«Цибизова Мария Евгеньевна НАУЧНОЕ ОБОСНОВАНИЕ И МЕТОДОЛОГИЯ ПЕРЕРАБОТКИ ВОДНЫХ БИОЛОГИЧЕСКИХ РЕСУРСОВ ВОЛЖСКОКАСПИЙСКОГО РЫБОХОЗЯЙСТВЕННОГО БАССЕЙНА 05.18.04 – Технология мясных, молочных и рыбных продуктов и ...»

Одним из важнейших аспектов наблюдаемого в настоящее время экономического роста в России являются инвестиции. В тоже время в рыбохозяйственном комплексе России продолжается кризис в инвестиционной и инновационной сферах. Он проявляется в постоянном сокращении инвестиций в развитие производства, в несоответствии их объемов потребностям предприятий для нормального функционирования, в сохранении уровня физического износа и морального старения основных производственных фондов (Шпаченков, 2005; Материалы…, 2012).

Это привело к тому, что в условиях существенного снижения уровня государственной поддержки инвестиционной деятельности в рыбной отрасли она в большей мере стала зависеть от имеющихся ресурсов, включая собственные и заемные средства рыбоперерабатывающих предприятий. В последнее время российская рыбная отрасль выходит из состояния стагнации.

Внешний фон позитивен: увеличивается вылов, постепенно растет производство и потребление, качественно и количественно расширяется ассортимент и растет культура питания, приоритетным направлением которого является употребление экологически чистой, безопасной и переработанной рыбопродукции и морепродуктов.

Поэтому развитие рыбохозяйственного комплекса неразрывно с основными положениями, изложенными в Основах государственной политики Российской Федерации в области здорового питания населения на период до 2020 г и одобренных распоряжением Правительства РФ от 25.10.2010 г № 1873-р., а также в «Доктрине продовольственной безопасности Российской Федерации», утвержденной Указом Президента РФ от 30.01. 2010 г № 120.

В тоже время до сих пор не выработано четкой позиции по государственной поддержке финансирования строительства и модернизации береговой переработки, которая осуществляется преимущественно в цехах и на производственных линиях с почти 100 % износом и крайне низкой степенью загрузки мощностей, оставаясь убыточным видом деятельности. Кризисные моменты развития рыбной отрасли России находят свое отражение и в деятельности рыбоперерабатывающих предприятий Волжско-Каспийского рыбохозяйственного бассейна, сырьевая база которого представлена полупроходными и речными рыбами.

По данным Агентства по рыболовству и рыбоводству Астраханской области в 2012 г рыбная отрасль региона демонстрировала относительносредние социально-экономические показатели деятельности. Но объем отгруженных товаров из рыбного сырья собственного производства в 2013 г снизился на 14,5 %, уменьшилось производство живой рыбы на 27,8 %, свежей и охлажденной рыбы произведено меньше на 25,9 %, производство рыбопродукции, включая рыбную консервацию, снизилось на 3,7 %.

Потребительские цены на рыбу и морепродукты выросли на 1,9 %. В рейтинге по темпам роста потребительских цен среди 12 основных продуктов питания у рыбы – 9 место (http://fishery.astrobl.ru, обращение 11.04.2012 г).

Таким образом, несмотря на демонстрацию средних показателей деятельности рыбоперерабатывающих предприятий региона на фоне общего роста оборота, повышения средней заработной платы, увеличения оптовой и розничной торговли, рентабельности продаж и активов, сократилось производство рыбопродукции, уменьшился финансовый результат. Поэтому в Астраханской области налицо динамика постепенного уменьшения доли прибыльных предприятий в рыбной отрасли (http://fishery.astrobl.ru, обращение 11.04.2012 г).

По-видимому, тенденция постепенного снижения выпуска товарной пищевой рыбной продукции рыбоперерабатывающими предприятиями Астраханского региона обусловлена снижением объемов вылова промысловых рыб, отсутствием промыслового флота в Волжско-Каспийском рыбохозяйственном бассейне. Предприятия рыбной отрасли Астраханского региона вынуждены перерабатывать рыбные ресурсы океанического и морского промысла, что накладывает свой отпечаток на их финансовое положение, приводя к снижению экономической эффективности их деятельности.

