Разработка технологии пресервов из малосозревающих гидробионтов Ташкевич Светлана Николаевна

Содержание к диссертации

Введение

1 Обзор литературы 12-39

1.1 Характеристика сырья и анализ методов активизирования процессов созревания пресервов из малосозревающего сырья... 12-26

1.2 Анализ технологий производства пищевой продукции из рыбных фаршей и морепродуктов 26-31

1.3 Способы регулирования функционально-технологических свойств фаршевых систем 31-39

2 Организация эксперимента, объекты и методы исследований 40-54

2.1. Характеристика объектов исследования, условия эксперимента и методы исследований 40-50

2.2 Планирование экспериментов и математическая обработка результатов 50-54

3 Результаты исследований и их обсуждение 55-99

3.1 Разработка технологии пресервов типа паштеты из малоценных видов рыб Северного бассейна. 55-82

3.2 Разработка технологии производства малосоленых пресервов из бланшированного кальмара в различных соусах 83-99

4 Расчёт ожидаемого экономического эффекта... 100-105

Выводы 106

Список литературы

• Анализ технологий производства пищевой продукции из рыбных фаршей и морепродуктов
• Способы регулирования функционально-технологических свойств фаршевых систем
• Планирование экспериментов и математическая обработка результатов
• Разработка технологии производства малосоленых пресервов из бланшированного кальмара в различных соусах

Введение к работе

Характерная особенность последнего десятилетия - значительное изменение приоритетов в области питания. Согласно статистическим данным, за последние годы во всём мире в рационе питания человека произошло снижение потребления мясного белка наряду со значительным увеличением доли гидробионтов и продуктов их переработки.

Россия, одна из развитых рыболовных стран по объемам производства рыбы и рыбопродукции, занимает 10 место в мире. В 2006 вылов водных биоресурсов составил 3,26 млн. т, что на 1,4 выше, чем 2005 году. Экспорт рыбной продукции составил в 2006 году 1,1-1,2 млн. т (1,3 млрд. долл США), а импорт 0,7-0,9 млн. т ( 0,7-0,9 млрд. долл США) [8].

В России в 2006 году потребление рыбы и морепродуктов на душу населения достигло почти 12,0 кг, что максимально приближается к предельному жизненно необходимому уровню. Объем вылова традиционных гидробионтов подходит к пределу 140-150 млн. т. Дальнейший рост потребления продуктов морского промысла будет осуществляться за счет малоценных, нерыбных и нетрадиционных объектов промысла [1, 26, 31, 142, 153].

В структуре потребительского спроса первое место занимает группа свежей, охлажденной и мороженой рыбы в сумме с морепродуктами. На втором месте остается соленая продукция вместе с пресервами. Доля консервов продолжает снижаться и сохраняет третье место. Далее следует товарная группа копчёной рыбопродукции с небольшим ростом (четвертое место), сушёно-вяленые и кулинарные продукты с незначительным увеличением доли на рынке. В то же время, уменьшается спрос потребителей на неразделанную рыбу, и постепенно возрастает на разделанную, рыбу потрошенную без головы, а также на филе, фарш и фаршевые изделия [1, 151, 153].

В последние годы в связи с увеличением доли малоценных объектов промысла в общем объеме добычи были разработаны технологии произ-

5 водства консервов из путассу и морского петуха, а также солёно-сушёная продукция из сайки. Однако, этого не достаточно для удовлетворения потребительского спроса, так как продукция из данных малоценных и дешевых видов рыб доступна средне- и малообеспеченным слоям населения. Пресервы традиционно пользуются высоким спросом у потребителей. Поэтому расширение ассортимента пресервов из этих видов рыб является актуальной задачей. Немаловажно, что объекты промысла с низким содержанием жира обладают диетическими свойствами, они легкоусвояемы и найдут своего покупателя.

Согласно данным Союза Рыбопромышленников Севера на конец 2005 года вылов сайки составил 8,6 тонн при квоте 12 тыс. тонн. Малоценные объекты промысла Северного бассейна интересны также с экономической точки зрения: недовылов выделенных квот на сайку, малая стоимость сырья, высокая биологическая ценность фарша сайки, возможность использования отходов от производства для производства рыбной кормовой муки - все это дает широкие возможности для комплексной переработки данного сырья. Что требует дальнейшего изучения малоценных объектов промысла и разработки новых технологических решений и их промышленного использования.

Наблюдается интерес рыбохозяйственных исследователей и добывающих предприятий к головоногим моллюскам, запасы которых позволяют значительно увеличить их промышленное освоение. Класс головоногих моллюсков включает около 650 видов - кальмары, осьминоги и каракатицы. В Мировом океане насчитывается более 250 видов кальмаров, из них около 30 являются промысловыми. Широкое распространение и способность образовывать плотные скопления, дают возможность вести эффективный лов. Короткий жизненный цикл и быстрый рост определяют высокий уровень промыслового изъятия. Высокий процент выхода съедобной части кальмара - 80 %, отличные вкусовые качества и пищевая ценность делают этом вид моллюсков перспективным сырьем для произ-

водства пресервнои продукции. По основным показателям питательности

- калорийности и белковому составу — кальмары и другие головоногие
превосходят остальных, потребляемых в пищу моллюсков, и даже некото
рых рыб, незначительно уступая лишь говяжьему мясу и телятине [89].

Мясо кальмара является полноценным белковым продуктом питания

- от 80 до 90 %, содержащегося в тканях, азота принадлежит полноценным
белкам. Белки мантии и щупалец головоногих моллюсков содержат все не
заменимые аминокислоты, содержание которых колеблется в зависимости
от времени вылова.

За последние годы вылов кальмаров значительно увеличился и достиг более 1,3 млн. т во всем мире. В будущем вылов будет возрастать, учитывая наличие колоссальных неосвоенных запасов океанических кальмаров, исчисляемых десятками миллионов тонн. Особый интерес вызывают виды, которые можно добывать тралами, без больших материальных и временных затрат [89]. В общем объеме продукции из кальмара, вырабатываемой рыбной промышленностью, мороженая продукция составляет более 70% [89].

Актуальность проблемы

В современных экономических условиях наметилось направление на изыскание нетрадиционных рыбных ресурсов для пресервного производства - мало-созревающих видов рыбы, таких как минтай, горбуши, путассу и другие. (Кали-ниченко Т.П., Скнюкова СВ., Логачева О.В., Ломако И.А., Сщщкая Т.Н., Тимиши-на Т.Н., Комиссарова Н. Ю, Кутина О. И., Никитина И.Н.). Одной из актуальных проблем рационального использования сырьевой базы Северного бассейна является использование мелкого и малоценного рыбного сырья - сайки (полярной тресочки). Традиционно этот вид рыбы использовался на кормовые цели {Константинова Л.Л., МиндерЛ.П., 1975).

Технология пищевых продуктов, приготовленных на основе измельченного мяса рыбы, актуальна, так как по количеству выхода съедобной части считает-

7 ся наиболее рациональной. Простота приготовления и возможность разнообразных сочетаний компонентов позволяют заранее спланировать, рассчитать пищевую и биологическую ценность производимых пресервов типа паштеты, оценить их соответствие принципам сбалансированного питания. В настоящее время биологическая и пищевая ценность сайки научно обоснована (Константинова Л.Л., Миндер Л.П., Орлова ТА., Куранова Л.К, Чурина Е.Е.). Возможность использования фарша сайки в производстве пресервов типа паштеты даст новый толчок разработке и усовершенствованию технологий пресервного производства из малоценных видов рыб Северного бассейна.

Кальмар является также малосозревающим сырьем для производства пресервов. Перспективность использования кальмара в создании пресервной продукции обусловлена его вкусовыми достоинствами, пищевой ценностью и достаточно стабильными объемами вылова. Ранее применяемые технологии производства пресервов из нерыбньгх объектов промысла основаны на глубокой тепловой обработке разделанного полуфабриката (Борисочкина ЛИ., Гудович А.В., Щени-кова Н. В., Кизеветтер И.В., Туезова В.Е., Юдина Т.П., Строева Т.К., Никитина И.Н., Подкорытова А.В, Слапогузова З.В.). В процессе технологической обработки полуфабриката необходимо максимально сохранить нативные свойства кальмара, так как данный объект промысла является ценным пищевым продуктом, содержащим все незаменимые аминокислоты (особенно аминокислоту лизин). Предлагаемый способ кратковременной тепловой обработки кальмара горячей водой позволит получить полуфабрикат с высокими органолептическими показателями, снизить энергозатраты производства, следовательно, снизить себестоимость готовой продукции.

Таким образом, разработка технологий пресервов типа паштеты из малоценного рыбного сырья и малосоленых пресервов из плохосозревающего нерыбного сырья позволит расширить ассортимент пресервов и получить рентабельную деликатесную продукцию.

8 Цель работы. Целью работы является разработка технологий пресервов типа паштеты из малосозревающего сырья Северного бассейна - сайки (полярной тресочки) и малосоленых пресервов из кальмара. Для достижения данной цели в настоящей работе поставлены следующие задачи:

1. Разработать технологию и рецептуры пресервов типа паштеты из мало созревающего сырья Северного бассейна - сайки (полярной тресочки).

2. Определить близкий к оптимальному композиционный состав пресервов типа паштеты по органолептическим, биохимическим и реологическим показателям.

3. Разработать режим бланширования, максимально сохраняющий на-тивные свойства кальмара, и определить объективный показатель качества тепловой обработки полуфабриката кальмара для производства пресервов.

4. Разработать технологию и рецептуры малосоленых пресервов из бланшированного полуфабриката кальмара.

5. Разработать проекты нормативной документации на пресервы типа паштеты из подкопченной сайки и пресервы из бланшированного кальмара в различных соусах.

Научная новизна работы.

Разработаны новые технологии производства малосоленых пресервов типа паштеты из подкопченной сайки и пресервов из бланшированного кальмара в различных соусах.

Разработана математическая модель композиционного состава пресервов типа паштеты из подкопченной сайки близкая к оптимальной, адекватно описывающая влияние вводимых компонентов (фарша соленой сельди и ароматизированного растительного масла) на показатели качества готового продукта.

Разработана математическая модель процесса бланширования кальмара и установлены режимы обработки кальмара, близкие к оптимальным.

Установлены сроки хранения для пресервов типа паштеты из подкопченной сайки и пресервов из бланшированного кальмара в различных со-

9 усах на основании исследований органолептических, биохимических, реологических и микробиологических показателей.

Разработаны комплекты проектов нормативной документации на новые виды пресервов типа паштеты из подкопченной сайки и пресервов из бланшированного кальмара в различных соусах.

