Содержание к диссертации
Введение
1. Обзор литературы 12
1.1. Современный уровень и основные тенденции развития технологии пресервов 12
1.2. Использование жидких коптильных сред в технологии пресервов 20
1.3. Современные тенденции в создании пищевых эмульсий типа «майонез» 32
1.3.1. Пищевые добавки, используемые для создания стабильных эмульсий типа «майонез» 35
1.3.1.1. Эмульгаторы 35
1.3.1.2. Стабилизаторы 44
1.3.2. Консерванты 51
Заключение 54
2. Организация эксперимента и методы исследования 56
2.1. Общая методологическая схема исследований 56
2.2. Сырье и материалы 57
2.3. Методики проведения экспериментов 59
2.4. Моделирование и определение оптимальных технологических параметров процесса отдельных технологических операций 65
2.5. Методы определения эффективности разработок 72
3. Результаты исследования и их обсуждение 74
3.1. Обоснование предварительного ароматизирующего посола рыбы 74
3.1.1. Характеристика обогащенных фитокомпонентами жидких коптильных сред 76
3.1.2. Моделирование и оптимизация процесса предварительного ароматизирующего посола рыбы 78
3.1.3. Оценка качества ароматизированного соленого рыбного полуфабриката 85
3.2. Обоснование процесса приготовления полифункциональной заливки.. 90
3.2.1. Моделирование и оптимизация рецептуры полифункциональной
заливки 90
3.2.2. Оценка качества полифункциональной заливки 97
3.3. Исследование формирования качества и хранимоспособности пресервов 101
3.4. Оценка качества готовой продукции 115
3.5. Технологическая схема производства пресервов из рыбы в полифункциональной заливке 118
3.6. Оценка эффективности разработанной технологии пресервов в полифункциональной заливке 122
3.7. Производственные испытания технологии 135
Выводы 137
Список использованной литературы
- Современный уровень и основные тенденции развития технологии пресервов
- Современные тенденции в создании пищевых эмульсий типа «майонез»
- Моделирование и определение оптимальных технологических параметров процесса отдельных технологических операций
- Характеристика обогащенных фитокомпонентами жидких коптильных сред
Введение к работе
Актуальность работы. Одним из основных направлений государственной политики в области здорового питания является создание широкого ассортимента гастрономически привлекательных, сбалансированных по составу и безопасных пищевых продуктов, обогащенных жизненно важными компонентами.
Сказанное относится и к технологии рыбных пресервов, совершенствование которой связано с расширением ассортимента, переработкой нетрадиционных гидробионтов, переходом от искусственных пищевых добавок к натуральным, обладающим биологической активностью, а также другими тенденциями, направленными на повышение пищевой ценности готовой продукции.
В связи с этим актуально конструирование пищевой системы пресервов, максимально использующей её биотехнологический потенциал. Последний можно значительно повысить при внесении в качестве жидкой части многокомпонентных эмульсионных соусов с заданными полифункциональными свойствами. Привлекательность таких продуктов обеспечивается как способом приготовления рыбного полуфабриката, так и рецептурами эмульсий, включающими вкусо-ароматические, структурообразующие и консервирующие добавки натурального происхождения.
Производство рыбных пресервов в эмульсионных продуктах - соусах, кремах, заливках в настоящее время является одним из актуальных направ-лений развития технологии пресервов в мире [5,6,64,97,115,140,144,146, 148, 160 - 162, 183, 189,191, 200,218,229 - 231]. Широкий ассортимент заливок и соусов позволяет выпускать готовую продукцию с различными вкусовыми свойствами, способными удовлетворить любого потребителя. Различают горчичный, пивной, винный, укропный соус; фруктово-ягодные заливки (яблочную, лимонную, клюквенную, брусничную, абрикосовую, красно- и черносмородиновую, виноградную, кизиловую, сливовую); свекольный, морковный, чесночный, томатный соус, с добавлением хрена, икры и молок сельди; в майонезе, масле; с добавлением гарниров, в состав которых входят различные овощи, фрукты и ягоды [160]. В Японии традиционным является соевый соус. В Германии, Дании, Голландии и других европейских странах большой популярностью пользуется солёная сельдь типа Matjes и салаты на её основе, непременными компонентами которых являются заливки, кремы, соусы на основе йогурта [8].
