Использование высокого давления при хранении охлажденной рыбы

Одним из приоритетных направлений пищевой и перерабатывающей промышленности является увеличение сроков годности продовольственного сырья и пищевой продукции. Рыба относится к скоропортящимся пищевым продуктам, и традиционными способами ее консервирования являются замораживание, копчение, посол и другие, в результате использования которых снижается пищевая ценность готового пищевого продукта.

Удаленность регионов, добывающих рыбу, отсутствие технологий хранения охлажденной рыбы, обеспечивающих высокие качественные характеристики, не позволяет устойчиво снабжать ей население в необходимых объемах. Кроме того, большое количество посредников от производителей до потребителя делает охлажденную рыбу дорогостоящим пищевым продуктом для большинства населения страны. В связи с этим научные исследования, направленные на разработку технологии хранения охлажденной рыбы, имеют важное народнохозяйственное значение.

Согласно ГОСТ 814-96 «Рыба охлажденная. Технические условия» охлажденная рыба хранится во льду 7–12 суток. В настоящее время с целью увеличения срока годности охлажденной рыбы применяют физические способы, в частности, зонирование воды [1], химические – обрабатывают рыбу смесью калиевых и натриевых солей пальмитиновой и стеариновой кислот, молочной кислоты, глицерина и воды [2], пищевыми добавками антимикробного и консервирующего действия «Фрише-Стар» и «Варэкс-7» [3]. Следует отметить, что при разработке способов хранения охлажденной рыбы наиболее целесообразно акцентировать внимание на технологиях, в основе которых лежат физические (нетермические) механизмы воздействия, поскольку, очевидно, что они имеют ряд преимуществ по сравнению с химическими. К одной из таких технологий можно отнести воздействие высоким гидростатическим давлением. В настоящее время эта технология мало изучена на территории нашей страны и, соответственно, не используется при хранении пищевой продукции. Основная область применения метода высоких давлений в мире – это атермическая консервация («холодная пастеризация»), так называемая «паскализация» продуктов питания, позволяющая инактивировать микроорганизмы и ферменты обрабатываемой среды.

В ходе многократных зарубежных исследований было доказано, что барометрическое воздействие давлением в 600 МПа при 20 °С в течение 3 минут способно ликвидировать в мясе и мясопродуктах возбудителей листериоза (Listeria monocytogenes), а также инактивировать других опасных для жизни человека микроорганизмов – кишечную палочку (E. coli), сальмонелл (Salmonella), холерного вибриона (Vibrio), большинство видов плесневых грибов и патогенных бактерий [4]. На сегодняшний день рассматриваемая технология применима только для ингибирования процессов роста и размножения вегетативных форм бактерий, однако сочетание давления и температуры способно обеспечить инактивацию также и спор микроорганизмов. Так, например, cпоры Clostridium botulinum и некоторых представителей родов Bacillus и Clostridia могут быть уничтожены вследствие синергического действия температурного и барометрического фактора. Такого рода эффект позволяет снизить термическое воздействие за счёт дополнительно сообщённого системе давления [5–7] . Резистентность споровых форм гораздо выше вегетативных, вследствие наличия серьёзного защитного механизма у первых. Так, известно, что для дезактивации дрожжей необходимо приложить к продукту давление 300–400 МПа при 25 °C в течение нескольких минут, однако для уничтожения дрожжевых аскоспор требуется более высокое давление и более длительное воздействие. Споры Clostridium botulinum считаются наиболее устойчивыми среди бактериальных патогенных спор, а споры Bacillus amyloliquefaciens – среди непатогенных [8].

