Содержание к диссертации
Введение
1 Обзор литературы 11
1.1 Биопотенциал кильки балтийской в технологии функциональных пресервов 11
1.2 Способы регулирования сердечной недостаточности 21
1.3 Современные тенденции в технологии рыбных пресервов 23
1.4 Анализ лекарственного растительного сырья с гипотензивными свойствами 29
2 Организация эксперимента и методы исследования 38
2.1 Схема исследования 38
2.2 Объекты исследования 40
2.3 Методы исследования 44
2.4 Планирование экспериментов при моделировании и оптимизации рецептур фитоэкстрактов и процесса ароматизирующего посола кильки 54
2.5 Производственные испытания 62
2.6 Определение биологического эффекта продукции 62
2.7 Оценка экономической эффективности разработки 63
2.8 Статистическая обработка результатов исследований 63
3 Результаты исследований и их обсуждение 64
3.1 Обоснование требований к качеству сырья и вспомогательных ингредиентов, направляемых на производство пресервов с гипотензивными свойствами 64
3.2 Исследование и оптимизация процесса приготовления фитоэкстрактов и ароматизирующих солевых растворов 78
3.3 Моделирование и оптимизация процесса предварительного ароматизирующего посола кильки 86
3.4 Исследование процесса созревания пресервов из разделанной ароматизированной соленой кильки в масле 96
3.5 Технология пресервов из кильки, обогащенных компонентами с гипотензивными свойствами 102
3.6 Оценка показателей качества пресервов из кильки «Biosprat» 105
3.7 Определение сроков хранения и годности пресервов из кильки в масле «Biosprat» 110
3.8 Промышленная апробация разработанной технологии пресервов «Biosprat» 117
3.9 Анализ экономической эффективности разработки 118
3.10 Анализ биологической эффективности разработки 120
Заключение 121
Список сокращений 123
Список используемых источников
- Способы регулирования сердечной недостаточности
- Анализ лекарственного растительного сырья с гипотензивными свойствами
- Планирование экспериментов при моделировании и оптимизации рецептур фитоэкстрактов и процесса ароматизирующего посола кильки
- Моделирование и оптимизация процесса предварительного ароматизирующего посола кильки
Способы регулирования сердечной недостаточности
Балтийская килька (балтийский шпрот; Sprattus Sprattus balticus (лат.); kilu (эст.); bretlina (латыш.); sprat (англ.); Breitling, Sprott (нем.); szprot (польск:); kilo (фин.); esprot (фр.); vassbuck (швед.) является одной из важнейших широко распространенных промысловых пелагических стайных рыб, которая в наибольшем количестве встречается в бухтах юго-западных берегов Балтийского моря и у входа в Финский и Рижский заливы. Выловы балтийской кильки составляют 10-20% всего улова рыбы в Балтийском море, что обусловливает ее стратегическое значение в качестве источника рыбного белка для населения Калининградского региона. Балтийская килька является основным сырьем для рыбоконсервной промышленности, приготовления солено-пряной продукции, солено-сушеных изделий, рыбной муки и жира. В кулинарии данная рыба пользуется популярностью в жареном виде и на гриле [12, 134, 173, 184].
Балтийская килька превосходит по гастрономическим характеристикам все виды килек, являясь лучшим сырьем для производства классической популярной продукции - кильки пряного посола и консервов «Шпроты в масле». Кроме того, балтийская килька является великолепным источником ю-3 жирных кислот, витаминов D, К, Вп, что повышает ее привлекательность для производителей лечебно-профилактической продукции [107, 112].
Благодаря своим уникальным гастрономическим достоинствам, высокой пищевой ценности и ценовой доступности продукция из кильки балтийской пользуется высоким спросом у потребителей [115].
На Калининградском рынке представлен широкий ассортимент продукции из кильки балтийской: консервы «Шпроты в масле» и «Килька в томатном соусе», пряного посола, пресервы в масле, слабосоленая килька в рассоле, сушеная, вяленая и т.д. Наибольший объем производства продукции из данного вида рыбного сырья приходится на консервы типа шпрот. Это связано, прежде всего, с минимизацией операции разделки, высокими вкусовыми качествами шпрот, привлекательностью их внешнего вида. Тем не менее, килька пряного посола и пресервы из кильки в масле пользуются достаточно высоким спросом у покупателей [116].
