Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. Анализ сырьевой базы для производства кулинарных изделий из рыбного сырья 12
1.1 Анализ современного состояния сырьевой базы рыбной отрасли России 12
1.2 Анализ потребления рыбной продукции в России 16
1.3 Состояние производства полуфабрикатов и кулинарных изделий
из рыбного сырья 18
1.4 Виды панировок и способы их нанесения 21
1.5 Роль минеральных веществ в питании человека 24
1.6 Роль пищевых волокон в питании человека 30
1.7 Роль глютена в питании человека 38
1.8 Теоретические предпосылки конструирования рыбных полуфабрикатов с использованием растительного сырья 44
ГЛАВА 2. Объекты и методы исследований 50
2.1 Характеристика объектов исследований 50
2.2 Методика постановки эксперимента и программно-целевая модель исследований 60
2.3 Основные методы исследований 62
ГЛАВА 3. Экспериментальное обоснование рецептуры полуфабрикатов на основе рыбного и растительного сырья 71
3.1 Маркетинговые исследования 71
3.2 Обоснование выбора растительного сырья 78
3.3 Моделирование потребительских характеристик рыбных полуфабрикатов 95
3.4 Разработка рецептур и подбор слоя панировок 101
3.5 Оценка влияния растительных компонентов на пищевую цен ность панированных рыбных полуфабрикатов 108
ГЛАВА 4. Исследование изменений качественных характеристик полуфабрикатов при хранении 114
4.1 Исследования изменений органолептических показателей качества панированных рыбных полуфабрикатов 114
4.2 Исследования изменения физико-химических показателей панированных рыбных полуфабрикатов в процессе хранения 120
4.3 Исследования микробиологических показателей панированных рыбных полуфабрикатов 122
4.4 Исследования изменений реологических свойств панированных рыбных полуфабрикатов в процессе холодильного хранения 126
4.5 Установление срока годности панированных рыбных полуфабрикатов при холодильном хранении 131
Глава 5. Производственная проверка мороженых панированных рыбных полуфабрикатов 134
Глава 6. Эффективность производства панированных рыбных полуфабрикатов 139
6.1 Экономическая эффективность 139
6.2 Социальная эффективность 144
Выводы 148
Список литературы
- Виды панировок и способы их нанесения
- Методика постановки эксперимента и программно-целевая модель исследований
- Разработка рецептур и подбор слоя панировок
- Исследования микробиологических показателей панированных рыбных полуфабрикатов
Виды панировок и способы их нанесения
По физико-химическим свойствам неперевариваемые углеводы подразделяют на два вида: растворимые в воде (их также называют "мягкими" волокнами), и нерастворимые (их часто называют "грубыми" волокнами). Растворимые ПВ впитывают воду и формируют гель, понижают уровень холестерина и сахара в крови. К этим "мягким" волокнам относятся пектины, камеди, декстрины, слизи, некоторые фракции гемицеллюлозы. Нерастворимые ПВ проходят через желудочно-кишечный тракт практически в неизмененном виде, адсорбируют большое количество воды, влияют на моторику кишечника. К таким "грубым" волокнам относятся целлюлоза, лигнин и часть гемицеллюлозы [164].
Целлюлоза, так же как крахмал и гликоген, является полимером глюкозы. Однако вследствие различий в пространственном расположении кислородного «мостика», соединяющего остатки глюкозы, крахмал легко расщепляется в кишечнике, тогда как целлюлоза не атакуется ферментом поджелудочной железы - амилазой. Целлюлоза принадлежит к числу чрезвычайно распространенных в природе соединений. На ее долю приходится до 50 % углерода всех органических соединений биосферы [40].
Гемицеллюлозы - полисахариды клеточной оболочки, весьма обширный и разнообразный класс растительных углеводов. Гемицеллюлоза образована конденсацией пентозных и гексозных остатков, с которыми связаны остатки арабинозы, глюкуроновой кислоты и ее метилового эфира. Гемицеллюлоза способна удерживать воду и связывать катионы. Она преобладает в зерновых продуктах.
В состав различных типов гемицеллюлоз входят разнообразные пентозы (ксилоза, арабиноза и др.) и гексозы (фруктоза, галактоза и др.).
Разные типы целлюлозы и гемицеллюлозы обладают различными физико-химическими свойствами [163]. Лигнины - группа веществ безуглеводных клеточных оболочек. Лигни-ны состоят из полимеров ароматических спиртов. Лигнины сообщают структурную жесткость оболочке растительной клетки, они обволакивают целлюлозу и гемицеллюлозу, способны ингибировать переваривание оболочки кишечными микроорганизмами, поэтому наиболее насыщенные лигнином продукты (например, отруби) плохо перевариваются в кишечнике [130].
