На правах рукописи

Громов Игорь Александрович

ФОРМИРОВАНИЕ УЛУЧШЕННЫХ ПОТРЕБИТЕЛЬСКИХ СВОЙСТВ

ОХЛАЖДЁННОЙ РЫБЫ ПУТЁМ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ

ХАРАКТЕРИСТИК ОХЛАЖДАЮЩЕЙ СРЕДЫ

Специальность: 05.18.15 – Технология и товароведение пищевых продуктов

и функционального и специализированного назначения и общественного питания

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук

Москва – 2010

Работа выполнена на кафедре «Товароведение и основы пищевых производств»

Государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Московский государственный институт пищевых производств»

доктор технических наук, профессор

Научный руководитель:

Кутина Ольга Иосифовна доктор экономических наук,

Официальные оппоненты:

профессор Ефимов Анатолий Дмитриевич кандидат технических наук, доцент Дуборасова Татьяна Юрьевна ГОУ ВПО «Российский

Ведущая организация:

экономический университет им. Г. В. Плеханова»

Защита состоится «_» ноября 2010 г. в часов на заседании Совета по защите докторских и кандидатских диссертаций Д 212.148.08 при ГОУ ВПО «Московский государственный университет пищевых производств» по адресу:

125080, Москва, Волоколамское шоссе, д. 11, ауд. _.

Автореферат размещён на сайте www.mgupp.ru

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУ ВПО «Московский государственный университет пищевых производств».

Автореферат разослан «_» октября 2010 г.

Учёный секретарь Совета, к.х.н., доцент, ст.н.с. В. С. Штерман

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Обеспечение населения качественными и полноценными продуктами питания – первостепенная государственная задача.

Важное значение имеет производство рыбной продукции, являющейся источником незаменимых аминокислот и других необходимых для питания нутриентов.

Охлаждение – традиционный способ холодильной обработки объектов рыбного промысла. Преимущество охлаждения перед другими методами обработки (замораживанием, копчением, посолом и т. д.) состоит в максимальном сохранении биологически активных веществ и пищевой ценности рыбной продукции в процессе хранения.

Проблемы качества охлаждённой рыбы исследовали в своих работах В. П. Быков, Н. А. Головкин, В. П. Зайцев, С. А. Мижуева, Ю. А. Равич-Щербо, Е. М. Родин, Б. Н. Семёнов, В. Ф. Сопочкин, S. W. Roach, H. L. A. Tarr, W. J. Dyer и другие видные учёные.

В соответствии с ГОСТ 814-96 «Рыба охлаждённая. Технические условия», охлаждённая рыба хранится во льду 7-12 сут. в зависимости от её размеров и времени вылова. Однако этот срок хранения не позволяет стабильно снабжать население России охлаждённой рыбой или использовать её для последующей промышленной переработки. Поэтому на долю живой и охлаждённой рыбы на российском рынке приходится лишь 25% от всего объёма живой, охлаждённой и мороженой рыбной продукции. В то же время в мире этот показатель составляет 65%. Среди основных причин отставания удалённость районов добычи от крупнейших регионов-потребителей России, длительное время транспортировки рыбы и отсутствие технологий, обеспечивающих высокие показатели качества и безопасности охлаждённой рыбопродукции в процессе длительного хранения и транспортировки.

Данные обстоятельства указывают на необходимость проведения дальнейших исследований, направленных на усовершенствование технологий охлаждения и хранения рыбы. С учётом того, что рыбная продукция относится к группе скоропортящихся продуктов, задача сохранения свежей рыбы возможно более продолжительное время является актуальной.

Цель работы – увеличение срока годности охлаждённой рыбы с сохранением её потребительских свойств.

Для достижения поставленной цели было необходимо решить следующие задачи:

1. Изучить физические характеристики охлаждающей среды, влияющие на качество рыбы в процессе хранения и обосновать выбор охлаждающей среды.

2. Провести сравнительный анализ влияния пищевых добавок на охлаждённую рыбу. Обосновать выбор полифункциональной пищевой добавки и способ её внесения.

3. Построить математическую модель динамики изменения числа микроорганизмов в мышечной ткани рыбы в процессе её хранения во льду, содержащем консервант.

на микробиологические, физико-химические и органолептические показатели охлаждённой рыбы в процессе её хранения в чешуйчатом и гелеобразном льду.

5. Усовершенствовать систему сенсорной оценки охлаждённой рыбы.

6. Установить сроки годности охлаждённой рыбы в чешуйчатом и гелеобразном льду, изготовленном с использованием пищевой добавки «Варэкс-7».

7. Провести комплексную сравнительную товароведную оценку качества охлаждённой рыбы, хранившейся согласно разработанной и традиционной технологиям.

8. Усовершенствовать технологию хранения охлаждённой рыбы с использованием улучшенных характеристик чешуйчатого и гелеобразного льда.

9. Разработать, согласовать и утвердить нормативную документацию на охлаждённую рыбу, изготовленную по усовершенствованным технологиям.

10. Внедрить технологические решения на предприятиях рыбной отрасли.

Научная новизна заключается в следующем:

1. Обоснована необходимость использования охлаждающей среды с улучшенными характеристиками.

2. Обоснована целесообразность применения комплексной пищевой добавки и рациональный способ её внесения.