Помимо снижения объема добычи рыбы, спад производства обусловлен и сохраняющимся низким уровнем технического оснащения рыбообрабатывающих предприятий региона, наличием морально и физически изношенного технологического оборудования. Это приводит к неполному использованию производственных мощностей действующих предприятий Астраханской области и, как следствие, к отсутствию комплексного подхода к переработке рыбного сырья.

К сожалению, в структуре вырабатываемой пищевой рыбной продукции в Астраханской области основной объем занимает мороженая продукция (65,6 – 73,2 % от общих объемов производства), хотя выпуск живой рыбы и охлажденной рыбопродукции (24,4 – 40,7 % соответственно) стабилен и варьирует незначительно. Объемы производства консервов также непостоянны в течение последних пяти лет и, несмотря на некоторое увеличение их выпуска до 13 млн. усл. банок в 2007 г, в 2010 г он снизился в 2 раза. К 2013 г ситуация по производству консервной рыбной продукции осталась на прежнем уровне. Выпуск кулинарной продукции также непостоянен и находится в динамике постепенного снижения, но после уменьшения производства в г на 17 % (от уровня выпуска кулинарной продукции 2010 г), наблюдается незначительный рост ее производства в 2012 г и 2013 г в среднем на 2,0 %.

В объеме выпускаемой товарной рыбопродукции Астраханского региона несмотря на небольшие объемы производства разделанной рыбы работы под «индивидуальный» заказ, предприятия региона не исключают возможности увеличения выпуска такой продукции.

Не менее важной задачей, решаемой Агентством по рыболовству и рыбоводству Астраханской области в рамках Аналитической ведомственной целевой программы «Повышение эффективности государственного управления рыбохозяйственным комплексом Астраханской области на 2012 год и на период с 2013 до 2015 года» (http://mf-ao.ru), является увеличение объемов производства безопасной пищевой продукции, в том числе не только из промысловых рыб, но и из объектов, относящихся к группе «прочие пресноводные». Перспективность переработки прочих пресноводных подтверждается их ежегодным выловом, который в отличие от основных объектов промысла (крупных промысловых рыб) находится в положительной динамике и варьирует от 38 до 40 % от общего объема вылова. Кроме того, необходимо использовать при промышленной переработке и вторичные ресурсы, образуемые в результате глубокой разделки основных объектов промысла ВолжскоКаспийского рыбохозяйственного бассейна, выход которых составляет более 60 % от массы перерабатываемого сырья.

На предприятиях, выпускающих мороженую рыбную продукцию, безусловно, будут увеличиваться объемы образующихся отходов, относящиеся как к категории пищевых (кости, головы, плавники), так и непищевых (внутренности рыб). По данными Агентства по рыболовству и рыбоводству Астраханской области за 2010-2012 г.г. объемы вторичных ресурсов, образуемых в процессе глубокого разделывания рыбного сырья, составили в 2010 г – т, в 2011 г – 3197,1 т, в 2012 г – 3198,7 т. Из нихежегодная доля внутренностей промысловых рыб составляет в среднем 64 0 т, коллагеносодержащих отходов – более 1 200 т, что подтверждает необходимость разработки комплексных и рациональных технологических приемов их переработки.

Общепринятым в рыбной отрасли технологическим решением утилизации вторичных ресурсов (ВР), в том числе ферменто- и коллагеносодержащих рыбных отходов, является изготовление кормовой муки, являющейся неотъемлемой частью рациона сельскохозяйственных животных и птиц, и технологии которой разработаны учеными достаточно широко (А.П. Андрусенко, Н.П. Боева, В.А. Исаев, М.Д. Мукатова, В.А. Мухин, Л.Я. Телишевская, А.П. Ярочкин и др.).

Безусловно, производство кормовой продукции из ферменто- и коллагеносодержащей костной ткани (головы, хребтовая кость, плавники) не является рациональным и экономически обоснованным, так как не реализуется возможность получения из них функционально-значимых компонентов для продуктов пищевого назначения, перспективность использования которых рассмотрена и рекомендована к внедрению в ряде технологических разработок (Л.В. Антипова, В.Д. Богданов, Т.П. Калиниченко, О.Я. Мезенова, Г.Т.