Пектинами называют сложный комплекс коллоидных полисахаридов. Пектин представляет собой полигалактуроновую кислоту, в которой часть карбоксильных групп эстерифицирована с остатками метилового спирта.
Пектины - вещества, способные в присутствии органических кислот и сахара образовывать желе. Пектины входят в клеточный скелет ткани фруктов и зеленых частей растений. Важны сорбирующие свойства пектинов -способность связывать и выводить из организма холестерин, радионуклеиды, тяжелые металлы (свинец, ртуть, стронций, кадмий и др.) и канцерогенные вещества.
Протопектины - это пектиновые вещества, группа высокомолекулярных соединений, входящих в состав клеточных стенок и межуточного вещества высших растений [164].
Протопектины представляют собой особые нерастворимые комплексы пектина с клетчаткой, гемицеллюлозой, ионами металлов. При созревании фруктов и овощей, а также при их тепловой обработке эти комплексы разрушаются с освобождением из протопектина свободного пектина, с чем связано происходящее при этом размягчение фруктов [130, 163, 164].
В соответствии с теорией сбалансированного питания в желудочно-кишечном тракте происходит разделение пищевых веществ на нутриенты и балласт. Полезные вещества расщепляются и всасываются, а балластные вещества выбрасываются из организма. Однако, в ходе естественной эволюции питание сформировалось таким образом, что становятся полезными не только утилизируемые, но и неутилизируемые компоненты пищи. В частности, это касается таких неутилизируемых балластных веществ, как ПВ [130]. ПВ не являются источниками энергии. У человека они могут только частично расщепляться в толстой кишке под действием микроорганизмов. Так целлюлоза расщепляется на 30-40%, гемицеллюлоза - на 60-84%, пектиновые вещества - на 35%. Практически всю освобождающуюся при этом энергию бактерии кишечника используют на собственные нужды. Большая часть моносахаридов, образующихся при разложении пищевых волокон, превращается в летучие жирные кислоты (пропионовую, масляную и уксусную) и газы, необходимые для регуляции функции толстой кишки (водород, метан и др) Эти вещества могут частично всасываться через стенки кишечника, но в организм человека поступает лишь около 1% питательных веществ, образованных при расщеплении ПВ. В энергетическом обмене эта доля ничтожна, и обычно этой энергией пренебрегают при изучении энергозатрат и калорийности рационов. Лигнин, которого довольно много в клеточных оболочках растительных продуктов, в организме человека совершенно не расщепляется и не усваивается [163].
Функции ПВ в организме человека разнообразны и многогранны. Разные виды ПВ выполняют разные функции. Растворимые волокна лучше выводят тяжелые металлы, токсичные вещества, радиоизотопы, холестерин. Нерастворимые волокна лучше удерживают воду, способствуя формированию мягкой эластичной массы в кишечнике и улучшая ее выведение. Целлюлоза абсорбирует воду, помогает вывести из организма токсины и шлаки и регулировать уровень глюкозы. Лигнин помогает удалять холестерин и желчные кислоты, находящиеся в желудочно-кишечном тракте. Пектин предотвращает попадание в кровь избыточного холестерина и желчных кислот [163, 164].
Методика постановки эксперимента и программно-целевая модель исследований
Для изучения опытных образцов полуфабрикатов и получения необходимых данных применяли стандартные методы исследования.
Существуют различные методы маркетинговых исследований. В работе использовались методы, основанные на сборе количественных данных.
Были собраны первичные данные методом личного опроса физических лиц с помощью разработанной анкеты, которая приведена в приложении Г. На рисунке 2.3 представлена схема основных методов маркетинговых исследований.
Методы маркетинговых исследований [132] Методом случайной выборки для сбора первичных данных был проведен опрос 110 респондентов, в качестве которых выступали жители Калининградской области [20]. Распределение респондентов по полу представлено на рисунке 2.4. Из рисунка 2.4 видно, что большинством респондентов являются женщины - 57%, а мужчины составляют 43% от общего числа опрошенных. 43% і Мужчины
Исследования химических, физико-химических, органолептических, микробиологических показателей полуфабрикатов, а также статистическую обработку полученных результатов проводили стандартными методами.
Массу порционных кусков рыбы для приготовления полуфабрикатов определяли методом взвешивания на лабораторных весах марки TW/TX/TXC с точностью до 0,001 г. Отбор и подготовку проб для исследований рыбных продуктов проводили согласно ГОСТ 31339-2006 [32]. Физико-химические показатели в полуфабрикатах определяли по стандартным методикам.