3. Впервые построена математическая модель динамики изменения микробного числа в охлаждённой рыбе в процессе её хранения во льду при температуре, близкой к криоскопической. Модель позволяет прогнозировать продолжительность срока годности продукта при различной концентрации пищевой добавки «Варэкс-7» во льду и обосновать, в каком количестве следует её применять для обеспечения сохранения качества продукции в течение увеличенного срока хранения.

4. Исследовано изменение микробиологических, органолептических показателей, показателей безопасности, содержания азотистых и липидных компонентов в процессе хранения охлаждённой рыбы в чешуйчатом льду с применением пищевых добавок.

5. Научно обоснована возможность использования гелеобразного льда с пищевой добавкой полифункционального действия «Варэкс-7» для охлаждения и хранения рыбы. Установлено, что внесение пищевой добавки способствует сохранению жирнокислотного состава липидов и других липидных компонентов, микробиологических и органолептических показателей, пуриновых компонентов, аминокислотного состава белков и других азотсодержащих компонентов мышечной ткани рыб в процессе холодильного хранения рыбной продукции.

6. Усовершенствована система сенсорной оценки охлаждённой рыбы.

Расширен набор дескрипторов, при оценке предложено учитывать органолептические характеристики рыбы до и после её отваривания.

Практическая значимость работы:

1. На основе сравнительного анализа эффективности пищевых добавок для охлаждённой рыбы подобрана пищевая добавка «Варэкс-7», обладающая наиболее выраженными консервирующими свойствами, позволяющими увеличить срок годности готовой продукции.

2. Усовершенствованы технологии хранения охлаждённой рыбы с использованием пищевой добавки «Варэкс-7» при изготовлении чешуйчатого и гелеобразного льда.

3. Установлено, что использование пищевой добавки «Варэкс-7» и заданные свойства охлаждающей среды позволяют повысить пищевую и потребительскую ценность охлаждённой рыбной продукции и увеличить в 2,5-6,0 раз сроки её годности.

4. Разработаны и согласованы технические условия ТУ 9261-013Рыба охлаждённая» (в чешуйчатом льду) и ТУ 9261-001Рыба охлаждённая» (в гелеобразном льду), а также Технологические инструкции к ним.

5. Результаты исследования внедрены на рыбоперерабатывающих предприятиях г. Москвы (ООО «Фрегат», ООО «Одиссей») и Московской области (ООО «Морская миля»).

6. Результаты диссертационного исследования рекомендованы для использования в учебном процессе по специальности 080401 «Товароведение и экспертиза товаров» (дисциплина «Товароведение и экспертиза рыбных товаров»).

Апробация работы. Основные результаты работы доложены и обсуждены на Международной научной конференции «IADIS International Conference on Data Mining» (Амстердам, 2008), научно-практической конференции «Практические аспекты исследования и мониторинга качества сырья и продуктов питания для обеспечения продовольственной безопасности России» (Москва, 2010), III Межведомственной научно-практической конференции «Товароведение, экспертиза и технология продовольственных товаров» (Москва, 2010), III Международной конференции «Садковое рыбоводство. Состояние и проблемы развития» (Петрозаводск, 2010).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 11 печатных работ, в том числе 4 статьи в журналах из перечня ВАК.

На защиту выносятся следующие результаты:

1. Обоснование выбора в качестве охлаждающей среды чешуйчатого и гелеобразного льда, проектирование их свойств.

2. Обоснование выбора пищевой добавки полифункционального действия «Варэкс-7» и рационального способа её внесения на основании результатов микробиологических и органолептических исследований охлаждённой рыбы.

3. Разработка математической модели динамики изменения микробного числа как основного показателя качества охлаждённой рыбы в процессе хранения во льду, содержащем консервант.

4. Результаты исследований показателей качества и безопасности охлаждённой рыбы в процессе хранения в чешуйчатом и гелеобразном льду.

5. Обоснование сроков годности охлаждённой рыбы в чешуйчатом и гелеобразном льду, изготовленном с применением пищевой добавки «Варэкс-7».

6. Результаты комплексной товароведной оценки качества охлаждённой рыбы, хранившейся по традиционной и усовершенствованной технологиям в гелеобразном льду.

Структура и объём работы. Диссертация состоит из введения, четырёх глав, выводов, списка использованной литературы и приложений. Работа изложена на 148 страницах печатного текста, содержит 25 таблиц, 30 рисунков и приложения. Список использованной литературы включает 160 работ отечественных и зарубежных авторов.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы, сформулирована научная новизна и практическая значимость диссертационного исследования, выделены основные положения, выносимые на защиту.

В первой главе «Современное состояние исследований в области технологии охлаждения рыбы» проведён анализ отечественной и иностранной научной и патентной литературы по вопросам развития технологии охлаждения рыбы. Рассмотрены способы увеличения срока хранения охлаждённой рыбы и работы, посвящённые математическому моделированию развития микроорганизмов в пищевых продуктах.

На основании анализа литературных данных определены цель и задачи настоящей работы.

Во второй главе «Объекты, методы исследований и организация эксперимента» приведена схема проведения исследований (рисунок 1), детально описаны объекты и методы исследований.

В качестве объектов исследования были выбраны карп и форель различных видов разделки (тушка-кусок и филе-кусок), охлаждённые и хранящиеся в различных охлаждающих средах: чешуйчатом и гелеобразном льду, изготовленном по традиционной технологии без консервантов (контроль) и с использованием пищевой добавки «Варэкс-7» (опыт). Контрольные и опытные образцы охлаждённой рыбы хранили в холодильной камере при температуре от минус 1° до минус 3°С.