Для выявления предпочтений при выборе вида пресервов из кильки балтийской было проведено авторское анкетирование. Для этого было опрошено 100 респондентов, среди которых в основном были студенты, а также мужчины и женщины в возрасте 40-80 лет различных профессий, соотношение мужчин и женщин 1:1. Было установлено, что болыпин ство респондентов (86%) устраивает ассортимент пресервов из кильки балтийской, представленный на рынке Калининградской области. Наиболее важными показателями при выборе пресервов являются вкусовые качества (92%), внешний вид (89%), безопасность продукта (70%), а также его цена (35%). Меньшее внимание респонденты уделяют рекламе продукта (9%) и производителю (3%). 87% опрошенных всегда обращают внимание на срок годности и лишь 13% не учитывают его. 40% опрошенных положительно относятся к различным вкусовым добавкам в пресервах, 15% - не приемлют их в продукции, а 45% - вообще не обращают на них внимания.
Предпочтения потребителей, относящихся к среднему классу покупателей, по отношению к заливкам в пресервах из кильки, представлены на рисунке 1.1 (данные получены на основе возможности выбрать несколько приоритетных позиций): пряности/ маринад )37% - 35% овощи/ маринад - укроп(зелень)/ масло 66% - подкопченыи вкус 15% - лимон/ маринад - овощи/ майонез 120% - майонез/горчица 13% майонез 123% - масло 8Э%
Массовый состав кильки балтийской непостоянен и зависит от пола, физиологического состояния, времени и места лова, химического состава водоема и т.д. Зависимость массового состава от пола рыбы определяется в основном массой зрелых гонад у самцов и самок. Сезонные различия в массовом составе кильки связаны с изменением размеров гонад, неравномерностью питания и, как следствие, различным уровнем содержания жира в разное время года. Содержание мяса у кильки балтийской колеблется в пределах 55% массы тела [12, 13, 173].
По общему химическому составу кильки балтийской, представленному в таблице 1.1., видно, что килька относится к среднебелковым жирным рыбам, белки которой богаты глу-таминовой и аспарагиновой кислотами и лейцином (таблица 1.2), являющимися важнейшими источниками энергии. Аспарагиновая кислота также повышает степень усвоения макроэлементов - калия, магния и кальция, необходимых в профилактике повышенного артериального давления [124, 159].
Анализируя жирнокислотный состав липидов кильки балтийской (таблица 1.3), можно обнаружить, что наибольший процент массы приходится на мононенасыщенные жирные кислоты (ЖК), среди которых преобладает олеиновая кислота. Ненасыщенные и полиненасыщенные ЖК липидов кильки балтийской содержатся практически в равных количествах. Из ненасыщенных ЖК преобладает пальмитиновая, из полиненасыщенных - докозагексае-новая и эйкозопентаеновая, принадлежащие к ряду омега-3 ЖК. Известно, что они нормализуют артериальное давление путем снижения вязкости крови, обеспечивая нормализацию липидного спектра крови. Механизм действия со -3 ЖК заключается в снижении уровня триглицеридов крови на 25-30%, общего холестерина - на 8-12%, повышении концентрации липопротреинов высокой плотности (ЛПВП) до 10% и значительном снижении уровня липопротеинов очень низкой плотности (ЛПОНП) на 11-18% [96].
Многочисленными исследованиями доказано, что со -3 ЖК являются важнейшими биологически активными веществами, ускоряющими восстановительные процессы орга низма человека, улучшающими состояние кожи, уменьшающими вязкость крови и, тем самым, нормализующими артериальное давление [127].
Анализ лекарственного растительного сырья с гипотензивными свойствами
Как видно из данных таблицы 3.19, кислотность в данных образцах значительно ниже значения 0,8%, которое регламентируется стандартом (ГОСТ 7453-86 «Пресервы из разделанной рыбы. Технические условия»). Полученные показатели буферности, НБА, ФТА, ПНС свидетельствуют о невысокой степени расщепления белков, характерной для начальной стадии созревания кильки. Торможение процесса созревания в данном случае связано с ингибирующим действием веществ растительной природы на ферменты внутренних органов и мышечной ткани кильки (флавоноидов, флавонов, катехинов), что в последующем положительно сказывается на стойкости пресервов при хранении [146].