Практическая ценность

Разработанные технологии и рецептуры пресервов из малосозреваю-щих гидробионотов можно использовать на предприятиях рыбоперерабатывающей промышленности различных форм собственности.

Дополнительный годовой экономический эффект от внедрения новых технологий производства пищевой продукции составит ориентировочно 6,12 млн. руб. (в ценах весны 2007 года).

Получен патент РФ на изобретение № 2264715 "Способ приготовления пресервов из кальмара».

Апробация работы

Основные положения диссертационной работы представлены на международных научно-технических конференциях «Наука и образование» (Мурманск, 2002-2007 г.г.), научно-практическом семинаре «Развитие рыбоперерабатывающего комплекса в свете требований ЕС и ВТО и современные направления переработки гидробионтов» (Мурманск, 2003 г.), научно-практической конференции «Водные биоресурсы России: решение проблем их изучения и национального использования» в рамках 2-ой международной выставки "Рыбные ресурсы-2003" (Москва, 2003 г.), научно-практической конференции «О приоритетных задачах рыбохозяйственной науки и развитии рыбной отрасли России до 2020 г. (Москва, 2004 г.), международной научно-практической конференции (Москва, 2005 г.) «Повышение эффективности использования водных биологических ресурсов Мирового океана», первой международной научно-практической конференции «Повышение эффективности использования водных биологических ресурсов» (Москва, 2006 г.).

10 Опытные образцы пресервов типа паштеты из малосозревающих объектов промысла Северного бассейна были представлены на дегустациях в рамках Международной специализированной выставки «Море. Ресурсы. Технологии.» (Мурманск, 2002-2008 г.г.), на Ш Международной рыбопромышленной выставке «Рыбные ресурсы - 2004» (Москва, 2004 г.), Международной рыбопромышленной выставке «Рыбпром-Экспо» (Москва, 2005-2006 г.г.).

Опытные образцы пресервов типа паштеты «Паштет из подкопченной сайки» были отмечены дипломом V и VHT Международной специализированной выставки «Море. Ресурсы. Технологии - 2004, 2007» в номинации «За проведение научно-исследовательской работы по разработке новых технологий из малоценного сырья Северного Бассейна». Опытные образцы малосоленых пресервов «Кальмар бланшированный в сметанном соусе» отмечены дипломом V Международной специализированной выставки «Море. Ресурсы. Технологии - 2004» в номинации «За применение в технологии изготовления оригинальных рецептов», дипломом за активное участие и убедительную демонстрацию достижений университета на международной рыбопромышленной выставке «Рыбпром-Экспо 2005» (Москва, 2005г.). Пресервы «Кальмар бланшированный в маринаде с грибами» и «Кальмар бланшированный пряный в майонезе» были представлены на Международной рыбопромышленной выставке «Рыбпром-Экспо - 2006» и отмечены дипломом за разработку технологии производства пресервов.

Публикации.

Основное содержание диссертации опубликовано в 16 работах, из них 1 в журнале, рекомендуемом ВАК РФ. Получен патент на изобретение № 2264715 "Способ приготовления пресервов из кальмара", заявка № 2004.113991 (0199194), (приоритет от 06.05.2004г.), решение о выдаче патента 20.04.2004 г.

Подана Заявка № 2004.115426/13 (0199194), приоритет от 21.05.2004 г., «Пресервы из бланшированного кальмара в сметанном соусе». На данный момент находится на стадии экспертизы.

Подана Заявка № 2005.116831/13 (0199194), приоритет от 01.06.2005 г., «Паштет из подкопченных малоценных видов рыб». На данный момент находится на стадии экспертизы.

Объем и структура диссертации

Диссертация состоит из введения, 4 глав, выводов, списка использованных источников и приложений. Работа изложена на 220 страницах мапшнописного текста и содержит: 10 таблиц; 19 рисунков и 17 приложений. Список использованной литературы включает 180 наименований. В приложениях представлены проекты нормативной документации на новые виды продукции, протоколы дегустационных совещаний, расчет ожидаемого экономического эффекта от внедрения разработанных технологий.

Основные положения работы, выносимые на защиту

1. Технология производства пресервов типа паштеты из малосозреваю-щего объекта промысла Северного Бассейна - сайки (полярной тресочки), математическая модель композиционного состава и влияние композиционного состава на показатели качества паштетов.

2. Технология малосоленых пресервов из бланшированного полуфабриката кальмара в различных соусах, математическая модель процесса бланширования кальмара.

3. Результаты исследований органолептических, химических, реологических и микробиологических показателей малосоленых пресервов, выработанных по разработанным технологиям, и сроки хранения малосоленых пресервов.

4. Технико-экономические показатели эффективности внедрения разработанных технологий производства пресервов в промышленных условиях.

12 1 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1 Характеристика сырья и анализ методов активизирования процессов созревания пресервов из малосозревающего сырья

Фундаментальные исследования в области посола рыбы были проделаны М.И. Турпаевым, Л.П Миндером, И.П. Леванидовым, Н.А Воскресенским, Н.А Семеновым, Н.Н. Рулевым, Л. С. Левиевой, что позволило создать научные основы для производства соленой продукции.

Изучением действия пептидогидролаз и ферментной системы рыб занимались многие ученые - Слуцкая Т.Н., Леванидов И.П., Шендерюк В.И., Константинова Л.Л. Приоритетность использования мороженого рыбного сырья для посола изучали Быков В.П.1962, Пискарев I960, Константинова Л.Л. 1963, J 966, 2001.

В настоящее время наметилось направление на изыскание возможности использования! нетрадиционных рыбных ресурсов для пресервного производства - малосозревающих видов рыб таких как, минтай, горбуша, путассу и другие виды [Калиниченко Т.П., Синюкова СВ., Логачева О.В., Ломако И.А., Слуцкая Т.Н., Тимишина Г.Н., Комиссарова Н. Ю., Кутина О. И., Никитина Н.Н. и другие).

В настоящее время наблюдается возрастание интереса к таким малоценным видам рыб как сайка, морской петух и другим. Сайка достаточно активно вылавливается, но ассортимент пищевой продукции из этого вида очень беден. Сайка считается малоценным рыбным сырьем из-за большой доли несъедобной части, хотя по пищевой ценности мясо сайки не уступает таким породам, как например треска. Оно содержит в своем составе водо- и жирорастворимые витамины, незаменимые аминокислоты, незаменимые жирные кислоты, микро- и макроэлементы. Пищевая ценность съедобной части этого вида рыб достаточно велика [54, 84].

Сайка (полярная тресочка) Boreogadus saida, - один из весьма распространенных объектов промысла, вылавливается в центральных районах Баренцева моря, вдоль западного берега острова Новая Земля и у Тиман-ского берега. Запасы ее на Севере, в основном в восточном прибрежном районе, превышают 1 млн. 300 тыс. т, а вылов в 2004 году составил около 50 000 т [26]. Химический состав мяса сайки: вода - 81,68 %, белок -15,02%, жир - 1,00 %, зола -1,20 %. Масса съедобных частей тела (мясо, печень, гонады) составляет до 3 8 %.

В настоящее время большая часть добываемой сайки реализуется в мороженом виде и как кормовая продукция. Небольшая доля (не более 5%) перерабатывается на пищевые цели и выпускается в виде консервированной и вяленой продукции. Несмотря на высокое содержание белковых веществ (15,6 %) и повышенное содержание воды (до 83 %), мясо сайки составляет около 40 % массы рыбы и является полноценным по аминокислотному скору, а ее липиды характеризуются относительно высокой степенью непредельности [54, 146]. Активность протеолитических ферментов мышечной ткани сайки очень мала и зависит от сезона вылова рыбы [146].

Наиболее выгодно направлять отходы от разделки сайки на кормовые цели, предварительно разделив их на фракции: твердую (головы) и мягкую (печень и гонады). Твердую фракцию можно направлять на производство рыбных гидролизатов, например рыбного силоса. Мягкую фракцию отходов от разделки сайки можно использовать в производстве рыбоовощных консервов для домашних животных. Тушку сайки целесообразно направлять на производство фарша и разнообразных продуктов из него. Такой подход даст возможность комплексной и рациональной переработки данного вида сырья [106, 158].

Оводненность мышечной ткани и низкая активность тканевых ферментов сайки обуславливает слабую способность к созреванию при посоле. Проблема использования таких видов рыб для производства пресервов может быть решена путем применения коммерческих ферментных препа-

14 ратов или полученных из внутренностей хорошо созревающих рыб, а также с помощью интенсификации собственной ферментной системы сырья различными приемами и методами [39, 40, 53, 56, 67, 77, 114, 123].

Анализ липидов сайки показал, что наличие и баланс насыщенных, моно - и полиненасыщенных кислот свидетельствуют о высокой биологической ценности липидного состава сайки. Можно предполагать, что продукты на ее основе будут иметь профилактические свойства в питании. В сумме с незаменимыми жирными кислотами, полиненасыщенные фракции жиров выступают безусловным фактором в поддержании здоровья человека [54, 84].

При выборе сырья и подборе компонентов пристальное внимание уделяется биологической ценности рыб. Усвоение любого продукта идет по значению самого низкого аминокислотного скора. Белок сайки на 57% состоит из водо- и на 63% солерастворимых белков, которые легко перевариваются и хорошо усваиваются организмом человека. Лимитирующей аминокислотой для всех белков, кроме солератсворимых, является метио-нин, скор которого наименьший. В белках целых рыб, а также в белках фракций наблюдается значительное содержание лизина.

Лизин - аминокислота, которая способствует усвоению организмом фосфора, кальция и железа, увеличению содержания гемоглобина в крови, способствует пищеварительным процессам, улучшает биологическую ценность пищевого растительного белка и рациона в целом. Отсутствие или недостаток лизина приводит к остановке роста и развитию тяжелой клинической картины, напоминающей авитаминоз. Скор лизина в фарше сайки превышает 100%, поэтому белки сайки можно рекомендовать в качестве добавок для обогащения неполноценных по лизину белковых продуктов, в частности растительных [84].

По отношению суммы незаменимых аминокислот к сумме заменимых в данном белке (показатель E/N) [23] биологическая ценность белка сайки выше, чем у мойвы, но меньше, чем у путассу. При сравнении цен-

15 ности белков данного вида по фракциям у сайки, наибольшей биологической ценностью обладает водорастворимый белок [84].

Из литературных источников известно, что наибольшей водосвязы-вающей способностью (ВСС) обладает рыбный фарш с оводненной мышечной тканью. Очевидно, это связано с особенностями химического состава, главным образом массовой долей жира [151].