Тенденция увеличения доли заливок и соусов позволяет регулировать сбалансированность и энергетическую ценность готового продукта, удешевить и сделать его более доступным для покупателя. За последние 10 - 15 лет ассортимент заливок и соусов значительно расширился, а в технологии предложены способы гомогенизации, отказ от нагрева, новые способы внесения желирующих веществ. Развитие технологии заливок нашло отражение в работах В.Д. Богданова, Г.Н. Кима, М.И. Комарницкого, В.В. Кращенко, Л.В. Липатенко, М.Ю. Москальцовой, Л.К. Петриченко, Т.Н. Рулевой, Т.М. Саф-роновой, А.А. Утробиной, Н.В. Щенниковой, В.И. Шендерюка, G.W.Gould, W. Wagenknecht и других.
Эмульсионные и кремообразные соуса представляют собой однородную, загущенную массу в стабильном состоянии с характерным для конкретного наименования пресервов выраженным вкусом [14 - 16, 150, 174, 175,185,186]. В основе приготовления эмульсионных продуктов - процесс диспергирования и гомогенизации компонентов смеси до однородного кремообразного состояния. Привлекательность потребительских качеств таких продуктов обеспечивается как собственно способом их приготовления, так и оптимальными рецептурами, включающими структурообразующие и стабилизирующие добавки.
Как правило, в рыбной промышленности в качестве структурообразо-вателей выступают желатин, бульоны из коллагенсодержащих рыбных отходов, полисахаридные вещества - агар, каррагинан, альгиновые кислоты и др., а также аминополисахариды [4, 7, 9, 161]. К последним относится хитозан, который хорошо зарекомендовал себя в технологии продуктов из гидробио 7 нтов в термостойких желирующих заливках, однако он не обладает достаточной поверхностной активностью для образования устойчивых эмульсий [63, 64, 70]. Известно, что в комплексе с белками он является прекрасным стабилизатором [134].
Отечественный и зарубежный опыт показывает, что при производстве пищевых эмульсий широкое распространение в качестве структурорегулято-ров получили соевые белковые продукты [18, 49, 50, 133, 177, 179, 187, 188, 193,199,211]. Кроме того, они содержат высокое количество белка, который является легко усвояемым, высокоценным, достаточно сбалансированным по аминокислотному составу, сравнимым по биологической ценности с белками молока, говядины и, в отличие от этих продуктов, не содержат холестерин. Композиция «хитозан-соевый белок» позволяет получать сбалансированные по составу устойчивые эмульсии при редуцированной доле жировой фракции (растительного масла).
Рыбы семейства сельдевых (Clupeidae) - салака и килька - вылавливаются в Балтийском море в достаточном количестве, традиционно обрабатываются посолом, однако в технологии пресервов являются «проблемными». Салака относится к слабо созревающему сырью, обычным путем из нее нельзя получить продукцию высокого качества. Килька, напротив, быстро перезревает в посоле и теряет товарные свойства из-за размягченной консистенции мышечной ткани.
При переработке названного сырья с применением посола рационально проводить предварительный ароматизирующий посол с применением современных натуральных обогащенных растительными компонентами жидких коптильных сред (ЖКС) нового поколения серии «Фито», обладающих компенсационным вкусо-ароматическим, консервирующим и другими функциональными эффектами [73].
Вопросами совершенствования пресервного производства занимались многие авторы: Базилевич В.И., Бойцова Т.М., Богданов В.М., Гроховский В.А., Ершов A.M., Ездакова О.Ю., Иванова Е.Е., Касьянов Г.И., Ким Г.Н., Ким И.Н., Ким Э.Н., Лапшин И.И., Леванидов И.П., Лисовая В.П., Миленина Н.И., Некрасова Г.Т., Нехамкин Б.Л., Родина Т.Г., Сафронова Т.М., Слуцкая Т.Н., Солянко Ю.Е., Студенцова Н.А., Терещенко В.П., Тимчишина Г.Н., Шенде-рюк В.И., Czeszejko К., Dabrowski W., Dzierszinski F., Huss H.H., Gancel F., Gram L., Knochel S., Tailliez R. и др. Направления этих исследований касались в основном способов получения соленого полуфабриката, регулирования процесса созревания, применения новых пищевых добавок, повышение стойкости в хранении. Однако среди опубликованных данных не достаточно информации о конструировании пищевой пресервной системы, учитывающей современные требования науки о питании. Безусловный интерес для теории и практики имеет также обоснование механизма формирования качества пищевой композиций из ароматизированной в посоле рыбы, изготовленной из «проблемного в созревании» сырья (малосозревающего, перезревающего, с природными недостатками и т.д.), и полифункциональной заливки эмульсионного типа, получаемой дисперсным способом из растительного масла, раствора хи-тозана, соевого белкового концентрата (СБК) и ЖКС «Фито».