В работе использовали физические, химические, микробиологические, биохимические, физико-химические методы исследований и статистические методы обработки экспериментальных данных.

Разработка схемы основных направлений исследований Характеристика объектов исследований Выбор методов исследований Исследование свойств пищевых добавок, обоснование целесообразности Изучение влияния пищевых добавок полифункц. действия на качество охл. рыбы Исследование микробиологических, Исследование показателей пищевой физико-химических и органолептич. ценности охлаждённой рыбной показателей охлаждённой рыбной продукции в процессе хранения продукции в процессе хранения Установление сроков годности охлаждённой рыбной продукции Совершенствование технологии изготовления охлаждённой рыбы Сравнительная комплексная оценка качества охл. рыбы, изготовленной по традиционной и усовершенствованной технологиям с использованием гелеобразного льда Разработка нормативной документации на охлаждённую рыбу Практическая реализация результатов исследований Рисунок 1 – Схема проведения основных этапов исследования Качество рыбной продукции оценивали в соответствии с правилами проведения дегустаций, ГОСТ 7631-2008, ГОСТ 814-96 и разработанной автором шкалой органолептической оценки охлаждённой рыбы. Отбор проб для определения физико-химических показателей проводили по ГОСТ 31339подготовку средней пробы – по ГОСТ 7636-85. Микробиологические исследования проводили в соответствии с требованиями СанПиН 2.3.2.1078- и МУК 4.2.1847-04. Определение массовой доли сорбиновой кислоты проводили по ГОСТ 7636-85, ГОСТ 27207-87. Перекисное и кислотное числа жира определяли титрометрическим методом по ГОСТ 7636-85. Альдегидное число жира определяли колориметрическим методом с раствором бензидина.

Определение общего, белкового и небелкового азота проводили по ГОСТ 7636Азот летучих оснований определяли колориметрическим методом с реактивом Несслера по ГОСТ 7636-85. Определение токсических элементов проводили методом атомно-абсорбционной ионизационной спектрофотометрии на приборе АА-670 фирмы Shimadzu (Япония). Определение токсичных элементов: ртути – по ГОСТ 26927; мышьяка – по ГОСТ 26930/ГОСТ Р 51962, ГОСТ 30538; свинца – по ГОСТ 26932, ГОСТ 30178, ГОСТ 30538, ГОСТ Р 51301; кадмия – по ГОСТ 26933, ГОСТ 30178, ГОСТ 30538, ГОСТ Р 51301.

Определение пестицидов – по МУ 1222, МУ 2142, МУК 2482;

полихлорированных бифенилов – по МУК 4.1.1023; радионуклидов: стронция – по МУ 5778, цезия – по МУ 5779, МУК 2.6.1.1194; нитрозоаминов – по МУК 4.4.1.011. Определения аминокислотного состава белков проводили по методу Штейна. Аминокислотный скор рассчитывали по шкале ФАО/ВОЗ.

Жирнокислотный состав липидов анализировали путём выделения липидов методом Блайя-Дайера. Пуриновые основания исследовали по методике, разработанной сотрудниками «Универсальной Аналитической Лаборатории»

(МГУ им. М. В. Ломоносова).

Планирование экспериментов и обработку экспериментальных данных проводили с помощью ПК и стандартных программ Microsoft Office и Matlab.

Достоверность экспериментальных данных оценивали методами математической статистики с помощью компьютерных программ на уровне обычных требований надежности с вероятностью Р=0,95.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

В третьей главе «Обоснование выбора охлаждающей среды для охлаждения и хранения рыбы» представлено решение различных аспектов задачи совершенствования охлаждающей среды и эффективного использования пищевых добавок для замедления процессов роста микробиоты и окисления липидов.

В главе проведена сравнительная оценка пяти образцов чешуйчатого и гранулированного льда, полученного на льдогенераторах отечественного и иностранного производства. Поставлена и решена задача определения физических характеристик льда, обеспечивающих максимальное продление срока хранения охлаждённой рыбы и сохранение её качества. Наиболее медленный рост обсеменённости рыбы наблюдается при её хранении в самом мелком чешуйчатом льду (толщина кристаллов – от 0,6 до 0,8 мм; длина и ширина всех рассмотренных в исследовании видов льда – 1-3 см), полученном на льдогенераторе Л12 («Компания «Технохолод ГЛЕН, ЛТД», Россия).

Это объясняется тем, что с уменьшением толщины частиц льда возрастают общая площадь их соприкосновения с телом рыбы, скорость теплообмена и, соответственно, охлаждения. Кроме того, благодаря малому размеру частиц льда и их плотному контакту друг с другом, этот мелкокристаллический лёд препятствует проникновению кислорода воздуха к поверхности рыбы и, тем самым, замедляет процессы окислительной порчи. Благодаря малой толщине чешуйки льда становятся хрупкими, без острых кромок, способных нанести рыбе механические повреждения.

Таким образом, чешуйчатый лёд, произведённый на льдогенераторе Л12, обладал наилучшими физическими характеристиками среди рассмотренных образцов и был использован в дальнейших экспериментах.

С целью увеличения срока хранения охлаждённой рыбы исследована возможность использования пищевых добавок, обладающих консервирующим действием. В главе обоснован выбор пищевой добавки и способ её внесения.

Было исследовано влияние на охлаждённую рыбу четырёх консервантов:

сорбата калия, бензоата натрия, консерванта «Специальный» компании «Нессе»

(Германия) и комплексной пищевой добавки «Варэкс-7» компании «ВестаВАР» (Россия), обладающей консервирующим и антиоксидантным действием.

