Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. Анализ состояния переработки промысловых ресурсов Волжско-Каспийского рыбохозяйственного бассейна и классификаций, принятых в рыбной отрасли 14
1.1 Роль рыбной отрасли в экономике России и Астраханского региона 14
1.2 Технохимические характеристики полупроходных и речных рыб Волжско-Каспийского рыбохозяйственного бассейна 25
1.3 Анализ принятых в рыбной отрасли классификаций океанических и морских рыб 28
1.4 Современные направления переработки мелких рыб и вторичных рыбных ресурсов 37
1.4.1 Технологические подходы к переработке мелких рыб океанического и морского промысла 37
1.4.2 Биологическая ценность вторичных рыбных ресурсов и направления их использования 46
1.5 Ферментная система рыб и факторы, влияющие на нее 58
1.6 Заключение по литературному обзору 64
ГЛАВА 2. Методологический подход. Объекты и методы исследований 67
2.1 Методология проведения экспериментальных исследований 67
2.2 Объекты и методы исследований 67
ГЛАВА 3. Исследование технохимических характеристик и показателей безопасности промысловых рыб Волжско-Каспийского рыбохо-зяйственного бассейна 83
3.1 Исследование взаимосвязи видового состава и сезона вылова объектов промысла Волжско-Каспийского бассейна с их размерно-массовыми характеристиками 84
3.2 Анализ комплекса показателей качества и биологической ценности мелких промысловых рыб 91
3.3 Исследование технохимических характеристик вторичных ресурсов Волжско-Каспийского рыбохозяйственного бассейна 98
3.4 Изучение показателей безопасности мелких промысловых рыб и вторичных ресурсов 102
ГЛАВА 4. Обоснование методологии переработки мелких промысловых рыб и вторичных ресурсов Волжско-Каспийского рыбохозяй-ственного бассейна, основанной на их классификации 107
4.1 Методологический подход к переработке мелких промысловых рыб и вторичных ресурсов Волжско-Каспийского рыбохозяйственного бассейна и определение критериев классификации 107
4.2 Классификация мелких промысловых рыб и вторичных ресурсов Волжско-Каспийского рыбохозяйственного бассейна 112
ГЛАВА 5. Практическая реализация методологии переработки мелких промысловых рыб и вторичных ресурсов 145
5.1 Технология массы белковой из мелких промысловых рыб Волжско-Каспийского рыбохозяйственного бассейна 146
5.2 Технология комплексов протеолитических ферментов из внутренностей крупных промысловых рыб с учетом их классификации 178
5.3 Технология структурообразователя из коллагеносодержащей костной ткани крупных промысловых рыб 203
ГЛАВА 6. Технологии пищевых продуктов массового потребления с использованием продуктов переработки мелких промысловых рыб и вторичных ресурсов 232
6.1 Усовершенствованная технология биокрипсов с внесением массы белковой из мелких промысловых рыб 232
6.2 Технология продуктов плавленых сырных с внесением белковых продуктов из мелких промысловых рыб и вторичных ресурсов 268
ГЛАВА 7. Исследование пищевой ценности продуктов переработки промысловых ресурсов и пищевых продуктов с их использованием 280
7.1 Пищевая ценность масс белковых из мелких промысловых рыб 280
7.2 Пищевая ценность комплексов протеолитических ферментов и струк-турообразователя из вторичных ресурсов 287
7.3 Химический состав и сбалансированность пищевой продукции с продуктами переработки мелких промысловых рыб и вторичных ресурсов 292
Выводы 301
Список использованной литературы 304
Список сокращений, используемых в работе 340
- Современные направления переработки мелких рыб и вторичных рыбных ресурсов
- Исследование взаимосвязи видового состава и сезона вылова объектов промысла Волжско-Каспийского бассейна с их размерно-массовыми характеристиками
- Методологический подход к переработке мелких промысловых рыб и вторичных ресурсов Волжско-Каспийского рыбохозяйственного бассейна и определение критериев классификации
- Технология комплексов протеолитических ферментов из внутренностей крупных промысловых рыб с учетом их классификации
Введение к работе
Актуальность проблемы. Приоритетным направлением научно-
технического развития рыбопромышленного комплекса, отраженным в Концепции развития рыбного хозяйства РФ третьего этапа на период с 2011 по 2020 г.г., одобренной распоряжением Правительства РФ от 2 сентября 2003 г № 1265-р, и в Стратегии развития рыбохозяйственного комплекса Российской Федерации на период до 2020 г, утвержденной приказом Росрыболовства от 30.03.2009 г № 246, является переход рыбной отрасли от экспортно-сырьевого к инновационному типу развития, в основе которого заложены принципы рационального использования водных биологических ресурсов, внедрение новых технологий производства конкурентоспособной пищевой продукции.
Развитие рыбохозяйственного комплекса неразрывно связано с основными положениями, изложенными в Основах государственной политики Российской Федерации в области здорового питания населения на период до 2020 г, одобренными распоряжением Правительства РФ от 25.10.2010 г № 1873-р., и в «Доктрине продовольственной безопасности Российской Федерации», утвержденной Указом Президента РФ от 30 января 2010 г № 120, в которой подчеркивается необходимость обеспечения производства безопасных пищевых продуктов.
Не менее важной задачей, решаемой Агентством по рыболовству и рыбоводству Астраханской области в рамках Аналитической ведомственной целевой программы «Повышение эффективности государственного управления ры-бохозяйственным комплексом Астраханской области на 2012 год и на период с 2013 до 2015 года» (), является увеличение объемов производства безопасной пищевой продукции из рыб группы «прочие пресноводные», ежегодные объемы улова которых в отличие от основных объектов промысла (крупных промысловых рыб) стабильны и составляют от 38 до 40 %.
Необходимо включать в область переработки на получение пищевой продукции и вторичные ресурсы, образующиеся после глубокой разделки промыс-
ловых рыб Волжско-Каспийского рыбохозяйственного бассейна, объемы которых составляют более 60 % от массы сырья.