Некрасова, А.Д. Неклюдов, С.П. Петриченко, Т.Н. Пивненко, Р.Г. Разумовская, Т.Н. Слуцкая, А.П. Черногорцев, В.И. Шендерюк и др.).

Таким образом, анализ состояния сырьевой базы перерабатывающих предприятий Волжско-Каспийского рыбохозяйственного бассейна подтверждает актуальность проводимых исследований в области научно обоснованных технологических решений рациональной переработки мелких промысловых рыб и вторичных ресурсов, образуемых от глубокой разделки промысловых рыб Волжско-Каспийского рыбохозяйственного бассейна.

Направления рациональной переработки водных биологических ресурсов научно обоснованы в исследованиях Л.В. Антиповой, Л.С. Байдалиновой, В.Д. Богданова, Т.М. Бойцовой, Л.Г. Бояркиной, Т.П. Калиниченко, Э. Колаковского, В.Д. Косого, Г.В. Масловой, О.Я. Мезеновой, М.Д. Мукатовой, Г.Т.

Некрасовой, А.Д. Неклюдова, С.П. Петриченко, Т.Н. Пивненко, Р.Г. Разумовской, Н.И. Рехиной, В.П. Скачковым, Т.Н. Слуцкой, Ю.А. Фатыхова, А.П.

Черногорцева, В.И. Шендерюка, А.П. Ярочкина, D. Nonako, A.Ymamoto и др.

Одним из перспективных направлений переработки мелких рыб океанического и морского промыслов – это получение из них фаршевых продуктов, технологии которых разработаны в середине ХХ века не только учеными России: Л.С. Байдалиновой, В.Д. Богдановым, Т.М. Бойцовой, Л.Г.

Бояркиной, В.Д. Косым, Г.В. Масловой, Н.И. Рехиной, В.П. Скачковым, Ю.А. Фатыховым, А.П. Ярочкиным и др., но и дальнего зарубежья: Э.

Колаковским, D. Nonako, A.Ymamoto и др.

Более того, является необходимым в связи с изменением промысловой базы Волжско-Каспийского рыбохозяйственного бассейна рыбоперерабатывающим предприятиям расширять ассортимент формованных изделий, в том числе на основе фаршей из сырья пониженной товарной ценности (Мукатова, 2008; Коцыло, 2010) и мелких рыб (Разумовская, 2011), для которых традиционные способы их изготовления являются неприемлемыми.

Несомненно, реализация приоритетного направления научнотехнического развития рыбной отрасли России в области рационального природопользования и комплексного подхода к переработке повысит экономическую стабильность рыбоперерабатывающих предприятий.

За рубежом (Норвегия, Финляндия, Германия, Япония) эффективно функционируют заводы по переработке недоиспользуемого рыбного сырья и рыбных отходов. По-видимому, одной из причин, по которым многие рыбоперерабатывающие предприятия Астраханского региона нерационально используют отходы от разделки рыбного сырья, является замена крупных рыбоперерабатывающих комплексов предприятиями малого и среднего бизнеса, где зачастую отсутствует комплексный технологический подход к имеющимся сырьевым ресурсам, не систематизировано планирование производства, не ведется контроль над рациональным использованием сырья.

Являющееся приоритетным повышение качественного уровня выпускаемой пищевой рыбной продукции невозможно реализовать без научно обоснованной методологии переработки водных биологических ресурсов, в основе которой должна быть заложена их классификация.

Сырьевая база Волжско-Каспийского рыбохозяйственного бассейна отличается значительным видовым разнообразием. Для полупроходных и речных рыб (сазан, щука, судак, сом, жерех, белый амур, толстолобик и т.д.) реализуются принципы глубокого разделывания. Но мелкие промысловые рыбы (красноперка, синец, густера, чехонь), входящие в группу «мелочь II группы» (ГОСТ 1368-2003), направляются на переработку, как правило, без него.

