Совершенствование и развитие технологических процессов получения пищевой продукции из водного сырья

Перед рыбообрабатывающими   предприятиями стоит задача изменения ассортимента выпускаемой продукции в пользу высококачественных, экологически чистых видов продукции, вырабатываемых по энергоресурсосберегающим технологиям. Поэтому на кафедре технологии рыбных продуктов Мурманского Государственного Технического Университета рядом исследователей проводятся работы по совершенствованию техники и технологии переработки гидробионтов. Работы ведутся в следующих направлениях:

• 1)    изучение закономерностей посола рыбы с целью разработки эффективных посольных устройств;

• 2)    создание коптильных препаратов для ароматизации пресервов и разработка на этой основе новых видов продукции;

• 3)    совершенствование технологии получения консервов из копченой рыбы;

• 4)    изучение экстрактов, полученных из растительного сырья при повышенных температурах;

• 5)    увеличение продолжительности хранения салатов из морской капусты;

• 6)    создание дымогенератора с ИК - нагревом.

Поиск новых видов продукции в настоящее время, несомненно, важен, особенно в связи с использованием сырья, бедного по своему химическому составу и ранее неиспользовавшегося. Поэтому нет никаких сомнений в том, что работа, проводимая на кафедре ТРП, важна и насущно необходима. В настоящее время созданы и в дальнейшем будут создаваться ряд образцов новой техники, современные технологии, позволяющие разрабатывать и производить конкурентоспособные продукты.

Данная формула справедлива для времени посола т > Т , где Т - время, по прошествии которого начинает изменяться соленость в центре образца, с :

Т = 0,0843 l ² /D .

Коэффициенты диффузии определялись для угря, мойвы, путассу, сайды, окуня и скумбрии. Они зависят от химического состава (жирности) и температуры ( t ) солевого раствора и могут быть найдены:

D = 0,003 Ж + 0,02 t + 0,66 .

Коэффициенты диффузии в данной формуле справедливы для солености рыбы не более 9%. Эффективная соленость S о определяется из следующего выражения:

Sо=a Sр, а - коэффициент, Sр - концентрация соли в солевом растворе, %. Коэффициент а имеет различные значения для каждого вида рыбы и зависит от ее химического состава, состояния кожного покрова, формы тела и т.п.

Значения коэффициента а для различных видов рыбы

Наименование объекта посола	Массовая доля жира, %	Температура тузлука, ° С	Коэффициент а
Филе сайды	1,3	18	0,66
Окунь свежий н/р	7,0	18	0,41
Мойва дефростированная н/р	9,7	18	0,3
Филе скумбрии	13,4	18	0,32
Угорь дефростированный б/г	15,0	18	0,38
Путассу свежая н/р	2,0	9	0,67
Путассу свежая н/р	2,0	18	0,68
Путассу свежая н/р	2,0	25	0,88
Путассу свежая н/р	2,0	30	0,92

С использованием приведенных выше зависимостей определены границы толщины слоя рыбы в тузлуке, при которых соленость продукта во всех срезах слоя должна быть равномерной. Предположено, что увеличить толщину слоя с равномерной соленостью можно, если увеличить плотность орошения поверхности рыбы. Были определены близкие к оптимальным плотность орошения и максимальные толщины слоев мойвы и филе скумбрии при посоле. Например, при толщине слоя мойвы 170 мм, филе скумбрии 150 мм, и времени посола 50 и 60 минут, соответственно, плотность орошения составила 0,0252 дм3/(мин см2), а плотность тузлука 1,18-1,2 г/см3 . Температура тузлука при посоле должна быть 15оС. При посоле мойвы и филе скумбрии в таких условиях был получен полуфабрикат с соленостью 4,65,43% и 4,65-5,30%. Такой полуфабрикат пригоден для получения копченой и слабосоленой продукции, а приведенные выше режимы рекомендуются для внедрения в механизированных посольных ваннах.

