Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1 Обзор научно-технической и патентной литературы 13
1.1 Анализ сырьевой базы Волжско-Каспийского рыбохозяйственного бассейна и производства рыбной продукции в Астраханской области 13
1.2 Современные тенденции переработки мелких рыб на пищевые продукты 16
1.3 Направления расширения ассортимента фаршевой рыбной продукции 24
1.4 Практические аспекты получения экстрактов пряно-ароматических растений 32
1.5 Заключение по литературному обзору 40
ГЛАВА 2 Объекты и методы исследования 42
2.1 Объекты и схема проведения исследования 42
2. Методика постановки эксперимента 44
2.3 Методы исследования и математическая обработка экспериментальных данных 47
ГЛАВА 3 Обоснование и разработка технологии получения ферментированного фарша из карася 61
3.1 Исследование технохимических характеристик и показателей безопасности карася 61
3.2 Установление рациональных технологических параметров процесса ферментирования фарша из карася и их оптимизация 73
3.3 Изучение комплекса показателей качества, биологической ценности и безопасности ферментированных фаршей из карася и установление срока его годности 81
ГЛАВА 4 Разработка технологии паст рыбных пастеризованных на основе ферментированного фарша из карася 95
4.1 Установление рациональных режимов получения экстрактов из пряно-ароматических растений и изучение их показателей качества 95
4.2 Обоснование рецептурных композиций паст рыбных пастеризованных на основе ферментированного фарша из карася и оценка их показателей качества 107
4.3 Обоснование режимов пастеризации паст рыбных на основе ферментированного фарша из карася. 117
4.4. Установление срока годности паст рыбных пастеризованных на основе ферментированного фарша из карася. 119
4.5 Производственная апробация технологии паст рыбных пастеризованных на основе ферментированного фарша из карася 126
Выводы 130
Список литературы
- Современные тенденции переработки мелких рыб на пищевые продукты
- Методика постановки эксперимента
- Установление рациональных технологических параметров процесса ферментирования фарша из карася и их оптимизация
- Обоснование режимов пастеризации паст рыбных на основе ферментированного фарша из карася.
Введение к работе
Актуальность. Производство пищевой продукции повышенной пищевой и биологической ценности из рыбного сырья и совершенствование технологий их получения продолжает оставаться актуальным и созвучным с Основами государственной политики Российской Федерации в области здорового питания населения на период до 2020 г. (Утв. распоряжением Правительства РФ от 25.10.2010 г. № 1873-р.), в которых подчеркивается необходимость производства биологически ценных и сбалансированных пищевых продуктов.
В связи с изменением видового состава сырьевой базы Волжско-Каспийского рыбохозяйственного бассейна значительный интерес для промышленной переработки представляют рыбы из группы «прочие пресноводные», динамика вылова которых изменяется незначительно и составляет ежегодно 35 - 38 % от общего улова рыбного сырья. Из данной группы мелких рыб красноперку, карася серебряного, густеру можно отнести к группе малорентабельных, переработка которых по традиционным технологическим решениям малоэффективна в связи с особенностями их морфологических и размерно-массовых характеристик: большого количества мелких костей в мышечной ткани, невысокого выхода съедобной части, а также наличия у карася крупной позвоночной кости.
В этом ключе продолжение исследований по совершенствованию технологических приемов переработки малорентабельных мелких рыб и расширение ассортимента пищевой продукции из него остается актуальным, т.к. отвечает принципам рационального использования промыслового сырья, которые нашли свое отражение в Стратегии социально-экономического развития Астраханской области до 2020 г. (Утв. Правительства Астраханской области от 24.02.2010 г. № 54-П).
Из малорентабельных мелких рыб Волжско-Каспийского рыбохозяйствен-ного бассейна наиболее перспективным объектом для промышленной переработки является карась серебряный, добыча которого в настоящее время находится в положительной динамике увеличения и составляет в среднем 35 % от объе-
ма «прочих пресноводных». Характерная для него зависимость выхода съедобной части от его размерно-массовых характеристик ввиду особенностей анатомического строения требует использовать дифференцированный подход к разделке карася при получении из него пищевой продукции.
Перспективность проведения исследований в направлении рационального использования рыбного сырья также обусловлена необходимостью расширения ассортимента консервированной рыбной продукции, производимой в Астраханской области. Но в ассортименте, представленном на рынке рыбной продукции, отсутствуют пасты рыбные пастеризованные, безусловно занимающие свою нишу в группе продукции повышенной пищевой и биологической ценности. Не менее перспективным является расширение их ассортимента за счет включения в состав пастеризованных консервов пряно-ароматических экстрактов, позволяющих не только улучшить их органолептические характеристики, но и обогатить органическими соединениями, обладающими антиоксидантны-ми и бактерицидными свойствами. В этом ключе производство фаршевой рыбной продукции повышенной пищевой и биологической ценности с требуемыми показателями качества остается а кт уа льным направлением в рыбопереработке.