Цель и задачи исследования. Цель работы заключалась в совершенствовании технологии пресервов путем обоснования эффективных способов изготовления ароматизированного соленого рыбного полуфабриката и жидкой части в виде устойчивой многокомпонентной эмульсии с полифункциональными свойствами.
Для достижения поставленной цели последовательно решались следующие основные задачи:
• обосновать выбор современных жидких коптильных сред, оценить их качество и разработать способ применения в технологии пресервов;
• изыскать эффективную структурообразующую композицию для приготовления устойчивой пищевой эмульсии, разработать её рецептуру и способ изготовления; • установить рациональные значения основных факторов процесса предварительного ароматизирующего посола рыбы и оценить качество полуфабриката;
• исследовать массообменные процессы при хранении, особенности формирования качества и уровня хранимоспособности пресервов;
• обосновать пищевые достоинства и санитарную безопасность готовой продукции;
• разработать технологию пресервов нового типа;
• подготовить нормативную документацию на фитокоптильную композицию и новую технологию пресервов;
• оценить эффективность разработанной технологии;
• провести производственные испытания полученных результатов.
Научная новизна работы. Обосновано получение высококачественной пресервной продукции на основе процессов предварительного ароматизирующего посола рыбы, приготовления многокомпонентного соуса эмульсионного типа, образования пищевой системы в мелкой таре и хранения. Итоговая композиция содержит натуральные инфедиенты, выполняющие роль вкусо-ароматических добавок, консервантов, антиоксидантов, биологически активных и функциональных веществ, и обусловливает заданные консистенцию, биологическую ценность, безопасность и стойкость в хранении готовой продукции.
Разработан механизм регулирования процесса формирования свойств пресервов, заключающийся в установлении достоверных связей между изменяемыми факторами и качеством составляющих пресервов на ключевых этапах технологии. Получены уравнения рефессии, связывающие массовую долю фенольных веществ в ЖКС «Фито» и продолжительность ароматизации рыбы с органолептической оценкой, уровнем солености, прокопченности полуфабриката, а также его буферностью. Выявлены характерные особенности аромата, вкуса и цвета ароматизированного соленого полуфабриката в зависи 10 мости от вида фитодобавки в ЖКС «Фито». Установлено влияние обогащенных ЖКС на жирнокислотаый состав липидной фракции ароматизированного филе сельди, особенностью которого является повышенное сохранение ненасыщенных жирных кислот классов омега 3, омега 6 и омега 9.
Получена математическая модель процесса приготовления полифункциональной заливки, позволяющая регулировать устойчивость эмульсии и её органолептические свойства в зависимости от количества соевого концентрата и хитозана.
Установлен незначительный уровень массопереноса органических кислот и поваренной соли в жидкой и твердой частях пресервной системы. Выявлен характер динамики органолептических и микробиологических показателей, общей кислотности, солености и буферное™ продукции в зависимости от температуры хранения. Определен период, количественно адекватный созреванию пресервной композиции.
Получены данные о пищевых достоинствах и санитарной безопасности разработанной продукции. Обоснован интегральный показатель качества пресервов, позволяющий рассчитывать его уровень по потребительским, санитарно-гигиеническим и экологическим характеристикам.
Предложена и иллюстрирована комплексная оценка эффективности научной разработки по технологии рыбных пресервов.
