Содержание к диссертации
Введение
1. Обзор литературы 7-22
1.1. Влияние тепловой обработки на состояние воды в мышечной ткани рыб 7-16
1.1.1. Формы связи воды в мышечной ткани рыб 7-8
1.1.2. Роль белковых веществ в сохранении структуры мышечной ткани рыб при тепловой обработке 9-13
1.1.3. Изменение влагоудерживающей способности мышечной ткани рыб при тепловой обработке 14-16
1.2. Особенности приготовления консервов из рыб с высоким содержанием влаги 16-22
2. Экспериментальная часть 23-35
2.1. Цель и задачи исследований 23-24
2.2. Характеристика объектов исследования 24-28
2.3. Методика проведения исследований 28-35
2.3.1. Гистологические исследования 35
3. Физико-химические изменения мышечной ткани рыб при тепловой обработке 36-72
3.1. Изменение влагоудерживающей способности мышечной ткани рыб в зависимости от условий предварительной обработки 36-52
3.2. Влияние способа предварительной тепловой обработки на свойства мышечной ткани лемонемы и макруруса 52-72
4. Разработка ассортимента консервов из лемонеш и макруруса 73-101
4.1. Определение оптимальной массы рыбы для закладки в банки перед бланшированием 74-76
4.2. Приготовление консервов из лемонемы 77-84
4.3. Установление оптимального режима стерилизации консервов из лемонемы 84-91
4.4. Приготовление консервов из макруруса 91-97
4.5. Установление допустимых сроков хранения консервов из лемонемы и макруруса 97-101
5. Определение пищешх и потребительских свойств морошешх лемонеш, макруруса и консервов из них 102-106
Выводы 106-108
Список литератуш 109-125
Приложения 126-169
- Особенности приготовления консервов из рыб с высоким содержанием влаги
- Методика проведения исследований
- Влияние способа предварительной тепловой обработки на свойства мышечной ткани лемонемы и макруруса
- Установление оптимального режима стерилизации консервов из лемонемы
Введение к работе
В утвержденном на ХХУІ съезде КПСС документе "Основные направления развития народного хозяйства CCGP на I98I-I985 и до 1990 года", в Постановлениях ЦК КПСС и Совмина СССР, Продовольственной Программой предусмотрено увеличение пищевой рыбной продукции, в том числе рыбных консервов, на I0-I2/S путем доведения к 1985г. максимального удельного веса рыбного сырья, направляемого на пищевые цели, до 80% от общего улова.
Увеличение выпуска консервов обусловлено рядом объективных факторов: повышенным потребительским спросом, удобством транспортирования на большие расстояния, длительным сроком хранения, возможностью шире использовать малоценные виды рыб, обогащая их вкусовыми добавками В последние годы у нас в стране и за рубежом большое внимание уделяется совершенствованию технологии традиционных видов консервов с целью улучшения их качества и расширения ассортимента Особенно важное значение приобрели эти работы в связи с переходом промышленности на новые, не традиционные виды сырья, обладающие рядом особенностей. При обработке этого сырья возникает необходимость уточнения отдельных, а в ряде случаев введения новых технологических операций, изменения режимов и т.д., направленных на получение качественного продукта. Изменения должны быть обоснованы теоретическими исследованиями, в основу которых положены последние достижения в области производства стерилизованных консервов, полученные отечественными и зарубежными исследователями.
В настоящее время рыбной промышленностью Дальнего Востока освоена техника глубоководного лова Опыт глубоководных тралений показал перспективность рыбохозяйственного освоения средней батиали, и в связи с этим вылова новых видов рыб, таких как макрурус длинноперый и лемонема, состав мяса которых довольно специфичен. Особенностью этих объектов промысла является высо-кое содержание влаги (более 8350 и ослабленная структура мышечной ткани, что затрудняет использование для их приготовления консервов по традиционной технологии» Добыча лемонемы и макру-руса производится судами, не имеющими консервного оборудования, и поэтому, как правило, они замораживаются.
Опыт приготовления пищевой продукции из мороженых лемонемы и иакруруса предопределил потенциальную возможность использования их в консервном производстве с учетом применения такой технологической обработки, которая позволит получить качественный продукт.
B связи с этим возникла необходимость внесения существенных изменений в традиционную технологию приготовления консервов применительно к рыбам с повышенным содержанием влаги, с целью получения продукции, отвечающей требованиям нормативно-технической документации.