Обоснованность технологических решений переработки мелких промысловых рыб и вторичных ресурсов, образуемых от глубокой разделки полупроходных и речных рыб Волжско-Каспийского рыбохозяйственного бассейна, может быть подтверждена их классификацией, позволяющей реализовать принципы рациональности при их переработке, тем самым стабилизировать внутрирегиональное производство пищевой рыбной продукции и внести значительный вклад в развитие экономики региона и страны.
Более того, является необходимым в связи с изменением сырьевой базы Волжско-Каспийского рыбохозяйственного бассейна расширять ассортимент формованных изделий на основе фаршей с улучшенными функционально-технологическими свойствами из сырья пониженной товарной ценности (Мукатова, 2008; Коцыло, 2010) и из мелких промысловых рыб (Разумовская, 2011), для которых традиционные способы обработки не являются приемлемыми.
Таким образом, решению вышеназванных проблем посвящена данная работа, что подтверждает ее актуальность. Она отвечает задачам, поставленным перед рыбной отраслью России и, в частности, Астраханского региона, и реализуется в рамках госбюджетных научно-исследовательских работ ФГБОУ ВПО «Астраханский государственный технический университет» по теме «Ресурсосберегающие и безотходные технологии переработки гидробионтов».
Цель и задачи исследований. Цель настоящей диссертации заключается в разработке научно обоснованной методологии рациональной переработки мелких промысловых рыб и вторичных ресурсов Волжско-Каспийского рыбохо-зяйственного бассейна, основанной на их классификации и направленной на получение пищевой продукции повышенной биологической ценности.
Для достижения поставленной цели сформулированы следующие задачи:
1. Провести анализ технохимических характеристик, исследовать санитар-но-гигиеническую безопасность мелких промысловых рыб и вторичных ресур-
сов - внутренностей и коллагеносодержащей костной ткани промысловых рыб Волжско-Каспийского рыбохозяйственного бассейна различного вида и сезона вылова.
-
Ранжировать критериальные показатели технохимических характеристик мелких промысловых рыб и вторичных ресурсов по явным и скрытым факторам с введением дополнительного критерия классификации – протеоли-тической активности ферментных систем рыб.
-
Разработать классификацию мелких промысловых рыб и вторичных ресурсов Волжско-Каспийского рыбохозяйственного бассейна по явным и скрытым факторам для обоснования методологии их переработки.
-
Обосновать и разработать с учетом классификации мелких промысловых рыб и вторичных ресурсов Волжско-Каспийского рыбохозяйственного бассейна технологии белковых продуктов: массы рыбной, комплексов протеолити-ческих ферментов и структурообразователя.
-
Исследовать пищевую и биологическую ценность, показатели безопасности полученных белковых продуктов: массы рыбной из мелких промысловых рыб, комплексов протеолитических ферментов и структурообразователя из вторичных ресурсов Волжско-Каспийского рыбохозяйственного бассейна.
-
Усовершенствовать технологии пищевых продуктов массового потребления с использованием продуктов переработки мелких промысловых рыб и вторичных ресурсов Волжско-Каспийского рыбохозяйственного бассейна и реализовать их на пищевых предприятиях.
-
Разработать техническую документацию для реализации новых технологий переработки мелких промысловых рыб и вторичных ресурсов Волжско-Каспийского рыбохозяйственного бассейна и усовершенствованных отдельных технологий пищевых продуктов с их использованием, провести экономическую оценку разработанных технологий.
Базовые методологические работы. Большой теоретический и практический вклад в классификацию объектов промысла внесли ученые: Л.С. Абрамова, М.П. Андреев, М.С. Биденко, Т.М. Бойцова, Е.Е. Иванова, И.В. Кизеветтер,
И.Я. Клейменов, И.П. Леванидов, Г.В. Маслова, А.Б. Одинцов, Е.Ф. Рамбеза, Е.Н. Харенко, В.И. Шендерюк, А.П. Ярочкин, Neffleton Joyce и др.
Направления рациональной переработки водных биологических ресурсов научно обоснованы в исследованиях Л.В. Антиповой, Л.С. Байдалиновой, В.Д. Богданова, Т.М. Бойцовой, Л.Г. Бояркиной, Т.П. Калиниченко, Э. Колаковско-го, Г.В. Масловой, О.Я. Мезеновой, М.Д. Мукатовой, Г.Т. Некрасовой, А.Д. Неклюдова, СП. Петриченко, Т.Н. Пивненко, Р.Г. Разумовской, Н.И. Рехиной, В.П. Скачкова, Т.Н. Слуцкой, Е.Н. Харенко, Ю.А. Фатыхова, А.П. Черногорце-ва, В.И. Шендерюка, А.П. Ярочкина, D. Nonako, A.Ymamoto и др.
Основные научные положения, выносимые на защиту:
Зависимость технохимических характеристик, санитарно-гигиенической безопасности мелких промысловых рыб и вторичных ресурсов -внутренностей и коллагеносодержащей костной ткани промысловых рыб Волжско-Каспийского рыбохозяйственного бассейна от их вида и сезона вылова.
Классификация мелких промысловых рыб и вторичных ресурсов Волжско-Каспийского рыбохозяйственного бассейна по явным и скрытым факторам с использованием дополнительного критерия, такого как протеолитиче-ская активность ферментных систем рыб.
Методология комплексной и рациональной переработки мелких промысловых рыб и вторичных ресурсов Волжско-Каспийского рыбохозяйственного бассейна, основанная на их классификации.
Технологические решения по переработке мелких промысловых рыб и вторичных ресурсов Волжско-Каспийского рыбохозяйственного бассейна на белковые продукты с улучшенными качественными характеристиками и повышенной биологической ценностью: массы рыбные, комплексы протеолитиче-ских ферментов и структурообразователь.