Для изучения консервирующих свойств указанных пищевых добавок были проведены микробиологические исследования охлаждённой рыбы в процессе хранения её во льду, приготовленном из их растворов.

В процессе хранения исследуемых образцов карпа бактерии группы кишечной палочки, S. Aureus, сальмонеллы, L. monocytogenes, Proteus выделены не были. Результаты исследования КМАФАнМ, представленные на рисунке 2, показали, что наиболее выраженное бактериостатическое действие оказывает пищевая добавка «Варэкс-7». В процессе 20-суточного хранения рыбы во льду, изготовленном с её использованием, общая обсемененность не превосходила 1104, что соответствует требованиям, установленным СанПин 2.3.2.1078- (п.1.3.3.1) (не более 1105 КОЕ/г). В охлажденной рыбе при хранении в чешуйчатом льду с другими консервантами через 14-15 сут. наблюдалось увеличение общей обсемененности выше допустимого уровня. В дальнейших экспериментах в качестве консерванта была использована пищевая добавка «Варэкс-7».

С целью исследования эффективности действия «Варэкс-7» были также изучены различные способы внесения этой пищевой добавки. Наилучшие результаты показывали образцы рыбы, хранившейся во льду, приготовленном с использованием раствора «Варэкс-7» (рисунок 3).

Благодаря внесению в чешуйчатый лёд поваренной соли в количестве 3% и 1% пищевой добавки, температура замерзания льда понижается до минус 2°С.

При соблюдении режима хранения при температуре от минус 1° до минус 3°С небольшая часть льда при соприкосновении с рыбой подтаивает и вода с растворёнными в ней активными веществами проникает к поверхности рыбы, а затем и внутрь мышц. За счёт этого достигается непрерывность действия антисептических и антиокислительных компонентов пищевой добавки.

Рисунок 2 – Влияние пищевой добавки на изменение показателя общей бактериальной обсеменённости (N – КМАФАнМ, КОЕ/г) мышечной ткани Рисунок 3 – Влияние способа внесения пищевой добавки «Варэкс-7»

на изменение показателя общей бактериальной обсеменённости (N – КМАФАнМ, КОЕ/г) мышечной ткани карпа в процессе хранения В главе 3 представлена впервые разработанная математическая модель роста микробиоты в охлаждённой рыбе под воздействием пищевой добавки «Варэкс-7» в процессе хранения рыбы в гелеобразном и чешуйчатом льду.

Показано, что разработанная модель позволяет прогнозировать продолжительность срока годности продукта при различной концентрации пищевой добавки «Варэкс-7» и определять её эффективную концентрацию во льду.

При построении модели предполагалось, что внесение пищевой добавки может приводить к увеличению индукционного периода роста (лаг-фазы) микробиоты, подавлять рост микроорганизмов, переводя часть из них в персистентное (неактивное, но сохраняющее способность размножаться после устранения пищевой добавки) состояние и вызывать гибель части бактерий.

Значение удельной скорости роста µ (S ), зависящее от концентрации лимитирующего питательного вещества, описывалось согласно формуле Моно:

где µ max – максимальная скорость роста, K s – коэффициент Моно, S – концентрация питательной среды.

Кроме того, использовалось предположение (находящее подтверждение во многих теоретических и экспериментальных микробиологических исследованиях) о том, что продолжительность лаг-фазы tlag обратно пропорциональна скорости роста бактерий, а также зависит от концентрации консерванта в среде:

где f(с) – функция от с (концентрации консерванта).

С учётом указанных допущений в работе была получена система дифференциальных уравнений (1)-(3), описывающих кинетику изменения количества активных и неактивных (персистентных) бактерий в среде, содержащей консервант, а также изменение концентрации среды. Значения параметров модели представлены в диссертации.

где Y – коэффициент насыщения, Bs – количество активных микроорганизмов, k d – константа скорости гибели бактерий под действием консерванта, (t ) – тета-функция Хевисайда.

Уравнение (1) описывает кинетику активной (способной размножаться) микробной популяции под действием пищевой добавки. Уравнение (2) описывает переход части микроорганизмов в неактивное состояние под действием пищевой добавки:

где Вр – количество неактивных бактерий, kp – константа скорости перехода активных бактерий в неактивное состояние.

Уравнение (3) описывает изменение концентрации питательной среды:

Для оценки параметров k d и k p для чешуйчатого и гелеобразного льда был проведён ряд вычислительных экспериментов. Затем с помощью построенной модели выполнен расчёт изменения общей обсеменённости (КМАФАнМ) в охлаждённой рыбе в процессе хранения при различном содержании консерванта во льду. Показано, что модель хорошо описывает экспериментальные данные в течение всего срока хранения.

Расчёт показал, что добавление пищевой добавки «Варэкс-7» в воду, из которой изготавливается лёд, в количестве 5 г/кг рыбы (при условии соотношения массы рыбы и льда 2:1) обеспечивает микробиологическую безопасность продукта (значение КМАФАнМ – в пределах 1105 КОЕ/г) в течение 33 сут. в чешуйчатом и 45 сут. в гелеобразном льду. Увеличение концентрации позволяет увеличить продолжительность лаг-фазы (и продолжительность срока годности в целом), однако, как показали органолептические исследования, вызывает появление постороннего привкуса у рыбы.