изготовлена опытная партия пресервов с использованием коптильного препарата "Сквама" для ароматизации масла по следующим технологическим схемам: с предварительным посолом, подсушкой рыбы с последующей заливкой в банки ароматизированного масла; и с посолом без подсушки рыбы, с последующей заливкой ароматизированного масла. Бензойнокислый натрий использовали как консервант. В качестве сырья использовали скумбрию и ставриду мороженые. Масло настаивали на коптильной жидкости при разных соотношениях в течение суток. Были использованы следующие соотношения масла и жидкости для ароматизации: 1:1, 2:1, 3:1. Дополнительно для сравнения были приготовлены пресервы из копченой рыбы в масле и из рыбы в масле по традиционным технологическим схемам. Анализы проводили для соленого полуфабриката в день изготовления, для пресервов - на 10, 30 и 60 сутки хранения.

Основные качественные показатели готовой продукции определяли стандартными методами: соотношение масс рыбы и заливки, массовая доля хлорида натрия, массовая доля БКН. Органолептические показатели по специально разработанной для этого вида пресервов 5-бальной шкале. При органолептической оценке качества пресервов отмечались такие показатели как вкус, запах, консистенция и состояние филе. Пресервы "Ставрида филе-кусочки копченые в масле" в процессе хранения имели вкус и запах, свойственные данному виду продукции, с ароматом и вкусом копченой рыбы, консистенция мяса рыбы была плотная, жестковатая. Упрочнение консистенции мышечной ткани рыбы, очевидно, обусловлено частичным обезвоживанием мяса в процессе копчения и торможением гидролитического расщепления белков, и, соответственно, созревания пресервов под действием фенольных веществ коптильного дыма, обладающих свойством реагировать с белками. Пресервы "Ставрида филе-кусочки в ароматизированном масле" по своему внешнему виду были близки к пресервам "Ставрида филе-кусочки в масле", отмечался приятный вкус и запах копченой рыбы без привкуса растворителя, характерного для пресервов в ароматизированном масле, изготовленных с применением коптильных жидкостей "Вахтоль" и "ВНИИМП". Поверхность рыбы была чистой, без посторонних примесей и налета. Особо отмечалась нежная консистенция.

Органолептическая оценка экспериментальных образцов пресервов выше, чем контрольного образца, приготовленного без коптильного препарата, т.е. вкусо-ароматические свойства пресервов под действием препарата "Сквама" улучшаются. Дегустаторами отмечался более сбалансированный, нежный и мягкий аромат копчения в образцах с ароматизированным маслом, полученном при соотношении масла и коптильной жидкости при ароматизации 2:1. Эти пресервы признаны лучшими по качеству. В пресервах, где использовали ароматизированное масло, настоянное на коптильной жидкости при соотношении 3:1, ощущался приятный, мягкий, но слабый аромат копчения. В образцах, где использовали ароматизированное масло, настоянное на коптильной жидкости при соотношении 1:1, ощущался четкий аромат копчения, но большая часть дегустаторов отметила появление специфического послевкусия, вызванного высокой концентрацией препарата.

Таким образом, оптимальным было принято соотношение масла и жидкости при ароматизации 2:1. Часть пресервов была изготовлена из соленого полуфабриката с подсушкой. Мы считаем, что удаление излишней влаги с поверхности филе приведет к дальнейшему удлинению срока хранения. Необходимо подтвердить это экспериментально. В процессе дальнейшего эксперимента будет выявлено влияние подсушки на органолептические свойства пресервов и их срок хранения.

Для характеристики процессов созревания использовали объективные показатели, такие как изменение буферности и отношения содержания аминного азота к содержанию общего азота (АА/ОА) в процессе хранения. Если буферность достигает 120-180 грд, а отношение аминного азота к общему 812%, то пресервы считают созревшими. По всем показателям пресервы "Ставрида филе-кусочки в масле" и "Ставрида филе-кусочки в ароматизированном масле" имели приблизительно одинаковую скорость созревания, причем у пресервов в ароматизированном масле несколько ниже. Это указывает на то, что под действием коптильных веществ увеличивается продолжительность хранения и тормозится их перезревание. Содержание фенольных веществ во всех образцах пресервов составляло 1,5-2 мг%. В связи с повсеместным ухудшением экологической обстановки особую актуальность приобретает проблема производства пищевых продуктов с минимальным содержанием веществ, опасных для здоровья, таких как бензапирен, нитрозодиметиламины, тяжелые металлы и гистамин. Контроль вышеуказанных веществ наиболее важен в сырье и новых продуктах.