Научная новизна. Впервые научно обоснована и разработана методология переработки мелких промысловых рыб и вторичных ресурсов Волжско-Каспийского рыбохозяйственного бассейна, основанная на принципе ранговой
корреляции, позволяющей выявить взаимосвязь между количественными и качественными показателями технохимических характеристик рыбного сырья.
Впервые предложена классификация мелких промысловых рыб и вторичных ресурсов Волжско-Каспийского рыбохозяйственного бассейна по явным и скрытым факторам для их комплексной и рациональной переработки с целью получения пищевых продуктов повышенной биологической ценности с улучшенными качественными характеристиками.
Научно обосновано введение дополнительного критерия – протеолитиче-ской активности ферментных систем для классификации мелких промысловых рыб и ферментосодержащих внутренностей крупных промысловых рыб Волж-ско-Каспийского рыбохозяйственного бассейна.
Новизна технических решений подтверждена следующими патентами: РФ 2410894 «Способ получения белкового продукта из рыбного сырья», РФ 2343710 «Способ получения автолизата из рыбного сырья», РФ 2288951 «Способ получения протеолитического ферментного препарата из внутренних органов рыб», РФ 2494642 «Способ получения натурального структурообразовате-ля». Получен приоритет по заявке № 2013151787/13 (080716) «Способ производства биокрипсов».
Практическая значимость работы. Сформирован для рыбоперерабатывающих предприятий Астраханского региона банк данных технохимических характеристик и функционально-технологических свойств, пищевой и биологической ценности, показателей санитарно-гигиенической безопасности мелких промысловых рыб и вторичных ресурсов Волжско-Каспийского рыбохозяй-ственного бассейна – внутренностей и коллагеносодержащей костной ткани.
Практически реализованы рациональные технологии переработки внутренностей промысловых рыб на экспериментальном участке ООО НИиАЦРП «Каспрыбтестцентр» (г. Астрахань). Возможность внедрения технологий переработки мелких промысловых рыб и вторичных ресурсов Волжско-Каспийского рыбохозяйственного бассейна с учетом их классификации подтверждена на рыбоперерабатывающем предприятии РА (ПК) «Дельта плюс» (г.
Астрахань). Реализованы в производственных условиях усовершенствованные технологии биокрипсов с внесением массы белковой на ООО «Компания Караван» (г. Краснодар), технологии продуктов плавленых сырных с внесением массы белковой и структурообразователя – на Маслосырбазе ООО ПКФ «Аст-сырпром» (г. Астрахань).
Кормовые автолизаты из побочных продуктов переработки водных биологических ресурсов, полученные в соответствии с ТУ 9283-001-00471704-2009 «Сухой белковый автолизат из рыбного сырья (РГ-ОПТИМА)» и ТИ к ним, прошли производственную апробацию в составах полнорационных кормов для кормления сельскохозяйственной птицы на ООО «Агрокомплекс» (г. Камызяк, Астраханская область), ГП АО «Сельхозпредприятие «Птицефабрика «Бэров-ская»» (с. Икряное, Астраханская область).
Разработан и утвержден пакет технической документации: ТУ 9281-519-51668683-2002 «Препарат из внутренностей частиковых рыб протеолитическо-го действия, сухой» и ТИ к ним; ТУ 9283-003-00471704-2009 «Комплекс про-теолитических ферментов из внутренних органов пресноводного рыбного сырья, сухой (СКПФ)» и ТИ к ним; ТУ 9283-005-00471704-2011 «Рыбная белковая масса» и ТИ к ним; ТУ 9283-007-00471704-2011 «Сухие рыбные завтраки – биокрипсы» и ТИ к ним; ТУ 9283-009-00471704-2012 «Комплекс протеолити-ческих ферментов из внутренностей промысловых рыб» и ТИ к ним; ТУ 9283-011-00471704-2012 «Структурообразователь из костного коллагеносодержаще-го рыбного сырья» и ТИ к ним; ТУ 9225-013-00471704-2012 «Продукты сырные плавленые» и ТИ к ним.
Рассчитан экономический эффект от внедрения технологии переработки мелких промысловых рыб и вторичных ресурсов Волжско-Каспийского рыбо-хозяйственного бассейна на рыбоперерабатывающих предприятиях (прибыль от реализации 1 т массы рыбной белковой и структурообразователя составила 116,6 тыс.руб., маржинальный доход - 3 273,0 руб., рентабельность 20 % при сроке окупаемости 2,1 года).
Результаты диссертационного исследования автора нашли применение в
учебном процессе в ФГБОУ ВПО «Астраханский государственный технический университет» в подготовке студентов по направлениям 260200.62 (68) «Продукты питания животного происхождения», 240700.68 «Биотехнология», 260100.62 «Технология продуктов питания», специальности 240902.65 «Пищевая биотехнология», в организации учебно - и научно-исследовательской работы, курсового и дипломного проектирования.
Таким образом, кратко изложенная концепция диссертационной работы заключается в теоретическом обосновании комплексной и рациональной переработки мелких промысловых рыб и вторичных ресурсов Волжско-Каспийского рыбохозяйственного бассейна на пищевые продукты повышенной биологической ценности с улучшенными качественными характеристиками, базирующейся на их классификации по явным и скрытым факторам.
Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной работы доложены и обсуждены на ежегодных научных конференциях Астраханского государственного технического университета, 26 международных и всероссийских научно-технических и научно-практических конференциях и симпозиумах. Результаты научных разработок отмечены дипломами и медалями разного достоинства на выставках и конференциях различного уровня.
Публикации. Всего по теме диссертации опубликовано 90 научных трудов, в том числе монография (в соавторстве), 22 статьи в ведущих рецензируемых научных изданиях, рекомендованных ВАК, научные статьи и материалы в научно-практических изданиях, трудах международных, всероссийских конференций; новизна технических решений отражена в 4 патентах.