Количество белковых веществ в филе трески определяли на автоанализаторе «Kieltec» модель 1003 (фирма «Tecator», Швеция) по методу Кьельда ля, содержание воды методом высушивания на аппарате Чижовой, содержание минеральных веществ, содержание азота летучих оснований методом отгонки, водоудерживающую способность методом влажного пятна.
Определение активной кислотности проводили при помощи рН-метра марки «Testo-206» [33].
Органолептические показатели качества рыбных полуфабрикатов (до и после термической обработки) оценивали профильным методом с использованием разработанной пятибалльной шкалы, включающей коэффициенты значимости. Органолептическую оценку проводили в соответствии с ГОСТ 7631-2008, ГОСТ Р 53104-2008 [31, 32].
Разработанная балльная шкала приведена в таблице 2.7 и представлена в приложении В. Оценка «отлично» находится в интервале 5,0 - 4,1 баллов; оценка «хорошо» находится в интервале 4,0 - 3,1 баллов; оценка «удовлетворительно» находится в интервале 3,0 - 2,1 баллов; оценка «неудовлетворительно» находится в интервале 2,0 балла и ниже.
Органолептические показатели графически отображали в виде профило-грамм[31,54, 108,110]. В таблице 2.8 представлена балльная шкала органолептической оценки разработанных панированных рыбных полуфабрикатов после термической обработки. Из таблиц 2.7 и 2.8 видно, что наиболее высокие значения коэффициента значимости приходятся на самые характерные показатели: форма и целостность слоя панировки для полуфабрикатов до доведения их до кулинарной готовности; вкус, форма, целостность слоя панировки для полуфабрикатов после доведения до кулинарной готовности.
Оценка биологической ценности белковых веществ рыбных полуфабрикатов проводилась расчетным методом по комплексу показателей: аминокислотный скор, потенциальная биологическая ценность, коэффициент рациональности аминокислотного состава, коэффициент различий аминокислотного скора.
Предельное напряжений сдвига (ПНС) филе трески определяли по ГОСТ Р 50814-95 «Мясопродукты. Методы измерения пенетрации конусом и игольчатым индентором» [34].
Определение коэффициента динамической вязкости кляра проводили с помощью капиллярного вискозиметра марки ВПЖ-1 методом сравнения времени истечения [115].
Микробиологические исследования проводили на соответствие полуфабрикатов требованиям СанПиН 2.3.2.1078 - 01. Для обнаружения микроорганизмов в продуктах применялись следующие методы и среды: выявление и определение количества бактерий вида Escherichia coli проводили по ГОСТ 30726 - 2001; выявление бактерий рода Salmonella - по ГОСТ 30519 - 97; выявление и определение бактерий Listeria monocutogenes - по ГОСТ Р 51921-2002.; выявление и определение количества бактерий проводили по ГОСТ 10444.2-94; обнаружение анаэробных и факультативно-анаэробных микроорганизмов - по ГОСТ 10444.15-94. Для обнаружения Staphylococcus aureus использовали среду Гиса с мальтозой [24, 25, 26, 28, 29, 33]. Работы по установлению сроков годности проводили по МУК 4.2.1847-04 «Санитарно-эпидемиологическая оценка обоснования сроков годности и условий хранения пищевых продуктов», с запасом 20-30 % от принятого срока [71].
Для моделирования рецептурного состава панировки использовали программу 7.10.0 Matlab R2010a, которая зарекомендовала себя для прогнозирования потребительских характеристик рыбных полуфабрикатов [75].
Наряду с традиционными регрессионными моделями используется система с логическим выводом. Преимуществом систем с логическим выводом является то, что математический аппарат позволяет осуществлять анализ в том случае, если оценка исходных экспериментальных данных не может быть представлена в явной числовой форме и носит субъективный характер.
Применение систем логического вывода состоит из ряда процедур подготовки и обработки данных: 1) планирование и постановка экспериментальных исследований; 2) обработка массива экспериментальных данных для формулирования правил работы системы; 3) построение системы с использованием модуля Fuzzy Logic Toolbox; 4) использование построенной системы для проектирования новых рецептур пищевых продуктов.
Математически функционирование экспертной системы на основе логического вывода состоит из четырёх основных этапов: фаззификации исходных данных; вычисления значений истинности для предпосылок каждого из предикатных правил; композиции подмножеств, назначенных для каждой входной переменной; приведения к чёткости (дефаззификация) в случае необходимости получения числового ответа [75].