Поскольку применяемая при посоле профилактическая соль дополнительно обогащена йодатом калия (таблица 2.4), полученные образцы ароматизированных соленых полуфабрикатов кильки были исследованы на содержание в них йода. Известно, что йод улучшает эластичность кровеносных сосудов, препятствуя развитию диастолической гипертонии, поэтому его присутствие в рыбе и пресервах с гипотензивными свойствами потенци ально желательно [67, 151, 232]. Экспериментально установлено, что соленая килька содержит 0,15 мг% йода, что соответствует 100% удовлетворения его физиологической суточной норме организмом при употреблении 100 г продукта [157].
По содержанию соли в пересчете на хлориды (преимущественно натрия и калия) исследованные образцы кильки удовлетворяли заявленным показателям, обоснованным для пресервов низкого уровня солености. Положительным фактором, экспериментально подтверждающим гипотензивную направленность продукции, является тот факт, что при общей невысокой концентрации солей-хлоридов в полуфабрикате (4,5%), достаточной для консервирующего эффекта продукции, на долю хлорида натрия приходится всего 2,7%. Это количество можно считать не опасным для АГ и при умеренном потреблении продукции не влияющим на ее функциональность по гипотензивным факторам [145, 147, 148].
В связи с тем, что в профилактической йодированной соли дополнительно содержатся соединения магния (таблица 2.4), полезного для деятельности сердечно-сосудистой системы (ионы Mg непосредственно участвуют в механизме понижения артериального давления (главы 1.4, 3.1), интерес представляет количество продиффундировавшего магния в ткани кильки. В специальных экспериментах было установлено, что в ароматизированной рыбе массовая доля магния оставила 35% от его исходного содержания в фитоэкстрактах.
Анализируя полученные данные по содержанию витамина С и биофлавоноидов в образцах соленых полуфабрикатов кильки и фиторастворах (таблицы 3.19 и 3.16), можно сделать вывод, что диффузия данных БАВ в ткани кильки прошла практически во всех случаях на уровне 30% от их исходного содержания в солевых фиторастворах. Эти данные достаточно благоприятны для однократного посола рыбы, проводимого в неподвижной среде с падающей концентрацией растворенных веществ, а значит, уменьшающейся движущей силой массообмена между жидкостью и твердым телом [ 184]. Из данных таблицы 3.17 следует, что 100 г соленого обогащенного фитокомпонентами полуфабриката кильки удовлетворяет на 35-40% суточную потребность человека в витамине С и на 60-70% - в биофлавоно-идах, в зависимости от используемого при посоле фитоэкстракта [157]. Данные показатели свидетельствуют о функциональности и высокой биологической ценности такой продукции, возможности ее рекомендовать больным, страдающим АГ.
По микробиологическим характеристикам оба образца соленых полуфабрикатов кильки соответствовали требованиям СанПиН 2.3.2.1078-01, регламентирующим показатели санитарной безопасности для соленой рыбы (таблица 3.20). Таблица 3.20 - Микробиологические показатели ароматизированных соленых полуфабрикатов кильки, приготовленных с применением фитоэкстрактов [23]
Ввиду высокой активности ферментной системы внутренних органов и мышечной ткани кильки балтийской [196] целесообразно было перед фасованием соленого ароматизированного полуфабриката в тару для ингибирования последующего перезревания удалить внутренние органы рыбы. Эта операция не только позволяет предотвратить нежелательное размягчение консистенции, но и повышает стойкость продукции в хранении. Просоленная ароматизированная килька, разделанная на тушку (удаление головы, хвостового плавника и прилегающих внутренностей), укладывалась в малоемкую пластиковую тару (объем 200 мл), заливалась растительным (подсолнечным) маслом в соотношении «рыба:масло» 80:19 (1% приходится на декоративные смеси специй) и герметизировалась [104, 105, 112, 115-117].
Для доказательства факта перезревания рыбы в случае использования неразделанного соленого полуфабриката кильки были проведены специальные сравнительные эксперименты с обеими партиями пресервов (из разделанной и неразделанной кильки), в которых определяли основные физико-химические показатели созревания пресервной продукции после 7 суток холодильного хранения при температуре плюс (4±2) С (таблица 3.21).