С учётом выполненного математического моделирования, в качестве эффективной была выбрана концентрация пищевой добавки «Варэкс-7» 5 г/кг охлаждённой рыбы. Предложенная модель также может быть использована при микробиологическом анализе других охлаждаемых пищевых продуктов и оценки срока их годности.

В четвёртой главе «Товароведная оценка потребительских свойств охлаждённой рыбной продукции» проведена товароведная оценка потребительских свойств охлаждённой рыбной продукции в чешуйчатом и гелеобразном льду, описаны усовершенствованные технологии её хранения в указанных охлаждающих средах.

Сравнительную оценку потребительских свойств контрольных и опытных образцов охлаждённой рыбной продукции в процессе хранения в чешуйчатом льду осуществляли по микробиологическим и органолептическим показателям, а также по изменению содержания азотсодержащих и липидных компонентов.

В процессе хранения охлаждённой рыбы бактерии группы кишечной палочки, стафилококки, патогенные микроорганизмы, в том числе сальмонеллы, сульфитредуцирующие клостридии выделены не были.

Установлено, что пищевая добавка «Варэкс-7» обеспечивает микробиологическую безопасность охлаждённого карпа и форели на протяжении 37 сут. хранения (рисунок 4). С учётом коэффициента перерасчёта, срок годности охлаждённой рыбы составляет 28 сут., что превышает срок годности охлаждённой рыбы, хранящейся по традиционной технологии, в 2,5-4,0 раза.

Была усовершенствована методика сенсорной оценки охлаждённой рыбы.

С привлечением экспертов был разработан расширенный список дескрипторов, затем они были проранжированы и отобраны наиболее важные.

Органолептические исследования качества образцов охлаждённого карпа и форели проводились сразу после изготовления и через 28 сут. хранения.

На рисунке 5 представлены профилограммы органолептической оценки качества охлаждённой рыбы.

В течение всего срока хранения поверхность опытных образцов рыбы оставалась чистой, естественной окраски, сохранялась плотная консистенция, отмечался запах, свойственный данному виду свежей рыбы. В контрольных образцах через 28 сут. хранения отмечался резкий запах, поверхность сырой рыбы была покрыта слизью, консистенция мышечной ткани была слабой.

Результаты исследования микробиологических показателей коррелируют с результатами органолептических исследований охлаждённой рыбной продукции.

Рисунок 4 – Изменение общей бактериальной обсеменённости (N – КМАФАнМ, КОЕ/г) мышечной ткани рыб в процессе хранения Вкус (отварная рыба) Консистенция (отварная рыба) Рисунок 5 – Профилограмма органолептических показателей охлаждённого Для оценки качественных изменений свойств мышечной ткани рыбы большое практическое значение имеют азотсодержащие соединения.

В процессе хранения количество белка в опытных образцах, снижается на 19до 16,2% и 14,4% белка в форели и карпе соответственно), а в контрольных образцах – на 31-41% (13,7% в форели и 13,2% белка в карпе).

Значительно увеличивается общее количество небелкового азота: на 67-94% в контрольных образцах и 41-45% – в опытных. Анализ азотистых веществ позволил сделать вывод о том, что интенсивность гидролиза белков с образованием небелкового азота, азота летучих оснований и аминного азота в охлаждённом карпе и форели в контрольных образцах значительно выше, чем в опытных.

В процессе хранения охлаждённой рыбы также определяли показатели, характеризующие степень гидролиза и окисления липидов: кислотное, перекисное и альдегидное числа (рисунки 6-8).

В процессе хранения рыбы происходит повышение кислотного числа липидов, которое отражает нарастание свободных жирных кислот.

Использование пищевой добавки «Варэкс-7» при охлаждении и дальнейшем холодильном хранении рыбы замедляет гидролиз жиров и, соответственно, скорость роста кислотного числа.

Кислотное число, Рисунок 6 – Изменение кислотного числа липидов мышечной ткани рыб Наблюдаемый характер изменений перекисных чисел липидов охлаждённой форели и карпа обусловлен различием в интенсивности образования первичных продуктов окисления и их превращения во вторичные продукты, а также участием перекисей в образовании белково-липидных комплексов. Результаты исследований свидетельствуют, что эти процессы менее активно протекают в опытных образцах.

Альдегидное число отражает содержание вторичных продуктов окисления жиров в рыбе. Между перекисным и альдегидным числами липидов в образцах форели и карпа отмечается обратная корреляция, т.е. чётко выражен переход первичных продуктов окисления во вторичные.

Установлено, что гидролиз и окисление жиров протекает с различной интенсивностью в зависимости от свойств охлаждающей среды и химического состава рыбы. В опытных образцах процессы окислительной деструкции липидов протекают значительно медленнее.

Значения показателей безопасности (токсичных элементов, пестицидов, гистамина, радионуклидов и нитрозоаминов) в охлаждённой рыбе находятся существенно ниже нормируемого значения.

Остаточное содержание сорбиновой кислоты в филе форели на 28-е сутки составляет 0,076%, в тушке карпа – 0,080%.

Перекисное число, ммоль акт.кисл./кг Рисунок 7 – Изменение перекисного числа липидов мышечной ткани рыб Альдегидное Рисунок 8 – Изменение альдегидного числа липидов мышечной ткани рыб Таким образом, внесение пищевой добавки «Варэкс-7» и заданные свойства чешуйчатого льда обеспечивают микробиологическую безопасность, высокие биохимические и органолептические показатели рыбы в процессе её охлаждения и хранения, а также увеличение срока её хранения в 2,5-4,0 раза.