Для определения содержания следов глютена в сырье использовали экспресс - метод с помощью набора тест - полосок VeriFOOD Gluten.
Статистическую обработку данных проводили общепринятыми методами при доверительной вероятности 0,95. Экспериментальные исследования проводились в 3 кратных повторениях.
Разработка рецептур и подбор слоя панировок
Наименьшая калорийность отмечена у экспериментальных образцов, панированных в корне сельдерея, немного выше - у образцов, панированных в корне петрушки, средняя - у образцов, панированных в фасоли белой и наибольшая калорийность - у образцов, панированных в сухарях пшеничных (контрольный образец). Таким образом, исходя из данных таблицы 3.8, можно сказать, что использование в качестве панировок растительного сырья позволяет получить полуфабрикат с пониженной на 7-8 % энергетической ценностью и меньшим содержанием углеводов (12-13 % при использовании белых кореньев и 20 % при использовании бобовых) [86, 87, 88]. (17,1%), а наименьшее значение истинного белка имеют полуфабрикаты, панированные в корне петрушки и сельдерея (15,2 и 15,9%).
Был изучен состав эссенциальных аминокислот исследуемого объекта. В таблице 3.12 представлены аминокислотный состав и аминокислотный скор белков экспериментальных полуфабрикатов, и идеальная шкала аминокислот, соответствующая полностью сбалансированному по аминокислотному составу эталонному белку, состав которого обоснован комитетом по питанию ФАО/ВОЗ.
По данным таблицы 3.12 видно, что весь ассортимент полуфабрикатов является биологически ценным, так как содержит полный набор всех незаменимых аминокислот. Аминокислотные скоры исследуемых полуфабрикатов превышают 100% или очень близки к этому значению, за исключением суммы фенилаланина+тирозина и метионина+цистина, скоры которых на 10-20 % меньше нормы. Выявлено высокое содержание таких аминокислот, как лизин, треонин, триптофан.
Для определения аминокислотной сбалансированности белков панированных рыбных полуфабрикатов были проведены расчёты коэффициента рациональности аминокислотного состава и показателя сопоставимой избыточности содержания незаменимых аминокислот. Коэффициент рациональности аминокислотного состава численно характеризует сбалансированность незаменимых аминокислот по отношению к физиологически необходимой норме (эталону). Показатель сопоставимой избыточности содержания незаменимых аминокислот характеризует суммарную массу незаменимых аминокислот, не используемых на анаболические нужды в таком количестве белка оцениваемого продукта, которое эквивалентно по их потенциально утилизируемому содержанию 100 г белка эталона. Результаты расчётов представлены в таблице 3.13
Анализ показателей аминокислотной сбалансированности белков исследуемых образцов свидетельствует о том, что суммарный белок является сбалансированным, так как коэффициент рациональности аминокислотного состава характеризуется значениями, стремящимися к единице ( 0,6); показатель сопоставимой избыточности стремится к нулю ( 0,2).
Коэффициент различий аминокислотного скора характеризует среднюю величину избытка аминокислотного скора незаменимых аминокислот по сравнению с наименьшим уровнем скора какой-либо незаменимой кислоты. Потенциальная биологическая ценность полуфабрикатов была установлена анализом аминокислотных составов белков, из которого можно сделать вывод, что в рыбных полуфабрикатах содержатся все незаменимые аминокислоты. Результаты расчётов представлены в таблице 3.14.
Коэффициент различий аминокислотного скора белка и потенциальной биологической ценности белка панированных рыбных полуфабрикатов Наименование показателя Аминокислотная сбалансированность Ассортимент Треска, панированнаяв корне петрушки Треска, панированная в корне сельдерея Треска, панированная в фасоли Коэффициент различий аминокислотного скора КРАС, % 36,72 36,72 35,5
Из данных таблицы 3.14 видно, что потенциальная биологическая ценность белка исследуемых образцов больше 63 %, то есть потенциальная биологическая ценность белка разработанных рыбных полуфабрикатов является высокой.
Результаты исследований соотношения форм азотистых веществ, химического состава, расчета биологической ценности, показали высокую пищевую ценность разработанных полуфабрикатов. Биологическую ценность белковых веществ оценивали по таким показателям как АКС, коэффициент рациональности аминокислотного состава, показатель сопоставимой избыточности, коэффициент различий аминокислотного скора. ПБЦ белка разработанных полуфабрикатов 63. При этом отмечается уменьшение содержания углеводов на 13-13 % и снижение энергетической ценности на 7-8 %.