Практическая значимость работы. Разработана технология пресервов в крем-соусе, позволяющая получать продукцию с высокими орга-нолептическими показателями из многих видов рыб (проект ТИ и ТУ «Пресервы из рыбы в крем-соусе «БиоАроматные»), приоритет которой подтвержден Патентом РФ № 2287936).
Подготовлена и утверждена нормативная документация на жидкие коптильные среды, обогащенные растительными компонентами (ТУ 2455-033-00038155 «Жидкость коптильная «Фито» и соответствующее ТИ). Разработаны рекомендации по применению данных ЖКС в технологии рыбных продуктов.
Предложен способ приготовления и регулирования качества эмульсионной заливки, обогащенной ценными компонентами-парафармацевтиками.
Обоснованы балльные шкалы для органолептической оценки ароматизированного соленого полуфабриката, заливки и пресервов. Апробировано применение интегрального показателя качества пресервов. Предложен критерий оценки эффективности технологии пресервов, учитывающий комплекс гигиенических, органолептических, пищевых и социальных показателей.
Материалы работы использованы в учебном процессе подготовки студентов, магистрантов и аспирантов пищевых специальностей в ФГОУ ВПО «Калининградский государственный технический университет».
Разработанная технология положительно апробирована в производственных условиях р/к «За Родину» (Калининградская обл., пос. Взморье). Показана экономическая и социальная целесообразность ее реализации.
На защиту выносятся:
• Результаты научного конструирования ароматизированного соленого рыбного полуфабриката и полифункциональной заливки.
• Зависимости формирования качества пресервов на основных этапах технологии.
• Параметры качества, обосновывающие повышенные пищевые достоинства и безопасность готовой продукции.
Благодарности. Автор благодарен за внимание, ценные советы и практическую помощь всем причастным к данной работе.
Современный уровень и основные тенденции развития технологии пресервов
2 сентября 2003 г. была принята Концепция развития рыбного хозяйства Российской Федерации на период до 2020 года [74], в которой определена необходимость разработки и внедрения в производство комплексных программ по использованию и переработке сырья. Создание качественно новых безотходных ресурсо- и энергосберегающих технологий, вовлечение в производство ранее не используемых источников сырья, повышение пищевых достоинств и безопасности готовой продукции с учетом последних достижений науки и техники является основной задачей государственной политики в области здорового питания [74,120, 172].
Производство малосоленой деликатесной продукции (содержание хлористого натрия не более 6,0%) в мелкой таре (объемом не более 500 мл) из разделанных видов рыб (тушка, филе с кожей или без неё, филе-кусочки) с применением различных вкусовых заливок в настоящее время - одно из наиболее прогрессивных направлений в рыбной промышленности [10,62,111,124,161,162, 182,183]. На сегодняшний день для успешного внедрения данных технологий в производство откорректированы нормы закладки рыбы с учетом заливки и свойств сырья, отработаны технологические, санитарно-гигиенические и температурные нормативы, гарантирующие качество [45, 111, 148, 161, 169, 171, 182, 184, 194, 198, 200, 203 - 206]. Скорость просаливания пресервов в мелкой расфасовке из разделанной рыбы в 5 - 7 раз выше, чем пресервов из обезглавленной рыбы [183]. При исследовании влияния температуры и условий хранения на скорость просаливания установлено, что получение качественной продукции обеспечивается при соотношении скоростей просаливания и охлаждения 0,3 - 0,4% NaCl/ч [184]. С учетом влияния ряда факторов на массопередачу в период просаливания и хранения пресервов (рН среды, состав заливок и их ассортимент, концентрация поваренной соли и др.) установлены дифференциальные нормы закладки рыбы (на 1 учетную банку) и продолжительность их хранения: для пресервов в масле, маринадной и горчичной заливках соответственно 266 - 268 г-не более 4 месяцев; для пресервов в других заливках - 260 г-не более 3 месяцев [169, 183].
Посол является одной из основных операций при производстве пресервов, который может быть охарактеризован как диффузионно-осмотический процесс, при котором происходит переход воды из тканей во внешний концентрированный раствор через оболочки клеток, и проникновение хлорида натрия из внешнего раствора в ткань и далее распределение его в клеточном (тканевом) соке, представляющем собой сложный раствор некоторых органических, в основном белковых, и минеральных веществ рыбы. Поваренная соль отнимает у белка и часть связанной воды, влияя тем самым на состояние белка [161,162,182].