Диссертационная работа выполнена в соответствии с НИР Астраханского государственного технического университета по теме «Исследование и практическое применение биопотенциала сырья растительного, животного происхождения и гидробионтов» (№ 01201274997) и по гранту программы «У.М.Н.И.К.» на тему «Разработка инновационного подхода к переработке мелкого рыбного сырья Волжско-Каспийского рыбохозяйственного бассейна» (№ 306 ГУ1/2013).
Степень проработанности темы. В настоящее время направления рациональной переработки рыбного сырья, в том числе в области фаршевых технологий, научно обоснованы в исследованиях Л.С. Абрамовой, Л.В. Антиповой, А.С. Артюховой, Л.С. Байдалиновой, В.Д. Богданова, Т.М. Бойцовой, Н.В. Долгановой, Е.Е. Ивановой, Т.П. Калиниченко, Г.И. Касьянова, А.А. Квасниц-кой, Э. Колаковского, В.Д. Косого, Г.В. Масловой, О.Я. Мезеновой, М.Д. Мука-товой, Р.Г. Разумовской, Н.И. Рехиной, Т.М. Сафроновой, В.П. Скачкова, Т.Н.
Слуцкой, Ю.А. Фатыхова, А.П. Черногорцева, В.И. Шендерюка, А.П. Ярочки-на, D. Nonako, A.Ymamoto, F. Svein, O. Eide, T. Borresen, N.-H. Lee, N. Seki и др., анализ которых подтвердил перспективность переработки малорентабельных мелких рыб на получение фаршевой продукции.
Цель исследования – обоснование и разработка технологии фаршевых продуктов из малорентабельных мелких рыб Волжско-Каспийского рыбохозяй-ственного бассейна на примере карася серебряного (Сarassius auratus gibelio).
Задачи:
-
Изучить технохимические характеристики карася осеннего и весеннего вылова и показатели его безопасности.
-
Разработать рациональные режимы получения ферментированного фарша с использованием анолита ЭХА-раствора в качестве оптимизирующего фактора, изучить его показатели качества и установить срок годности.
-
Обосновать рецептуры паст рыбных пастеризованных на основе полученного ферментированного фарша с использованием пряно-ароматических экстрактов и растительных компонентов.
-
Установить рациональные режимы получения экстрактов из пряно-ароматических растений в присутствии католита ЭХА-раствора, изучить их показатели качества.
-
Разработать технологию паст рыбных пастеризованных на основе ферментированного фарша, исследовать их показатели качества и безопасности и установить сроки годности.
-
Разработать техническую документацию на производство ферментированного фарша из мелких рыб Волжско-Каспийского рыбохозяйственного бассейна и паст рыбных пастеризованных на его основе и провести производственную апробацию разработанных технологий.
-
Оценить экономическую эффективность от внедрения технологии ферментированного фарша из мелких рыб Волжско-Каспийского рыбохозяйствен-ного бассейна.
Научная новизна работы. Научно обоснована и установлена технологи-
ческая эффективность использования анолита ЭХА-раствора рН 3,75 ± 0,25 в качестве оптимизирующего фактора в технологии ферментированного фарша из карася с регулируемой глубиной гидролиза, применение которого увеличивает его выход на 15 % и повышает биологическую ценность на 9 %. Установлена пищевая и биологическая ценность, показатели безопасности ферментированного фарша из карася.
Научно обоснована и экспериментально подтверждена возможность использования католита ЭХА-раствора для экстракции органических веществ из пряно-ароматических растений. Разработаны рациональные режимы получения экстрактов пряно-ароматических растений из базилика, душицы, майорана с использованием католита ЭХА-раствора рН 9,75 ± 0,25.
Теоретически обоснованы и экспериментально подтверждены уровни введения ферментированного фарша и экстракта майорана в пасты рыбные пастеризованные, позволяющие получить продукт повышенной пищевой и биологической ценности.
Теоретическая и практическая значимость работы. Теоретическая значимость работы заключается в решении актуальной задачи переработки мелких малорентабельных рыб Волжско-Каспийского рыбохозяйственного бассейна на примере карася на получение ферментированного фарша и создании на его основе паст рыбных пастеризованных повышенной пищевой и биологической ценности. Практическая значимость работы заключается в промышленной апробации разработанной технологии ферментированных фаршей на рыбоперерабатывающем предприятии СПК «Родина» (Камызякский район, Астраханская область), технологии паст рыбных пастеризованных на основе ферментированного фарша – на ООО «Астраханский консервный комбинат» (г. Астрахань).