Рыбные полуфабрикаты из трески в разработанных безгютеновых панировках имеют не только высокую биологическую ценность белка на уровне 63,28-64,5, но также низкую калорийность 110-120 ккал. Введение в состав панировок сельдерея, петрушки и фасоли обеспечивает также обогащение полуфабрикатов ценными минеральными элементами (Са, К, Р) и рядом витаминов (Вь В2, РР).
Исследования микробиологических показателей панированных рыбных полуфабрикатов
Зарубежные исследователи, изучающие проблему целиакии на протяжении более 30 лет, указывают на частоту, приближающуюся 1:100. С каждым годом растет выявляемость этого заболевания, которая находится в прямой зависимости от количества обследованных [141].
Целиакия до недавнего времени считалась в России одним из редких заболеваний с частотой встречаемости 1 случай на 5—10 тысяч человек. Население Калининградской области на данный момент составляет 963 128 человека [169], каждый 100 человек имеет такое заболевание, как целиа-кия.
Роль государства в развитии данного сектора производства заключается в провозглашении национальной идеи - здоровье нации, которое достигается комплексом взаимосвязанных мероприятий: активная пропаганда здорового образа жизни; стимулирование производства и потребления рыбных продуктов питания за счёт предоставления налоговых льгот, применения системы льготного кредитования, инвестирования, правового обеспечения и других методов.
Заинтересованность государства в производстве и потреблении натуральных рыбных продуктов питания заключается в достижении высоких показателей, характеризующих здоровье нации (рост средней продолжительности жизни, снижение уровня заболеваемости населения, младенческой и детской смертности и т. д.).
В свою очередь, здоровая нация не требует затрат государства на выплату различных социальных пособий, вместе с тем снижаются затраты на содержание лечебно-профилактических учреждений. С другой стороны, здоровый человек обладает большей деловой активностью, а значит - растет интенсивность и производительность труда. Кроме вышесказанного, социальная эффективность предопределена следующими факторами: - необходимостью насыщения отечественного рынка натуральными продовольственными товарами российского производства, которые являются конкурентоспособными и обладают спросом у населения; - возможностью выхода на зарубежные рынки сбыта, а значит и получения дополнительного источника валюты для государства; - производство и потребление натуральных рыбных товаров оказывает положительное воздействие на экономический рост и социально-политическую ситуацию, приводит к укреплению здоровья населения, а, сле 145 довательно, к повышению и удлинению периода его работоспособности, росту производительности и интенсивности труда [136, 142, 159].
Доля рыбных продуктов занимает очень небольшой удельный вес среди всей остальной товарной массы, поступающей на рынок, не смотря на то, что население России обладает высокой потребностью в них. Имеющейся производственный потенциал в этой области используется совершенно недостаточно, потребность на такие товары удовлетворяется далеко не полностью из-за низкого объема производства и платежеспособности населения. Высокая социальная эффективность производства и потребления рыбной продукции позволяет использовать предпринимательский потенциал в области их производства.
Производственная проверка показала, что исключение термической обработки полуфабрикатов даёт ряд преимуществ для окружающей среды, потребителя и производителя.
Преимущества для окружающей среды. Устраняются присущие традиционному процессу проблемы, связанные со сбором, переработкой (очисткой) или утилизацией отработанного масла. Снижается температура воздуха в производственных помещениях. Повышается уровень чистоты и гигиены на производстве.
Преимущества для потребителя. Готовый продукт обладает улучшенными органолептическими свойствами, поскольку не подвергается предварительной обжарке и не содержит большого количества жиров, одновременно сохраняя качества, присущие традиционному продукту. Можно считать такой продукт более полезным, поскольку на его качестве не сказываются проблемы, связанные с разложением жиров, используемых в промышленности для предварительной обжарки (окисление, полимеризация и т.д.) [165, 167].
Преимущества для производителя. Значительное улучшение условий работы сотрудников и санитарно - гигиенического состояния производственных помещений за счет устранения паров, брызг и запахов от жарочных поверхностей; повышение безопасности за счет снижения опасности возгорания; экономия средств за счет отказа от закупки масла и его обработки, снижения расхода электроэнергии, а также уменьшения веса продукции на стадии предварительной обжарки.
Таким образом, расширена продуктовая платформа промышленно изготавливаемой продукции на основе биологически полноценного рыбного продукта - трески. Разработанные панировки на основе безглютеновых растительных видов сырья гарантируют возможность применения в рационах лиц, имеющих такое заболевание как целиакия.
Похожие диссертации на Совершенствование рецептуры панировок на основе растительного сырья для замороженных рыбных полуфабрикатов