Промысловые объекты - вобла и лещ, входящие в группу полупроходных и речных рыб, перерабатываются на востребованную не только в Астраханском регионе, но и в России вяленую рыбопродукцию; окунь, разделанный на филе, в мороженом виде экспортируется за рубеж. Мелочь II группы (красноперка, синец, чехонь, густера) перерабатывается на вяленую продукцию или направляется на получение кормовой муки. Но объемы выпускаемой пищевой и кормовой рыбной продукции, безусловно, зависят от объемов улова сырья.

Для оценки состояния сырьевой базы Волжско-Каспийского рыбохозяйственного бассейна исследован общий допустимый улов (ОДУ) промысловых рыб (таблица 1.1).

Таблица 1.1 – Общий допустимый улов промысловых ресурсов ВолжскоКаспийского рыбохозяйственного бассейна* Водные биологические ресурсы * - приказы Росрыболовства (2009, 2010, 2011, 2012); ** - квоты добычи водных биоресурсов для осуществения промышленного рыболовства (приказ Росрыболовства, 2012) Согласно представленным данным (таблица 1.1) ОДУ некоторых рыб за последние 3 года находится в динамике увеличения, постоянства вылова или значительного снижения. Так, увеличение ОДУ с 2010 до 2012 г.г. составило на воблу после уменьшения в 2011 г – 14 % в 2012 г, леща – 35 и 1,5 % в 2011 г и 2012 г, на сома – 105 и 1,7 % в 2011 г и 2012 г, на щуку – 59 и 3,8 % в 2011 г и в 2012 г, на сазана – 19 и 2,3 % 2011 г и 2012 г соответственно, чтоподтверждает устойчивую тенденцию их воспроизводства. Объемы допустимого улова судака непостоянны и в 2011 г увеличены на 67 %, но в 2012 г снижены на 7 %.

ОДУ на 2013 г показал изменение допустимых уловов основных объектов промысла по сравнению с 2012 г: увеличение улова воблы - в 4,2 раза, судака – в 4,4 раза, леща – в 1,4 раза. Но наряду с положительной динамикой роста значительно снижены ОДУ сома - в 6,2 раза, шуки – в 6,8 раза, сазана – в 9,5 раза.

Исследования, проведенные ФГУП «Каспийский научноисследовательский институт рыбного хозяйства» (г. Астрахань), показали, что в Ахтубинском, Харабалинском и Черноярском районах резко сократились промысловые уловы леща, судака, щуки, жереха, сома и растительноядных (толстолобик, белый амур). Но остаются высокими уловы прочих пресноводных рыб (карася серебряного, синца, красноперки, чехони и окуня). По мнению Аббакумова В.П. (2010), достаточно напряженная обстановка с рыбными запасами Волго-Ахтубинской поймы обусловлена неблагоприятными абиотическими факторами, нестабильностью гидрохимического и термического режимов водоемов, сжатыми сроками паводка, неудовлетворительным обводнением естественных нерестилищ, их низкой продуктивностью и нерациональным промыслом.

В настоящее время уловы промысловых объектов после незначительного подъема продолжают сокращаться, а их восстановление затруднено снизившейся эффективностью естественного и ограниченного масштабами искусственного воспроизводства. Данные фактического улова рыб ВолжскоКаспийского рыбохозяйственного бассейна за период 2007-2012 г.г. представлены в таблице 1.2.

Таблица 1.2 – Данные фактического улова рыб Волжско-Каспийского рыбохозяйственного бассейна за период 2007-2012 г.г.

Виды рыб Крупные промысловые Прочие пресноводные Итого 35770,2 37497,5 45063,9 45497,941 38218,615 36332, Прим.: «-« - данные не представлены; *данные Агентства по рыболовству и рыбоводству Астраханской области;**данные ФГУ «Северо-Каспийское бассейновое управление по рыболовству и сохранению водных биологических ресурсов» Астраханской области Анализ представленных данных показал (таблица 1.2), что в период с 2007 по 2009 г.г. превалирует устойчивая тенденция увеличения объемов улова промысловых рыб от 5 до 16 %. Но с 2010 по 2012 г.г. налицо снижение добычи промысловых рыб: на 15 % - в 2010 г, на 11 % - в 2011 г, на 7 % в 2012 г.