Решение вопроса использования мороженых лемонемы и иакруруса в консервном производстве позволит обеспечить загрузку береговых консервных заводов» увеличить объем выпуска консервов.
Необходимость проведения упомянутых работ предопределила целесообразность наших исследований.
Диссертация включает введение, обзор литературы, экспериментальную часть, заключение, выводы и приложения.
В работе комплексно исследованы причины, не позволяющие применять для лемонемы и макруруса технологический режим традиционного типа.
Изучена специфика воздействия тепловой обработки на структуру мышечной ткани рыб Установлена взаимосвязь между величиной влагоудерживающей способности, степенью денатурации мышечных белков, дезагрегации коллагена, количеством сульфгидрильных групп и изменением структуры мышечной ткани исследуемых рыб в процессе тепловой обработки Разработаны оптимальные технологические схемы приготовления консервов из лемонемы и макруруеа с введением операции "дополнительная обработка" для кусков указанных рыб Основные положения и результаты полученных исследований могут быть использованы при разработке технологии консервов из других рыб с высоким содержанием влаги и ослабленной консистенцией мышечной ткани Работа проведена под руководством кандидата технических наук, ст.н.с. В С Гордиевской, которой автор приносит глубокую благодарность за всестороннюю помощь
Особенности приготовления консервов из рыб с высоким содержанием влаги
При классификации рыбы-сырца признак содержания белков в мясе, как отмечает иИ.П.Леванидов (1968), следует рассматривать первичным признаком. Выведенный им экспериментальный показатель - соотношение содержания белка и воды (белково-водный коэффициент - БВК), довольно четко позволяет разграничить изученные рыбы на группы. При этом замечено, что значение БВК колеблется в широком диапазоне для одной и той же группы рыб и что эти колебания могут быть значительно сокращены в случае применения белко-во-водно-жирового коэффициента (БВЖК). На основе значений БВК и БВЖК предложена схема наиболее рационального направления рыб в обработку: 1) маложирные низкобелковые - для приготовления кормовой муки; 2) белковые маложирные, среднежирные, жирные - замораживание, копчение, вяление, посол; особожирные - посол, вяление, копчение; 3) высокобелковые маложирные и среднежирные. - консервирование, замораживание, копчение, вяление; жирные - замораживание, посол. Оценка качества пищевой продукции показала, что такой показатель как сочность ткани зависит не столько от БВК, сколько от БВЖК. По мнению Цуладзе (1972), определение БВК и ШИК может быть рекомендовано для объективной характеристики консистенции мяса рыб, строения их мышечной ткани.(Котляр,1975; Ар-тюхова,1975,1975а; Валявксая и др.,1976; Чанева,1976; &/ f ,1978), Отмечено, что существенный распад азотистых веществ начинается при режимах более жестких, чем те, которые используются в рыбной промышленности. Ранее установлено, что степень гидролиза белковых веществ не может быть взята в качестве устойчивого и достаточно объективного показателя при установлении оптимальных режимов стерилизации (Артюхова,1975,1975а). В качестве критериев, характеризующих вкусовые качества и пищевую ценность консервов в зависимости от жесткости режима стерилизации, С.А.Артюховой (1975) предложены следующие показатели: - количество образующегося бульона; - консистенция мяса рыбы; - сочность мяса рыбы, определяемая по количеству структурно-свободной влаги; - разрушающее усилие для позвоночной кости; - степень вываривания мяса рыбы в консервах; - сохранность витамина Bj.
Следует отметить, что термин "консистенция", применяемый в стандартах на рыбные консервы, характеризуется многими определениями: нежная, сочная, жесткая: сухая, ослабленная, плотная Сочность пищевых продуктов зависит от содержания влаги и характера связи ее с белками (Воскресенский,1966), хорошо согласуется с показателем структурно-свободной влаги для ценных видов рыб. Уплотнение термически обработанной мышечной ткани связано, в основном, с нарушением форм связи воды с белком, гидролизом коллагена, разрывом и образованием новых внутримолекулярных и межмолекулярных связей в структуре молекулы белка (//о/ям ,1965;#0#мр/т% 1977; Воскресенский, 1966; Леванидов, 1967,1968; г ,І970; Садуакасов,І974; Котляр, І97Ьа.;/гі гг/ ?, (той u tTit ,1976; Слуцкая,1976; ,1959).