Структура и объем работы. Основной текст диссертации изложен на 342 с., включающих: введение, 7 глав экспериментального и аналитического материала, 103 таблицы и 51 рисунок, выводы, библиографический список из 341 наименования, в том числе 65 иностранных авторов. В приложениях приведены расчет экономической эффективности, техническая документация на продукты переработки мелких промысловых рыб и вторичных ресурсов, копии актов о внедрении результатов исследований, акты проведения биологических испыта-
Современные направления переработки мелких рыб и вторичных рыбных ресурсов
Одним из перспективных направлений переработки мелких рыб океанического и морского промысла - получение из них фаршевых продуктов, технологии которых разработаны в середине ХХ века не только учеными России: Л.С. Байдалиновой, В.Д. Богдановым, Т.М. Бойцовой, Л.Г. Бояркиной, В.Д. Косым, Г.В. Масловой, Н.И. Рехиной, В.П. Скачковым, Ю.А. Фатыховым, А.П. Ярочкиным и др., но и дальнего зарубежья: Э. Колаковским, D. Nonako, A. Ymamoto и др. Перспективность переработки мелких рыб на фарши подтверждается и приоритетными направлениями развития рыбной отрасли - получение новых форм пищевой продукции. Но к основным проблемам, которые встают при переработке такого сырья, могут быть отнесены механизация процесса разделки и низкие функционально-технологические свойства (ФТС) получаемых фаршей, что требует привлечения особых технологических приемов для их повышения.
В нашей стране в основе технологии получения фаршей лежат два основных технологических подхода: наличие или отсутствие предварительной промывки фарша. Как правило, на производство непромытого пищевого рыбного фарша направляют рыб с содержанием жира в мышечной ткани более 1,0 % и с липким мясом, обусловленным повышенным содержанием солерастворимых и пониженным – водорастворимых белков. Промытый фарш готовят из рыб с менее липким мясом, для повышения липкости которого удаляют водорастворимый белок, тем самым увеличивая содержание солерастворимого. Взаимосвязь между содержанием водорастворимых и солерастворимых белков обусловлена особенностями их пространственного строения. Водорастворимые белки характеризуются глобулярным строением, некоторые из них являются ферментами, ускоряющими биохимические процессы, протекающие в фарше, в том числе и при его хранении. Солерастворимые белки, имеющие фибриллярное строение и составляющие структуру миофибрилл мышц, не обладают такими свойствами (Биденко, 1978). Поэтому по их содержанию прогнозируют функционально технологических свойств фаршей из рыб океанического и морского промысла. Безусловно, содержание жира в мышечной ткани рыб также влияет на технологию получения фарша и его качественные показатели. Так, фарш, приготовленный из жирных рыб, обладает низкой липкостью, в нем интенсивно протекают процессы окисления и гидролиза жиров, что приводит к ухудшению органолептических показателей качества (Колаковский, 1991; Тютюнников, 1992). В тоже время на производство непромытого фарша, по мнению Рамбезы Е.Ф. (1980), не рекомендуется направлять рыб с содержанием жира 0,8-1,0 %.
В основе технологии производства рыбного фарша мороженого лежат разделывание рыбы, мойка, грубое измельчение, рафинирование, тонкое измельчение, смешивание фарша со стабилизирующими веществами, фасование в потребительскую тару, замораживание и последующее товарное оформление. Технология особого рыбного фарша мороженого помимо указанных выше операций предусматривает промывку и водоотделение для удаления из него водорастворимых белков, небелковых азотистых оснований и минеральных солей, кратность которой обусловлена исходными функционально-технологическими свойствами мышечной ткани. В тоже время промывка фаршей повышает кислотное число жира в фарше в результате гидролитического влияния воды на липиды мышечной ткани, тем самым снижая хранимоспособность промытых фаршей. В тоже время, при замораживании и последующем хранении фаршей происходит снижение их упругопластичных свойств и влагоудерживающей способности. Поэтому для увеличения продолжительности и минимизации биохимических изменений в нем во время хранения при его получении вносят поваренную соль, сахар, цитрат или фосфат натрия, повышающих устойчивость белков к денатурации и стабилизирующихего гидрофильные свойства. Стабилизация свойств рыбного фарша происходит в результате повышения растворимости миозина, уменьшения содержания водорастворимого кальция (путем замещения) и образования стойких жировых эмульсий (Борисочкина, 1986; Колаковский, 1991). Тонкое измельчение также позволяет получать рыбные фарши с высокими ФТС за счет разрушения морфологической структуры тканей, разволокнения отдельных структурных элементов, экстракции растворимых миофибриллярных и саркоплазматических белков, их гидратации и растворения, диспергирования жира, связывания воды и образования белковой структурной матрицы (Абрамова, 1989; Колаковский, 1991). Для решения проблем, связанных с получением фаршей из рыб океанического и морского промысла, применяется варьирование состава промывных вод, использование физических (ультразвуковая обработка) и механических способов (криоизмельчение), ферментативная обработка и т.д. (Скачков, 1974; Рамбеза, 1980; Крылова, 1984; Рехина, 1986; Ярочкин, 1986; Байдали-нова, 1989; Биденко, 1989; Мухленов, 1989; Бойцова, 1997; Фатыхов, 1999; Андреев, 2000; Бояркина, 2001; Орлова, 2004; Виннов, 2009; Богданов, 2011). Так, в ТИНРО разработана технология получения фаршей из мелких рыб (мавроликус, песчанка, мойва, сардина дальневосточная и др.) на дезинтегра торе мышечной ткани, исключающая сортировку ее по размеру и их разделку (Ярочкин, 1986). Применение данного способа дает возможность получения промытого пищевого фарша, имеющего особые функционально технологические свойства: без вкуса и запаха, с высокими показателями эластичности, прочности за счет увеличения содержания миофибриллярных и снижения доли саркоплазматических белков. Такие фарши, как правило, направляют на производство имитированного крабового мяса, пасты, кама-боко, сосисочно-колбасных изделий (Дубровская, 1987; Ogawa T., 1990; Pat. 4789497). В тоже время получение непромытого пищевого фарша криоизмельче-нием из мелких рыб (минтай, путассу, тресочка Эсмарка, макрурусы и др.), выход которого варьирует от 47 до 64 %, с функционально-технологическими свойствами (ФТС), зависящими от скорости витания измельченных частиц мороженой рыбы в потоке воздуха (Фатыхов,1999), требует последующей подпрессовки измельченного фарша для удаления остатков воздуха.
