Воздействие термической обработки и пищевых добавок на потребительские свойства рыбных полуфабрикатов

МРНТИ 69.51.01                                 

Производство рыбных полуфабрикатов занимает важное место в пищевой промышленности, обеспечивая потребительский рынок продукцией высокой пищевой и биологической ценности. Рыбные полуфабрикаты обладают значительным потенциалом для удовлетворения растущего спроса населения на здоровое и сбалансированное питание. Их ценность обусловлена содержанием легкоусвояемого белка, полиненасыщенных жирных кислот (ПНЖК), витаминов, микроэлементов и других биологически активных веществ.

В условиях сокращения промысловых запасов ценных видов рыб особую актуаль- ность приобретает использование малоценных и недостаточно освоенных видов водных биоресурсов. Их применение позволяет не только расширить сырьевую базу отрасли, но и создать полуфабрикаты с приемлемыми органолептическими и технологическими свойствами, доступной себестоимостью и высоким пищевым потенциалом. Рациональное использование малоценных видов способствует повышению эффективности переработки водных биоресурсов, снижению отходов и обеспечению продовольственной безопасности [1].

На качество готовых изделий влияет не только вид рыбного сырья, но и выбранный метод термической обработки, который определяет физико-химические, органолептические и микробиологические показатели, а также срок хранения продукции [2].

Цель исследования заключается в изучении воздействия различных методов термической обработки на органолептические, физико-химические характеристики и срок хранения рыбных полуфабрикатов из малоценных видов рыб.

Для достижения цели были поставлены следующие задачи: провести аналитический обзор особенностей малоценных видов рыбы и обосновать их использование в качестве сырья для производства рыбных полуфабрикатов; рассмотреть методы термической обработки рыбной продукции, охарактеризовать их технологические особенности и влияние на качество сырья; исследовать изменения органолептических и физико-химических свойств рыбных полуфабрикатов, вызванные различными способами термической обработки; установить характер влияния различных методов термической обработки на продолжительность хранения продукции и изменение её качественных характеристик.

Характеристика малоценным видам рыб. По состоянию ихтиофауны малых водоемов Алматинской области (Балхашский водоём) насчитано 21 видов рыб. Одними из самых распространённых можно считать следующие виды: лещ Abramis brama (Linnaeus, 1758), плотва Rutilus rutilus (Linneus, 1758), азиатско-европейский карась Carassius auratus (Bloch, 1872) [3].

Размеры леща составляют 25–45 см при массе 0,5–1,5 кг. Средняя продолжительность жизни вида достигает 12-14 лет. Лещ характеризуется стайным поведением и относится к бентофагам, потребляющим донные организмы [4].

У карася наблюдается гиногенетическая форма размножения: популяции могут состоять исключительно из самок, которые инициируют развитие икры при нересте с самцами других карповых видов (таких как сазан, золотой карась или линь). Продолжительность жизни достигает 14-15 лет, при средней — около 7-10 лет. Максимальная зарегистрированная длина тела — около 45 см, масса может превышать 1 кг [5].

Плотва относится к отряду карпообразных. По строению у плотвы удлиненное туловище. Длина может достигать 30 см, масса до 2 кг. Спина окрашена в черный цвет, а бока и брюшко имеют серебристый цвет. Тело покрыто циклоидной чешуей. Отличительная черта плотвы - радужная оболочка глаза с оранжевой окраской и красным пятном в её верхней части [6].

Методы термической обработки. В технологии производства рыбных изделий широко применяются различные методы термической обработки, оказывающие существенное влияние на формирование потребительских и качественных характеристик готовой продукции. Выбор способа теплового воздействия определяет изменения структуры, консистенции и сочности изделия.

Жарка — традиционный вид термообработки продукта, смысл которого заключается в обжаривании продукта в малом количестве масла. Варка на водяной бане также является одним из традиционных видом термообработки, при котором на продукт воздействуют водяным паром. Является более щадящим методом обработки.

Запекание — это термическая обработка горячим воздухом в духовом шкафу. По сравнению с варкой в воде, при этом виде термической обработки готовая продукция имеет более нежную консистенцию из-за низких потерь сока и жира [7].