Разработан и утвержден пакет технической документации: ТУ 9283-015-00471704-2014 «Ферментированный фарш» и ТИ 9283-016-00471704-2014 к ним, ТУ 9283-019-00471704-2014 «Паста рыбная» и ТИ 9283-020-00471704-2014 к ним. Рассчитан экономический эффект от внедрения технологии ферментированных фаршей из малорентабельных мелких рыб Волжско-
Каспийского рыбохозяйственного бассейна на рыбоперерабатывающих предприятиях (прибыль от реализации 1 т ферментированного фарша из мелких малорентабельных рыб составила 25,0 тыс. руб., рентабельность 14,8 % и срок окупаемости 2,2 г.). Новизна технических решений подтверждена патентом РФ 2525258 «Способ получения ферментированного рыбного продукта».
Основные положения, выносимые на защиту:
Технология ферментированного фарша из карася с регулируемой степенью гидролиза с использованием анолита ЭХА-раствора рН 3,75 ± 0,25 в качестве оптимизирующего фактора.
Режимы получения экстрактов из пряно-ароматических растений (базилика, душицы, майорана) в присутствии католита ЭХА-раствора рН 9,75 ± 0,25.
Технология паст рыбных пастеризованных на основе ферментированного фарша из карася.
Показатели качества, безопасности и биологической ценности ферментированного фарша из карася и паст рыбных пастеризованных на его основе.
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы доложены, обсуждены и одобрены на международных и всероссийских конференциях: профессорско-преподавательского состава АГТУ (г. Астрахань, 2011-2015 гг.); «Современные достижения биотехнологии» (г. Ставрополь, 2011 г.); «АСТИНТЕХ-2013» (г. Астрахань, 2013 г.); «Международная студенческая научно-техническая конференция», (г. Астрахань, 2013 г.); «Перспективные технологии производства продукции из сырья животного и растительного происхождения» (г. Краснодар, 2013 г.); «Наука, образование, инновации: пути развития» (г. Петропавловск-Камчатский, 2013 г.); «Инновационные технологии переработки сырья животного происхождения» (г. Краснодар, 2015 г.).
Публикации По материалам диссертации опубликовано 13 научных работ, в том числе 5 статей в рецензируемых журналах, рекомендованных ВАК при Минобрнауки России, получен патент РФ 2525258 «Способ получения
ферментированного рыбного продукта».
Объём и структура диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, 4 глав, выводов, списка использованной литературы, включающего 241 источник, в том числе 28 зарубежных авторов. Работа изложена на 154 страницах основного текста, содержит 38 таблиц, 35 рисунков, приложения, в которых приведены экономико-технологические расчеты, техническая документация, акты испытаний и производственных проверок.
Современные тенденции переработки мелких рыб на пищевые продукты
Направления переработки водных биологических ресурсов, в том числе и на получение фаршевых продуктов, научно обоснованы в исследованиях Л.С. Абрамовой, Л.В. Антиповой, А.С. Артюховой, Л.С. Байдалиновой, В.Д. Богданова, Т.М. Бойцовой, Н.В. Долгановой, Е.Е. Ивановой, Т.П. Калиниченко, Г.И. Касьянова, А.А. Квасницкой, Э. Колаковского, В.Д. Косого, Г.В. Масловой, О.Я. Мезеновой, М.Д. Мукатовой, Р.Г. Разумовской, Н.И. Рехиной, Т.М. Сафроновой, В.П. Скачкова, Т.Н. Слуцкой, Ю.А. Фатыхова, А.П. Черногорцева,
В.И. Шендерюка, А.П. Ярочкина, D. Nonako, A.Ymamoto, F. Svein, O. Eide, T. Bor-resen, N.-H. Lee, N. Seki и др.
Традиционная технология получения фаршей из крупных промысловых рыб предусматривает разделывание рыбы на обесшкуренное филе с последующим его измельчением, из потрошенной и обезглавленной рыбы на мясо – костных сепараторах (неопрессах). Но при переработке рыбного сырья на фарши встают такие проблемы, как низкий выход съедобной части при механизации процесса разделки, остатки кожного покрова, что требует привлечения особых технологических приемов для их исключения.
Кроме того, качество рыбных фаршей напрямую зависит от технохимических свойств рыб и от их реологических свойств. Обусловлено это тем, что составляющие основную часть мышечной ткани водорастворимые (саркоплазматические) и солерастворимые (миофибриллярные) белки оказывают определенное влияние на такие свойства, как формуемость и студнеобразующая способность (Биденко, 1978; Маслова, 1981; Абрамова, 1989; Богданов, 2005; Lee еt all, 1990; Seki еt all, 1990; Haard еt all, 2001).