Кроме того, использование криоизмельчения для получения фаршей из мелких рыб, по мнению Бойцовой Т.М. (1997), приводит к тому, что попадающие в него частицы кожи и плавниковых костей могут оказывать негативное воздействие на свойства фаршей, ухудшая цвет и сокращая возможный срок хранения. Безусловно, мощная степень аэрации мышечной ткани рыбы в процессе криоизмельчения также интенсифицирует окислительные процессы в фаршах, снижающих их технологические свойства (Srikal I.N., 1989).
Регулирование структурно-механических характеристик (СМХ) рыбных фаршей из океанических и морских рыб пониженной пищевой и товарной ценности осуществляется не только с помощью промывки, но и с использованием структурорегулирующих добавок и белково-жировых эмульсий (Шалдеева, 1999), крупяной муки (кукурузной, пшенной и рисовой), комбинированием фаршей из рыб различных видов и нерыбных объектов, которые, по мнению ученых, улучшают структуру фаршей и не влияют на вкусоаро-матические показатели готового продукта из них (Борисочкина, 1987; Абрамова, 1989; Биденко, 1989; Одинцова, 1989; Бояркина, 2001; Мукатова, 2008; Коцыло, 2010; Богданов, 2011).
Для изменения структуры, органолептических свойств формованных изделий из рыбных фаршей применяют протеолитические ферментные препараты и молочнокислые бактерии. Учеными установлено, что внесение про-теолитических ферментных препаратов влияет на структуру фаршей и повышает их функциональные свойства (Богданов, 2005; Калиниченко, 2005; Enzyme preparations, 1982; Vilhelmsson, 1997 и др.). Молочнокислые микроорганизмы формируют у рыбного фарша и продуктов, изготовленных на их основе, гармоничный запах и вкус, а также выступают в роли консервантов (Роль, 1997; Богданов, 2001; Дементьева, 2005; Lindgren, 1983; Pat. 4759933). В тоже время, применение ферментных препаратов и чистых культур молочнокислых микроорганизмов снижает экономическую эффективность производства таких фаршей.
Сходные с промытым фаршем из морского и океанического сырья вкусовые свойства и реологические показатели имеют белковые массы, для получения которых не требуется специального разделочного оборудования (Скачков, 1974; Байдалинова, 1985; Кузьмичева, 1989; Черногорцев, 1973; Разумовская, 1990, 2008; Орлова, 2004).
При производства белковых пастообразных продуктов также используется неглубокий ферментолиз. При переработке морепродуктов на белковые пасты после ферментации в реакционную смесь вносят культуры молочнокислых бактерий, дрожжей, плесневых грибов с целью накопления специфических продуктов их жизнедеятельности и придания ей новых свойств.
Технология белковых масс из свежего измельченного рыбного сырья (каспийская килька, светящийся анчоус), в основе получения которой также лежит неглубокая строго контролируемая ферментация, осуществляемая холодным или теплым способом, разработана Черногорцевым А.П. (1973) и Разумовской Р.Г. (1990).
Исследование взаимосвязи видового состава и сезона вылова объектов промысла Волжско-Каспийского бассейна с их размерно-массовыми характеристиками
Определение рациональных направлений переработки рыбного сырья основано на их технохимических свойствах: размерно-массовых характеристиках, химическом составе, биохимических и качественных показателях, а также производственной возможностью рыбоперерабатывающих предприятий (Сафронова, 2013). В свою очередь, технохимические характеристики рыб обусловлены видовой принадлежностью, возрастом, физиологическим состоянием, районом и сезоном вылова. Рыбы являются универсальной группой позвоночных животных не только по необычайно высокому количеству видов, но и по свойственному им разнообразию характера питания и структурно-функциональной организации пищеварительной системы (Уголев, 1993; Кузьмина, 2005).
Технохимические характеристики рыб неотделимы от их пищевой ценности, к которой относятся перевариваемость, аминокислотная и жирнокис-лотная сбалансированность, макро- и микронутриентный составы. Для оценки функционально-технологических свойств рыб необходимо оперировать не только количественными, но качественными показателями: консистенцией, структурой мышечной ткани и ее упруго- и структурно-механическими характеристиками, влагоудерживающей способностью (Цибизова, 2009).
Исследования в области оценки технохимических характеристик рыбного сырья широко представлены в работах Абрамовой Л.С., Андреева М.П., Бойцовой Т.М., Быкова В.П., Кизеветтера И.В., Леванидова И.П., Масловой Г.В., Одинцова А.Б., Харенко Е.Н., Шендерюка В.И., Ярочкина А.П. и многих других, по результатам которых сформулированы основные направления комплексного и рационального использования гидробионтов. В тоже врем данные исследования в большей мере реализованы для морского и океанического сырья, некоторых рыб внутренних водоемов. Для мелких промысловых рыб, относящихся к мелочи группы (чехонь, густера, синец, красноперка), как и для основных объектов промысла Волжско-Каспийского рыбохозяй-ственного бассейна (сазан, щука, карась серебряный, сом, судак) носят отдельный и неинтегрированный характер.
Таким образом, отсутствие интегрированных данных о технохимических свойствах мелких промысловых рыб Волжско-Каспийского рыбохозяйствен-ного бассейна, вылов которых отличается постоянством (до 40 % от общего улова полупроходных и речных рыб), требует проведения дополнительных исследований с целью определения направлений их рациональной и комплексной переработки.