Из данных таблицы 3.21 следует, что в пресервах из неразделанной рыбы наблюдается достаточно высокая скорость созревания относительно образцов из разделанной рыбы. Количественный уровень накопления продуктов деструкции белков в пресервах из неразделанной кильки уже на 7-е сутки достигает критического для соленой рыбы уровня: бу-ферность составляет 130-140 град, содержание формольно-титруемого и небелкового азота в тканях вырастает соответственно до 725-780 мг% и 29% от ОА. Эти данные коррелируют со значениями ПНС (155-160 Па), адекватными по количественному уровню сдвиговой прочности размягченных тканей рыб [12, 13, 184]. Эти же показатели в пресервах из разделанной кильки значительно ниже, чем в первом случае, что свидетельствует об эффективном ингибировании нежелательной скорости гидролиза белка рыбы и последующих негативных признаках перезревания пресервов. Данный эффект обусловлен как отсутствием источника собственных ферментов и протеаз микроорганизмов, содержащихся во внутренностях рыбы в повышенных количествах, так и присутствием фитокомпонентов, обладающих ингибирующими свойствами (катехины, флавоноиды, полифенолы).
Отходы от разделки кильки на тушку (соленые внутренности, головы) аккумулируются и направляются на замораживание с последующей переработкой на биопродукты (бел-ково-минеральный концентрат, ферментный препарат и др.), используемые на пищевые или кормовые цели. Потери массы кильки при разделке на тушку составляют 25%, что не значительно влияет на экономическую составляющую технологии в виду увеличения массы рыбы при посоле на 10% и комплексного использования отходов.
Разделка кильки на тушку позволяет улучшить внешний вид продукции и ее привлекательность для потребителя. Об этом свидетельствуют результаты проведенного маркетингового исследования, направленные на выявление отношения покупателей к пресервам из разделанной и неразделанной кильки (рисунок 3.7).
Предпочтения потребителей при выборе вида пресервов из кильки Как видно из данных рисунка 3.7, большинство опрошенных (89%) отдают предпочтение пресервам из разделанной кильки. Данный факт дополнительно подтверждает рациональность ранее сделанного вывода о целесообразности удаления внутренностей кильки после ее ароматизирующего посола. Разделка кильки на тушку в разрабатываемой технологии пресервов выступает фактором регулирования процесса созревания рыбы.
Процесс созревания пресервов, приготовленных из соленого ароматизированного полуфабриката кильки, разделанной после посола на тушку, уложенной в банки, залитой растительным маслом с последующим добавлением специй, представляет собой комплекс сложных физико-химических и биохимических превращений. Они связаны с гидролизом органических макромолекул в рыбе, присутствием растительных БАВ, ингредиентов профилактической йодированной соли, молекул подсолнечного масла и компонентов специй. Поведение данной поликомпонентной системы зависит от многих факторов, в том числе варьирующегося химического состава (кильки, ЛРС, специй, масла) и параметров технологии (температура и продолжительность хранения, вид тары и т.д.).
Планирование экспериментов при моделировании и оптимизации рецептур фитоэкстрактов и процесса ароматизирующего посола кильки
Анализируя данные по содержанию в кильке витаминов и минеральных веществ, можно заключить, что данная рыба рациональна при использовании в качестве базового сырья для заданных пресервов. Данная рыба даже без обогащения уже изначально удовлетворяет требованиям, предъявляемым к функциональным продуктам, по содержанию витамина РР, йода, меди, хрома, кобальта, калия, фосфора, серы. Видно, что степень физиологического удовлетворения человека в данных биологически активных веществах составляет более 15% суточной нормы, что соответствует требованиям стандарта, предъявляемым к функциональным продуктам [69, 141]. Важность данных БАВ в гипотензивном эффекте обусловлена их доказанными физиологическими свойствами. Витамин РР участвует в окислительно-восстановительных процессах в тканях организма человека, играет главную роль в обмене жиров (снижает уровень холестерина низкой плотности в крови), способствуя профилактике диабета и гипертонии. Йод принимает участие в синтезе гормона щитовидной железы - тироксина, оказывающего значительное влияние на сердечнососудистую систему человека. Медь участвует в синтезе гемоглобина крови, содействуя усвоению железа, укрепляет стенки кровеносных сосудов, регулирует кровяное давление и сердечный ритм. Дефицит хрома способствует повышению содержания глюкозы в крови, а также увеличению уровня холестерина, что может привести к развитию атеросклероза и повышению артериального давления. Кроме того, хром необходим для нормального метаболизма жиров в организме. Кобальт является составной частью витамина Віг, участвую щего в обмене веществ, синтезе гемоглобина, а также снижающего уровень гомоцистеина в крови и сокращающего риск возникновения сердечно-сосудистых заболеваний. Калий оказывает непосредственное влияние на нормализацию артериального давления путем уравновешивания натрий-калиевого баланса. Фосфор участвует в деятельности нервной и сердечно-сосудистой систем, головного мозга, синтезе различных ферментов и гормонов, липид-ном обмене, таким образом, косвенно влияя на регулирование артериального давления. Сера входит в состав многих аминокислот, участвует в белковом обмене, синтезе гемоглобина и коллагена. Последний является основным белком организма (30% массы всех белков), входит в состав наружной оболочки стенок кровеносных сосудов, обеспечивая их прочность. Недостаток серы в организме человека сопровождается повышением артериального давления, тахикардией и плохой свертываемостью крови [27, 81, 93, 152, 162, 164, 165, 181].