Неблагоприятная тенденция снижения уловов характерна практически для всего видового состава промысловых, за исключением со мяяма и щуки, произошло его снижение (таблица 1.1). Объемы фактического вылова сазана в 2012 г практически в 2,5 раза меньше, чем по данным ОДУ, но улов воблы и судака превзошел ОДУ в 3,7 и в 2,7 раза соответственно, что отразилось на ОДУ этих рыб в 2013 г.

Непостоянство объемов улова основных объектов промысла вынудила рыбоперерабатывающие предприятия обрабатывать мелкие промысловые объекты, входящие в группу «прочие пресноводные». Объемы их вылова от общего улова в отличие от крупных промысловых рыб стабильны и составляли с 2007 по 2009 г.г. – 30 %, в 2010 – 41 %, в 2011 и 2012 г.г. – 38 и 37 % соответственно.

В настоящее время прочие пресноводные рассматриваются как промысловые ресурсы внутренних вод Астраханской области, отнесенные к объектам рыболовства. В то же время общий допустимый улов на них в соответствии с письмом Федерального агентства по рыболовству от 16.12.2011 г № У05-596 не устанавливается централизованно и формируется для каждого промыслового участка. Поэтому их объемы обусловлены договорами с рыбодобывающими организациями на пользование водными биоресурсами внутренних вод Астраханской области.

Актуальность промышленной переработки прочих пресноводных рыб подтверждается и конкретизацией объемов их вылова по видовому составу, которая фиксируется ФГУ «Севкаспрыбвод» с 2010 г (рисунок 1.1).

Рисунок 1.1 – Объемы улова прочих пресноводных в период Проведенный анализ объемов улова прочих пресноводных в период с 2008 по 2010 г.г. показал (таблица 1.2, рисунок 1.1), что их вылов находился в положительной динамике увеличения: в 2008 г– на 5 %, в 2009 г– на 17 %, в 2010 г – на 26 %. В 2011 г произошло незначительное снижение объемов вылова на 22 % от объемов 2010 г, в 2012 г – на 2 % от объемов 2011 г.

В группе прочих пресноводных (рисунок 1.1) фигурируют такие виды рыб, как жерех, толстолобик, белый амур, карась серебряный. Причем максимальный улов приходится на карася серебряного (в среднем – 89 % от общего объема прочих преноводных) в отличие от незначительных объемов вылова белого амура, толстолобика и жереха. Не менее весомы объемы вылова других рыб (в 2011-2012 г.г. в % от объема добычи прочих пресноводных): красноперки – 39 %, окуня -10 %, в отличие от густеры – 7 %, чехони и синца – по 3 % каждого вида. Достаточно устойчивая динамика вылова прочих пресноводных: красноперки, чехони, синца, густеры, относящихся по промысловой длине к группе «мелочь II группы» (ГОСТ 1368-2003), позволяет рассматривать их как потенциальное сырье для получения пищевой продукции.

Таким образом, разработка научно обоснованных технологических решений переработки мелких промысловых рыб и вторичных ресурсов, образуемых в процессе глубокой разделки полупроходных и речных рыб ВолжскоКаспийского рыбохозяйственного бассейна, безусловно, позволит стабилизировать внутрирегиональное производство пищевой продукции из рыбного сырья, тем самым внося значительный вклад в развитие экономики региона и страны.

Традиционно сложившаяся тенденция переработки мелких промысловых рыб и вторичных ресурсов Волжско-Каспийского рыбохозяйственного бассейна в кормовую продукцию не является экономически обоснованной в связи со значительным технологическим потенциалом данного сырья, использование которого позволит снизить дефицит полноценного белка, эссенциальных макро- и микронутриентов.

Кроме того, налицо ограниченные объемы получения кормовой муки на рыбоперерабатывающих предприятиях Астраханского региона из-за повышенных экономических затрат на топливо, наличия рыбомучных установок большой производительности, морально и физически устаревших, антропогенного воздействия данного производства на окружающую среду, а также отсутствие достаточных объемов рыбного сырья для ее производства.

Поэтому приоритетным направлением в деятельности рыбоперерабатывающих предприятий Астраханского региона должна быть переработка промысловых ресурсов Волжско-Каспийского рыбохозяйственного бассейна, в основе которой заложены принципы рациональности и комплексного подхода. Не менее значимым является производство пищевой рыбной продукции с заданными показателями качества и регламентируемым уровнем санитарногигиенической безопасности.