Не менее перспективны исследования в области изучения технологического потенциала вторичных ресурсов, образуемых в результате глубокой разделки крупных промысловых рыб, что обусловлено их значительными объемами, составляющими более 60 % от массы неразделанной рыбы (Единые нормы…, 2011).
Разнообразие видового состава и связанного с этим сезонной активности питания промысловых рыб Волжско-Каспийского рыбохозяйственного бассейна, влияние процессов онтогенеза, циркадных и сезонных ритмов их развития на активность пищеварительных ферментов приводит к необходимости продолжения и углубления исследований в области взаимосвязи видового состава и сезона вылова рыб с их размерно-массовыми характеристиками.
Изучение сырьевой базы Волжско-Каспийского рыбохозяйственного бассейна в период с 2007 по 2012 г.г., оценка перспектив ее развития показала неблагоприятную тенденцию снижения уловов практически для всего видового состава крупных промысловых (сазан, судак) за исключением сома и щуки, вылов которых несколько стабилизировался, особенно за последние 2 года. К группе основных объектов промысла (крупных промысловых рыб) нами отнесен и карась серебряный, вылов которого находится в положительной динамике увеличения. В тоже время стабильность объемов вылова мелких промысловых рыб (чехони, синца, густеры, красноперки) из «прочих пресноводных», относящихся к мелочи II группы, позволяет рассматривать их как объект промышленной переработки на пищевые продукты.
Общеизвестно, что массовый состав рыбы зависит от ее вида, возраста, массы, способа разделки и т.д. (Кизеветтер, 1973; Харенко. 2005; Сафронова, 2013 и др.). Поэтому соотношение съедобной и несъедобной частей полупроходных и речных рыб Волжско-Каспийского рыбохозяйственного бассейна было определено на основании принятых в рыбной отрасли методов разделки на филе обесшкуренное (снятие чешуи, потрошение, обезглавливание, отделение плавников, снятие и обесшкуривание филе).
Соотношение частей рыбы - головы, внутренностей, чешуи, плавников, костей устанавливали статистическим методом для каждого вида рыб (таблицы 3.1 и 3.2).
Анализ зависимости массового содержания составных частей мелких промысловых рыб Волжско-Каспийского рыбохозяйственного бассейна от сезона вылова показал (таблица 3.1) отсутствие его влияния на содержание таких частей тела рыбы, как голова, плавники, кости, кожа, чешуя. В тоже время установлено влияние сезона вылова на долю внутренностей: так у рыб осеннего вылова доля внутренностей выше в среднем на 7,0 –9,0 %, что, по-видимому, связано с более активными процессами их физиологического развития в данный период.
Методологический подход к переработке мелких промысловых рыб и вторичных ресурсов Волжско-Каспийского рыбохозяйственного бассейна и определение критериев классификации
Изменение сырьевой базы Волжско-Каспийского рыбохозяйственного бассейна, которое сопровождается постепенным уменьшением объемов вылова основных объектов промысла (сазан, щука, судак, сом) и положительной динамикой увеличения доли прочих пресноводных рыб (карась серебряный, синец, красноперка, чехонь, густера), требует пересмотреть технологические подходы к переработке мелких промысловых рыб и вторичных ресурсов, образуемых в результате глубокой разделки крупных полупроходных и речных рыб, на получение пищевых продуктов повышенной биологической ценности с улучшенными качественными характеристиками.
Технологии получения белковых продуктов из мелких промысловых рыб и вторичных ресурсов Волжско-Каспийского рыбохозяйственного бассейна должны базироваться на научно обоснованной методологии их переработки. В этом ключе в основе методологии переработки мелких промысловых рыб и вторичных ресурсов Волжско-Каспийского рыбохозяйственного бассейна заложено решение научно-практических задач, которое может быть реализовано с использованием принятых в рыбной отрасли подходов к классификации.
Изучение классификаций океанического и морского рыбного сырья показало, что они выстроены на трех отчетливо обозначенных структурных элементах: множества установленных групп подобных объектов; оснований, по которым объекты объединяются в группы; принципа или закона, согласно которому все группы соединяются и организуются в единую систему. В основу классификации океанических и морских рыб положены их технохимические характеристики и функционально-технологические свойства, что позволило ученым предложить ряд критериальных показателей.
Наиболее распространенным является классификация рыб на группы по содержанию белка и жира (Клейменов, 1952; Леванидов, 1968; Кизеветтер, 1973). В свою очередь, массовая доля жира обуславливает технохимические характеристики и функционально-технологические свойства рыбного сырья – гелеобразующую, водосвязывающую и эмульгирующую способности (Абрамова, 2004).
Между количественным содержанием белка, упруго-механическими свойствами и влагоудерживающей способностью (ВУС) учеными установле ны прямые связи, выражаемые через ряд показателей: степень обводнения белка, белково-водный (БВК) или водно-белковый (ВБК) коэффициенты, белково-водно-жировой коэффициент ((Б+)/В), коэффициент жирности (/Б) и степень обводнения жира (/W) (Леванидов, 1968; Кизеветтер, 1973; Маслова, 1978).
Для оценки качества рыбного фарша используют соотношения растворимых белковых фракций мышечной ткани рыб через белковый коэффициент К, представляющего собой отношение содержания солерастворимых белков к водорастворимым (Биденко, 1978). В практике рыбообработки широко используется коэффициент структурообразования (Кст), представляющий собой отношение азота солерастворимой фракции к общему содержанию азота, а также использован условный белковый коэффициент (Кб), определяемый как отношение содержания азота солерастворимой фракции к азоту водорастворимой фракции (Абрамова, 1989).
Для оценки функционально-технологических свойств фаршей, обусловленных структурно-биохимическими изменениями в процессе технологической обработки, Масловой Г.В. (1978) предложен показатель эффективной вязкости, как их доминантной характеристики.