В настоящее время биологическая и пищевая ценность сайки научно обоснована [54, 84], что делает возможным рекомендовать её к промышленной переработке на пищевые цели в ранее не востребованном направлении, таком как производство малосоленых пресервов в удобной для потребителя расфасовке и упаковке.

Другой объект исследования - кальмар атлантический Todarodes sagi-tatus (Lamarck) относится к нерыбным объектам промысла. Вылавливается кальмар атлантический в Северо-Восточной Атлантике, с прилегающим арктическим побережьем, у берегов Норвегии, Исландии, Португалии. По химическому и морфологическому строению кальмар атлантический схож с кальмаром тихоокеанским Todarodes pacificus (Omraastrephes sloani pacificus) [34, 35].

Нерыбные объекты промысла пользуются большим спросом на потребительском рынке. В последние годы кальмар ловится достаточно активно в Северо-Восточной Атлантике и у берегов Норвегии.

Выход съедобной части зависит от вида кальмара, размера, сезона вылова, способов добычи, охлаждения, замораживания, условий хранения и методов обработки. Мантия кальмара атлантического Todarodes sagitatus (Lamarck) содержит белков от 19,8 до 20,6%, жира до 1,4 %. Кальмары отличаются высоким содержанием саркоплазматических белков (до 60%) и низким содержанием миофибриллярных (до 30%), белки стромы составляют от 2 до 4 % [43, 116].

В состав белков саркоплазмы кальмаров в преобладающем количестве входят глобулин X, миоглобулины и миогены. Миоальбумины содержат

фракцию термоустойчивых белков, которые не денатурируют при температуре 100 С. Миофибриллярные белки кальмаров содержат в основном актин и в незначительном количестве миозин и актомиозин. Низкое содержание актомиозина определяет одну из технологических особенностей мяса кальмара - фарш из него не способен образовывать эластичный гель. Изоэлектрическая точка белков мяса кальмара находится в пределах от 6,1 до 7,0 [116]. Мясо кальмара - высокобелковый продукт и является ценным пищевым продуктом, содержащим все незаменимые аминокислоты и особенно такие, как лизин, содержащийся в растительных продуктах в незначительном количестве. Содержание лизина (560 мг/г общего азота) больше, чем в курином яйце и молоке, поэтому мясо кальмара рекомендуется включать в лечебные диеты [34, 35]. В зависимости от времени года содержание отдельных свободных аминокислот и пептидов в мясе кальмаров меняется. Так, к зиме увеличивается содержание треонина, цистина, вали-на, лизина, метионина, тирозина, а содержание таурина, серина, пролина, глицина - уменьшается. Постоянным в течение года остается содержание аминокислот: фенилаланина, гистидина, аланина и аргинина [116].

Азотистые вещества мяса кальмара представлены на 80- 85% белками и на 15-20% экстрактивными азотистыми веществами, которые придают ему своеобразный приятный вкус [89]. По сравнению с белками мяса рыб в мясе кальмара содержится меньше азота цистина и аланина, а содержание аргининового и меланинового азота несколько повышено. В мышцах кальмара не обнаружены экстрактивные азотистые вещества -гипоксантин и лейцин, обычных для белков мяса рыб. Весьма значительно содержание в тканях тела кальмара других экстрактивных азотистых веществ, таких как аргинин, бетаин, таурин, инозиновая кислота, креатин, кратинин, карнозин.

Жирокислотный состав липидов кальмара значительно колеблется в зависимости от сезона, возраста кальмаров. Липиды содержат мало мононенасыщенных жирных кислот и большое количество полиненасыщенных.

Следует отметить высокое содержание в мышцах кальмаров гликогена от 0,5 до 1,5 %, чем они заметно отличаются от мяса рыб [34, 35, 116]. В мантии кальмара содержание гликогена составляет 75, гексоз от 62 до 75, гексозаминов до 60 мг на 100 г. Мясо кальмара отличается большим разнообразием макро- и микроэлементов, по сравнению с рыбой кальмар богаче фосфором и магнием [116].

В настоящее время изучен уровень активности протеолитических ферментов мышечных тканей кальмара. Он гораздо выше, чем у других видов гидробионтов и в зависимости от вида кальмара достигает значений от 0,4 до 1,3 мкмоль/(г*ч) [116]. Согласно последним исследованиям в этой области, в мантии кальмара были обнаружены протеазы, активные в кислотной, нейтральной и щелочной областях, при умеренной (около 40 С) и высокой (около 65С) температурах.

Активность протеолетических ферментов мантии кальмара-стрелки составляет 0,28 мкмоль/г*ч, щупальцев - 0,23 мкмоль/г*ч, желудочно-кишечного тракта - 3,96 мкмоль/г*ч, печени - 2,81 мкмоль/г*ч. Таким образом, активность протеолетических ферментов мантии кальмара-стрелки превышает активность протеаз мышечной ткани некоторых рыб, таких как, сардинопс, ставрида, скумбрия в 4 - 5 раз [147, 148]. При длительном холодильном хранении кальмаров в неразделанном виде, в силу диффузии в мышечную ткань протеолетических ферментов желудочно-кишечного тракта [63, 148], может повышаться активность протеаз мантии.

Промывка фарша из головоногих с целью удаления этих ферментов нежелательна, так как из-за растворимости их миофибриллярных белков выход фарша может уменьшиться. Поэтому с целью подавления деятельности протеиназ активно используются различные добавки ингибиторы [34, 168]. Немаловажно, что кальмар, замороженный в начальной стадии окоченения, сохранят высокое качество при температуре минус 18С от 8 до 10 месяцев [89].

Активность липолитических ферментов мантии независимо от вида кальмара низкая. Комплекс липаз желудочно-кишечного тракта наиболее активен в сравнении с липолитическими ферментами мантии. Активность липолитических ферментов по отношению к массовой доли жира в печени находится в обратной зависимости. При холодильном хранении кальмаров от четырех до шести месяцев наблюдается незначительное уменьшение активности комплекса липолитических ферментов как в мантии, так и в желудочно-кишечном тракте. Причем, по литературным данным, низкие температуры оказывают заметное ингибирующее действие на липолитические ферменты: лишь в первый месяц холодильного хранения, при последующем хранении эта величина практически остается на одном уровне [148, 171, 173].

Кальмар обладает своеобразными органолептическими свойствами. Интенсивность сладковатого вкуса зависит от содержания глицина, аргинина, бетаина, таурина и других аминокислот. Консистенция мяса кальмара определяется его сложной микроструктурой. При продолжительной термической обработке мясо кальмара становится резиноподобным при разжевывании.

Согласно последним исследованиям, анализ изменений отечественной сырьевой базы рыбоперерабатывающей отрасли свидетельствует о значительном возрастании в общем добываемом объёме рыбы с пониженной товарной ценностью и головоногих моллюсков. С другой стороны, увеличение потребления населением пищевых продуктов, максимально подготовленных к употреблению, явилось толчком к активному развитию производства и расширению ассортимента пресервной продукции с целью обеспечения полноценного питания населения. Также появилась необходимость создания биологически полноценных и функциональных продуктов питания, которые рассматриваются не только как средства поддержания жизнедеятельности организма, но и как средства профилактики и лечения различных заболеваний [127, 133, 129, 153].

В зарубежных странах рыбная промышленность ориентирована на использование в производстве слабосоленых рыбных продуктов технологий глубокой переработки сырья [1, 12, 153].

В нашей стране данное направление является актуальной задачей. Рост потребления рыбных продуктов требует изыскания новых путей повышения технико-экономической эффективности производства и улучшения качества готовой продукции. В настоящее время более пристальное внимание уделяется использованию современных достижений технической биохимии, с целью подготовки полуфабриката гидробионтов, в частности, применению:

ферментных препаратов для обработки мяса рыбы;

других компонентов, которые влияют на процессы созревания при посоле.

Продукцию из фарша малосозревающих видов рыбы подвергают тепловой обработке, с целью снижения массовой доли воды в мышечной ткани или традиционно используют ферментные препараты для созревания соленой продукции (пресервов) при посоле [36, 38, 40, 53, 56, 77, 123, 144, 151].

С помощью протеолитических препаратов животного, растительного и микробного происхождения за счет частичного расщепления молекулы белка можно улучшить вкус, аромат, и консистенцию продукции. Установлено влияние активации протеолоза путем применения ферментов на тендеризацию мышечной ткани, что может служить основанием для использования протеаз при производстве пастообразных изделий [17, 35, 36, 46, 47, 49, 53, 56, 77, 78, 122, 123, 144].

В рыбной промышленности ферментные препараты в основном применяют в производстве пресервов, солёной и копчёной продукции из новых видов рыб, ранее не используемых или мало пригодных для этих целей. Анализ работ в направлении расширения ассортимента рыбных пастообразных пресервов показал, что в основном использовалось хорошо со-

20 зревающее сырье [56, 121, 144] или сырье с невысокими показателями созревания, но с обязательным внесением ферментных препаратов таких как «Оризин ПК», «Терризин ПК», «Океан», протеолитический препарат «Протин» и другие [15, 39, 40, 46, 53, 66, 78, 122, 142, 144].

Примером тому служат пастообразные пресервы из горбуши и некондиционной икры минтая [40, 78, 123]. Известен способ внесения ферментного препарата, полученного из промывных вод фарша минтая с ас-партильными протеазами (в основном катепсином Д) [36]. В литературных источниках приведен способ приготовления деликатесных пресервов в масле из филе малосозревающих при посоле рыб, где признак деликатесное готового продукта достигается путем внесения в банку ферментного препарата «Океан» [66, 142].

Однако, ферментный препарат, активируя тендеризацию белковых структур, оказывает положительное влияние на качество лишь в первый период хранения пресервов. Пресервы через 14 дней хранения при температурах близких к нулю имеют значения небелкового азота и азота аминогрупп соответствующие показателям хорошо созревшей продукции (коэффициент отношения величин небелкового азота к общему азоту составляет 0,20). Далее протеолиз переходит в нежелательный автолиз тканей рыбы, ткани чрезмерно размягчаются. Консистенция становится мажущей, растет накопление летучих азотистых веществ, что ведет к преждевременной порче пресервов. К концу третьего месяца хранения пресервы имеют чрезмерно высокие показатели расщепления белка, характерные для перезревшей продукции. Технологию пресервов с такой динамикой показателей созревания трудно считать эффективной, поскольку для торможения автолиза и предотвращения перезревания и порчи продукта требуется специальный ингибитор ферментного препарата [32, 38, 175]. Кроме того, в настоящее время отсутствует промышленное производство ферментного препарата «Океан», который и ранее считался дефицитным и дорогостоящим.

