смеси определяли при 750 нм через 5 мин. Единица протеолитической активности соответствовала такому количеству ферментного препарата, которое вызывало увеличение оптической плотности на 0,01 при длине волны 750 нм.
При определении зависимости активности протеиназ от рН использовали универсальный (рН 1,8), фосфатно-цитратный (рН 2,2-7,2), 0.2М боратный (рН 7.2-8.0) и 0.05М боратный (рН 9.0-10.2) буферные растворы.
Исследование влияния температуры на стабильность протеиназ проводили, инкубируя 1мл экстракта икры при различных значениях температуры и рН 3,2 в течение 10 мин, а затем определяли остаточную активность при температуре 37С, используя в качестве субстрата гемоглобин.
Для определения подклассовой принадлежности протеолитических ферментов икры использовали ингибиторный анализ с применением специфических ингибиторов протеиназ соответствующих подклассов: в качестве ингибитора сериновых протеиназ - фенилметилсульфонилфторид производства фирмы "Serva" (ФРГ), ингибитор Кунитца производства фирмы "Reanal" (ВНР), цистеиновых протеиназ - л-хлормеркурийбензоат и йодацетамид производства фирмы Callbiochem (США), аспартильных протеиназ - пепстатин производства фирмы "Sigma" (США) и металлопротеиназ -этилендиаминтетраацетат натрия производства фирмы "Serva" (ФРГ). Концентрация всех вышеперечисленных ингибиторов составляла 1х10-3М. Оценивая влияние тех или иных ингибиторов на ферменты, экстракт в присутствии ингибитора инкубировали при 25С в течение 1 часа, а затем определяли остаточную ферментативную активность при рН 3,2.
При определении активности фосфатаз готовили 30%-ные водные экстракты икры, гомогенизируя смесь на холоде в течение 4-х минут при 7000 об/мин и настаивая в холодильнике в течение 1 часа. В качестве субстрата для определения активности фосфатаз использовали Р-глицерофосфат натрия.
Активность фосфатаз определяли по накоплению неорганического фосфора в инкубационной смеси, содержащей 1 мл субстрата и 1 мл исследуемого экстракта икры (Татарская и др., 1958). Пробы инкубировали при 37С в течение 1 часа. Реакцию останавливали добавлением 9 мл 10%-ного раствора ТХУ. В контрольные пробы ТХУ добавляли в нулевое время. Разность между опытом и контролем умножали на 100, активность фосфатаз выражали в мг освободившегося фосфора на 100г, принимая за единицу прирост в 1мг. Активность кислой фосфатазы определяли в диапазоне рН от 4.2 до 5.5, щелочной-от 8.0 до 10.8 с интервалом рН 0.2.
.Свойства икры
В литературе практически отсутствуют данные о свойствах и пищевой ценности овулировавшей икры как видов, так и гибридов осетровых рыб.
Для разработки технологии получения пищевой продукции из овулировавшей икры необходимо было изучить техно-химические характеристики икры-сырца, её пищевую ценность и пищевую безопасность.
Средняя масса икринок бестера пород «Бурцевская» и «Аксайская» колеблется соответственно от 19-16мг и 15-13 мг (класс «Элита»), 15-12мг и 12-10мг (Ікласс), 11-7 и 9-6 мг (2 класс). По массе икра бестера сопоставима с икрой ленского осетра (Сафронов,2004).
Процесс овуляции икры для отдельных икринок протекает с разной скоростью, их состояние в момент получения икры различное, в результате чего икра от одной самки может быть различного состояния, а это в свою очередь может влиять на качество приготавливаемой из неё пищевой икры.
Икру бестера, полученную прижизненным способом, оценивали по органолептическим показателям. Икринки бестера имеют округлую форму. В среднем они мельче икринок белуги, размеры икринок бестера лежат в диапазоне от 2.3 до 3.0 миллиметров. Для икры бестера характерна в основном серая окраска, которую ей придаёт слой пигмента, расположенный на границе оболочки и желточной массы. Обычно икра бестера четко поляризована -выделяется «глазок» - место расположения зародышевого пузырька, он гораздо светлее цвета самой икринки и крупнее, чем зародышевый пузырёк икринки осетра.
Различия в окраске икры разных самок бестера менее выражены, чем у икры других осетровых видов, цвет которых может меняться от светло-серого до тёмно-серого и чёрного.
Овулировавшая икра бестера имеет довольно плотную, или, как говорят, крепкую оболочку толщиной около 30 микрон. Прочность оболочки икры обычно определяют органолептически - по сопротивлению на разрыв при раздавливании. Прочность оболочки имеет большое значение при оценке качества икры-сырца.
Свежая икра как и любой продукт животного происхождения, богатый белками, быстро портится. Порча икры вызывается как ферментами самой икры, так и проникающими извне микробами, а в ряде случаев также кровью, попадающей в икру при её извлечении из тела самки.
Нами установлено, что оболочки овулировавших икринок V стадии зрелости в случае хранения при комнатной температуре через 7-8 часов становятся слабыми, икринки сплющиваются, слипаются и легко раздавливаются. При хранении в условиях холодильной камеры (0+5С) икринки теряют упругость через 16-18 часов.
По литературным данным у икры осетровых рыб 1У стадии зрелости при хранении на холоде (0±2С) через 12 часов прочность оболочки ослабевает на 30%, а через 24 часа - на 65%, и икру не рекомендуют использовать для обработки зернистым переделом (Зайцев и др., 1965).
На наш взгляд меньшие сроки хранения овулировавшей икры могут быть связаны с активными ферментными системами овариальной жидкости, в которой находится овулировавшая икра при выходе из тела самки.
Икра бестера имеет вкус, свойственный икре осетровых рыб. В редких случаях нами отмечались посторонние вкусовые оттенки, которые могут быть связаны либо с характером кормов, либо с составом воды искусственных
водоёмов, где обитает и выращивается рыба. Привкусы «ила» и «травки» ни разу не были отмечены в икре бестера. Чаще они встречаются у осетровой икры, значительно реже - у белужьей, и характерны для икры рыб, обитающих и выловленных в естественных условиях. Эти привкусы снижают качество икры осетра, являются серьезными пороками, не устраняются при обработке, однако допускаются ГОСТом на икру осетровых рыб. Результаты микробиологических анализов овулировавшей икры бестера, представленные в таблице 1, показывают, что общая обсемененность в икре после её изъятия из тела самки не превышает 70 клеток в 1 г икры. Бактерии группы кишечной палочки, стафилококки и плесени не были обнаружены ни в одном из образцов икры. Эти результаты согласуются с литературными данными (Брусованский, 1990), в которых указывается, что общая обсемененность в икре У стадии зрелости не превышает 50-70 клеток/г.
Похожие диссертации на Обоснование и разработка технологии пастеризованной икорной продукции из овулировавшей икры бестера