Также было доказано, что давление свыше 200 МПа при температурном режиме не выше 45 °С способно эффективно инактивировать вегетативные формы практически всех патогенных и вызывающих порчу продуктов микроорганизмов без влияния на вкусоароматические характеристики [9]. Однако, важно отметить, что эффективность процесса зависит, в большей степени, от вида и сложности организации микроорганизмов, химического состава и pH обрабатываемой среды, а также от активности воды. Грамотрицательные бактерии наиболее чувствительны к воздействию высокого давления, нежели грамположитель-ные. Барометрическое воздействие вызывает деструкцию клеточных мембран и внутриклеточных протеинов, выполняющих наиваж- нейшую роль в жизнедеятельности микроорганизмов, всё это ведёт к деградации клеточных структур и конечному разрушению клетки в целом.

Исходя из вышеизложенного метод обработки давлением пищевой продукции открывает большие перспективы перед пищевой промышленностью благодаря способности обеспечивать микробиологическую безопасность и предотвращать окислительную порчу [10, 11].

Что касается стоимости современного оборудования для обработки, то она колеблется от 500 000 до 2,5 млн долларов в зависимости от мощности и степени автоматизации при внутреннем объёме сосуда от 30 до 600 литров [12] .

На сегодняшний день технология высокого гидростатического давления включает в себя два основных метода – пакетный и полунепрерывный. На практике применима, преимущественно, пакетная технология, при которой герметично упакованную пищевую продукцию помещают в камеру с передаточной средой (водой или другими низкомолекулярными жидкостями) и герметизируют. Сообщённое среде целевое давление передаётся эластичным стенкам упаковки, и вследствие этого происходит компрессия продукта [13]. Полунепрерывные методы на сегодняшний день не совершенны как в энергетических, так и в экономических аспектах. Они созданы с целью осуществления прямой компрессии жидких пищевых продуктов [14].

Целью наших исследований является изучение возможности использования пакетного метода высокого гидростатического давления для увеличения сроков годности охлажденной рыбы.

Для эксперимента сформировали две группы филе-кусков охлажденного карпа по пять в каждой. Каждый филе-кусок рыбы поместили в вакуумную упаковку, способную передавать давление и легко восстанавливать свою форму после обработки давлением. Первая группа – контрольная (обработку филе рыбы высоким давлением не проводили), вторая (опытная) – филе рыбы обрабатывали давлением 600 МПа в гидростате в течение 3 минут. Охлажденную рыбу хранили в холодильной камере с охлаждающей средой – чешуйчатый лед при температуре от –1 до –3 °С.

Полученные результаты обрабатывали с помощью компьютерной программы Statistica. Исследование показателей свежести рыбы проводили по общепринятым методикам.

На рисунке представлена профилограмма органолептических показателей охлажденного карпа контрольной и опытных групп после 18 суток хранения.

Образцы охлажденного карпа, обработанные гидростатическим давлением, имеют высокие органолептические показатели. Общая оценка составила 25 баллов, в то время как в контрольных – 10 баллов.

В табл. 1 представлена динамика показателей свежести охлажденного карпа в процессе хранения.

Профилограмма органолептических показателей контрольной и опытной групп охлажденного карпа после 18 суток хранения

Таблица 1

Динамика показателей свежести контрольной и опытной групп охлажденного карпа в процессе хранения

Группа	КМА-ФАнМ, КОЕг, не более 1×103	БГКП (ко-лиформы), в 0,001 г не допускается	S. aueres, в 0,01 г не допускается	Патогенные в том числе сальмонеллы и L. Monocytogenes, в 25 г не допускается	V. Parahaemo-liticus, не более 100 КОЕ/г	рН Норма, не более 6,9	Амино-аммиачный азот (ААА), мг/г Норма (не более 6,9)
Через 5 суток хранения
Контроль	2,1×10	Не обнаружены	Не обнаружены	Не обнаружены	Не обнаружены	6,7	6,0
Опыт	Не обнаружены	Не обнаружены	Не обнаружены	Не обнаружены	Не обнаружены	5,9	5,2
Через 12 суток хранения
Контроль	1,0×102	Не обнаружены	Не обнаружены	Не обнаружены	Не обнаружены	6,9	6,6
Опыт	Не обнаружены	Не обнаружены	Не обнаружены	Не обнаружены	Не обнаружены	5,8	5,1
Через 18 суток хранения
Контроль	2,3×103	Не обнаружены	Не обнаружены	Не обнаружены	Не обнаружены	7,3	7,1
Опыт	Не обнаружены	Не обнаружены	Не обнаружены	Не обнаружены	Не обнаружены	6,0	5,8