Исследования охлаждённой рыбной продукции в процессе хранения в гелеобразном льду осуществляли по микробиологическим, органолептическим показателям, аминокислотному составу белков и жирнокислотному составу липидов, а также пуриновым, азотсодержащим и липидным компонентам.

Результаты микробиологических исследований представлены на рисунке 9. В процессе хранения охлаждённой рыбы бактерии группы кишечной палочки, стафилококки, патогенные микроорганизмы, в том числе сальмонеллы, сульфитредуцирующие клостридии выделены не были.

Из результатов микробиологических исследований следует, что пищевая добавка «Варэкс-7» обеспечивает микробиологическую безопасность охлаждённого карпа и форели на протяжении 48 сут. хранения. При этом срок годности охлаждённой рыбы составляет 40 сут.

Рисунок 9 – Изменение общей бактериальной обсеменённости (N – КМАФАнМ, КОЕ/г) мышечной ткани рыб в процессе хранения Исследования органолептических показателей образцов охлаждённого карпа и форели проводили после закладки на хранение и через 40 сут.

хранения.

Результаты исследования микробиологических показателей коррелируют с результатами органолептических исследований охлаждённой рыбной продукции.

Изменение содержания пуриновых оснований в процессе хранения охлаждённой пресноводной рыбы в настоящее время недостаточно исследовано, хотя рядом авторов высказывались предложения использовать этот показатель для оценки качества и продолжительности хранения.

Результаты определения пуринов в контрольных и опытных образцах карпа в процессе хранения в гелеобразном льду приведены на рисунке 10.

Рисунок 10 Результаты исследования содержания пуринов в образцах карпа На основании проведённых исследований был сделан вывод о том, что более низкие значения показателя Н/А, характеризующего относительный рост содержания гипоксантина (Н) к аденину (А), отмечены в опытных образцах, что, по-видимому, обусловлено ингибирующим влиянием компонентов пищевой добавки «Варэкс-7» на протекание автолитических процессов в рыбе.

Обнаруженное явление указывает на возможность более длительного хранения опытных образцов охлаждённой рыбы с сохранением её нативных свойств.

Результаты исследований аминокислотного состава белков охлаждённой форели и карпа и значение аминокислотного скора белков форели в процессе хранения представлены в таблицах 1 и 2 соответственно.

Полученные результаты исследований свидетельствуют о протекторном воздействии консерванта «Варэкс-7» на аминокислоты белков рыбы в процессе охлаждения и хранения, что позволяет сохранять биологическую и пищевую ценность готового продукта.

Таблица 1 Изменение аминокислотного состава белков охлаждённой форели и карпа в процессе хранения (г/100г белка) кислота кислота аминокислот незаменимых аминокислот незаменимых аминокислот Таблица 2 – Значение аминокислотного скора белков охлаждённой форели и карпа Незаменимые аминокислоты Метионин + Изучение изменений азотсодержащих веществ опытных и контрольных образцов охлаждённого карпа и форели в гелеобразном льду показало, что в процессе их хранения происходит гидролиз белков с образованием небелкового азота, азота летучих оснований (АЛО) и аминного азота.

В процессе 40 сут. хранения содержание белка в контрольных образцах снизилось на 35% (форель) и 56% (карп) от первоначального значения, небелкового азота увеличилось на 89% (форель) и 106% (карп), АЛО – возросло на 96% (форель) и 84% (карп) и аминного азота – увеличилось в 2,8 раза (форель) и 2,2 раза (карп).

В процессе 40 сут. хранения опытных образцов содержание белка снизилось на 13% (форель) и 30% (карп), небелкового азота увеличилось на 50% (форель) и 29% (карп), АЛО – возросло на 53% (форель) и 47% (карп) и аминного азота – увеличилось в 2,2 раза (форель) и 1,5 раза (карп).

Анализ полученных данных позволил сделать вывод, что гидролиз белков в охлаждённой рыбе, хранящейся в гелеобразном льду с использованием пищевой добавки «Варэкс-7», проходит значительно медленнее, чем в охлаждённой рыбе без консервантов.

Пищевая ценность липидов рыб определяется их жирнокислотным составом, включая биологически активные полиненасыщенные жирные кислоты (ПНЖК) -3 и -6 ряда. Изменение состава жирных кислот липидов контрольных и опытных образцов в процессе 40 сут. хранения представлены в таблице 3.

Благодаря использованию пищевой добавки «Варэкс-7» ПНЖК лучше сохраняются. Их содержание в опытных образцах рыбы в процессе хранения в два раза выше по сравнению с контрольными образцами, что говорит о высокой пищевой ценности готового продукта, в то время как традиционная технология изготовления охлаждённой рыбы в гелеобразном льду не позволяла сохранять жирные кислоты -3 и -6 в полном объеме.

Таблица 3 Изменение жирнокислотного состава липидов охлаждённой форели и карпа в процессе хранения Цис-8,11,14-эйкозатриеновая Цис-11,14,17-эйкозатриеновая Эйкозапентаеновая цисС 20:5 - Цис-13,16,17-докозадиеновая Докозапентаеновая цисС 22:5 - Докозагексаеновая цисС 22:6 - В процессе хранения опытных и контрольных образцов форели и карпа определяли показатели, характеризующие степень гидролиза и окисления липидов: кислотное, перекисное и альдегидное числа.