В связи с применением нового коптильного препарата "Сквама" появилась необходимость проведения медико-биологических исследований пресервов. Для проведения сравнительного анализа нами исследованы одновременно следующие продукты: соленый полуфабрикат скумбрии, пресервы "Скумбрия филе-кусочки в масле", пресервы "Скумбрия филе-кусочки копченые в масле" и пресервы "Скумбрия филе-кусочки в ароматизированном масле" с коптильным препаратом "Сквама". В соответствии с гигиеническими требованиями к качеству и безопасности продовольственного сырья и пищевых продуктов (СанПиН 2.3.2.560-96), определялось содержание канцерогенных веществ (бензапирена и нитрозоаминов), гистамина, тяжелых металлов. Содержание бензапирена (БП) определялось с помощью спектрофлуориметра MPF-4 (Hitachi), а нитрозоаминов (НДМА) -хроматографически на газохроматографической установке с хемилюминисцентным детектором ТЕА-502 (Termo Electron Corporation).

Онкогигиеническая оценка экспериментальных образцов проводилась лабораторией онкологии НИИ онкологии им. проф. Н.Н.Петрова (г.Санкт-Петербург). Показано, что из-за весьма низкой концентрации БП и НДМА в самом коптильном препарате ( 0,08мкг/л и 0,34 мкг/л соответственно) содержание этих веществ в пресервах после введения коптильной жидкости практически не изменяется, и в пределах погрешности измерения практически одинаково в сырье, пресервах в масле и пресервах в ароматизированном масле (содержание БП около 0,1 мкг/кг, НДМА не обнаружены). Для сравнения: в скумбрии холодного копчения содержание БП составляет 0,42 мкг/кг, а НДМА - 0,78 мкг/кг. Содержание гистамина, определенное фотометрически на КФК-2, в пресервах "Скумбрия филе-кусочки в ароматизированном масле" колеблется в пределах от 18 до 39 мк/кг, что в 2,5-4 раза меньше существующих норм. Содержание тяжелых металлов определялось методом атомно-абсорбционной спектрофотометрии на приборе "Hitachi AAS 180-50" (НПО "Севрыбтехцентр"). Показано, что металлы свинец, кадмий, мышьяк, ртуть, медь, цинк, олово присутствуют в готовом продукте в концентрациях ниже ПДК.

Анализ всех качественных показателей пресервов в ароматизированном масле показывает, что коптильный препарат "Сквама" значительно улучшает вкусовые качества слабосоленых пресервов из океанических и, особенно, плохо созревающих рыб. По органолептическим и химическим показателям эти пресервы в основном не уступают пресервам из рыбы копченой в масле, а по некоторым, таким, как консистенция, превосходят их. Таким образом, применение коптильного препарата "Сквама" в пресервном производстве позволяет расширить ассортимент соленой деликатесной продукции, способ его получения достаточно прост, расход при производстве невелик, что гарантирует рентабельность пресервов в ароматизированном масле с использованием коптильного препарата "Сквама". На коптильный препарат "Сквама" и пресервы с этим препаратом разработана и утверждена соответствующая нормативно-техническая документация.

• 4.    Совершенствование технологии получения консервов из копченой рыбы

• 5.    Изучение экстрактов, полученных из растительного сырья при повышенных температурах

  В качестве сырья для получения экстрактов использовались различные породы древесины, кустарники, травы, и водоросли ( Ершов и Иваней , 1997) . Анализ группового химического состава показал, что они содержат карбонильные соединения, спирты, кислоты, фенолы и другие вещества. В результате экспериментов обнаружено, что содержащиеся в экстрактах вещества могут служить ингибиторами развития микрофлоры. При добавлении экстрактов продолжительность использования тузлука в процессе посола рыбы может увеличиться в два и более раз. Наличие комплекса различных соединений и специфического аромата экстракта могут применяться и как вкусоароматические добавки при производстве пищевой продукции.