Поэтому для оценки технохимических характеристик рыбного фарша Би-денко М.С. и Рамбезой Е.Ф. (1978) предложен условный белковый коэффициент (Кб), представляющий собой отношение содержания водорастворимых белков к солерастворимым, по которому рыбы подразделяются на три условные группы по органолептическим и реологическим свойствам.
Абрамовой Л.С., Рехиной Н.И., Агаповой С.А. (1989) для классификации структуры фаршей был введен коэффициент структурообразования (Кст), рассчитываемый как отношение азота солерастворимой фракции белка к общему содержанию азота. По данным ученых при Кст 0,2 фаршевые изделия имеют однородную фаршевую структуру, при 0,3 Кст 0,2 – слабую слоистую структуру, при Кст 0,3 – слоистую структуру.
Масловой Г.В. (1981, 2002) для характеристики пластической вязкости рыбного фарша введен коэффициент обводнения, рассчитываемый как отношение содержания воды к общему содержанию солерастворимых и водорастворимых белков. Для установления структурно-механических свойств рыбного сырья применен показатель эффективной вязкости и критерий химического состава, которые рассчитываются по химическому составу.
Сюткиным С.В. (2004) на основании данных химического состава, расчета коэффициентов, отражающих соотношение белков и жиров, структурно-механических характеристик разработана классификация промысловых океанических, морских и некоторых рыб внутренних водоемов на четыре группы, в основе которой заложено использование критерия химического состава и показателя эффективной вязкости. Согласно его данным к первой группе относится фарш из рыб белковых тощих и высокобелковых маложирных с высокой стабильной консистенцией, в которой эффективная вязкость незначительно изменяется от критерия химического состава (2,4К16; 16002700 Па с). Ко второй группе отнесен фарш из белковых маложирных и среднебелковых рыб с резко-контрастной консистенцией, которая изменяется в широких пределах при значительном изменении их химического состава (0,94К 2,4; 130 1600 Па с). К третьей группе -фарш из среднебелковых жирных и белковых высокожирных рыб с мажущейся консистенцией, при этом с увеличением критерия химического состава за счет увеличения содержания жира в фарше от 10 до 18,5 %, вязкость его снижается (0,3К 0,9; 130520 Па с). А фарши из низкобелковых, тощих сильнообвод-ненных рыб с содержанием воды более 90 %, которые имеют значения эффективной вязкости в пределах 100 -200 Па с, отнесены к четвертой группе.
Варьирование органолептических показателей фаршей, полученных из рыб различного химического состава, требует привлечения различных технологических приемов для их стабилизации. Например, для этого применяется промывка фаршей, которая приводит к уменьшению содержания саркоплазматических белков и увеличению доли миофибрилярных, тем самым улучшающая такие реологические свойства фаршей, как эластичность и плотность. Также промывка рыбных фаршей способствует удалению низкомолекулярных азотистых веществ – аминов, триметиламиноксида, аммиака, свободных аминокислот, веществ липид-ного характера – альдегидов и свободных жирных кислот, гипопротеидных соединений – гемоглобина и миоглобина, что оказывает положительное влияние на органолептические показатели промытых фаршей (Биденко, 1978; Колаковский, 1991; Jafarpour еt all, 2009).
Промывка фаршей водой является основной технологической операцией при получении фарша типа «сурими» из маломерных пресноводных рыб (красноперка, окунь, тарань) (Голикова и др., 2011). Для промывки фаршей из прудовых рыб применяются растворы янтарной и лимонной кислот при соотношении измельченной мышечной ткани рыбы и раствора органических кислот – 1:3 (Ярцева и др., 2009). В технологии получения сувари и модори из карпа Маевской Т.Н. с соавторами (2014) предложено использовать анолит и католит ЭХА – систем, позволяющие получить рыбные гели с более организованной белковой матрицей, большим количеством пор и более высоким содержанием воды.
Но, по мнению зарубежных и отечественных специалистов (Колаковский, 1991; Рехина, 2000) производство промытого фарша с экономической точки зрения менее эффективно, чем производство непромытого, так как для его промывки требуется от 5 до 15 л пресной воды на каждый килограмм готового продукта. Причем выход промытого фарша снижается в 2 – 3 раза по сравнению с выходом непромытого. Кроме этого, гидролитическое воздействие воды при промывке фаршей способствует увеличению денатурационных изменений белков и повышает кислотное число липидов, тем самым снижая срок хранения промытых фаршей. Поэтому его стабилизируют добавками (сахар, соль поваренная, цитрат или фосфат натрия) для повышения устойчивости белков промытого фарша к денатурации и стабилизации их гидрофильных свойств в процессе хранения (Абрамова и др., 1989; Колаковский, 1991).