Кислотное число охлаждённой рыбы, хранившейся по традиционной технологии, увеличилось в 8,6 раза (карп) и 9,0 раза (форель); в опытных образцах кислотное число возросло в 6,6 и 7,8 раза соответственно.

К 40-м сут. хранения значение перекисного числа в контрольных образцах карпа увеличивается 3,0 раза (карп) и в 6,4 раза (форель); в опытных – в 2,1 и 5,2 раза соответственно.

В контрольных образцах отмечается рост альдегидного числа в 2,9 раза (карп) и 4,1 раза (форель). В опытных образцах альдегидное число увеличивается в 2,1 раза (карп) и 3,4 раза (форель).

Из представленных результатов следует, что гидролиз и окисление жиров протекает с различной интенсивностью в зависимости от свойств охлаждающей среды и химического состава рыбы. В опытных образцах процессы окислительной деструкции липидов протекают значительно медленнее.

Результаты проведенных исследований образцов охлаждённой рыбы свидетельствуют о том, что внесение пищевой добавки «Варэкс-7»

предотвращает процессы гидролиза и окисления липидов, что способствует максимальному сохранению высоких потребительских свойств.

На заключительном этапе с целью всесторонней оценки качества охлаждённого карпа и форели в процессе хранения в гелеобразном льду был проведён расчёт комплексного показателя качества. При этом учитывались группы органолептических свойств и свойств, характеризующих пищевую ценность и качество продукта. Для выбора характеристик и определения соответствующих им весовых значений были привлечены эксперты. Результаты комплексной оценки качества образцов карпа и форели представлены в таблице 4.

Установлено, что комплексные показатели качества охлаждённого карпа (0,719) и форели (0,684), приготовленных с применением пищевой добавки «Варэкс-7», выше аналогичных показателей продукции (карп – 0,475, форель – 0,447), приготовленной по традиционной технологии.

В результате проведённых исследований была усовершенствована технология охлаждённой рыбы. Пищевую добавку «Варэкс-7» в количестве 5 г/кг рыбы и поваренную соль в количестве 3% растворяют в воде.

Полученный раствор пищевых добавок поступает в льдогенератор, вырабатывающий чешуйчатый либо гелеобразный лёд, которым послойно пересыпают рыбу в таре.

Таблица 4 – Комплексная оценка качества охлаждённой форели и карпа

К О К О К О К О

1. Органолептич.

оценка 1.1Охлаждённая рыба 1.2 Отварная рыба Оценка пищевой ценности незамен. аминок-т, г/100г белка моно-ненасыщ.

жир. к-т, % поли-ненасыщ.

жир. к-т, % Оценка «сохраняемости»

Кислотное число, мг КОН/г Перекисное число, ммоль акт.кисл./кг Альдегидное число, мг/% После укладки рыбы в тару часть льда тает за счёт теплообмена с рыбой, лёд также подтаивает и оседает в процессе хранения. Таяние льда способствует проникновению веществ, содержащихся в «Варэкс-7», к поверхности и внешним слоям мышечной ткани рыбы, препятствуя гидролизу белков и липидов, окислению липидов, а также развитию микроорганизмов в продукте.

Остаточное количество пищевой добавки контролируют по содержанию сорбиновой кислоты; предельное содержание сорбиновой кислоты в готовом продукте (согласно ТУ) – 0,15%.

На охлаждённую рыбу в чешуйчатом и гелеобразном льду с применением «Варэкс-7» разработана и согласована нормативная документация.

Внедрение технологии изготовления охлаждённой рыбы позволит расширить её ассортимент. Экономический эффект от внедрения разработанной технологии определяется, в первую очередь, значительным расширением рынка сбыта охлаждённой рыбной продукции и составляет 1 863 000 рублей в год.

Разработанная технология имеет высокую социальную значимость, которая состоит в обеспечении населения высококачественной и безопасной рыбной продукцией, что способствует сохранению здоровья нации.

ВЫВОДЫ

1. На основании изучения физических характеристик охлаждающих сред обоснован выбор чешуйчатого и гелеобразного льда для изготовления охлаждённой рыбы. Установлено, что высокими охлаждающими свойствами обладает чешуйчатый лёд с толщиной кристаллов 0,6-0,8 мм и температурой льда от минус 6° до минус 8°С и гелеобразный лёд с температурой от минус 1,5° до минус 3,5°С.

2. Проведён сравнительный анализ влияния пищевых добавок на увеличение срока годности охлаждённой рыбы. Обоснованы целесообразность применения и способ внесения комплексной пищевой добавки «Варэкс-7»

в количестве 5 г/кг рыбы в 3%-ный раствор поваренной соли, из которого изготавливается лёд.

3. Впервые построена математическая модель изменения числа микроорганизмов в теле рыбы в процессе хранения во льду. Показано, что разработанная модель адекватно описывает экспериментальные данные, а также позволяет прогнозировать продолжительность срока годности продукта при различной концентрации пищевой добавки «Варэкс-7» и обосновать её эффективную концентрацию (1%) во льду.

4. Получены и систематизированы экспериментальные результаты показателей качества и безопасности охлаждённой рыбы в зависимости от используемых технологий. Впервые проведены исследования изменения содержания пуриновых оснований в охлаждённой пресноводной рыбе в процессе хранения. Установлено ингибирующее влияние компонентов пищевой добавки «Варэкс-7» на протекание автолитических процессов в рыбе.