Таким образом, перечисленные выше макро- и микроэлементы, содержащиеся на функциональном уровне в балтийской кильке, потенциально важны в составе продукта гипотензивной направленности, поскольку оказывают существенное влияние на нормализацию артериального давления и работу всей сердечно-сосудистой системы человека.
Аминокислотный состав белков мышечной ткани кильки, характеризующий их высокий потенциал относительно суточной нормы удовлетворения потребности среднестатистического человека, приведен в таблице 3.4.
Результаты исследования аминокислотного состава белков кильки (таблица 3.4) показывают, что они являются полноценными, поскольку содержат все незаменимые аминокислоты (33-35% от общего количества). Видно, что при употреблении 100 г кильки в пищу они удовлетворяют физиологическую потребность организма в незаменимых аминокислотах в среднем на 15-17%. При этом следует иметь в виду, что роль некоторых аминокислот является определяющей для нормализации артериального давления. Например, гистидин обладает сосудорасширяющим действием, аргинин и триптофан регулируют кровяное давление [19, 71].
Показатели биологической ценности белков кильки приведены в таблице 3.5. Расчет аминокислотного скора показал, что лимитирующими аминокислотами ее белков являются фенилаланин+тирозин (главные лимитирующие аминокислоты), метионин+цистин, валин, изолейцин и треонин (их аминокислотный скор менее 100%) (таблица 3.5).
Близость значений аминокислотного скора незаменимых аминокислот к 100%, высокий уровень биологической ценности (БЦ = 64%) и коэффициента утилитарности (U = 0,6) свидетельствуют о высокой аминокислотной сбалансированности белков балтийской киль ки по отношению к эталону [136]. Таким образом, расчет показателей биологической ценности показал высокий белковый потенциал балтийской кильки.
Заданный биопотенциал кильки, как сырья для изготовления продукции гипотензивной направленности, также обусловлен содержанием биологически активных пептидов, наличие которых доказано у морских рыб и которые являются мощными ингибиторами ан-гиотензинпревращающего фермента (АПФ) (глава 1.2). Соединяясь с активным центром последнего, либо меняя его конформацию, биологически активные пептиды блокируют АПФ, понижая, таким образом, артериальное давление [124, 245].
Данные таблицы 3.6 показывают, что килька балтийская по содержанию мононенасыщенных жирных кислот, а также докозагексаеновои кислоты может быть отнесена к функциональному продукту (по ГОСТ Р 54060-2010) [68]. Ценность липидов кильки обусловлены как высоким наличием докозагексаеновои, так и присутствием эйкозапентаено вой и линоленовой кислот, принадлежащих к жирным кислотам ряда ю-3, которые непосредственно участвуют в работе сердечно-сосудистой системы человека. Механизм гипотензивного действия ю-3 жирных кислот объясняется уменьшением агрегации эритроцитов, стимуляцией расслабления эндотелиальных клеток стенок кровеносных сосудов, нормализацией липидного обмена (снижением уровня триглицеридов (ТГ) и липопротеидов очень низкой плотности (ЛПОНП) в плазме крови, повышением уровня липопротеидов высокой плотности (ЛПВП). ю-3 жирные кислоты улучшают реологические свойства крови и микроциркуляцию, регулируют тонус сосудов, предупреждая сердечно-сосудистые нарушения, в частности, гипертонию. Представлены убедительные доказательства антиаритмических свойств ю-3 жирных кислот: включение последних в мембраны клеток снижает их электрическую возбудимость и, следовательно, риск сердечных аритмий, независимо от основного патогенетического механизма их возникновения [24, 127].