• 6.    Увеличение сроков хранения салатов из морской капусты

  Были исследованы несколько образцов салатов из морской капусты. Образцы хранились при температурах от 0 до 3 ° С и при -12 ° С ( Ершов и Котлярова , 1997) . Показатели качества измельченного салата несколько ниже, чем шинкованного, что обусловлено главным образом большим водным отстоем у измельченного продукта. В течение 1 месяца хранения у всех салатов не обнаружено БГКП, патогенной микрофлоры, в том числе сальмонелл. Мезофильно-аэробные и факультативно-анаэробные микроорганизмы были обнаружены в количестве не более 2 - 10 4 КОЕ/г, что соответствует требованиям инструкции по санитарно-микробиологическому контролю производства пищевой продукции из рыбы и

• морских беспозвоночных. Потребительские свойства салатов после 1 месяца хранения изменились незначительно. Это позволяет доставлять охлажденную и замороженную продукцию в достаточно отдаленные районы России. Возможно увеличение сроков хранения до нескольких месяцев при снижении температуры без значительного ухудшения по органолептическим и микробиологическим показателям. Однако, для этого необходимы дополнительные исследования.

• 7.    Создание дымогенератора с ИК – нагревом

Консервы из рыбы горячего копчения традиционно пользуются стабильным спросом у населения. Однако их производство связано со значительными затратами сырья и энергии. В настоящее время на кафедре ТРП проводятся работы по переходу от высокотемпературной термической обработки полуфабриката к низкотемпературной обработке. Изготовленные образцы консервов с применением низкотемпературного термического воздействия отличались высокими вкусовыми достоинствами. В настоящее время отработаны режимы получения консервов из копченой сельди. Уточняются оптимальные режимы производства консервов из трески.

Повышение качества копченого продукта, его безопасности для здоровья человека, снижение расходов энергии и топлива можно осуществить, применяя новые способы получения коптильного дыма с учетом согласования подвода тепла к топливу и кинетики его нагрева. Для решения этой проблемы на кафедре технологии рыбных продуктов МГТУ создана конструкция дымогенератора ИК - нагревом. Были выявлены основные факторы, влияющие на процесс генерации: удельная поверхность древесины (Х1, м2/кг), начальное влагосодержание опилок (Х2,  %), количество добавляемой в камеру дымогенератора воды (Х3, %). Ряд факторов: расстояние излучателя до древесины, температура излучения, длина волны излучения – были приняты постоянными. Продолжительности периода нагрева (У1) и периода собственно дымообразования (У2) зависят от основных влияющих факторов следующим образом:

• У 1 = 104,4 Х 1 + 1,66 Х 2 + 4,82 Х 3 – 0,13 Х 1 Х 2 + 0,0003 Х 2 Х 3 – 0,258 Х 1 Х 3 – 4,19 Х 1² – 0,014 Х 3² – 704,5 ,

• У 2 = 10,5 Х 1 – 0,384 Х 2 + 0,0541 Х 3 + 0,0568 Х 1 Х 2 + 0,0151 Х 1 Х 3 + 0,023 Х 2 Х 3 – 0,715 Х 1² – 58,67 .

• 8.    Заключение

Поиск оптимальных значений влияющих факторов велся таким образом, чтобы при соблюдении граничных условий наиболее полно удовлетворялись требования критериев оптимизации для обоих периодов: нагрева и дымообразования. Были получены следующие оптимальные значения влияющих факторов: для высокопроизводительных установок Х₁ =11,8 м²/кг, Х₂ =45%, Х₃ = 50 % ; для малых установок Х₁ =11,0 м ² /кг , Х₂ =70 % , Х₃ =70 % . Таким образом, найденные параметры дымогенерации позволяют в довольно простых по устройству генераторах получать качественную коптильную среду.

По результатам проведенных исследований разработан коптильный препарат ″ СКВАМА ″ с оригинальными свойствами. Коптильный препарат использован при производстве пресервов. Работы завершены, создается нормативно-техническая документация. Предложены экстракты из растительного сырья, которые могут быть применены и как ингибиторы микрофлоры, и как вкусоароматические добавки. Найдены пути увеличения сроков хранения салатов из морской капусты. Разработаны оптимальные пути генерации дыма с использованием ИК-генераторов. На основе полученных зависимостей можно создавать малогабаритные высокоэффективные генераторы дыма, отличающиеся простотой конструкции и малой массой. Предложены близкие к оптимальным режимы посола мелкой рыбы и филе в тузлуке слоем несколько рядов. Определены основные параметры для конструирования механизированных посольных ванн: продолжительность посола, толщина слоя рыбы, плотность и температура раствора, плотность орошения.

Таким образом, проведенные исследования способствуют созданию как новых видов продуктов, так и совершенствованию техники и технологии.