Рассматривая взаимосвязь основных компонентов химического состава мяса рыб, И.П. Деванидов (1980), учитывая последние данные о химическом составе новых видов рыб, в том числе глубоководных, предлагает принять деление рыб на четыре группы: первая группа - низкобелковые (до 10$ белковых веществ), вторая группа - среднебелковые (10-15$), третья группа - белковые (15-20$) и четвертая группа - высокобелковые (более 20$). Для каждой из этих групп содержание воды и жира оказалось достаточно постоянным и составило, соответственно: 90,7 ± 0,2; 85,5 0,2; 80,4 -0,1; 76,6 і 0,3.
Анализируя виды рыб, направляемые в настоящее время на производство консервов (исключая фаршевые), можно отметить, что для этого используются рыбы, относящиеся к 3 и 4 группам, с содержанием влаги до 83$.
При разработке технологии консервов из рыбы с содержанием влаги более 83$ (I и 2 группы) мы их будем классифицировать как рыбы с высоким содержанием влаги (обводненные).
Ранними исследованиями по размораживанию рыб с высоким содержанием влаги установлена целесообразность частичного их размораживания (до минус 2 3С), что обеспечивает минимальные потери влаги, исключает дополнительное обводнение мышечной ткани (Яковлева,Козюбра,Целуйко,1977; Артюхова,1975).
Исследователями замечено, что при изготовлении жарено-мороженой продукции из лемонемы и макруруса наблюдалась большая потеря массы, обусловленная высоким содержанием влаги (до 86%), низкой БУС (менее 50$), ослаблением консистенции до нарушения структуры ткани (Сватко,1978). Причем особенностями технологии этой продукции являлись: проведение процесса размораживания мороженого сырья только на воздухе; целесообразность проведения посола сухой солью во избежание дополнительного обводнения; необходимость быстрого замораживания, которое обеспечит повышение плотности готового продукта. Доказана также возможность получения варено-мороженых фаршей из лемонемы и макруруса. Отмечено, что повышение ВУС, эластичности, прочности на продавливание для этих фаршей обеспечивается за счет введения пшеничной муки; понижение ВУС - при добавлении соли и сахара (Диденко,Горошко, 1978).
Методика проведения исследований
Для установления возможности приготовления консервов из лемонемы и макруруса длинноперого был проведен ряд технологических экспериментов, сопровождающихся химическими, микробиологическими, гистологическими, структурно-механическими исследованиями.
Экспериментальные работы выполнены в лаборатории термического консервирования ТИНРО, в условиях экспериментального цеха ТИНРО, института химии ДВНЦ АН СССР.
Технологические опыты проведены на экспериментальной базе ТИНРО, в условиях Владивостокского рыбокомбината им.60-летия Октября, БСФ им. Надиабидзе Образцы консервов готовили в соответствии с действующими (Сборник технологических инструкций»..,1978) или разработанны ми нами технологическими инструкциями» Опытные консервы готовили в б. №6 (вес нетто 250-260 г), б. № 17 (вес нетто 145 г). В качестве основных вкусовых компонентов использовали материалы, широко применяемые в рыбной промышленности, в частности: масло растительное, томат-пасту, сахар, соль, перец черный, перец душистый, корицу, лавровый лист, пищевой агар и др., отвечающие требованиям соответствующей нормативно-технической документации.
Методика постановки исследовательских работ заключалась в сопоставлении качества полуфабриката, готовых консервов из мороженых лемонемы и макруруса, приготовленных по традиционной и предлагаемой технологиям, и установлению причин, не позволяющих получить консервы из изучаемых рыб, удовлетворяющих по качеству показателям стандартов на традиционные типы этой продукции Основное внимание уделяли обоснованию необходимых условий предварительной обработки, обеспечивающей изменение влагоудер-живающей способности мышечной ткани; выбору оптимальных условий предварительной тепловой обработки, позволяющей сохранить структуру ткани; подбору соответствующих вкусовых компонентов; научному обоснованию режимов стерилизации.
При химических исследованиях проводилось не менее 3-х определений, при постановке технологических опытов - не менее 5. Цифровые данные подвергались математической обработке (Эрен-берг,1981).
Обработку режимов предварительной тепловой обработки проводили на Владивостокском рыбокомбинате им. 60-летия Октября, БСФ имени Надибаидзе, в условиях экспериментального цеха ТИНРО.
В качестве предварительной тепловой обработки использова ли бланширование острым паром, горячее копчение и обжаривание Горячее копчение проводили в роторной коптилке мощностью 3,8 кВт, производительностью 280-360 кг/час; обжаривание - на электромасляной печи с охлаждением; бланширование - на
Среднюю бланширователе ИБ-ІП, емкостью 280 банок;/ скорость нагревания изучаемого продукта (f) определяли по разности начальной( їм ) и конечной температуры / ) продукта, отнесенной к продолжительности теплового воздействия (Т ) .