Один из видов технологического оборудования это пароконвектомат, который способен работать в разных режимах: режим «конвекция»- нагрев за счет воздушных ТЕНов, «Конвекция + пар» - это нагрев за счет одновременной работы воздушных ТЭНов и водяного пара, и др [8].

В связи с этим возникает необходимость комплексного изучения влияния различных методов термической обработки на качество рыбных полуфабрикатов из малоценных видов рыбы.

Пищевые добавки. Антиоксиданты - это вещества, которые ингибируют окисление ненасыщенных жирных кислот и препятствуют ухудшению качества пищевых продуктов. Использование антиоксидантов позволяет исключить окисление в продуктах питания и следственно продлить срок хранения [9].

Экстракт розмарина характеризуется высокой антиоксидантной активностью, что обусловлено значительным содержанием фенольных соединений. Наличие данных соединений определяет выраженные антиоксидантные и антимикробные свойства экстракта, что свидетельствует о перспективности его применения в технологии пищевых продуктов в качестве натурального консерванта [10].

Цитрат натрия оказывает влияние на регуляцию кислотности пищевого сырья, обеспечивая смещение рН в зону, благоприятную для структурных изменений белковых компонентов. Это способствует усилению их гидратации и повышению способности системы удерживать влагу. Его использование обусловлено необходимостью стабилизации функционально-технологических свойств продукции [11].

Материалы и методы

Объектом исследования послужили рыбные изделия, обработанные различными видами термической обработки такими как: запекание в духовом шкафу, обработка в пароконвектомате, традиционная жарка и варка на водяной бане. А также влияние пищевых добавок на антиоксидантные свойства изделий.

Рыбные полуфабрикаты хранили при температуре +5 °C в течение 7 суток в герметичных пищевых контейнерах. Такой режим обеспечивал минимизацию микробиологических и окислительных процессов и позволял сохранить исходные свойства сырья. После хранения полуфабрикаты подвергались различными способами термической обработки.

Один из образцов готовили в духовом шкафу при температуре 200 °C в течение 20 минут до равномерного пропекания и образования лёгкой румяной корочки. Готовность контролировалась визуально и по внутренней температуре продукта, которая не должна была быть ниже 72°C.

Другой образец обрабатывали в комбинированном режиме конвекции и пара при температуре 180 °C с влажностью 40 % на протяжении 18 минут. Такой способ позволял снизить пересушивание изделия и сохранить его сочность благодаря более мягкому воздействию тепла.

Жарку полуфабрикатов проводили на растительном масле при температуре 170– 180 °C по 5 минут с каждой стороны до образования золотистой корочки, при этом готовность определяли также визуально.

Приготовление на пару осуществлялось при температуре 100 °C в течение 20 минут. Этот метод минимально воздействует на продукт механически и термически, что способствует сохранению влаги, хотя цвет и внешний вид изделия формируются менее выражено.

Образцы были отобраны и доставлены в лабораторию, где проводились испытания согласно требованиям ГОСТ Р 54037-2010, ГОСТ Р 55480-2013, ГОСТ 10444.15-94. Определялись водорастворимые и жирорастворимые антиоксиданты, водородный показатель (pH) а также количество мезофильных аэробных и факультативно-анаэробных микроорганизмов [12-14].

Органолептическую оценку рыбных изделий проводили по основным сенсорным показателям: вкус, запах, цвет, консистенция и внешний вид. Испытания выполняли дегустационной комиссией в составе 5–7 человек. Перед оценкой изделия охлаждали до температуры подачи 20–22 °С. Каждый образец предъявляли экспертам в закодированном виде, без указания способа обработки и наличия добавок, что исключало субъективное влияние.

Оценивание проводили по пятибалльной шкале, где 5 — показатель, соответствующий высокому качеству, 3 — удовлетворительному уровню, 1-2 — выраженные недостатки. Каждый проверяющий выставлял индивидуальные оценки, после чего рассчитывали среднее значение по каждому показателю для образцов с добавками и без. Результаты использовали для сравнительного анализа влияния добавок и способов термической обработки на органолептические свойства изделий [15].