Наряду с ферментами протеолитического действия, в производстве рыбных продуктов возможно использование бактериальных культур микроорганизмов, содержащих молочнокислые бактерии. Данный способ позволяет удлинить сроки хранения продукта путём подавления микроорганизмов, неспособных к росту в кислой среде (например, гнилостных бактерий) при одновременном повышении белизны фарша, увеличении содержания небелкового азота, свободных аминокислот и улучшения ор-ганолептических характеристик [66, 145, 179].

Рассмотренные выше технологии имеют ряд недостатков: производство ферментных препаратов дорогостоящее, к ферментным препаратам применяются жесткие требования: они должны обладать определенным и направленным действием, быть активными в определенной зоне кислот-' ности среды, а главное - быть безвредными [66, 144, 145]. Для этих технологий требуются дополнительные материальные затраты на производство, необходимо дорогостоящее дозирующее оборудование для ферментного препарата, необходимы емкости для подготовки ферментного препарата и площади использования в технологическом процессе.

При производстве пресервов целесообразно исключать сахар из рецептур заливок и соусов, так как традиционное добавление в рецептуры 1% сахара к массе нетто сырья, не оказывает практического влияния на скорость гидролиза белка мышечной ткани в процессе созревания при посоле и является лишь вкусовым компонентом. Повышение количества сахара более 3% к массе нетто рыбы ухудшает вкусовые качества пресервов [163]. Известно, что углеводы являются катализаторами молочнокислого брожения, поэтому внесение в рецептуры пресервов сахара, овощей, майонеза, сметаны повышает пищевую ценность пресервного продукта и позволяет увеличить его сроки хранения за счет снижения кислотности среды. Особенно это важно для малосоленой пресервной продукции [163, 165, 166].

22 Кислотность среды (рН) влияет не только на активность комплексов пептидогидролаз рыбного сырья, но и на их стабильность. Наибольшая стабильность активности кислого комплекса пептидогидролаз наблюдается при рН от 4 до 5, щелочного комплекса ферментов при рН от 6,0 до 8,0. Введение кислоты в состав продукта от 0,2 до 0,6% подавляет микрофлору, принимающую участие в формировании запаха слабосоленой продукции.

Влияние антисептика при посоле - бензойнокислого натрия, на скорость созревания в количестве от 0,1 до 0,3% к массе рыбы не оказывает заметного влияния на процесс созревания рыбы при посоле [163].

В производстве пресервов из малосоревающих при посоле рыб особое внимание должно уделяться обработке полуфабриката. Полуфабрикат должен быть максимально подготовлен для дальнейшего стимулирования процессов созревания при посоле и в процессе хранения. Для этого требуется максимально активизировать нативные свойства протеолитической системы мышечной ткани рыбы. При созревании слабосоленой продукции из разделанного сырья гидролиз белка мышечной ткани рыбы идет под действием тканевых пептидгидролаз типа катепсинов.

В результате при хранении соленой рыбы продуцируется белково-жировой комплекс, который придает готовому продукту «букет» созревших пресервов. Такой эффект дает комплексное сочетание таких технологических операций, как:

5. Подсушивание соленого полуфабриката с использованием и без использования коптильного дыма [74, 128, 123, 132, 145].

6. Измельчение мышечной ткани рыб [40, 66, 130, 145].

7. Внесение активатора процесса созревания [39, 40, 53, 56, 66, 77, 123, 145].

Однако при этом пресервы из малосозревающих рыб (ставрида, терпуг, минтай, путассу, хек и другие) по вкусоароматическим свойствам уступают пресервам из традиционных видов рыб, пригодных для

23 приготовления пресервов (сельдевые, сиговые, лососевые и другие). Это объясняется слабой собственной ферментной системой. Количество продуктов расщепления белка остается на уровне показателей несозревшей продукции (коэффициент отношения величин небелкового азота к общему азоту составляет 0,18) [155].

Различные способы предварительной обработки: прессование, пастеризация, центрифугирование, проваривание, обжаривание, бланширование и кратковременная тепловая обработка рыбы теплым воздухом, подкапчивание позволяют придать полуфабрикату частичную готовность, повысить ее калорийность в связи с частичным удалением воды, улучшить консистенцию, вкусовые качества готового продукта [7, 11, 12, 74,77,79,128, 132, 133, 156].

Общеизвестно, что созревание при посоле - это комплексный биохимический процесс, который включает в себя гидролиз белка, липидов, реакции комплексообразования между продуктами гидролиза этих веществ и продуктами окисления липидов. В результате рыба приобретает «букет созревания» (вкус и аромат), хорошую консистенцию, становится пригодной в пищу без дополнительной обработки. Период созревания условно разделен на три этапа.

Первый этап - «предсозревание», проходит под действием протеаз мышечной ткани и характеризуется небольшим накоплением небелковых фракций. Нарушается расположение полипептидных цепей внутри белковой молекулы, что приводит к накоплению крупных полипептидых фрагментов. Катепсины Д и Е играют роль пускового механизма протеолиза, способствует выходу из лизосом катепсинов А, В и С, проявляющих максимальную активность в зоне рН, близкую к значению рН соленой рыбы в области от 5,8 до 6,6 [65, 66, 144, 145, 163].

Второй этап характеризуется активно идущими процессами протеолиза при совместном действии протеаз тканей и внутренностей. Наблюдается количественный рост азотсодержащих веществ. В разделанной рыбе

24 продолжают действовать мышечные ферменты, которые проявляют свойства экзопептидаз, они могут действовать синергически с катепсином Д, например катепсин А [66].

Третий этап заключается в образовании основных признаков созревшей рыбы - вкуса и аромата. Пептиды и аминокислоты весьма реак-ционноспособные, существует вероятность их взаимодействия между собой, так и с продуктами липолиза [66, 144, 145, 163].

При выборе режима предварительной тепловой обработки полуфабриката для производства пресервов следует учитывать, что протеазы (ка-тепсины) кислой зоны (рН 3,5) наименее термо стабильны, максимальную активность проявляют при температуре от 30 до 40 С [24]. При температуре выше 40 С наблюдается резкое снижение активности этой группы ферментов. Ферменты, гидролизующие белки в щелочной зоне (рН 8.0), также как и кислые протеазы, проявляют максимальную активность при повышении температуры до 40 С, дальнейшее увеличение температуры приводит к снижению их функциональной активности. При температуре выше 50 С наблюдается полная инактивация кислых протеаз, щелочные сохраняют от 40 до 60 % от максимальной активности [24].

Оптимальная температура, при которой наблюдается максимальная активность, для большинства ферментов находится в пределах от 30 до 50 С [88, 121]. Следовательно, подсушка рыбы теплым воздухом с температурой от 30 до 40 С будет оказывать стимулирующие воздействие на ферменты мышечной ткани рыбы. Снижение доли воды в процессе подсушивания придает полуфабрикату требуемую консистенцию и хорошие вкусовые качества [128, 164, 165, 166].

Известна технология производства пресервов из подсушенного полуфабриката, которая заключаются в посоле разделанной на филе рыбы, ее обезвоживании теплым воздухом с дальнейшей обработкой коптильным препаратами и внесением растительного масла. Такая обработка сырья позволяет из малосозревающих при посоле рыб получить

25 пресервы улучшенного качества, маскирует недостатки созревания соленого филе за счет обработки полуфабриката коптильными препаратами в сочетании с режимом холодного копчения. [133]. При этом процесс созревания при посоле готового продукта идет медленно, что подтверждают значения небелкового азота (420 мг%) и азота аминогрупп (80 мг%). Коэффициент отношения величин небелкового азота к общему азоту (НБА/ОА) составляет 19 % [133]. Для сравнения рекомендуемый показатель НБА/ОА для созревшей соленой рыбы от 22 до 23 % [114].

Примером с длительной тепловой обработкой полуфабриката рыбы служит способ, при котором подготовленное соленое филе обрабатывают теплым воздухом с температурой от 25 до 28 С в течение 7,5 часов. Процесс холодного копчения идет при одновременном многократном диспергировании нагретого до температуры 80 С коптильного препарата. Подготовленный полуфабрикат укладывают в банку и вносят разогретое до температуры от 30С до 40С растительное масло с целью доведения рыбы до состояния вяленого продукта [133].

Данная технология имеет недостатки, такие как длительность процесса производства и энергозатратность.

Измельчение мышечной ткани способствует более гармоничному распределению компонентов при производстве соленой пастообразной продукции [15, 46, 48, 53, 66, 145]. Современные тенденции технологии производства пастообразной продукции из гидробионтов заключаются в разработке приемов, обеспечивающих помимо формирования определенной структуры высокие вкусовые и питательные свойства. Известна технология получения рыбной пасты с применением посола одновременно с измельчением мышечной ткани, при этом концентрация соли в фарше достигает от 18 до 22% [130].

Использование малосозревающих объектов промысла требует корректировки технологии, обеспечивающей стимулирование созревания мы-

26 шечной ткани рыбы. В качестве активатора процессов созревания при посоле в фарши малосозревающих рыб можно вносить фарш хорошо созревающей рыбы. Соленый фарш атлантической сельди наиболее приемлем. Вне-сение фарша хорошо созревающий рыб в фарш с низкой активностью ферментативной системой (фарш сайки), поможет интенсифицировать процесс созревания при посоле малосозревающего рыбного фарша, улучшить его вкусовые качества и найти новые технологические решения с целью расширения ассортимента пастообразных пресервов (пресервов типа паштеты). Соленый фарш атлантической сельди наиболее доступен, улучшает вкусовые и реологические характеристики пресервов типа паштеты из сайки.

Из литературных источников известно, что активность протеаз в мясе сельди не одинакова в течение года, наибольшая активность приходится на летне-осенний период вылова [53, 55, 66, 119]. Следует учесть, что активность ферментов мышечной ткани мороженой сельди возрастает в зависимости от продолжительности холодильного хранения сырья [53, 55, 56, 66]. Рост активности мышечных пептидогидролаз особенно интенсивно наблюдается в первые 5 суток просаливания, затем процесс стабилизируется, но показатели активности ферментов остаются выше на всех этапах хранения в сравнении с образцами, где в качестве сырья использовалась сельдь-сырец [53].

Таким образом, в качестве активатора процесса созревания, сельдь более эффективно использовать мороженую, со сроками хранения от 1 до 6 месяцев, выловленную в летне-осенний период [53, 55, 56, 66, 119].