Анализируя данные химического состава и пищевой ценности кильки, представленные в таблицах 3.3-3.6, можно сделать вывод о целесообразности ее использования для производства пресервов. Килька, как исходное сырье, полезна для многих людей, в том числе и для страдающих гипертонией. Особенно ценной она представляется при ее обогащении веществами, обладающими доказанным гипотензивным эффектом [6, 83].
Важным фактором в формировании качества готовых пресервов из кильки в масле является вид и химический состав растительного масла. В данной технологии из рассматриваемых образцов растительных масел (подсолнечное, соевое, оливковое, кукурузное, льняное, рапсовое) в качестве основного было выбрано рафинированное дезодорированное подсолнечное масло. Данный выбор обусловлен как его высокой пищевой ценностью [194, 196], так и предпочтениями потребителей [107]. Значимыми является также ценовая доступность подсолнечного масла, отечественное производство, а также результаты априорных модельных экспериментов. В специально поставленных сериях сравнительных дегустаций модельных образцов пресервов, приготовленных с различными видами масел, была выявлена наибольшая сочетаемость вкусоароматических свойств соленой кильки с органо-лептическими характеристиками подсолнечного рафинированного дезодорированного масла. В данном случае формирование специфических особенностей качества новой продукции за счет фитокомпонентов не искажалось привнесением в готовый продукт дополнительных ароматов. Другие виды растительного масла (соевое, оливковое, рапсовое) также рекомендованы к использованию в технологии новых пресервов, но при условии их рафинации и дезодорации. Это было учтено при составлении стандарта организации (СТО) на новый вид пресервов (приложение Л).
Моделирование и оптимизация процесса предварительного ароматизирующего посола кильки
В дегустации экспериментальных образцов фитоэкстрактов, соленого ароматизированного полуфабриката, пресервов принимали участие квалифицированные специалисты, составляющие постоянную комиссию, прошедшие предварительный инструктаж. При проведении органолептической оценки вкуса и аромата изделий применяли средства, необходимые для восстановления базовой чувствительности вкусовых рецепторов (полоскание ротовой полости питьевой водой комнатной температуры, нейтрализация чаем) и обоняния (нейтрализация ароматом жареных кофейных зерен) [3, 135, 139].
В состав дегустационной комиссии входили сотрудники кафедры пищевой биотехнологии ФГБОУ ВПО «КГТУ», специалисты по контролю качества пищевой продукции предприятий ООО «Балтикэкофудс» и 000 «Нестеровский маслосырзавод».
Для объективной оценки предложенных к дегустации образцов продукции участникам предоставляли словесное описание органолептических признаков продукции по уровням (таблицы 2.8 и 2.9), соответствующим определенному баллу и позволяющим достоверно определить степень соответствия последнему.
Обработку результатов дегустационных оценок проводили методом математической статистики путем отбраковки грубых промахов, определения среднеквадратичного отклонения средних арифметических значений балльных оценок, оценки доверительного интервала истинного значения показателя.
Оптимизацию рецептур фитоэкстрактов, приготавливаемых путем введения в водную среду определенных композиций фитосборов, осуществляли с применением метода математического планирования эксперимента, используя ортогональный центральный композиционный план (ОЦКП) второго порядка для двух факторов. Цель данных экспериментов заключалась в определении оптимальных дозировок наиболее значимых компонентов рецептуры [ПО, 130].
На основании анализа специальной литературы и результатов предварительных исследований, направленных на выявление рациональных с точки зрения экономической доступности, экологической и биологической безопасности, фармакологической направленности и вкусо-ароматических характеристик, из множества лекарственных растений с гипотензивными свойствами были выделены 7 видов ЛРС, наиболее соответствующих перечисленным параметрам (глава 1.4).