Результаты и их обсуждение

По результатам органолептической оценки рыбных изделий без добавок получили следующие показатели: наиболее высокую среднюю оценку получили жареные изделия 4,8 балла. Запечённые изделия характеризовались несколько более низким уровнем органолептических показателей 4,4 балла. Изделия, приготовленные в пароконвектомате, получили среднюю оценку 4,0 балла, тогда как минимальные значения отмечены у изделий, приготовленных на пару 3,4 балла. Полученные результаты отражены на рисунке 1.

Образец 1 – запечённые рыбные изделия; образец 2 – рыбные изделия, приготовленные в пароконвектомате; образец 3 – рыбные изделия жареные; образец 4 – рыбные изделия, приготовленные на пару.

Рисунок 1. Сравнительный анализ органолептических свойств рыбных изделий без добавок

В целом добавки не улучшили органолептические свойства изделий и в некоторых случаях привели к их небольшому снижению. Наиболее стабильными к воздействию добавок оказались жареные и запечённые изделия, тогда как паровые технологии (пароконвек-томат и приготовление на пару) проявили большую чувствительность: вкусовое восприятие и внешний вид ухудшились сильнее.

Образец 1 – запечённые рыбные изделия; образец 2 – рыбные изделия, приготовленные в пароконвектомате; образец 3 – рыбные изделия жареные; образец 4 – рыбные изделия, приготовленные на пару.

Рисунок 2. Сравнительный анализ органолептических свойств рыбных изделий с добавками

По итогам органолиптической оценки изделий с цитратом натрия и экстрактом розмарина получили следующие значения. Наблюдается снижение суммарных органолептических показателей. Средняя оценка жареных изделий составила 4,4 балла, запечённых 4,0 балла, изделий, приготовленных в пароконвектомате 3,6 балла, а изделий, приготовленных на пару 3,0 балла.

Снижение органолептической оценки по сравнению с контрольными образцами составило 0,4 балла для жареных и запечённых изделий и 0,4 балла для изделий, приготовленных в пароконвектомате и на пару, что отражено на рисунке 2. Наиболее выраженное снижение показателей отмечено у изделий, приготовленных на пару, что может быть связано с меньшей интенсивностью вкусоароматических характеристик и цвета при щадящем режиме термической обработки.

водорастворимые антиоксиданты, мг/г без добавок

водорастворимые антиоксиданты, мг/г с добавками

Образец 1 - запечённые рыбные изделия; образец 2 - рыбные изделия, приготовленные в пароконвектомате; образец 3 - рыбные изделия жареные; образец 4 - рыбные изделия, приготовленные на пару.

Рисунок 3. Активность водорастворимых антиоксидантов рыбных изделий, приготовленных с использованием различных видов термической обработки.

Содержание водорастворимых антиоксидантов в образцах после термообработки различается в зависимости от способа приготовления. В большинстве случаев в изделиях с добавками значения несколько ниже, что связано с частичным разрушением или вымы- ванием водорастворимых соединений при нагреве. Интенсивные методы обработки такие как запекание и жарка приводят к большему снижению показателей, более щадящие - к меньшим изменениям.

0,16

0,14

0,12

0,1

0,08

0,06

0,04

0,02

Образец 1

Образец 2

Образец 3

Образец 4

жирорастворимые антиоксиданты, мг/г без добавок

жирорастворимые антиоксиданты, мг/г с добавками

Образец 1 - запечённые рыбные изделия; образец 2 - рыбные изделия, приготовленные в пароконвектомате; образец 3 - рыбные изделия жареные; образец 4 - рыбные изделия, приготовленные на пару.

Рисунок 4. Активность жирорастворимых антиоксидантов рыбных изделий, приготовленных с использованием различных видов термической обработки.

Жирорастворимых антиоксидантов в образцах с добавками в большинстве случаев выше, чем в образцах без добавок. Это объясняется тем, что соединения экстракта розмарина лучше сохраняются в липидной среде и проявляют более выраженную антиокси- дантную активность при термической обработке, особенно при жарке и запекании. В отдельных случаях значения совпадают, что связано с меньшей чувствительностью жирорастворимых антиоксидантов к мягким режимам приготовления [16].