Для оценки способности рыб к созреванию Левиевой Л.С. (1964) использован кислотно-щелочной показатель (КЩП), Леванидовым И.П. (1968) проведена классификация рыб по глубине гидролиза белков мышечной ткани, как отношение небелкового азота к белковому. Слуцкой Т.Н. (1997) осуществлена корреляция активности протеаз мышечной ткани в зоне рН 3,5 и 6,0 и белкового коэффициента К при производстве соленой и пресервной рыбопродукции.
Количественный показатель «сопоставимой ресурсности» используется для обоснования направлений рациональной переработки рыбного сырья (Абрамова, 2004). Ивановой Е.Е. (2003) в основу классифицирования рыб, акклиматизированных на Юге России, положен квалиметрический метод и определен обобщенный показатель рациональной достаточности, рассчитанный по квалиметрической модели. Расчет чистой утилизации белка (NPV) и итогового потребления белка человеком использован Бойцовой Т.М. (1997) для оценки технологической эффективности переработки мелких рыб на фаршевые продукты. Харенко Е.Н. (2006) показателем ресурсосбережения выбран коэффициент выхода продукции (КВП).
Таким образом, методология переработки мелких промысловых рыб и вторичных ресурсов Волжско-Каспийского рыбохозяйственного бассейна должна быть основана на критериальных показателях, используемых для их классификации. Подтверждением данной возможности является проведенный анализ принятых в рыбной отрасли методологических подходов к рациональной переработке водных биологических ресурсов, в основу которых положены классификационные признаки.
Безусловно, априори классификации являются различные алгоритмы и критерии. Современные классификации живых организмов построены по иерархическому принципу (Субботин, 2001). Не менее распространена и естественна классификация, в которой исходят из учета всей совокупности свойств классифицируемых объектов, объединяя последние в группы на основании их наибольшего сходства между собой. Общее число признаков, которыми обладают объекты, довольно велико, поэтому из их широкого разнообразия необходимо акцентировать внимание только на наиболее значимые для разбиения объектов на категории и последующего распределения по группам (Кендалл, 1976).
Таким образом, методология рациональной переработки мелких промысловых рыб и вторичных ресурсов Волжско-Каспийского рыбохозяй-ственного бассейна состоит из следующих этапов: - установление внутривидовой зависимости технохимических характе ристик мелких промысловых рыб и вторичных ресурсов Волжско Каспийского рыбохозяйственного бассейна от сезона вылова и исследование показателей их санитарно-гигиенической безопасности для подтверждения возможности получения из них белковых продуктов; - ранжирование критериальных показателей технохимических характе ристик для классификации мелких промысловых рыб и вторичных ресурсов Волжско-Каспийского рыбохозяйственного бассейна; - разработка технологии белковых продуктов с улучшенными каче ственными характеристиками и повышенной биологической ценностью с учетом классификации мелких промысловых рыб и вторичных ресурсов Волжско-Каспийского рыбохозяйственного бассейна. Для обоснования комплексной и рациональной технологии переработки мелких промысловых рыб и вторичных ресурсов Волжско-Каспийского ры-бохозяйственного бассейна предлагается провести классификацию их техно-химических характеристик с использованием принципа ранговой корреляции Кендалла М.Дж. (1976), применяемого для многомерного статистического анализа и позволяющего выявить взаимосвязь между количественными и качественными показателями технохимических характеристик рыб.
Анализ принятых в рыбной отрасли подходов к классификации рыб океанического и морского промысла позволил предположить, что применяемые классификационные признаки построены на общих и существенных свойствах гидробионтов, характерных для каждого вида, и выступающих в качестве явных и скрытых факторов (Сафронова, 2013). С нашей точки зрения, если группообразующими признаками являются неявные, т.е. скрытые свойства сырья, то целесообразно, опираясь на их связь с другими свойствами, в отличительные признаки классификационной группы включить показатели, отнесенные к группе явных факторов.
Вне всякого сомнения, виды рыб, объединенные в группы на основании близких технохимических характеристик, являются естественными группами. В таких группах, построенных на общности свойств у объектов, принадлежащих к одной и той же группе, и показывающих ту связь, которая существует между объектами, они могут быть объединены в классификационные группы, общность которых построена на естественной закономерности или прямо установлена ею (Субботин, 2001).
Технология комплексов протеолитических ферментов из внутренностей крупных промысловых рыб с учетом их классификации
Изменение сырьевой базы Волжско-Каспийского рыбохозяйственного бассейна, которое сопровождается постепенным уменьшением объемов вылова основных объектов промысла (сазан, щука, судак, сом) и положительной динамикой увеличения доли прочих пресноводных рыб (карась серебряный, синец, красноперка, чехонь, густера), требует пересмотреть технологические подходы к переработке мелких промысловых рыб и вторичных ресурсов, образуемых в результате глубокой разделки крупных полупроходных и речных рыб, на получение пищевых продуктов повышенной биологической ценности с улучшенными качественными характеристиками.
Технологии получения белковых продуктов из мелких промысловых рыб и вторичных ресурсов Волжско-Каспийского рыбохозяйственного бассейна должны базироваться на научно обоснованной методологии их переработки. В этом ключе в основе методологии переработки мелких промысловых рыб и вторичных ресурсов Волжско-Каспийского рыбохозяйственного бассейна заложено решение научно-практических задач, которое может быть реализовано с использованием принятых в рыбной отрасли подходов к классификации.
Изучение классификаций океанического и морского рыбного сырья показало, что они выстроены на трех отчетливо обозначенных структурных элементах: множества установленных групп подобных объектов; оснований, по которым объекты объединяются в группы; принципа или закона, согласно которому все группы соединяются и организуются в единую систему. В основу классификации океанических и морских рыб положены их технохимические характеристики и функционально-технологические свойства, что позволило ученым предложить ряд критериальных показателей.