1.2 Анализ технологий производства пищевой продукции из рыбных фаршей и морепродуктов

В 90-ые годы 20 века рыбной промышленностью вырабатывались такие пастообразные изделия, как рубленная рыба (из сельди, скумбрии, сардины), масло из океанических рыб и ракообразных (из сельди, скум-

27 брий, лосося, криля, сардин), икорно-креветочное масло из икры минтая и крилевой белковой пасты «Океан», крилевая паста различных видов, рыбная паста, паштеты из белковой пасты «Океан», а также пасты и паштеты с использованием белковой пасты «Океан». Пасты «Закусочная», «Особая», «Бутербродная» вырабатывали без термической обработки из соленой сельди иваси с добавлением масел, специй, овощей и сыра [11].

Создание фаршевых продуктов нового поколения с ориентацией на физиологические, профессиональные и социальные условия, в рецептурах которых используют комбинацию животных и растительных ингредиентов в одном продукте, имеет большой научно-практический интерес. В кулинарный рыбный фарш добавляют мясо беспозвоночных, овощи, различные белковые препараты растительного происхождения (соевые концентраты и изоляты), а также молочные белки, свежие, сухие, замороженные овощи, пшеничную муку и различные крупы, пищевые волокна [31, 46, 144, 151, 153].

Для придания фаршевому продукту заданных структурных свойств, применяют различные структурообразователи пищевых систем. Известны работы, где в качестве стабилизатора применяют растворимую натриевую соль альгиновой кислоты для придания пастообразному фаршу структуры суфле. Альгинаты, введенные в состав пищевых продуктов, не изменяют их функциональные свойства, что предопределяет их использование при получении продукции лечебно - профилактического назначения [124, 144].

В настоящее время актуальна проблема использования рыбных фаршей в сочетании с молочными продуктами, такими как мягкие сыры, творог, заменители цельного молока [44, 151]. С целью регулирования реологических свойств продукта (липкости и влагоудерживающей способности) фарша применяют пищевую добавку «СУПРО 500Е» (изолированные соевые белки), которая хорошо балансирует аминокислотный состав рыбных фаршей (уровень скоров лимитирующих аминокислотный состав выравнивается до 100 % и более) [144, 151].

Современные тенденции технологии производства пастообразной продукции из гидробионтов заключаются в разработке приемов, обеспечивающих помимо формирования определенной структуры высокие вкусовые и питательные свойства [17, 36, 48, 49, 53, 56, 128, 122, 142, 144, 164].

В Европе и России возрос интерес к комбинированным фаршевым изделиям, но растительные и биологические добавки не влияют на созревание при посоле. Их вносят в рецептуры рыбных фаршей в основном с целью сбалансирования состава готового продукта. Комбинирование пищевых компонентов дает возможность [12, 31, 153] создать продукт, способствующий стабилизации питания по основным ингредиентам и удовлетворяющий дифференцированным требованиям рационального питания. Введение овощных добавок и их смесей в производство рыбных фаршевых изделий даёт возможность улучшить пищевые качества рыбопродуктов, повысить их пищевую и кулинарную ценность, а также снизить влияние сезонности в потреблении овощей. Вносимые в качестве добавок овощи, способствуют пищеварению благодаря содержанию в них целлюлозы, ге-мицеллюлозы, пектина, крахмала [5, 9, 11, 12, 25, 31, 46, 124, 144, 151, 169].

Но использование корнеплодов в производстве пресервов, где продукт не подвергается тепловой обработке, увеличивает риск внесения патогенной микрофлоры. Для снижения данного риска обязательны тщательная мойка корнеплодов, которая требует большого расхода воды; инспектирование после мойки и зачистка корнеплодов повлекут за собой дополнительные затраты ручного труда.

В настоящее время появилось много сведений о производстве изделий с внесенными в них зерновых отваров, раствора хитозана в количестве от 3,0 до 8,0 %, пищевых добавок целлюлозной природы от 17,5 до 60,0 %, спиртовых растворов лекарственных растений. Это позволяет расширить ассортимент, придать продукту диетические и профилактические свойства.

29 Такие рыбные продукты обладают выраженным тонизирующим и стимулирующим эффектом. В качестве добавок используют растительные адап-тогены, например, женьшень, элеутерококк, лимонник, аралия. Именно они способствуют повышению уровня работоспособности организма и усиливают его сопротивляемость к неблагоприятным условиям [127, 129, 133]. Перечисленные вносимые в рецептуру спиртовые растворы достаточно дороги и требуют использования дополнительного дорогостоящего дозирующего оборудования.

Научно-информационные сведения о свойствах и функциональности наиболее распространенных видов рыб, вторичных продуктов их переработки дает возможностях создания комбинированных и имитированных, продуктов различных технологических форм [5, 25, 31, 77, 151].

В основном в настоящее время малоценные виды рыбы востребованы предприятиями социального питания. Приготавливаемые из этих видов рыбы блюда традиционны: жаренная или отварная рыба, рыбные котлеты. В большинстве случаев органолептические показатели этих блюд не высоки. Очевидно, что применение малоценных видов очень ограниченно. И одно из препятствий заключается в отсутствии технологий и рецептур пищевой продукции из этого вида сырья. Необходима разработка новых рецептур или адаптация уже имеющихся.

Фарши малоценных видов рыб можно комбинировать с молочнокислыми продуктами, это позволит повысить пищевую ценность готового продукта и обогатит готовый продукт кальцием, другими минеральные соединения [44].

Фарш сайки мало используется в производстве пищевой продукции, так как имеет непривлекательный темно-серый цвет. Использование отбеливающих добавок (майонеза или яичного белка) значительно улучшает органолептические качества и повышает калорийность продукта. Как ма-лосозревающий, фарш сайки ранее не использовался в производстве пресервов.

Решив задачу промышленной переработки сайки на фарш с целью дальнейшего его использования в пресервном производстве, можно значительно расширить ассортимент пищевой продукции доступной мало обеспеченным слоям населения.

Кальмар является высокоценным продуктом питания, что обусловлено содержанием в нем полноценного и хорошо усвояемого белка, витаминов, минеральных веществ [12, 34, 35, 116, 118, 145, 168].

Кулинарные изделия и пресервы из кальмара пользуются высоким потребительским спросом в странах Азии, Западной Европы, США и других. Кальмары также используют для приготовления кулинарных изделий: фаршированный кальмар, пельмени с кальмаром, беляши, кнели, купаты, голубцы [11, 152].

Имеющиеся технологии производства пресервов из головоногих моллюсков, в том числе из кальмаров основаны на продолжительной тепловой обработке (варка полуфабриката от 15 до 40 минут) или мариновании полуфабриката в маринаде в течение от 80 до 100 минут. Известна технология приготовления пресервов из кальмара, где кожный покров удалялся с помощью выдерживания сырья кальмара в солевом растворе, а затем обесшкуренный кальмар прогревался в жарочном шкафу при температуре 130 С в течение 25-30 минут.

Данные способы обработки имеют ряд серьезных недостатков: излишний расход пищевых материалов, полуфабрикат кальмара становится жестким, так как происходит глубокая коагуляция белков и угнетается ферментная система мышечной ткани мантии кальмара, снижается биологическая ценность кальмара (в солевой раствор и маринад переходят большое количество соле- и водорастворимых белков, витаминов и минеральных веществ), ухудшается консистенция полуфабриката, требуются дополнительное время для производства [11, 12, 42, 87, 89, 116, 118, 152, 168].

31 Таким образом, традиционно высокий покупательский спрос на продукцию из кальмара требует разработки нового подхода в подготовке полуфабриката кальмара для производства пресервов.

Задачу по расширению ассортимента продукции пресервов из кальмара можно решить за счет малосоленых пресервов с использованием полуфабриката кальмара с активной собственной ферментной системой.

1.3 Способы регулирования функционально-технологических свойств

фаршевых систем

Известно, что белки мяса рыбы состоят из многих фракций, отличных по растворимости, рН изоэлектрической точки, молекулярной массы, и температуры коагуляции [23, 48, 49, 88, 121, 170, 178]. В основном это три большие группы: миофибриллярные белки, белки саркоплазмы и белки стромы.

В состав фракции белков саркоплазмы входит около 100 различных ферментов, катализирующих реакции гликолитического цикла, гидролиз белков и полипептидов, ферментативное разложение триметиламиноксида (ТМОА) и многие другие.

Миофибриллярный белок миозин обладает также свойствами фермента, называемого аденазинтрифосфатазой (АТФазой), то есть, способен катализировать реакцию гидролиза аденазинтрифосфорной кислоты (АТФ). Высокое содержание сульфгидрильных групп (-SH) делает этот белок высокоактивным и чувствительным компонентом, вызывающим денатурацию.

Наибольшее влияние на консистенцию рыбного фарша оказывают изменения миофибриллярных белков. Механическое разрушение мышечной ткани рыбы (измельчение) приводит к разрушению первоначальной структуры мяса, изменению химического состава, то есть уменьшается

32 содержание фосфолипидов и увеличивается содержание карбонильных соединений. В процессе сепарации подкожный жир отделяется от кожи, удаляется некоторая часть соединительной ткани, при этом в фарше становится больше жира и меньше белков стромы в процентном отношении.

В процессе гидролитических изменений фосфолипидов саркоплаз-менной сетки образуются свободные жирные кислоты, расположенной вблизи миофибриллярных белков. Оставшиеся неразложившимися фосфо-липиды защищают белки мяса от действия свободных жирных кислот, идет образование липидно-белковых комплексов. При перемешивании рыбного фарша белки могут взаимодействовать и с неокисленными липи-дами [48].

У тощих рыб, к которым относятся сайка, наблюдается высокая активность диметилазы в сырье. Измельчение приводит главным образом к увеличению продуктов распада ТМАО и связанному с ним уменьшению растворимости белков [48].

Рыбный фарш - пористый, достаточно липкий и пластичный материал, весьма подвержен воздействию воздуха в момент измельчения, повторной сепарации в стрейнере или перемешивания (аэрация фарша). Из воздуха в фарш попадают молочнокислые бактерии, вырабатывающие в процессе жизнедеятельности молочную кислоту, которая снижает рН паштета и выступает как дополнительный консервирующий фактор [48, 73].

Структурно-механические характеристики и качество готового продукта зависят от поведения продукта (созревание при посоле и другие), внесения добавок, регулирования режимов и способов механической (например, измельчение), термической, электрической и химико-технологической обработки (посол, регулирование рН продукта и другие). Изучение реологических свойств пищевого продукта дает возможность производства продуктов с высокими органолептическими показателями и высоким уровнем качества продукта.