Таким образом, реализация научно обоснованной методологии переработки промысловых ресурсов Волжско-Каспийского рыбохозяйственного бассейна, основанной на их классификации по технохимическим свойствам, позволит не только определить возможные направления их использования, но и прогнозировать изменение свойств в зависимости от параметров обработки на всех этапах изготовления продукции.

1.2 Технохимические характеристики полупроходных и речных рыб Волжско-Каспийского рыбохозяйственного бассейна Технохимические характеристики рыб в значительной степени определяются размерно-массовым составом, обуславливающим выход съедобной части, и химическим составом. Промышленное использование съедобных частей тела основных объектов промысла Волжско-Каспийского рыбохозяйственного бассейна разработано учеными Астраханского региона и не требует дополнительных исследований.

Известные данные по размерно-массовым характеристикам и соотношению съедобной и несъедобной частей рыб Волжско-Каспийского рыбохозяйственного бассейна представлены в таблице 1.3.

Таблица 1.3 – Размерно-массовые характеристики и соотношение съедобной и несъедобной частей тела рыбы ряный Прим. * - Единые нормы… (2011); 2 – разделка на кусок; 3- разделка на филе без кожи; 4потрошеная с головой; 5 - Правила рыболовства для Волжско-Каспийского рыбохозяйственного бассейна (Приказ № 1 от 13.01. 2009 г) Анализ имеющихся данных показал (таблица 1.3), что выход съедобной части рыб Волжско-Каспийского рыбохозяйственного бассейна варьирует в зависимости от применяемого способа разделки. Количество образуемых отходов (без гонад) достигает до 70 % (таблица 1.3), в том числе доля внутренних органов достаточно высока и составляет от 4,2 до 16,0 % (в % к исходной массе рыбы, после промывки поступившей на разделку), т.е. примерно часть от общего количества.

Значительная доля внутренностей - до 20-25 % от общего количества отходов, полученных при глубокой разделке на филе, определяет необходимость проведения дополнительных исследований с целью научного обоснования направлений их переработки.

Безусловно, состав и свойства производимых пищевых продуктов зависят от химического состава исходного сырья, но технологические параметры его переработки определяются фракционным составом белка, содержанием экстрактивных азотистых веществ, активностью ферментной системы, оказывающей энзиматическое воздействие на полуфабрикат в процессе обработки и на стойкость готового продукта при хранении (Сафронова, 2013).

Имеющиеся данные химического состава некоторых мелких объектов промысла, входящих в группу «прочие пресноводные» Волжско-Каспийского рыбохозяйственного бассейна, представлены в таблице 1.4.

Таблица 1.4 – Химический состав мелких объектов промысла, входящих в группу «прочие пресноводные»* Прим.*- справочные данные (Клейменов, 1952; Кизеветтер, 1976; Справочник…, 1999) В связи с тем, что для мелких промысловых рыб характерно (таблица 1.4) относительно постоянное и высокое содержание азотистых веществ (17, – 22,8 %), представленное, в основном, белками, необходимо рассматривать его, в первую очередь, как источник пищевого белка. Имеющиеся данные показывают достаточно широкое варьирование содержания жира (от 0,7 до 4,0 %), что не позволяет отнести его к маложирному или среднежирному сырью. Содержание минеральных веществ также неоднозначно и варьирует от 1,0 до 3,8 % в зависимости от вида рыб.

Поэтому необходимо проведение дополнительных исследований по изучению химического состава объектов промысла Волжско-Каспийского рыбохозяйственного бассейна в связи с влиянием на него биологических факторов, современного состояния окружающей среды. Данные исследования необходимы и для вторичных ресурсов Волжско-Каспийского рыбохозяйственного бассейна.

Это обусловлено тем, что имеющиеся отдельные данные по технохимическим свойствам данных объектов промысла носят несистематизированный характер, что затрудняет разработку научно обоснованных технологических решений их рациональной переработки на получение из них белковых продуктов, область использования которых достаточно широка.