Сходные с промытым фаршем из рыбного сырья вкусовые свойства и реологические показатели имеют белковые массы, при получении которых также не требуется специального разделочного оборудования (Черногорцев, 1973, 1990; Разумовская, 1976; Байдалинова и др., 1985; Кузьмичева и др., 1989; Орлова, 2004; Аверьянова и др., 2011). Так сотрудниками АтлантНИРО предложена технология белковой массы (РБМ) из мелочи третьей группы океанического промысла и ставриды с механическими повреждениями, заключающаяся в двукратной промывке водой измельченной неразделанной рыбы, щелочной экстракции белков слабым раствором гидроксида натрия с последующим осаждением экстрагированных белков в изоэлектрической точке при рН 4,6 - 5,2 соляной или лимонной кислотами. После трехкратной промывки белков водой получают белковую массу светло-серого или кремового цвета, без вкуса, со слабовыраженным запахом с содержанием белка от 15 до 22,0 %, жира – от 0,3 до 4,0 % в зависимости от вида рыбы (Байдалинова и др., 1985; Кузьмичева и др., 1989). Другими учеными доказано, что из белковой массы после обезжиривания изопропиловым спиртом до остаточного содержания липидов не более 0,3 %, промывки водой и высушивания сублимацией может быть получен изолят белка (Биденко и др., 1989).
Черногорцевым А.П. (1973, 1990) и Разумовской Р.Г. (1976) разработана технология белковой массы из свежей каспийской кильки и светящегося анчоуса, в основе получения которой лежит неглубокое ферментирование, осуществляемое холодным или теплым способом, с последующим отбеливанием белковой массы перекисью водорода и рафинацией горячей водой для удаления жира и низкомолекулярных продуктов гидролиза.
Методика постановки эксперимента
Для характеристики функционально-технологических свойств неферменти-рованных и ферментированных фаршей из рыбного сырья были рассчитаны следующие показатели - условный белковый коэффициент (Кб), представляющий собой отношение содержания азота водорастворимой фракции (Nвод) к азоту соле-растворимой фракции белка (Nсол) (Биденко, 1978); коэффициент структурообра-зования (Кст) - отношение содержания азота солерастворимой фракции белка (Nсол) к общему содержанию азота (ОА), характеризующий структурообразующие свойства рыбного сырья (Абрамова, 1989); коэффициент обводнения (Ко) -отношение содержания воды к общему содержанию солерастворимых (Nсол) и водорастворимых белков (г Гвод), характеризующий пластическую вязкость фарша (Маслова, 2002).
Расчет показателей, характеризующих реологические свойства неферменти-рованных и ферментированных фаршей, эффективной вязкости (эф), критерий химического состава (К) и комплексный коэффициент химического состава (Ку), проводился по методикам, разработанным Масловой Г.В. (2002), Сюткиным СВ. (2004).
Расчет критерия химического состава осуществляли по формуле: К = (2 15) pxUw где: К - критерий химического состава; Б, - содержание соответственно белка и жира, %; Uw- влагосодержание, т.е. содержание влаги в 1 кг абсолютно сухого остатка, кг/кг. Uw= (2.16) 1-W где: W - содержание воды в рыбном фарше, дол.ед. Комплексный коэффициент химического состава (Ку) рассчитывали по следующей формуле: Ку = —Б+—+ (2.17) pxUw WW где: Б/W и /W - соответственно коэффициент обводнения белка и жира.
Для характеристики структурно-механических характеристик и реологических показателей использовали графическую зависимость эффективной вязкости эф от химического состава эф = f (К), разработанную для фаршевых продуктов (Маслова, 2002; Сюткин, 2004), согласно которой зависимость эффективной вязкости от химического состава = f (К) представлена в виде двух прямолинейных зон. Первая зона характеризуется интенсивным ростом эффективной вязкости от К в пределах от 0,9 до 2,4. Вторая зона незначительного роста эффективной вязкости рыбного фарша от его химического состава, характеризуемого коэффициентом К, находится в пределах 2,4 К 15.
Первая зона интенсивного роста эф от К в диапазоне от 0,9 до 2,4 описывается следующей математической зависимостью: эф =А (К - 0,76) = 975 (К - 0,76) при 0,9 К 2,4, (2.18) где А - коэффициент, характеризующий темп возрастания эф от К, т.е. тангенс угла наклона функции (К), равный 975 Па с; К - критерий химического состава.