Совершенствование технологии фаршевых продуктов связано с поиском эффективных способов регулирования функционально-технологических свойств многокомпонентных фаршевых систем, в том числе с помощью специальных структурорегулирующих добавок. В последнее время в производстве помимо индивидуальных структурообразо-вателей стали широко применять многокомпонентные полуфункциональные структурорегулирующие добавки (СРД) (соевый белок, многокомпонентная пищевая СРД «РЕОЛО -30»). Положительное влияние СРД на выход фаршевых изделий связано с процессами набухания, клейстеризации, гелеобразования в макромолекулах белков и полисахаридов, входящих в их состав. При этом водоудерживающющая способность (ВУС) сырых фаршей возрастает [9].

Введение соевого белка в фарш увеличивает его вязкость в 3 раза, предельное напряжение сдвига (предел прочности) - в 4-5 раз по сравнению с рыбным фаршем без добавок. Установлено, что реологические свойства зависят от вида рыбы - наибольшую вязкость и напряжение сдвига имеют фарши из лосося (жирное сырье), наименьшую - минтая (тощее сырье). При содержании в системе фарша от 65 до 70% - структура готового продукта имеет пастообразную консистенцию.

Консистенция зависит от белково-водного коэффициента (БВК). При содержании фарша в системе около 70 % (БВК составляет от 0,27 до 0,28) структура фаршевой системы плотная. При снижении доли фарша до 30 % (БВК - 0,18) структура системы становится рыхлой, наблюдается отделение жидкости. Консистенция паст при значении БВК от 0,24 до 0,25 (массовая доля фарша в системе - 50 %) - нежная, сочная, мягкая. После тепловой обработки фаршей с альгинатом и вкусовыми добавками продукт имеет консистенцию типа суфле, хорошо режется (для фарша из лосося, окуня и терпуга), а фаршевая смесь из лосося и минтая - мажущую консистенцию, крупинтчатость системе придает фарш минтая. После тепловой

34 обработки вязкость и напряжение сдвига возрастают в 5-12 раз за счет коагуляции белков и деструкции полисахарида [124].

Комплекс ощущений при потреблении пищи, который называется органолептическим, приводит потребителя к предпочтению или отказу от пищевых продуктов. Кинестетические признаки продукта, связанные с мышечными ощущениями определяют текстурой продукта. Текстура, как физико-структурные свойства продукта, воспринимаемые органами слуха, зрения и осязания, вызывает у человека определенные ощущения при потреблении [72, 73, 107].

Сенсорную оценку консистенции продукта можно характеризовать как эмпирическую характеристику деформирующего поведения материала [107, 124]. При сенсорной или инструментальной оценкой оценке качества пищевого продукта определяют его консистенцию (степень плотности и твердости продукта) и текстуру. Показатель консистенции продукта - липкость, обеспечивает быстрый контроль готового продукта относительно соответствия или отклонения того или иного параметра от номинального значения, отражает в достаточной мере анализируемые реологические свойства, а в некоторых случаях может быть единственным методом реологического анализа [72, 73, 107].

Структура, тип структуры и механические свойства пищевых продуктов определяют их консистенцию — одну из наиболее сложных и важных сенсорных характеристик пищевых продуктов.

Структура пресервов типа паштеты по классификации П. А. Ребиндера может быть отнесена к первому типу структур — коагуляционным структурам, которая образуется в результате сцепления частиц вандерваальсовыми силами. Эта структура обладает малой прочностью вследствие наличия тонких устойчивых прослоек жидкой среды в участках сцепления элементов коагуляци-онной сетки, препятствующей сближению частиц.

При измельчении (диспергировании) мышечной ткани рыбы (грубодис-персной системы) получают дисперсную систему с коллоидными размерами.

35 В роли стабилизаторов, обеспечивающих коллоидной системе агрегативную устойчивость выступают вещества, являющиеся природными полимерами — белки. Растворы белков по своим свойствам аналогичны коллоидным системам, но в отличие от золей они образуются самопроизвольно вследствие медленного набухания и растворения [72, 73, 107].

От степени измельчения зависят реологические, физико-химические показатели фарша и его водоудерживающая способность, в совокупности определяющие его качество. Измельчение способствует улучшению структуры и консистенции фарша, повышает его вязкость и липкость, улучшает органолептические показатели и увеличивает выход продукции.

Известно, что самой низкой водоудерживающей способностью обладает среднеизмельченный фарш с частицами размером от 1,5 до 3 мм. При размере частиц более или менее 1 мм водоудерживающая способность возрастает, что в первом случае это обусловлено уменьшением степени повреждения первоначальной структуры мышечной ткани, а во втором -возрастающей долей фракции белков, растворимых в воде и набухающих в процессе связывания воды [48].

В процессе измельчения мышечной ткани протекают не только механические, но и химические изменения, обусловленные связыванием воды с белком, эмульгированием жиров, при этом высвобождается большое количество актомиозина и происходит расщепление его на актин и миозин, молекулы которых лучше поглощают воду и легче переходят в растворимое состояние [48, 73].

Липкость измельченного фарша мышечной ткани рыбы несколько выше, чем рыбного фарша, полученного без отделения кости и кожи [4]. Показатель липкости взаимосвязан с водоудерживающей способностью, так как оба эти свойства зависят от одних и тех же факторов. Их можно повысить за счет сдвига кислотности, изменения изоэлектрической точки, увеличения концентрации гидрофильных белков.

Изучение реологических характеристик рыбного фарша выявило, что внесение пищевых добавок (соль, соевый белок) приводит к созданию структуры с более высокими реологическими показателями [124]. Объясняется это тем, что денатурация растворенных белков приводит к образованию непрерывного пространственного упруго-эластичного каркаса в структуре готового продукта [40, 73, 78].

Таким образом, для создания высококачественных пищевых продуктов необходимо целенаправленно воздействовать на их реологические свойства, с помощью введения в рецептуры фаршей консистенцию регулирующих добавок.

Пасты, изготовленные с одновременным добавлением воды, растительного масла и ферментного препарата «Протина» обладали высокими органолептическими показателями. В этой технологии в качестве консистенцию регулирующей добавки выступает водно-масляная эмульсия [40, 78].

Масло, вносимое в пастообразный продукт, практически не влияет на протеолиз, но способствует созданию более нежной, мягкой консистенции паст, при этом снижается липкость и вязкость паст [40]. Внесение растительного масла при изготовлении паст из ферментированного сырья способствует увеличению липкости и вязкости, а добавление сахара -снижению этих показателей [39, 78].

Известна технология соленых пастообразных пресервов, где в качестве консистенцию регулирующей добавки в отпрессованные фарши из путассу, сельди тихоокеанской, минтая, сельди иваси или мавроликуса вносили маргарин в количестве от 5% до 10% в сочетании с ферментным препаратом. Продукт приобретал нежную консистенцию с сырным вкусовым оттенком [66, 77].

Целесообразно в состав рыбных паштетов вносить растительные масла, богатые эссенциальными компонентами. Растительные масла, как правило, вносят как в виде жировых эмульсий, а также и в чистом виде

37 [78]. Для придания аромата копчености эффективно использовать ароматизированное растительное масло на основе коптильного препарата [66, 155]. При этом с маслом вносится только жирорастворимая фракция коптильного препарата. Несмотря на то, что процесс ароматизации занимает больше времени и уменьшается ароматобразующий эффект по сравнению с внесением чистого препарата в продукт, достигается большая экологическая чистота продукта. Так как большая часть канцерогенных соединений вредных для здоровья человека не попадает в масло, следовательно, и в готовый продукт. Этот способ, по мнению ряда ученых, является наиболее приемлемым для производства пресервов в ароматизированном масле [13, 20,66, 125, 141, 145, 150, 155].

Имеются разработки использования жидких коптильных сред, обогащенных коптильными компонентами растительного сырья [45].

В последние годы наметилась тенденция к увеличению выпуска рыбопродукции с низкой массовой долей хлористого натрия [10, 13, 17, 40, 141, 144, 169]. Известно, что поваренная соль и мышечные белки рыб обладают высоким сродством к воде. При низкой концентрации соли молекулы белка абсорбируют на поверхности ионы хлора и набухают, их способность связывать воду увеличивается. Вода перемещается из раствора соли (тузлука) в мясо до достижения равновесия. Фарш в этом случае становится более липким, выход готовой продукции увеличивается [48].

Таким образом, малосоленые рыбные фарши по своим органолептиче-ским и реологическим показателям более приемлемы для производства деликатесной пресервной продукции.

Кальмар обладает очень сложными реологическими свойствами твердого тела, это обусловлено наличием анизотропных структурных элементов (поры, волокна). Кальмар при длительной термической обработке теряет большое количество воды до 20%, при этом консистенция мяса кальмара становится резиноподобной.

38 Реологическое описание такого пищевого продукта может осуществляться только с помощью параметров текстуры или показателей консистенции. Наряду с обычными принципами измерения для твердых пищевых продуктов применяются такие, которые имитируют нагружение продуктов питания при потреблении (например, жевание продукта зубами) - резание. Структурно-механические свойства и прочность материалов можно исследовать, определяя «усилие резания» [57].

Применение предварительной щадящей тепловой обработки полуфабриката позволит достигнуть высоких потребительских достоинств, что удовлетворяет современным тенденциям в обработке головоногих моллюсков и малоценных видов рыб. При этом производство пресервов будет экономически выгодно для производителей, а продукция - более доступна для потребителей с невысоким уровнем доходов [42, 125, 127, 142, 152, 155].

В настоящее время комплексное и рациональное использование мелкого и малоценного, а также малосозревающего сырья является приоритетным направлением в технологии пресервов [106, 158].

Сайка (полярная тресочка) перспективна для производства разнообразной пищевой пресервной продукции, несмотря на плохую способность к созреванию при посоле. Расширение ассортимента продукции малосоленых пресервов из головоногих моллюсков (кальмаров) также актуально в настоящий момент.

Исходя из вышесказанного, в настоящей работе поставлены следующие задачи:

8. разработать технологию и рецептуры малосоленых пресервов типа паштеты из малосозревающего вида рыб - сайки (с разработкой проекта нормативной документации);

9. изучить динамику процессов созревания малосоленых пресервов типа паштеты из подкопченной сайки в зависимости от композиционного состава и в процессе хранения; определить органолептические,

39 биохимические и реологические показатели качества паштетов, установить сроки хранения продукции;

3. разработать щадящий режим тепловой обработки полуфабриката кальмара и изучить влияние режимов бланширования на органолеп-тические и реологические показатели;

4. разработать технологию малосоленых пресервов из бланшированного кальмара в различных соусах (с разработкой проекта нормативной документации);

5. определить сроки хранения пресервов типа паштеты из подкопченной сайки и малосоленых пресервов из бланшированного кальмара на основе исследований органолептических, реологических, биохимических показателей.