Установлено, что КМАФАнМ через 18 суток хранения в контрольных образцах рыбы составляет 2,3 × 10³, что превышает требования ТР ТС 021/2011. рН мышечной ткани контрольных образцов охлажденного карпа на уровне 7,3 при норме не более 6,9, количество ААА 7,1 мг/г при норме 6,9 мг/г. Опытные образцы охлажденного карпа соответствовали требованиям для свежего продукта по микробиологическим показателям, величине рН и содержанию ААА. Следует отметить, что исследуемые микроорганизмы в опытных образцах охлажденной рыбы не обнаружены, что согласуется с данными [10, 11], утверждающими о бактерицидном действии высокого давления на все патогенные и вызывающие порчу продуктов микроорганизмы.

Увеличение ААА свидетельствует об усилении интенсивности гидролиза белков в контрольных образцах охлажденного карпа. Результаты исследований согласуются с аминокислотным составом белков охлажденной рыбы после 18 суток хранения (табл. 2).

Таблица 2 Аминокислотный состав белков контрольной и опытной групп охлажденного карпа после 18 суток хранения, г/100 г белка

Наименование аминокислоты	Контроль	Опыт
Незаменимые Лейцин	8,1	8,5
Изолейцин	4,3	4,5
Валин	3,0	3,2
Метионин	1,8	2,0
Лизин	8,2	8,4
Фенилаланин	4,4	4,5
Треонин	5,3	5,6
Сумма незаменимых аминокислот	35,1	36,7
Заменимые Глутаминовая кислота	15,3	16,2
Тирозин	3,8	4,2
Пролин	6,4	6,7
Глицин	6,2	6,4
Серин	5,1	5,6
Аспаргиновая кислота	10,7	11,0
Аргинин	6,0	6,9
Гистидин	2,5	2,8
Цистин	1,7	2,6
Сумма заменимых аминокислот	57,7	62,4
Общая сумма аминокислот	92,8	99,1

Из данных табл. 2 следует, что обработка высоким давлением охлажденной рыбы способствует сохранению биологической ценности продукта. Так, общая сумма аминокислот в опытной группе филе охлажденного карпа через 18 суток хранения составляет 99,1 г/100 г белка, что выше контроля на 6,7 % , в том числе незаменимых аминокислот на 8,2 % .

В табл. 3 представлена динамика показателей гидролиза и окисления липидов охлажденной рыбы, в частности, кислотного и перекисного чисел.

Через 18 суток хранения образцов карпа опытной группы кислотное число составляет 0,32 мг/КОН, что ниже контрольной на 88,7%, аналогичные результаты получены при исследовании перекисного числа. Так, перекисное число в опытных образцах филе карпа на уровне 0,35 ммоль акт. кисл./ кг, что ниже контрольных на 85,8 % .

Таким образом, однократная обработка охлажденной рыбы в вакуумной упаковке высоким давлением 800 МПа в течение 3 минут повышает ее сроки годности с 12 до 18 суток. После 18 суток хранения в холодильной камере с охлаждающей средой – чешуйчатый лед при температуре от –1 до –3 °С отмечены высокие органолептические показатели (25 баллов) в опытных образцах охлажденного карпа, гибель микроорганизмов, рН мышечной ткани на уровне 6,0 при норме не более 6,9, количество ААА – 5,8 мг/г при норме 6,9 мг/г, кислотное число составляет 0,32 мг/КОН, перекисное число – 0,35 ммоль акт. кисл. кг. Обработка высоким гидростатическим давлением способствует сохранению биологической ценности продукта, общая сумма аминокислот в опытной группе филе охлажденного карпа через 18 суток хранения выше контроля на 6,7 % .