Вторая зона характеризуется незначительным ростом эф рыбного фарша от его химического состава, выраженном коэффициентом К, и находится в диапазоне 2,4 К 15. Во второй зоне эф фаршевой системы в зависимости от ее хими 59 ческого состава (по критерию химического состава К) рассчитывается по следующей математической зависимости: эф = А (К+17,5) = 80 (К+17,5) при 2,4 К 15, (2.19) где: А - коэффициент, характеризующий темп возрастания эф от К, т.е. тангенс угла наклона функции (К), равный 80 Па с; К - критерий химического состава.
Функциональная зависимость изменения эф при единичном значении градиента скорости сдвига от комплексного уточненного химического коэффициента Ку аналогичная предыдущей зависимости эф=f (К) и состоит из двух зон, подчиняясь следующим уравнениям (Сюткин, 2004): эф =А (К – 1,08)= 950 (Ку – 1,08) при 1,15 Ку 2,8; (2.20) =А (Ку – 1,75)= 80 (Ку – 1,75) при 2,8 Ку 15; (2.21) Ку - комплексный коэффициент химического состава. Оценку безопасности экспериментальных образцов проводили стандартны ми методами в соответствии с Инструкцией по санитарно-микробиологическому контролю производства пищевой продукции из рыбы и морских беспозвоночных (1991), СанПиН 2.3.2.1078-01, Едиными санитарно-эпидемиологическими и ги гиеническими требованиями к товарам, подлежащим санитарно эпидемиологическому надзору (контролю) (Утв. Решением Комиссии таможенно го союза от 28.05.2010 г. № 299), МУК 4.2.1847-04, ГОСТ Р 54378-2011. Отбор и подготовку проб для микробиологических испытаний проводили по ГОСТ 26668–85, ГОСТ 26669–85. Определение значений КМАФАнМ – по ГОСТ 10444.15–94; бактерий группы кишечных палочек (БГКП) – по ГОСТ Р 52816–07; дрожжей и плесневых грибов – по ГОСТ 10444.12–88; Staphylococcus aureus – по ГОСТ Р 52815-2007; патогенные, в том числе бактерии рода Salmonella - по ГОСТ Р 52814-2007; сульфитредуцирующие клостридии - по ГОСТ 29185-91; бактерий рода Proteus – по ГОСТ 28560-90; бактерий вида E. сoli – по ГОСТ 30726-2001.
Содержание тяжелых металлов в объектах исследования проводили методом атомной адсорбции на атомно-адсорбционном спектрофотометре: подготовку проб для определения токсичных элементов осуществляли по ГОСТ 26929-94, определение токсичных элементов по ГОСТ 30178-96: кадмия – по ГОСТ 26933-86, свинца – по ГОСТ 26932-86, мышьяка – по ГОСТ 26930-86, ртути – по ГОСТ 26927-86. Содержание хлорорганических пестицидов определяли методом газовой хроматографии на хроматографе по методике ГХЦГ - МР23-03/12-402, п.1; ДДТ и метаболиты МЗ СССР 11.07.90.
Определение интегральной токсичности объектов исследования осуществляли методом биотестирования на культуре стилонихий Stylonychia mytilus (ГОСТ Р 52337-2005).
По итогам отдельных этапов опыта и в конце опыта проводили статистическую обработку первичных показателей методом вариационной статистики (Боровиков, 1998; Решетников, 2000). В работе применен униформ - рототабельный план математического моделирования второго порядка для двух факторов с помощью программы StatSoft Statistica v.10.0 и пересчета безразмерных коэффициентов в натуральные величины (программа «Регрессия»). Для определения уровня связи между изучаемыми признаками рассчитывали коэффициент корреляции. Проводили регрессионный анализ найденных зависимостей (Грачев, 2005).
Для определения среднестатистических результатов органолептических показателей пищевых продуктов использовали средний балл экспертных оценок с учетом коэффициента значимости. Достоверность экспериментальных данных оценивали методами математической статистики с использованием компьютерных программ Microsoft Office Excel 2010 при доверительной вероятности Р 95 % и доверительного интервала ± 5, в технологических разработках – при доверительной вероятности Р = 90 % и доверительного интервала ± 10.