Анализ технологий производства пищевой продукции из рыбных фаршей и морепродуктов

В 90-ые годы 20 века рыбной промышленностью вырабатывались такие пастообразные изделия, как рубленная рыба (из сельди, скумбрии, сардины), масло из океанических рыб и ракообразных (из сельди, скум брий, лосося, криля, сардин), икорно-креветочное масло из икры минтая и крилевой белковой пасты «Океан», крилевая паста различных видов, рыбная паста, паштеты из белковой пасты «Океан», а также пасты и паштеты с использованием белковой пасты «Океан». Пасты «Закусочная», «Особая», «Бутербродная» вырабатывали без термической обработки из соленой сельди иваси с добавлением масел, специй, овощей и сыра [11].

Создание фаршевых продуктов нового поколения с ориентацией на физиологические, профессиональные и социальные условия, в рецептурах которых используют комбинацию животных и растительных ингредиентов в одном продукте, имеет большой научно-практический интерес. В кулинарный рыбный фарш добавляют мясо беспозвоночных, овощи, различные белковые препараты растительного происхождения (соевые концентраты и изоляты), а также молочные белки, свежие, сухие, замороженные овощи, пшеничную муку и различные крупы, пищевые волокна [31, 46, 144, 151, 153].

Для придания фаршевому продукту заданных структурных свойств, применяют различные структурообразователи пищевых систем. Известны работы, где в качестве стабилизатора применяют растворимую натриевую соль альгиновой кислоты для придания пастообразному фаршу структуры суфле. Альгинаты, введенные в состав пищевых продуктов, не изменяют их функциональные свойства, что предопределяет их использование при получении продукции лечебно - профилактического назначения [124, 144].

В настоящее время актуальна проблема использования рыбных фаршей в сочетании с молочными продуктами, такими как мягкие сыры, творог, заменители цельного молока [44, 151]. С целью регулирования реологических свойств продукта (липкости и влагоудерживающей способности) фарша применяют пищевую добавку «СУПРО 500Е» (изолированные соевые белки), которая хорошо балансирует аминокислотный состав рыбных фаршей (уровень скоров лимитирующих аминокислотный состав выравнивается до 100 % и более) [144, 151].

Современные тенденции технологии производства пастообразной продукции из гидробионтов заключаются в разработке приемов, обеспечивающих помимо формирования определенной структуры высокие вкусовые и питательные свойства [17, 36, 48, 49, 53, 56, 128, 122, 142, 144, 164].

В Европе и России возрос интерес к комбинированным фаршевым изделиям, но растительные и биологические добавки не влияют на созревание при посоле. Их вносят в рецептуры рыбных фаршей в основном с целью сбалансирования состава готового продукта. Комбинирование пищевых компонентов дает возможность [12, 31, 153] создать продукт, способствующий стабилизации питания по основным ингредиентам и удовлетворяющий дифференцированным требованиям рационального питания. Введение овощных добавок и их смесей в производство рыбных фаршевых изделий даёт возможность улучшить пищевые качества рыбопродуктов, повысить их пищевую и кулинарную ценность, а также снизить влияние сезонности в потреблении овощей. Вносимые в качестве добавок овощи, способствуют пищеварению благодаря содержанию в них целлюлозы, ге-мицеллюлозы, пектина, крахмала [5, 9, 11, 12, 25, 31, 46, 124, 144, 151, 169].

Но использование корнеплодов в производстве пресервов, где продукт не подвергается тепловой обработке, увеличивает риск внесения патогенной микрофлоры. Для снижения данного риска обязательны тщательная мойка корнеплодов, которая требует большого расхода воды; инспектирование после мойки и зачистка корнеплодов повлекут за собой дополнительные затраты ручного труда.

В настоящее время появилось много сведений о производстве изделий с внесенными в них зерновых отваров, раствора хитозана в количестве от 3,0 до 8,0 %, пищевых добавок целлюлозной природы от 17,5 до 60,0 %, спиртовых растворов лекарственных растений. Это позволяет расширить ассортимент, придать продукту диетические и профилактические свойства.

Такие рыбные продукты обладают выраженным тонизирующим и стимулирующим эффектом. В качестве добавок используют растительные адап-тогены, например, женьшень, элеутерококк, лимонник, аралия. Именно они способствуют повышению уровня работоспособности организма и усиливают его сопротивляемость к неблагоприятным условиям [127, 129, 133]. Перечисленные вносимые в рецептуру спиртовые растворы достаточно дороги и требуют использования дополнительного дорогостоящего дозирующего оборудования.

Способы регулирования функционально-технологических свойств фаршевых систем

Известно, что белки мяса рыбы состоят из многих фракций, отличных по растворимости, рН изоэлектрической точки, молекулярной массы, и температуры коагуляции [23, 48, 49, 88, 121, 170, 178]. В основном это три большие группы: миофибриллярные белки, белки саркоплазмы и белки стромы.

В состав фракции белков саркоплазмы входит около 100 различных ферментов, катализирующих реакции гликолитического цикла, гидролиз белков и полипептидов, ферментативное разложение триметиламиноксида (ТМОА) и многие другие.

Миофибриллярный белок миозин обладает также свойствами фермента, называемого аденазинтрифосфатазой (АТФазой), то есть, способен катализировать реакцию гидролиза аденазинтрифосфорной кислоты (АТФ). Высокое содержание сульфгидрильных групп (-SH) делает этот белок высокоактивным и чувствительным компонентом, вызывающим денатурацию.

Наибольшее влияние на консистенцию рыбного фарша оказывают изменения миофибриллярных белков. Механическое разрушение мышечной ткани рыбы (измельчение) приводит к разрушению первоначальной структуры мяса, изменению химического состава, то есть уменьшается содержание фосфолипидов и увеличивается содержание карбонильных соединений. В процессе сепарации подкожный жир отделяется от кожи, удаляется некоторая часть соединительной ткани, при этом в фарше становится больше жира и меньше белков стромы в процентном отношении.

В процессе гидролитических изменений фосфолипидов саркоплаз-менной сетки образуются свободные жирные кислоты, расположенной вблизи миофибриллярных белков. Оставшиеся неразложившимися фосфо-липиды защищают белки мяса от действия свободных жирных кислот, идет образование липидно-белковых комплексов. При перемешивании рыбного фарша белки могут взаимодействовать и с неокисленными липи-дами [48].

У тощих рыб, к которым относятся сайка, наблюдается высокая активность диметилазы в сырье. Измельчение приводит главным образом к увеличению продуктов распада ТМАО и связанному с ним уменьшению растворимости белков [48].

Рыбный фарш - пористый, достаточно липкий и пластичный материал, весьма подвержен воздействию воздуха в момент измельчения, повторной сепарации в стрейнере или перемешивания (аэрация фарша). Из воздуха в фарш попадают молочнокислые бактерии, вырабатывающие в процессе жизнедеятельности молочную кислоту, которая снижает рН паштета и выступает как дополнительный консервирующий фактор [48, 73].

Структурно-механические характеристики и качество готового продукта зависят от поведения продукта (созревание при посоле и другие), внесения добавок, регулирования режимов и способов механической (например, измельчение), термической, электрической и химико-технологической обработки (посол, регулирование рН продукта и другие). Изучение реологических свойств пищевого продукта дает возможность производства продуктов с высокими органолептическими показателями и высоким уровнем качества продукта.

Совершенствование технологии фаршевых продуктов связано с поиском эффективных способов регулирования функционально-технологических свойств многокомпонентных фаршевых систем, в том числе с помощью специальных структурорегулирующих добавок. В последнее время в производстве помимо индивидуальных структурообразо-вателей стали широко применять многокомпонентные полуфункциональные структурорегулирующие добавки (СРД) (соевый белок, многокомпонентная пищевая СРД «РЕОЛО -30»). Положительное влияние СРД на выход фаршевых изделий связано с процессами набухания, клейстеризации, гелеобразования в макромолекулах белков и полисахаридов, входящих в их состав. При этом водоудерживающющая способность (ВУС) сырых фаршей возрастает [9].

Введение соевого белка в фарш увеличивает его вязкость в 3 раза, предельное напряжение сдвига (предел прочности) - в 4-5 раз по сравнению с рыбным фаршем без добавок. Установлено, что реологические свойства зависят от вида рыбы - наибольшую вязкость и напряжение сдвига имеют фарши из лосося (жирное сырье), наименьшую - минтая (тощее сырье). При содержании в системе фарша от 65 до 70% - структура готового продукта имеет пастообразную консистенцию.

Консистенция зависит от белково-водного коэффициента (БВК). При содержании фарша в системе около 70 % (БВК составляет от 0,27 до 0,28) структура фаршевой системы плотная. При снижении доли фарша до 30 % (БВК - 0,18) структура системы становится рыхлой, наблюдается отделение жидкости. Консистенция паст при значении БВК от 0,24 до 0,25 (массовая доля фарша в системе - 50 %) - нежная, сочная, мягкая. После тепловой обработки фаршей с альгинатом и вкусовыми добавками продукт имеет консистенцию типа суфле, хорошо режется (для фарша из лосося, окуня и терпуга), а фаршевая смесь из лосося и минтая - мажущую консистенцию, крупинтчатость системе придает фарш минтая.

Планирование экспериментов и математическая обработка результатов

Поиск оптимальных условий протекания исследуемых процессов проводили путем построения соответствующих математических моделей с последующим их анализом. Предварительно выбирали критерий оптимизации (у) и факторы (xi, Х2, хз,... хп), оказывающие существенное влияние на ход процесса, Изучение функции отклика у =f(x\,x2,X2,...xn) начинали с постановки серии экспериментов, позволяющих определить область расположения ее оптимума. Поверхность отклика в этой области апроксими-ровали уравнением регрессии в виде полинома второй степени. У = Ь0 +&JX1+&2X2+. -+ЬпХп+Ь 12 1 2+ +...+b (n_i)n n-iXn+buxi2+b22X22 +..-+Ьппкп2 (2.2)

Коэффициенты уравнения определяли путем постановки новой серии экспериментов, центром которых являлся предыдущий опыт с наилучшим значением критерия оптимизации. Минимизацию числа опытов на данном этапе обеспечивали с помощь ротатабельного центрального композиционного планирования эксперимента.