В результате анализа успешно применяемых в клинической практике гипотензивных сборов лекарственного сырья [13], а также результатов предварительно проведенных экс периментов по определению сочетаемости исследуемых образцов ЛРС для приготовления фитоэкстрактов и соответствующих солевых ароматизирующих растворов были подобраны две композиции из растений с доказанными гипотензивными свойствами, наиболее сбалансированные между собой по органолептическим характеристикам и сенсорно сочетаемые со специфическими вкусо-ароматическими свойствами соленой кильки балтийской: - фитосбор №1: трава хвоща полевого, листья мелиссы лекарственной, листья брусники, листья мяты перечной; - фитосбор №2: плоды аронии черноплодной, плоды боярышника кроваво-красного, трава душицы обыкновенной, листья мяты перечной. Анализ специальной литературы, в которой освещены научные основы и существующие методы экстракции БАВ из растительного сырья, показал, что наиболее универсальным и экономически обоснованным экстрагентом является вода, которая способствует лучшему сепарированию тканей и разрыву клеточных стенок экстрагируемого сырья, облегчая тем самым течение диффузионного процесса [138, 140]. Кроме того, вода растворяет основное количество компонентов ЛРС, обладающих гипотензивными свойствами (алкалоиды, водорастворимые витамины, органические кислоты, эфирные масла, минеральные вещества).
Известно, что процесс извлечения экстрактивных веществ зависит от таких факторов, как гидромодуль (соотношение воды и фитосбора), продолжительность экстракции и температура экстракционной системы. Установлено, что наибольшее влияние на процесс извлечения экстрактивных веществ оказывает температура, ее повышение в экстрагенте до плюс 90 С способствует увеличению выхода сухих веществ [178, 183]. Известно также, что уже при плюс 60 С происходит разрушение витамина С и некоторых полифенолов, что обусловливает нерациональность проведения экстракционного процесса при данной температуре и выше [144, 170].
Предварительными сериями экспериментов выявлено, что рациональным временем экстрагирования, обеспечивающим сбалансированность выхода и сохранность гипотензивных БАВ, удобство процесса экстрагирования с учетом производственных особенностей (сменного графика работы, продолжительности рабочего дня и др.), является продолжительность 6-8 ч, при этом температура экстрагента должна поддерживаться на уровне плюс (18±2) С. Такая температура обеспечивает относительно высокую скорость диффузии, сохранность химической природы водорастворимых БАВ, а также минимизирует микробиологическую обсемененность. Кроме того, данный температурный режим подготовки фитоэкстрактов наиболее удобен в условиях современных рыбоперерабатывающих производств, т.к. не требует затрат на поддержание повышенной температуры. Гидромодуль в обоих фитоэкстрактах определяли на основании рекомендаций медицинских источников по получению фитонастоев и результатов анализа вкусо-ароматических характеристик готовых образцов экстрактов [11, 140]. В результате данных экспериментов в качестве рационального гидромодуля в первом фитоэкстракте использовали массовое соотношение воды и фитосбора, как 1:20, а во втором - 1:24.
При оптимизации процесса приготовления фитоэкстрактов в качестве варьируемых частных факторов, подлежащих регулированию и оптимизации, использовали содержание травы хвоща полевого (Xi, %) и листьев мяты перечной (Хг, %) (г на 100 г экстракта) - в фитоэкстракте №1, содержание плодов аронии черноплодной (Ai, %) и листьев мяты перечной (Аг, %) (г на 100 г экстракта) - в фитоэкстракте №2. Мята перечная в обоих случаях добавлялась в качестве корригента для нивелирования лекарственного аромата готовых экстрактов. Содержание травы мелиссы лекарственной и листьев брусники в фитоэкстракте № 1, плодов боярышника кроваво-красного и травы душицы обыкновенной в фитоэкстракте №2 не варьировали в виду их незначительного влияния на формирование вкусо-ароматических композиций экстрактов (таблица 3.10). В качестве частных откликов были выбраны органолептическая оценка (Yi и Yi" для фитоэкстрактов №1 и №2 соответственно), массовая доля витамина С (Y2 и Y2") и биофлавоноидов (Y3 и Y3"), на основании которых был рассчитан обобщенный параметр оптимизации методом приближения к идеалу (формула 2.9) [76, ПО, 111].
Преимуществами применения ОПКП второго порядка для двух факторов при оптимизации рецептуры фитоэкстрактов является возможность определения рациональных дозировок ЛРС в заданной области исследования при минимальном количестве экспериментов, что повышает достоверность полученных данных [129].