Установление рациональных технологических параметров процесса ферментирования фарша из карася и их оптимизация
Технологическая эффективность применения пряно-ароматических растений в технологии рыбной фаршевой продукции обусловлена содержанием в них органических соединений, которые отвечают не только за органолептические показатели, но и бактерицидные свойства (рисунок 4.1). Экстрактивные Дубильные вещества (в Органические кислоты Эфирное масло, % вещества, % пересчете на танин), % (в пересчете наяблочную кислоту), % душица майоран базилик Рисунок 4.1 - Содержание органических соединений в пряно-ароматических растениях (Чернышова, Цибизова, 2013)
Более высокое содержание экстрактивных и дубильных веществ (24,4 и 9,5 % соответственно) установлено в майоране (рисунок 5), минимальное (18,1 и 7,2 %) – в базилике. Массовая доля органических кислот (в пересчете на яблочную кислоту) в майоране в 1,3 и 1,5 раза выше, чем в базилике и душице соответственно, но содержание эфирных масел в пряно-ароматических растениях близко и варьирует от 1,8 до 2,6 %.
Для установления рационального гидромодуля при экстрагировании органических соединений из пряно-ароматических растений проводили установление насыпной (Мнас) и объемной массы (Моб), коэффициенты наполнения (Кнап), вытеснения (Квыт) и восстановления (Квос) растительного сырья.
Результаты определения насыпной (Мнас) и объемной массы (Моб) майорана, душицы (орегано), базилика и смеси пряно-ароматических растений, взятых в соотношении 1:1:1 (базилик: душица: майоран) представлены на рисунке 4.2. Исследуемое растительное сырье имеет близкие показатели насыпной и объемной массы (рисунок 4.2), обусловленные, по-видимому, принадлежностью базилика, майорана и душицы к одному семейству губоцветных. Таким образом, при установлении рациональных параметров экстрагирования может быть использована смесь пряно-ароматических растений, взятых в соотношении 1:1:1 (базилик: душица: майоран).
Изучение научно-патентной литературы показало, что при кислотном экстрагировании рН экстрагента варьирует от 4,0 до 5,5 (Патент РФ 2132619; Патент РФ 2466554), щелочном - от 9,0 до 11,0 (Патент РФ 2126025). Но при использовании спирта и кислот полученные экстракты частично или полностью теряют аромат, становятся жгучими и горьковатыми. В тоже время использование щелочей увеличивают степень извлечения дубильных веществ, но их применение не обеспечивает безопасность получаемого продукта. Поэтому в качестве аналога щелочей и кислот могут выступать католиты и анолиты ЭХА-раствора.
Результаты определения коэффициентов наполнения (Кнап), вытеснения (Квыт) и восстановления (Квос) растительного сырья при использовании в качестве экстра-гента воду и католита ЭХА-раствора с рН 9,0 представлены на рисунке 4.3 а и б.
Согласно установленному коэффициенту наполнения сырья (Кнап) для заполнения промежутков между частицами 1 г сухих и плотно уложенных пряно 98 ароматических растений необходимо от 7,9 до 8,7 см3 воды и от 7,8 до 8,6 см3 като-лита ЭХА-раствора (рисунок 4.3 а и б). В связи с этим для эффективного проведения процесса экстрагирования соотношение растительное сырье: экстрагент следует брать не менее 1:10. По коэффициенту вытеснения сырья (Квыт) установлено, что объем предполагаемых экстрактов их исследуемых растений будет находиться в близких значениях независимо от использования в качестве экстрагента воды или католита ЭХА-раствора.
Коэффициент восстановления (Квос) показывает, что для набухания единицы массы сухого пряно-ароматического сырья необходимо в среднем 3,3 и 3,2 см3 экстрагента – воды или католита ЭХА-раствора соответственно. Поэтому в дальнейших исследованиях, в связи с близкими технологическими параметрами исследуемых растений, для экстрагирования использована смесь пряно-ароматических растений, взятых в соотношении 1:1:1 (базилик: душица: майоран).
При установлении эффективности экстрагента (вода, католит ЭХА - раствора рН 9,0, анолит ЭХА – раствора рН 4,0) экстрагирование экстрактивных и дубильных веществ из пряно-ароматических растений проводили при соотношении растительное сырье: экстрагент – 1:20 в течение 15 мин. Температура процесса составляла 70 С, так как ее повышение приводит к частичному разрушению термолабильных соединений за счет температурного гидролиза (Георгиевский и др., 1990).
Обоснование режимов пастеризации паст рыбных на основе ферментированного фарша из карася.
Установлено (рисунок 4.18 а), что в процессе хранения паст рыбных пастеризованных на основе ферментированного фарша и экстракта майорана при температуре 4 ± 2 С через 3 мес. кислотное число в них увеличилось в среднем в 1,6 раза, через 4 мес – в 2,2 раза. Пероксидное число паст рыбных пастеризованных рецептур ПФ - 2 и ПФ - 3 в процессе хранения через 3 мес. увеличилось в среднем в 2,0 раза, через 4 мес. – в 3,1 раза (рисунок 4.18 б). В пастах рыбных пастеризованных на основе ферментированного фарша без внесения экстракта майорана (рисунок 4.18 а и б) в течение 4 мес. хранения кислотное и пероксидное числа выше в среднем в 1,3 раза, чем в пастах рыбных пастеризованных с экстрактом, что подтверждает антиокислительную способность экстракта из майорана.