Построение ротатабельных планов начинали с выбора точек полнофакторного эксперимента. (ПФЭ). Необходимое число точек ПФЭ (Nj) определяли по формуле: N,= 2k (2.3) где: 2 - количество уровней варьирования факторов (верхний и нижний); к - количество факторов. К точкам ПФЭ добавляли «звездные» и «центральные» точки. Необходимое количество «звездных» точек (Nz) определяли по формуле: N2 = 2k (2.4) где обозначения аналогичны формуле (2.3). Местоположение «звездных» точек относительно центра эксперимента устанавливали по величине «звездного» плеча (а), которое рассчитывали по формуле: а = 2Ш (2.5) где обозначения аналогичны формуле (2.5).

Центральные точки соответствовали центру эксперимента, вокруг которого группировали точки ПФЭ и «звездные» точки. Количество точек, в центре (No) выбирали исходя из условия: Х= WQ + N + N2) ! (2.б) (k + 2)(Nx+N2) где к - количество факторов; N\ - количество точек ПФЭ; N2 - количество "звездных" точек. Точки ПФЭ и "звездные" точки использовали для расчета коэффициентов уравнения регрессии, центральные - для оценки дисперсии, связанной с ошибкой опыта.

Оценку адекватности полученных математических зависимостей осуществляли с помощью критерия Фишера (/ -критерия). Для этого рас-считывали отношение остаточной дисперсии (S ад), связанной с неадекватностью модели реальному процессу, к дисперсии воспроизводимости (S1 (У)), характеризующей ошибку опыта: F= (2.7) S2 " О )

Если полученное отношение дисперсий было меньше критического (табличного), рассматриваемая математическая модель считалась адекватной реальному процессу. В противном случае модель отвергали [2, 109].

Остаточную дисперсию или дисперсию адекватности рассчитывали по формуле: 2 W02 S2ad = - (2.8) N-m где уэ\ - экспериментальное значение критерия оптимизации; У І - расчетное значение критерия оптимизации; N - число опытов, используемых для расчета коэффициентов уравнения регрессии; т - число коэффициентов уравнения регрессии, вычисленных по результатам опытов; (N-m) - число степеней свободы (/j). Дисперсию воспроизводимости рассчитывали по результатам опытов в центральных точках: W0 (Уои-Уо)2 --Уі_, (2.9) где _уои - значение критерия оптимизации в центре плана; У о - среднее значение критерия оптимизации в центре плана; Ло - число опытов в центре плана; (No-1) - число степеней свободы (f2) Полученные уравнения регрессии использовали для оценки формы поверхности отклика и поиска оптимума исследуемых процессов.

В случае, если все коэффициенты уравнения при квадратах переменных имели отрицательный знак, поверхность отклика относили к типу "вершина" и оптимум процесса (максимальное значение критерия оптимизации) определяли в точке экстремума исследуемой функции. Последний находили путем вычисления частных производных функции по всем факторам с последующим приравниванием их к нулю и решением полученной системы уравнений.

Найденные расчетным путем оптимальные условия протекания процессов проверяли на практике путем постановки экспериментов в точке оптимума с последующим сравнением экспериментальных и расчетных значений критерия оптимизации.

Критерием оптимизации композиционного состава пресервов типа паштетов (у) выбрана обобщенная численная характеристика качества объекта исследования (Чижов Г.Б., Семенов Б.К) [119, 162].

Разработка технологии производства малосоленых пресервов из бланшированного кальмара в различных соусах

Основные виды нерыбного сырья являются наиболее высокоценными продуктами питания, что обусловлено содержанием в них хорошо усвояемого и полноценного белка, биологически ценного жира, разнообразных витаминов, минеральных веществ и ряда других компонентов.

Ранее разработанные технологии пресервов из кальмара основаны на глубокой обработке крепкими маринадами и солевыми растворами, а также на глубокой тепловой обработке разделанного полуфабриката (обжаривание и варка в течение 20-40 минут) [И, 116, 117, 118, 152, 168]. В результате изменяется биохимический состав мяса кальмара (потеря влаги достигает 20 % и более процентов), уменьшается содержание водорастворимых белков и минеральных веществ, что сказывается на органолептиче-ских свойствах полуфабриката, мясо становится жестким, при разжевывании резинисным, а это усложняет дальнейшее приготовление и потребление пищевой продукции из данного вида сырья.

При глубокой тепловой обработке разделанного полуфабриката практически подавляется ферментная система мышечной ткани кальмара, что не выгодно в случае изготовления пресервной продукции из кальмара.

Активность протеолитических ферментов мантии кальмара-стрелки превышает активность протеаз мышечной ткани некоторых видов рыб, поэтому необходимо максимально сократить режим термической обработки полуфабриката, для бережного сохранения нативного биохимического состава кальмара [42, 147].

В работе учитывалось, что при тепловой обработке мяса кальмара наблюдается уплотнение мышечных волокон за счет увеличения их диаметра на 15%, слияние миофибрилл, появление на поверхности гранул, представляющих денатурированный белок, исчезновение соединительной ткани вследствие желатинизации. Такие изменения приводят к образова нию своеобразной резиноподобной консистенции вареного мяса, что является одной из технологических особенностей этого вида сырья [116].

С целью получения полуфабриката кальмара с активной ферментной системой, с высоким уровнем органолептических показателей и пищевой ценности, который в дальнейшем будет использоваться в производстве малосоленых пресервов, был предложен способ кратковременной тепловой обработки горячей водой с температурой (98±2) С [137, 138].

Для определения режима бланширования полуфабриката кальмара был разработан план двухфакторного эксперимента.

Функцией отклика являлась обобщенная численная характеристика качества (Y), включающая балльную органолептнческую оценку качества (Yj) в баллах и усилие резания (Y2) в г как объективного показателя оценки консистенции полуфабриката кальмара после тепловой обработки.

Для оценки органолептических показателей полуфабриката кальмара, подвергнутого предварительной тепловой обработке, была разработана специальная 5-ти балльная шкала, которая учитывает особенности данного полуфабриката (приложение 10).

Варьируемые факторы: (Xi) - весовая часть воды в гидромодуле вода/кальмар и продолжительность тепловой обработки (Ха) в минутах. Исследования проводили на интервале варьирования: Xj-от 1,0 до 3,0 Х2- от 1 до 5.

Факторы фиксируемые на постоянном уровне: начальная температура воды (98 ± 2 С), толщина мантии (3-4 мм) и площадь поверхности тушки кальмара (250 см ).

Матрица планирования эксперимента представлена в таблице 3.4. Результаты были обработаны математически с помощью компьютерной программы Dataflt 8.0.

Статистическая обработка результатов, полученных при определении зависимости обобщенной численной характеристики качества от выбранного гидромодуля и времени термической обработки, проводилась методом нелинейной регрессии.

Результаты представлены на рисунке 3.2.1.

Реализация плана эксперимента и обработка результатов позволили получить следующее уравнение регрессии, адекватно описывающая процесс кратковременной термической обработки кальмара: Y= l,98xr0,47x12+0,70x2-0,llx22-2,14.

Критерий F-ratio для данной модели составил 235,9. Графическая интерпретация процесса тепловой обработки тушек кальмара наглядно показывает степень влияния каждого из факторов на обобщенную численную характеристику качества, а также область локализации их оптимальных значений.

В ходе анализа результатов было отмечено, что при значении гидромодуля 1 органолептические показатели полуфабриката неудовлетворительны: неполная и недостаточная денатурация белка, и как следствие неудобство при нарезании. При значении гидромодуля 2 и 3 прослеживается четкое изменение усилия резания в зависимости от времени термической обработки. При гидромодуле равном 2 при увеличении времени обработки от 2 до 3 минут, наблюдается увеличение показателя усилия резания. При дальнейшем увеличении продолжительности термической обработки до 4 минут наблюдается - уменьшение показателя усилия резания вследствие частичного набухания белков кальмара. Это подтверждают исследования изменений массы полуфабриката после тепловой обработки. При гидро модуле 3 по показателю усилие резания установлено, что денатурация белков происходит за 1,5 минуты. При увеличении времени обработки до 3,5 минут происходит набухание белков мантии кальмара и усилие резания уменьшается.

При оценке качества бланшированного полуфабриката кальмара, приготовленного по оптимальному режиму, дегустаторами было отмечено, что при нарезании кольца кальмара хорошо сохраняли свою форму и имели нежную, сочную консистенцию, приятный, свойственный подваренному кальмару вкус. Средний балл дегустационной оценки при этом составил 5 баллов (приложение 11), а усилие резания - 40,05 г. Оптимальный интервал величины усилия резания от 38 до 42 г позволяет получить полуфабрикат с наилучшими органолептическими показателями и требуемой консистенцией [137, 138].

Приведенное выше уравнение регрессии адекватно реальному процессу тепловой обработки кальмара на интервале варьирования: Хі (гидромодуль) - от 1, 0 до 3,0; Хг (продолжительность тепловой обработки) - от 1 до 5 минут.

Анализ поверхности отклика функции позволяет рекомендовать следующий режим обработки кальмара: гидромодуль 2 и продолжительность обработки 3 минуты, который позволяет получить полуфабрикат с наилучшими органолептическими показателями и требуемой консистенцией (величина усилия резания должна быть в интервале от 38 до 42 г).

Подготовленный способом кратковременной тепловой обработки, полуфабрикат бланшированного кальмара использовали для разработки технологии малосоленых пресервов с внесением различных соусов и заливок.

Похожие диссертации на Разработка технологии пресервов из малосозревающих гидробионтов

Разработка технологии продуктов из гидробионтов в термостойких желирующих заливкахКращенко Виктория Владимировна

Обоснование и разработка технологии продуктов из гидробионтов с регулируемой пищевой ценностьюПрокопец Жанна Георгиевна

Разработка технологии получения хондроитинсульфата из гидробионтов Баренцева моря и изучение его физико-химических свойствПорцель, Мария Николаевна

Научное обоснование и разработка инновационных технологий производства продуктов из гидробионтов Арктического регионаГроховский, Владимир Александрович

Разработка и исследование технологии плавленого сыра с гидробионтамиЛедин Евгений Васильевич

Разработка технологии рубленого полуфабриката функциональной направленности из гидробионтовСухоруков, Алексей Анатольевич

Обоснование и разработка технологии получения некоторых биологически активных соединений из гидробионтов Баренцева моряШаповалова Людмила Анатольевна

Разработка технологии пищевой натуральной добавки из костной ткани гидробионтовМажаров, Александр Владимирович

Разработка рецептуры и технологии производства быстрозамороженных мясных рубленых полуфабрикатов с использованием протеолитических ферментов гидробионтов и овощных наполнителей Изотов Олег Владимирович

Научные основы совершенствования и создания новых эффективных технологий гидробионтовБыков, Владимир Петрович