Наиболее распространенным является классификация рыб на группы по содержанию белка и жира (Клейменов, 1952; Леванидов, 1968; Кизеветтер, 1973). В свою очередь, массовая доля жира обуславливает технохимические характеристики и функционально-технологические свойства рыбного сырья – гелеобразующую, водосвязывающую и эмульгирующую способности (Абрамова, 2004).
Между количественным содержанием белка, упруго-механическими свойствами и влагоудерживающей способностью (ВУС) учеными установле ны прямые связи, выражаемые через ряд показателей: степень обводнения белка, белково-водный (БВК) или водно-белковый (ВБК) коэффициенты, белково-водно-жировой коэффициент ((Б+)/В), коэффициент жирности (/Б) и степень обводнения жира (/W) (Леванидов, 1968; Кизеветтер, 1973; Маслова, 1978).
Для оценки качества рыбного фарша используют соотношения растворимых белковых фракций мышечной ткани рыб через белковый коэффициент К, представляющего собой отношение содержания солерастворимых белков к водорастворимым (Биденко, 1978). В практике рыбообработки широко используется коэффициент структурообразования (Кст), представляющий собой отношение азота солерастворимой фракции к общему содержанию азота, а также использован условный белковый коэффициент (Кб), определяемый как отношение содержания азота солерастворимой фракции к азоту водорастворимой фракции (Абрамова, 1989).
Для оценки функционально-технологических свойств фаршей, обусловленных структурно-биохимическими изменениями в процессе технологической обработки, Масловой Г.В. (1978) предложен показатель эффективной вязкости, как их доминантной характеристики.
Для оценки способности рыб к созреванию Левиевой Л.С. (1964) использован кислотно-щелочной показатель (КЩП), Леванидовым И.П. (1968) проведена классификация рыб по глубине гидролиза белков мышечной ткани, как отношение небелкового азота к белковому. Слуцкой Т.Н. (1997) осуществлена корреляция активности протеаз мышечной ткани в зоне рН 3,5 и 6,0 и белкового коэффициента К при производстве соленой и пресервной рыбопродукции.
Количественный показатель «сопоставимой ресурсности» используется для обоснования направлений рациональной переработки рыбного сырья (Абрамова, 2004). Ивановой Е.Е. (2003) в основу классифицирования рыб, акклиматизированных на Юге России, положен квалиметрический метод и определен обобщенный показатель рациональной достаточности, рассчитанный по квалиметрической модели. Расчет чистой утилизации белка (NPV) и итогового потребления белка человеком использован Бойцовой Т.М. (1997) для оценки технологической эффективности переработки мелких рыб на фаршевые продукты. Харенко Е.Н. (2006) показателем ресурсосбережения выбран коэффициент выхода продукции (КВП).
Таким образом, методология переработки мелких промысловых рыб и вторичных ресурсов Волжско-Каспийского рыбохозяйственного бассейна должна быть основана на критериальных показателях, используемых для их классификации. Подтверждением данной возможности является проведенный анализ принятых в рыбной отрасли методологических подходов к рациональной переработке водных биологических ресурсов, в основу которых положены классификационные признаки.
Безусловно, априори классификации являются различные алгоритмы и критерии. Современные классификации живых организмов построены по иерархическому принципу (Субботин, 2001). Не менее распространена и естественна классификация, в которой исходят из учета всей совокупности свойств классифицируемых объектов, объединяя последние в группы на основании их наибольшего сходства между собой. Общее число признаков, которыми обладают объекты, довольно велико, поэтому из их широкого разнообразия необходимо акцентировать внимание только на наиболее значимые для разбиения объектов на категории и последующего распределения по группам (Кендалл, 1976).
Таким образом, методология рациональной переработки мелких промысловых рыб и вторичных ресурсов Волжско-Каспийского рыбохозяй-ственного бассейна состоит из следующих этапов: - установление внутривидовой зависимости технохимических характе ристик мелких промысловых рыб и вторичных ресурсов Волжско Каспийского рыбохозяйственного бассейна от сезона вылова и исследование показателей их санитарно-гигиенической безопасности для подтверждения возможности получения из них белковых продуктов; - ранжирование критериальных показателей технохимических характе ристик для классификации мелких промысловых рыб и вторичных ресурсов Волжско-Каспийского рыбохозяйственного бассейна; - разработка технологии белковых продуктов с улучшенными каче ственными характеристиками и повышенной биологической ценностью с учетом классификации мелких промысловых рыб и вторичных ресурсов Волжско-Каспийского рыбохозяйственного бассейна. Для обоснования комплексной и рациональной технологии переработки мелких промысловых рыб и вторичных ресурсов Волжско-Каспийского ры-бохозяйственного бассейна предлагается провести классификацию их техно-химических характеристик с использованием принципа ранговой корреляции Кендалла М.Дж. (1976), применяемого для многомерного статистического анализа и позволяющего выявить взаимосвязь между количественными и качественными показателями технохимических характеристик рыб.
Анализ принятых в рыбной отрасли подходов к классификации рыб океанического и морского промысла позволил предположить, что применяемые классификационные признаки построены на общих и существенных свойствах гидробионтов, характерных для каждого вида, и выступающих в качестве явных и скрытых факторов (Сафронова, 2013). С нашей точки зрения, если группообразующими признаками являются неявные, т.е. скрытые свойства сырья, то целесообразно, опираясь на их связь с другими свойствами, в отличительные признаки классификационной группы включить показатели, отнесенные к группе явных факторов.
Вне всякого сомнения, виды рыб, объединенные в группы на основании близких технохимических характеристик, являются естественными группами. В таких группах, построенных на общности свойств у объектов, принадлежащих к одной и той же группе, и показывающих ту связь, которая существует между объектами, они могут быть объединены в классификационные группы, общность которых построена на естественной закономерности или прямо установлена ею (Субботин, 2001).