6,2  6,2                                                               ^6,2

5,85,6         5,25,1             5,8

Образец 1

Образец 2

Образец 3

Образец 4

• ■    Водородный показатель (pH) без добавок ■ водородный показатель (pH) с добавками

Образец 1 – запечённые рыбные изделия; образец 2 – рыбные изделия, приготовленные в пароконвектомате; образец 3 – рыбные изделия жареные; образец 4 – рыбные изделия, приготовленные на пару.

Рисунок 5. Водородный показатель рыбных изделий, приготовленных с использованием различных видов термической обработки.

Значения водородного показателя (pH) в образцах с добавками незначительно снижаются по сравнению с контролем, за исключением запечённых изделий, где значения совпадают. Такое уменьшение pH связано с влиянием прежде всего экстракта розмарина. Наиболее заметное снижение наблюдается при приготовлении на пару из-за мягких условий обработки, при которых кислотные компоненты добавки сохраняются лучше.

■ Кислотное число жира, мг КОН/г без добавок

• ■    Кислотное число жира, мг КОН/г с добавками

Образец 1 – запечённые рыбные изделия; образец 2 – рыбные изделия, приготовленные в пароконвектомате; образец 3 – рыбные изделия жареные; образец 4 – рыбные изделия, приготовленные на пару.

Рисунок 6. Кислотное число рыбных изделий, приготовленных с использованием различных видов термической обработки.

Кислотное число жира во всех образцах с добавками немного ниже по сравнению с контролем. Это свидетельствует о меньшей интенсивности гидролиза липидов и снижении накопления свободных жирных кислот. До- бавки, особенно экстракт розмарина, замедляют процессы окисления и распада жиров, поэтому кислотное число уменьшается независимо от способа термической обработки.

0,2

0,2 0,18 0,16 0,14 0,12

0,1 0,08 0,06 0,04 0,02

0,11

0,13

0,10,11                  0,1           0,11

0,13

Образец 1         Образец 2

Образец 3         Образец 4

• ■    КМАФАнМ, КОЕ/г (·10³) без добавок

• ■    КМАФАнМ, КОЕ/г (·10³) с добавками

Образец 1 – запечённые рыбные изделия; образец 2 – рыбные изделия, приготовленные в пароконвектомате; образец 3 – рыбные изделия жареные; образец 4 – рыбные изделия, приготовленные на пару.

Рисунок 7. Микробиологические показатели рыбных изделий, приготовленных с использованием различных видов термической обработки.

В запечённых и жареных изделиях показатели КМАФАнМ ниже при использовании добавок. Эти способы обработки отличаются более высокой температурой и меньшей влажностью, поэтому антиоксидантные и антимикробные компоненты экстракта розмарина проявляют себя эффективнее и дополнительно снижают уровень остаточной микрофлоры.

Напротив, в изделиях из пароконвекто-мата и приготовленных на пару показатели слегка выше, чем в контроле. Мягкие режимы с высокой влажностью снижают выраженность антимикробного действия добавок: частично компоненты могут переходить в конденсат, а выживаемость микрофлоры в таких условиях выше. Поэтому разница менее выражена и в некоторых случаях наблюдается небольшое повышение значений.

Заключение

В результате проведённого исследования установлено, что вид термической обработки и использование цитрата натрия и экстракта розмарина по-разному влияют на качество рыбных изделий. Наилучшие органолептические показатели продемонстрировали жареные и запечённые образцы, тогда как изделия, приготовленные на пару, получили минимальные оценки. Добавки не улучшили сенсорные свойства, а в ряде случаев привели к их незначительному снижению, особенно при паровой обработке.

Физико-химический анализ показал, что добавки способствуют сохранению жирорастворимых антиоксидантов и снижению кислотного числа жира, что указывает на замедление окислительных процессов. При этом водорастворимые антиоксиданты сильнее разрушаются при интенсивных режимах нагрева. Активная кислотность образцов с добавками незначительно снижается.

Микробиологические показатели подтверждают эффективность добавок преимущественно в условиях высокой температуры и низкой влажности, тогда как при мягких режимах их антимикробное действие выражено слабее.

Таким образом, применение данных добавок оправдано прежде всего для жареных и запечённых рыбных изделий, где достигается оптимальное сочетание качества, безопасности и стабильности продукта.