При просаливании рыбы начинаются процессы созревания, представляющего собой комплекс сложных биохимических превращений, в результате которых продукт приобретает особые вкусовые качества и становится пригодным в пищу без дополнительной кулинарной обработки.
В настоящее время большую часть рыбы направляют на посол в разделанном виде, то есть в процессе созревания участвуют только протеолитиче-ские ферменты мышечной ткани (катепсины, кальцийзависимая нейтральная протеаза кальпаин, щелочная сериновая протеаза и аминопептидазы), большинство их которых имеют рН-оптимум в кислой среде [153].
В практике приготовления рыбных пресервов посол рыбы осуществляют до или после укладки сырья в банку [63,64,70,111,151,163,182,183].
Сущность технологического процесса производства малосоленых пресервов без предварительного посола заключается в том, что разделанную рыбу смешивают с поваренной солью и заливкой, укупоривают и хранят. При производстве пресервов из слабосозревающих видов рыб используют ферментные препараты (протеолитические комплексы из внутренностей рыб) [84,152,183], а также различные созреватели (современные композиции на основе ферментов в основном микробиологического происхождения) и пищевые добавки, компенсирующие негативные оттенки вкуса и аромата [10,46,47,52,57,67,125].
При способе посола рыбы путем внесения соли в банку сокращаются производственные затраты, готовая продукция имеет сравнимые показатели качества относительно пресервов, изготовленных из классической, предварительно посоленной рыбы, в ней гармонично сочетаются рецептура заливок и дозы вкусо-ароматических добавок, обеспечивается устойчивость против бомбажа за счет использования высокоэффективных консервирующих добавок, увеличивается выход готовой продукции [161,162,182].
При производстве малосоленых пресервов из разделанной рыбы возможно использование и предварительно посоленного полуфабриката [161, 182]. К недостаткам этой технологии следует отнести прерванность и длительность технологического процесса, значительную трудо- и энергоемкость, повышенный расход сырья и соли, сложности в утилизации соленых отходов. Тем не менее, этот способ сегодня находит все большее применение, особенно для посола слабосозревающих видов рыб, так как появляется возможность при низкой концентрации поваренной соли (не более 4%) заранее «запустить» ферментную систему мышечной ткани рыб, активируя катепсины регулированием рН, в результате чего продукты протеолиза накапливаются в большем количестве и более сбалансированы качественно [182,210].
Современные тенденции в создании пищевых эмульсий типа «майонез»
Пищевые эмульсии представляют собой сложные многокомпонентные системы, включающие помимо масла и воды белки, углеводы, минеральные и другие вещества, вносимые с различными пищевыми добавками.
Майонез среди различных приправ и соусов на жировой основе, используемых в рыбной промышленности, занимает одно из ведущих положений. Он представляет собой концентрированную прямую эмульсию типа «масло в воде». Растительное масло, составляющее основу майонеза, находится в нем в эмульгированном состоянии, что способствует его легкой усвояемости и стабилизации физиологических функций желудочно-кишечного тракта человека [14, 15,16,135,156].
В настоящее время ведутся многочисленные исследования по разработке пищевых эмульсий типа «майонез» нового поколения: сбалансированные по составу, с пониженной калорийностью (за счет уменьшения жира и сахара), безопасные, имеющие диетическое и лечебное назначение, удобные в использовании (в первую очередь для быстрого приготовления) [16,117,141,150,174,175].
Создание продуктов питания нового поколения сегодня невозможно без применения пищевых, биологически активных добавок, повышающих их ценность и улучшающих качество.
К пищевым добавкам (Food additives) Комиссия ФАО - ВОЗ Codex Ali-mentarius относит «... любые вещества, в нормальных условиях не употребляемые как пища и не используемые как типичные ингредиенты пищи, независимо от наличия у них пищевой ценности, преднамеренно добавляемые в пишу для технологических целей (включая улучшение органолептических свойств) в процессе производства, обработки, упаковки, транспортировки или хранения пищевых продуктов ...»[118].