5. Обосновано и экспериментально доказано влияние свойств льда, изготовленного с использованием комплексной пищевой добавки «Варэкс-7», на улучшение липидных, микробиологических и органолептических характеристик охлаждённой рыбопродукции. Впервые установлено, что под действием консерванта нового поколения «Варэкс-7» и заданных характеристик охлаждающей среды в процессе хранения происходит предотвращение микробиологической порчи продукта, стабилизация процесса гидролиза и окисления липидов, гидролиза белков и, как следствие, сохранение пищевой и биологической ценности готового продукта.

6. Установлено, что применение пищевой добавки «Варэкс-7»

позволяет увеличить срок годности охлаждённой рыбы с 7-12 сут. до 28 сут.

для рыбы, хранившейся в чешуйчатом льду и до 40 сут. для рыбы, хранившейся в гелеобразном льду.

7. Усовершенствована система сенсорной оценки охлаждённой рыбы.

Расширен набор дескрипторов, при оценке предложено учитывать органолептические характеристики рыбы до и после её отваривания.

8. Проведена комплексная товароведная оценка качества охлаждённой рыбы, изготовленной по традиционным и усовершенствованным технологиям.

Установлено, что комплексные показатели качества охлаждённой рыбопродукции, хранившейся во льду с пищевой добавкой «Варэкс-7», значительно выше контрольных образцов.

9. Усовершенствованы технологии изготовления охлаждённой рыбы.

Разработаны и утверждены технические условия: ТУ 9261-013-71294732- «Рыба охлаждённая» (в чешуйчатом льду) и ТУ 9261-001-02068634-10 «Рыба охлаждённая» (в гелеобразном льду).

ООО «Морская миля», ООО «Фрегат» и ООО «Одиссей». По новой технологии изготовлено 165 тонн охлаждённой рыбы в чешуйчатом и 12 тонн – в гелеобразном льду. Высокие органолептические показатели охлаждённой рыбопродукции, изготовленной по новым технологиям, позволяют значительно расширить рынок сбыта не только в России, но и за рубежом, а также повысить качество дальнейшей промышленной переработки рыбного сырья.

ПУБЛИКАЦИИ

По материалам диссертации опубликованы следующие работы:

Публикации в журналах из перечня ВАК:

1. Угрозов В. В. Изменение физико-химических показателей охлаждённой рыбы в процессе хранения в гелеобразном льду / В. В. Угрозов, И. А. Громов // Пищевая промышленность. – 2010. – № 6. – С. 52-53.

2. Громов И. А. Изменение содержания пуриновых соединений в охлаждённой рыбе в процессе хранения / И. А. Громов, В. В. Угрозов // Товаровед продовольственных товаров. – 2010. – № 8. – С. 7-10.

3. Громов И. А. Изменение показателей качества и безопасности охлаждённой рыбы в процессе хранения // Рыбное хозяйство. – 2010. – № 8. – С. 77-78.

4. Громов И. А. О технологии охлаждения рыбы в гелеобразном льду и путях её совершенствования / И. А. Громов, О. И. Кутина // Товаровед продовольственных товаров. – 2010. – № 9. – С. 30-33.

Публикации в других изданиях:

5. Gromov I. A. A scheme for synthesis of adjustment algorithms // Proceedings of the IADIS International Conference on Data Mining 2008. – IADIS Press. – 2008. – С.167-169.

6. Громов И. А. О некоторых направлениях совершенствования технологии охлаждённой рыбы // Сборник докладов научно-практического семинара «Практические аспекты исследования и мониторинга качества сырья и продуктов питания для обеспечения продовольственной безопасности России». – М.: ООО «Галерея-Принт», 2010. – С.111-116.

7. Громов И. А. Использование льдо-водяной смеси в технологии охлаждения рыбопродукции // Сборник докладов научно-практического семинара «Практические аспекты исследования и мониторинга качества сырья и продуктов питания для обеспечения продовольственной безопасности России». – М.: ООО «Галерея-Принт», 2010. – С.117-120.

8. Громов И. А. Пищевая добавка «Варэкс-7» для охлаждённой рыбы // Сборник докладов научно-практического семинара «Практические аспекты исследования и мониторинга качества сырья и продуктов питания для обеспечения продовольственной безопасности России». – М.:

ООО «Галерея-Принт», 2010. – С. 121-124.

9. Громов И. А. Изучение влияния пищевой добавки «Варэкс-7»

на изменение липидных компонентов в охлажденной рыбе / И.А. Громов, В. В. Угрозов // Сборник докладов 3-й Межведомственной научнопрактической конференции «Товароведение, экспертиза и технология продовольственных товаров». – М.: Изд. комплекс МГУПП, 2010. – С. 100-104.

10. Громов И. А. Изучение влияния пищевой добавки «Варэкс-7»

на изменение пуриновых оснований в охлажденной рыбе / И. А. Громов, В. В. Угрозов // Сборник докладов 3-ей Межведомственной научнопрактической конференции «Товароведение, экспертиза и технология продовольственных товаров». – М.: Изд. комплекс МГУПП, 2010. – С. 105-110.

11. Громов И. А. Инновационные технологии охлаждённой рыбы, выращенной в садках // Материалы 3-й Международной конференции «Садковое рыбоводство. Состояние и проблемы развития. Петрозаводск:

ПетрГУ. 2010». – Петрозаводск, 2010. – С. 40-44.

Благодарность Автор выражает глубокую признательность доктору физикоматематических наук, профессору В. В. Угрозову за неоценимую помощь, внимание и поддержку при решении поставленной задачи.