Обжариванию, бланшированию, горячему копчению подвергали кусочки (или филе) исследуемых рыб, порционированных по высоте (или длине) используемой консервной банки. Скорость удаления влаги определяли по формуле Ц.=. - - (Рулев, Хлопова, Бессмерт ная,; Ершов 1,1975), где : tft - скорость удаления влаги, $/мин.; Piv - количество выделенной влаги, %; Т - продолжительность процесса, мин.
При определении оптимальных условий предварительной обработки для размороженных лемонемы и макруруса основное внимание было уделено изучению влияния способа обработки на изменение химического состава и структуры ткани, В зависимости от характера греющей среды (пар, дымовоздушная смесь, масло) степень воздействия предварительной тепловой обработки на ткани исследуемых рыб была различной. Бланширование паром, а не в воде, было предопределено необходимостью сохранения экстрактивных веществ, так как в этом случае последние теряются только с выделяющимся соком и дополнительно водой не выщелачиваются.
Влияние способа предварительной тепловой обработки на свойства мышечной ткани лемонемы и макруруса
В технологии консервов применяют ряд способов тепловой обработки рыбы (обжаривание, бланширование, горячее копчение), которые улучшают внешний вид и вкус готовых консервов, а также повышают их питательную ценность.
Свидетельством изменения состояния мышечной ткани при этом являются изменение массы продукта в результате удаления влаги, органических и минеральных веществ.
Нам необходимо обосновать целесообразность применения существующих приемов предварительной тепловой обработки в технологии консервов из лемонемы и макруруса, которые не способствовали бы значительному изменению структуры мышечной ткани.
На основании проведенных технологических экспериментов были установлены режимы тепловой обработки, которые при определенном нами количестве отделяемой влаги обеспечивали достаточную прочность мышечной ткани, хорошие органолептические показатели (табл.II).
Рассматривая предлагаемые нами режимы тепловой обработки лемонемы и макруруса по скорости удаления влаги, отмечаем, что при достижении конечной температуры продукта (75С) при различных процессах тепловой обработки (обжаривание, бланширование, горячее копчение) скорость удаления влаги значительно разнится, что обусловлено различной скоростью нагревания (табл.12).
Самая высокая скорость нагрева, характерная для процесса обжаривания, обеспечивает и самую большую скорость отделения влаги из мышечной ткани исследуемых рыб. При этом мышечная ткань претерпевает значительные изменения линейных размеров, происходит деформация структуры мышечной ткани до расслоения миотом.
В процессе бланширования и горячего копчения при небольшой скорости нагрева отмечается и небольшая скорость отделения влаги, что обеспечивает меньшее изменение линейных размеров мышечной ткани, и, соответственно, меньшую деформацию ее структуры (табл.12).
В целом для исследуемых рыб отмечается увеличение отделения влаги при предварительной тепловой обработке по сравнению с традиционными на 8-10% (Сборник технологических инструкций..., 1978), которое хорошо согласуется с изменением линейных размеров порционированных кусков, нарушением структуры, особенно для ткани лемонемы, что приводит к уменьшению массы нетто и нарушению стандартного соотношения составных частей в готовом продукте (рис.15).
Различия в отделении влаги при изучаемых процессах предварительной тепловой обработки обусловлены разной влагоудерживага-щей способностью, которая зависит, в основном, от глубины структурных изменений белков, степени гидролитического расщипле-ния белков соединительной ткани.
При нагревании мышечных тканей лемонемы и макруруса происходит тепловая денатурация белков, которая ведет к потере их растворимости (рис.16). Согласно полученным данным, и для исследуемых нами рыб по мере углубления денатурационных процессов, связанных с повышением температуры нагрева от 40 до 80С, растворимость азотистых веществ падает.
Более резкое снижение растворимости азотистых веществ, отмеченное для мышечной ткани макруруса, обусловлено большим содержанием миофибриллярных белков, о чем свидетельствует представленная ранее табл.4.
Некоторое повышение количества растворимых азотистых веществ в интервале температур от 80 до 100С связано, видимо, с переходом коллагена в глютиновую форму.