Число пищевых добавок, применяемых в производстве пищевых продуктов в разных странах, достигает сегодня 500, не считая комбинированных доба вок, отдельных душистых веществ и ароматизаторов. Комиссия ФАО - ВОЗ
Codex Alimentarius выделяет 23 функциональных класса в зависимости от технологического назначения пищевых добавок, а также для целей маркировки и их идентификации [7,11,116,118,135]. В технологии пресервов нашли применение следующие группы пищевых добавок: кислоты (Acid) - повышают кислотность и / или придают вкус пище; регуляторы кислотности (Acidity regulator) - изменяют или регулируют кислотность или щелочность пищевого продукта; стабилизаторы (Stabilizer) - позволяют сохранять однородную смесь двух или более несмешиваемых веществ в пищевом продукте или готовой пище; загустители (Thickerner) - повышают вязкость пищевых продуктов; антиокислители (Antioxidant) - повышают срок хранения пищевых продуктов; красители (Colour) - усиливают или восстанавливают цвет продукта; вещества, способствующие сохранению окраски - стабилизируют, сохраняют или усиливают окраску продукта; эмульгаторы (Emulsifier) - образуют или поддерживают однородную смесь двух или более несмешиваемых фаз; усилители вкуса и запаха (Flavour enhancer) - усиливают природный вкус и / или запах пищевых продуктов; гелеобразователи (Gelling agent) -текстурируют пищу путем образования геля; влагоудерживающие агенты - предохраняют пищу от высыхания путем нейтрализации влияния атмосферного воздуха низкой влажности; консерванты (Preservative) - повышают срок хранения продуктов, защищая от порчи, вызванной микроорганизмами; подсластители (Sweetener) - вещества несахарной природы, которые придают пищевым продуктам и готовой пище сладкий вкус. Использование пищевых добавок не допускается в тех случаях, когда необходимый эффект может быть достигнут технологическими методами, а также тогда, когда они технически и экологически нецелесообразны. Не разрешается также введение пищевых добавок в целях маскировки технологических дефектов и порчи или снижения ценности пищевых продуктов [118].
Производство пищевых добавок тесно связано с общими тенденциями развития индустрии здорового питания: растет производство низкокалорийных продуктов (с пониженным содержанием жира), диетического и лечебного назначения, быстрого приготовления, но обладающих теми же вкусовыми достоинствами, что и традиционные.
Доказано [116], что эффективность применения пищевых добавок требует создания технологии их внесения с учетом функциональных свойств пищевых добавок, характера действия, особенностей сырья, вида продукта, технологии его получения, оборудования и упаковки.
В связи с этим приобретают важное значение пищевые функциональные добавки, которые, например, повышают пищевую ценность продукта и одновременно выступают в роли стабилизаторов и структурообразователей или улучшают органолептические свойства и в тоже время усиливают антиокислительный и антисептический эффекты, позволяя тем самым исключить из рецептуры традиционные добавки, не обладающие подобными свойствами, а в ряде случаев оказывающие еще и нежелательные побочные действия.
Моделирование и определение оптимальных технологических параметров процесса отдельных технологических операций
Моделирование и определение оптимальных технологических параметров проводили на двух ключевых операций, обусловливающих формирование качества готовой продукции: - предварительный ароматизирующий посол рыбы; - приготовление полифункциональной заливки.
Исследования проводили с применением специально разработанных алгоритмов, используя ортогональный центральный композиционный план (ОЦКП) второго порядка для двух факторов [1, 124, 157]. При этом работу осуществляли в следующей последовательности: 1. Обоснование области существования модели (выбор основных факторов, интервалов их варьирования, предполагаемых значений оптимума); 2. Обоснование уровня модели (вид и порядок математического уравнения); 3. Проведение эксперимента по плану в соответствие с матрицей математической модели; 4. Математическая обработка результатов эксперимента по заданным алгоритмам; 5. Построение и анализ модели; 6. Отыскание оптимальных значений изменяемых факторов; 7. Графическая интерпретация процесса.