Таким образом, установленный по органолептическим, физико-химическим и химическим показателям срок годности паст рыбных пастеризованных на основе ферментированного фарша из карася с внесением экстракта майорана составляет 3 мес. при температуре 4 ± 2 С.
Изучены показатели микробиологической безопасности паст рыбных пастеризованных до хранения и после 3 мес. хранения (таблица 4.10).
Установлено (таблица 4.10), что отклонений микробиологического пейзажа паст рыбных пастеризованных от регламентируемых норм не наблюдалось (значения КМАФАнМ через 3 мес. не превысило 4,5101 КОЕ/г), патогенные микроорганизмы не обнаружены, что подтверждает их безопасность для употребления в пищу.
Показатели безопасности паст рыбных пастеризованных на основе ферментированного фарша Показатели СанПиН 2.3.2.1078-01, Единые…, 2010 ; не более мг/кг (Бк/кг ) Пасты рыбные пастеризованные
Установлено (таблица 4.11), что содержание токсичных элементов, радионуклидов и пестицидов в исследуемых образцов паст рыбных пастеризованных на основе ферментированного фарша из карася ниже регламентируемых уровней, что подтверждает их безопасность для питания населения.
В таблице 4.12 приведены показатели интегральной токсичности паст рыбных пастеризованных на основе ферментированного фарша из карася с использованием культуры Stylonychia mytilus через 1 и 3 мес. хранения при температуре 4 ± 2 С.
Определение интегральной токсичности на культуре Stylonychia mytilus показало (таблица 4.12), что в процессе инкубирования происходило стабильное увеличение количества стилонихий, изменение формы, замедление активности и гибели единичных клеток стилонихий не происходило, выживаемость стилонихий составила – 100 %, что говорит об отсутствии токсичности в пастах рыбных пастеризованных на основе ферментированного фарша на протяжении всего срока хранения при температуре 4 ± 2 С. Поэтому пасты рыбные пастеризованные на основе ферментированного фарша из карася могут быть рекомендованы для употребления в пищу.
Анализ показателей качества смоделированных рецептурных композиций паст рыбных пастеризованных показал, что наиболее перспективным для производственной апробации технологии паст рыбных пастеризованных на основе ферментированного фарша из карася по органолептическим и физико-химическим показателям являются рецептуры № 1 и № 2, в которых варьирование вносимого фарша составило от 60 до 70 % (таблица 4.13).
В производственных условиях цеха ООО «Астраханский консервный комбинат» (г. Астрахань) в соответствии с разработанной технической документацией ТУ 9283-019-00471704-2014 и ТИ 9283-020-00471704-2014 (Приложение В) изготовлены опытные партии паст рыбных пастеризованных на основе ферментированного фарша из карася, полученного в соответствии с технической документацией на него: ТУ 9283-015-00471704-2014 и ТИ 9283-016-00471704-2014 (Приложение В).
Объем выработанных партий паст рыбных пастеризованных рецептур № 1 и № 2 на основе ферментированного фарша из карася в соответствии с Актом о производственной апробации от 22.01.2015 г (Приложение Г) составил по 30 банок вместимостью 112 г.
В Испытательном центре ООО НИиАЦРП «Каспрыбтестцентр» (г. Астрахань) были проведены исследования показателей микробиологической безопасности паст рыбных пастеризованных на основе ферментированного фарша, полученных в производственных условиях ООО «Астраханский консервный комбинат» и хранившихся в течение 2 недель при температуре 4 ± 2 С, представлены в таблице 4.14.
Установлено (таблица 4.14), что отклонений микробиологического пейзажа паст рыбных пастеризованных от регламентируемых норм не наблюдалось (значения КМАФАнМ через не превысило 3,0 101 КОЕ/г), патогенные микроорганизмы не обнаружены, что подтверждает их безопасность для употребления в пищу.
На кафедре «Технология товаров и товароведение» ФГБОУ ВПО АГТУ была проведена дегустация образцов рыбных паст, выработанных в производственных условиях цеха ООО «Астраханский консервный комбинат» (г. Астрахань) в соответствии с требованиями технической документации на пасты рыбные пастеризованные.
Средние балловые оценки паст рыбных пастеризованных, полученных после обработки результатов дегустационной оценки представленных образцов согласно протоколу дегустации (Приложение Д), представлены в таблице 4.15.