Приведенные данные по изменению растворимости азотистых веществ для исследуемых нами глубоководных рыб не противоречат данным, полученым для других видов рыб (Леванидов, Мельникова, 1973, Калинова, 1976 и др.) и подтверждают результаты, полученные нами при обосновании продолжительности тепловой обработки до температуры продукта 75-5С, при которой происходит значительная денатурация мышечных белков, сопровождающаяся максимальным отделением жидкости из ткани.
Установление оптимального режима стерилизации консервов из лемонемы
В процессе стерилизации происходит изменение внешнего вида, химического состава и физико-химических свойств мышечной ткани рыбы, сопровождающееся уменьшением массы мяса за счет выделения части воды (отстой) вместе с растворенными в ней органическими и минеральными веществами, а также денатурацией и частичным гидролизом белковых веществ (Рогачев,Шарникова,1953; Калантарова,1958; Флауменбаум,Валявская,1966; Вадявская,1969; Комарницкий,І972; Артюхова,І975; Котляр,1975; Чанева,1976; Ко-валева,ї лева,Хлопкова,1978).
При этом по одним категориям качество продукта улучшается, в то время как по другим - происходит его ухудшение, В этой связи в настоящее время предлагается устанавливать наиболее предпочтительный режим стерилизации с помощью метода многокритериальной оптимизации (Гаджиев,Магомаев,1979,1981),
При выборе оптимального режима стерилизации для лемонемы, помимо разработок, связанных с установлением летальности режима и кулинарной готовности продукта, мы сочли необходимым уделить внимание изучению процесса денатурации, гидролитическому расщиплению белков, изменению аминокислотного состава. Установлено, что при жестких режимах тепловой обработки, каким является стерилизация, в структуре мышечных белков наступают постдена-турационные изменения, сопровождающиеся снижением содержания SH--групп (Большаков,Митрофанов,Хлебников,1969; Котляр,1975; Хлебников, Какоров, 1978; / Qmm Мо/ліаїк ,1965; Х"Л#ъ% thatfe &tg% 1965; &trfe eto ,1972), что заметно влияет на качество продукта.
Исследуя характер структурных изменений мышечных белков мойвы (на примере сульфгидрильных групп) при тепловой обработке в интервале температур от 20 до 130С, мы установили (Швидкая и др.,1981), что резкое снижение их общего количества наблюдается на участке температур 50-90С, где происходят наиболее глубокие денатурационные изменения, связанные с нарушением пространственной структуры и образованием дисульфидных связей. А J// На участке 90-И0С происходит торможение процесса окисления сульфгидрильных групп и после П0С происходит их резкое падение. Видимо, при этой температуре большое влияние на изменение общего количества сульфгидрильных групп оказывает их распад с выделением сероводорода.
Нами исследованы изменения, происходящие с белковыми веществами ткани лемонемы по изменению а/ -групп и дезгрегации коллагена в процессе стерилизации при двух температурных уровнях: 112 и 120С с продолжительностью собственно стерилизации соответственно 70 и 25 мин, обеспечивающей одинаковый достаточный стерилизующий эффект (5,6 усл.мин. для банки № 6). В результате эксперимента установлено, что при более низкой температуре стерилизации происходит меньшее снижение количества SH-групп при значительной дезагрегации коллагена, что обеспечивает достаточную плотность готовому продукту, целость структуры (табл.22), за счет повышения влагоудерживающей способности, что согласуется с данными, полученными другими исследователями
Сравнительная оценка изменения аминокислотного состава мышечной ткани лемонемы проведена нами при двух температурных уровнях стерилизации.
Согласно полученным данным, отмечается недостаток изолей-цина, а по количественному составу остальных незаменимых аминокислот белки лемонемы близки к эталону ФАО, и даже превосходят таковой по содержанию лизина и треонина (табл.23).
Сравнительные данные аминокислотного состава показывают преимущество стерилизации консервов из лемонемы при температуре П2С, при которой отмечается меньшее их разрушение.
Сохранение количественного содержания лизина может быть определяющим при оптимизации "качества" процесса стерилизации (Магомаев, Гаджиев, 1981), так как эта ценная аминокислота содержится в малых количествах в продуктах питания и не способна синтезироваться в организме человека. Видимо, путь интенсификации процесса стерилизации (Артюхо-ва, Барал, 1966; Валявская, 1969а), который.является прогрессивные для традиционных объектов промысла, для лемонемы нецелесообразен, что еще раз свидетельствует о необходимости дифференцированного подхода к научному обоснованию режимов стерилизации при изготовлении консервов, особенно из рыб с повышенным содержанием влаги.