Основные факторы и области их существования были выбраны с учетом результатов предварительных исследований, а также априорной информации и литературных данных [73,88]. Для предварительного ароматизирующего посола основными факторами, оказывающими наиболее существенное влияние на проникновение коптильных компонентов в рыбу и, соответственно, её качество [59, 73, 77,79, 88,91,113, 153,182] оказались: Мф - массовая доля фенолов в ЖКС (в пересчете на гваякол), %; х - продолжительность процесса просаливания, ч. При приготовлении полифункциональной заливки факторами, оказывающими наиболее существенное влияние на формирование эмульсионной структуры и качество [117, 118], являлись: Мх - массовая доля хитозана,г и М - содержание раствора соевого белкового концентрата, г. Диапазон изменения данных факторов, а также интервал их варьирования в исследованиях приведен в табл. 2.5.
Параметрами оптимизации математической модели была совокупная без-Ф размерная характеристика, состоящая из четырех частных откликов для первой модели, из двух - для второй. Их перечень, а также «идеальные» значения, используемые в расчетах, приведены в табл. 2.6.
Выбор перечисленных выше частных откликов обусловлен необходимостью более полно и объективно отразить качественные характеристики продукта и процесса, которые являются основными составляющими эффективности разрабатываемой технологии пресервов в целом.
Безразмерные параметры оптимизации yi устанавливали с применением ш способа введения метрики, задающей «близость к «идеалу», по формуле [1,88]: уои - наивысшее значение і - го отклика («идеал»); п - количество частных откликов. Приведенная формула позволяет учесть влияние на качественную характеристику у і всех её составляющих, независимо от их размерности и абсолютных значений. Чем ближе yt к нулю, тем «идеальнее» условия эксперимента.
Матрицы и планы экспериментов в соответствии с ОЦКП второго порядка для двух факторов для предварительного ароматизирующего посола кильки приведен в табл. 2.7, салаки - в табл. 2.8, для моделирования и оптимизации рецептуры полифункциональной заливки - в табл. 2.9.
Математическую обработку результатов исследования осуществляли с применением методов регрессионного анализа. Вычисление дисперсий параметра оптимизации Sy2 (дисперсий воспроизводимости эксперимента) выполняли через расчет дисперсий опыта S/ по общепринятым формулам. Расчет коэффициентов и их значимость - с применением критерия Стьюдента. Проверку гапотезы адекватности модели осуществляли по критерию Фишера [110, 123,157].
Полученные математические уравнения, адекватно описывающие функцию отклика в искомой области, представляют собой модели с кодированными значениями уровней факторов Xj (-1,0, +1). Для перехода к уравнениям с натуральными значениями уровней факторов подставляли в полученные уравнения следующие выражения (см. табл. 2.5): для кильки: XI;=BZ21 Х2:== 1 0.06 для салаки: 0.06 4 для полифункциональной заливки: Мх-0.3 Mcb-1.5 XI := Aig Х2:=——— 0.15 0.5
После математического преобразования получали модели, пригодные для оптимизации исследуемых операций: Y:=()1+2 ЬГх:+ ЬН-ХІ-Х, bjj.(xi)2 (1 і 2) (l ;kl ;2) (1 і 2)
Значение оптимальных факторов процесса ароматизирующего посола филе рыбы и приготовления полифункциональной заливки выявляли методом дифференцирования натуральных математических моделей [1,88,110,145].
Обработку экспериментальных данных проводили на ПЭВМ в программе Mathcad 2000 Professional на 95%-ном доверительном уровне. Эффективность разработок определяли по экономическим и социально-информационным составляющим уровня качества готовых пресервов. Экономическую составляющую оценивали по уровню качества продукции К, которую проводили стандартным методом путем выбора номенклатуры основных показателей качества, определения их количественных значений, сопоставления с базовыми и расчета по формуле для А"(РД 50-149-79 «Методические указания по оценке технического уровня и качества промышленной продукции»). Расчетная формула уровня качества К: к=П(лГ 1-І где: Р( - отношение оцениваемого и базового /-го показателя качества, который определяется для каждого показателя, характеризующего улучшение качества готовой продукции по формуле: Pi = а/А, где а и А - значения параметра для разработанного и базового вариантов; W/ - коэффициент весомости /-го показателя качества (степень вклада в общую эффективность продукции, потенциально возможную при повышении качества, в долях единицы); определяется по ГОСТ 24294 «Определение коэффициентов весомости при комплексной оценке технического уровня и качества продукции» по формуле: т, = (а Э):АР„ где: а - коэффициент инфляции денег; Э- относительный прирост эффекта, %; АР І - процент прироста параметра, %.
Характеристика обогащенных фитокомпонентами жидких коптильных сред
Приготовление ЖКС осуществляли согласно ТИ по изготовлению жидкости коптильной «Фито» (Приложение 4). Для этого коптильный препарат «ВНИРО» с массовой долей фенолов (в пересчете на гваякол) 0,1% настаивали на высушенном растительном сырье. Рациональный гидромодуль системы 1 : 20, продолжительность настаивания при периодическом её перемешивании составила около 12 ч [59, 73]. В качестве фитокомпонентов использовали измельченные до 0,3 - 0,5 мм плоды можжевельника обыкновенного и до 3 - 5 мм -цветы ромашки лекарственной.
Основные показатели качества и безопасности ЖКС, обогащенных фито-компонентами плодов можжевельника и ромашки, представлены в табл. 3.1. Из экспериментальных данных, приведенных в табл, 3.1, следует, что обогащенные фитокомпонентами ЖКС соответствуют требованиям ТУ 2455-033-00038155-03 «Жидкость коптильная «Фито» (Приложение 5) и их можно отнести к потенциально безопасным для здоровья современным коптильным препаратам [73]. Все фактические данные по содержанию тяжелых металлов, нитрозаминов, бенз(а)пирена меньше предельно-допустимых значений, установленных нормативами РФ. При этом среды отличаются приятными вкусо-ароматическими свойствами, имеют выраженные красящие, антисептические, антиокислительные и другие эффекты, необходимые при разработке санитарно чистой и экологически безопасной технологии рыбных пресервов.
На ЖКС, обогащенные компонентами плодов можжевельника, цветов ромашки, липы, листьев мяты, были получены положительное заключение ГУ НИИ питания РАМН № 72/э-12176/и-2003 от 25.09.2003 г. (Приложение 6) и санитарно-эпидемиологическое заключение №77.99.02.914.Т.001189.10.03 от 22.10.2003 г. (Приложение 7).
На основе литературных и экспериментальных данных разработаны рекомендации по применению ЖКС, обогащенных компонентами растительного сырья, в технологии рыбных продуктов (Приложение 8).
Установление оптимальных параметров процесса ароматизирующего посола, обусловливающего приготовление полуфабриката с заданным набором вкусо-ароматических свойств, осуществляли с использованием математического планирования эксперимента (ортогонального центрального композиционного плана (ОЦКП) второго порядка для двух факторов). В качестве объектов исследования использовали виды рыб, существенно отличающиеся природными свойствами - килька и салака [137,159].
С целью установления влияния определяющих качество готовой продукции факторов ряд показателей в эксперименте поддерживали на постоянном уровне: плотность АСР - 1,077 г/см3; вид посола - охлажденный при температуре около 0С; расфасовывание - в банки из полимерных материалов, вместимостью 200 см3; хранение - при температуре минус 2 - минус 5С. Диапазон температур для хранения был выбран с учетом нормативных условий, регламентированных для хранения пресервов майонезной группы [22,169,171].
В качестве варьируемых частных факторов, подлежащих регулированию и оптимизации, использовали массовую долю фенолов в ЖКС (Мф) и продолжительность выдержки рыбы в АСР (тпос). Параметром оптимизации был выбран обобщенный показатель у, включающий балловую органолептическую оценку качества готовой продукции (О), содержание в ней поваренной соли (мма) и фенолов (тф), и буферность (Б). Матрица и план эксперимента при моделировании процесса ароматизированного посола кильки и салаки приведены в главе 2.4 (табл. 2.7 и 2.8).
Выбор перечисленных частных откликов обеспечивает возможность комплексного анализа ароматизирующего посола рыбы как по показателям качества продукции, так и эффективности процесса. Объединение их в обобщенный параметр оптимизации позволяет получить комплексную объективную оценку влияния факторов на ключевые аспекты разрабатываемой технологии.
План эксперимента по оптимизации процесса ароматизирующего посола рыбы и результаты его реализации при обработке кильки и салаки, приведены соответственно в табл. 3.2 и 3.3.