В связи с этим обоснование рациональности переработки промысловых ресурсов должно быть основано на их критериальных показателях, позволяющих их классифицировать, тем самым обосновывая направления переработки.

1.3 Анализ принятых в рыбной отрасли классификаций океанических Безусловно, классификация объектов промысла, имеющих общие совокупности свойств, может быть выполнена разными методами с использованием различных алгоритмов и критериев.

В рыбной отрасли учеными обоснованы группообразующие классификации для океанического и морского рыбного сырья, основанные, повидимому, на совокупности их свойств. Они представлены в работах Абрамовой Л.С., Андреева М.П., Биденко М.С., Бойцовой Т.М., Ивановой Е.Е., Кизеветтера И.В., Клейменова И.Я., Леванидова И.П., Масловой Г.В., Одинцова А.Б., Рамбезы Е.Ф., Харенко Е.Н., Шендерюка В.И., Ярочкина А.П. и многих других.

Изучение классификаций океанического и морского рыбного сырья показало, что они строятся на реализации трех отчетливо обозначенных структурных элементах: множества установленных групп подобных объектов; оснований, по которым объекты объединяются в группы; принципа или закона, согласно которому все группы соединяются и организуются в единую систему. В основу классификации океанических и морских рыб положены ихтехнохимические показатели и функционально-технологические свойства, что позволило ученым предложить ряд критериальных показателей.

По классификации И.П. Леванидова (1968) и И.В. Кизеветтера (1973) все виды рыб независимо от видового состава делятся на четыре группы по содержанию белка:

- низко-белковое (содержание белка менее 10 %);

- средне-белковое (содержание белка от 10 до 15 %);

- белковое (содержание белка 16-20 %);

- высокобелковое (содержание белка более 20 %).

По содержанию жира, который варьирует в зависимости от ряда биологических факторов, рыбное сырье классифицируется на:

- тощее с содержанием жира менее 3 %;

- средне-жирное – содержание жира от 3 до 8 %;

- жирное – содержание жира от 8 до 15 %;

- особо-жирное – содержание жира более 15 %.

Более ранние исследования, проведенные Клейменовым И.Я. (1952), предлагают учитывать значительные колебания в содержании жира рыб и классифицировать их на тощее по содержанию жира до 1 %; среднежирное – с содержанием жира от 1 до 5 %; жирное – от 5 до 15 % жира и особожирное – от 15 % и более.

На основании классификации рыбного сырья по содержанию белка и жира учеными предположено, что для каждой белковой группы рыб суммарное значение жира и воды остается практически постоянной величиной: для низко-белковых оно равно 90,7±0,2 %, средне-белковых - 85,5±0,2 %, белковых - 80,4±0,1 % высокобелковых - 76,6±0,3 % (Борисочкина, 1987; Рогов, 2006). По мнению Леванидова И.П. (1968, 1980), предлагаемые данные не позволяют признать стабильность массы рыбы при переходе ее из одного физиологического состояния в другое, т.к. гистологические исследования срезов мышечной ткани подтверждают, что в период нагула жир накапливается в жировых клетках соединительной ткани, образуя в ряде случаев жировую ткань в подкожном слое, около позвоночника и плавников.

Лабильность содержания жира в рыбном сырье дает возможность расширить принятые рамки классификации и учитывать его пространственное местоположение в сырье. Леванидов И.П. (1968) предложил разделить рыб на три группы по распределению липидов в мышечной ткани: к первой группе отнести рыб, в мясе которых преимущественно содержатся структурные липиды; ко второй – рыб с содержанием резервных липидов в межмышечном пространстве с едва заметным наличием их в подкожной клетчатке; к третьей – рыб, содержащих резервные и липиды подкожной клетчатки.

В отличие от жира белки более равномерно распределены и содержание их практически мало зависит от вида мускульной ткани и ее положения в туловище, поэтому при классификации рыб признак «содержание белков» следует рассматривать как «первичный», содержание жира – «дополнительный»

(Леванидов, 1968).

Между количественным содержанием белка, упруго-механическими свойствами и влагоудерживающей способностью (ВУС) учеными установлены прямые связи, выражаемые через ряд коэффициентов: степень обводнения белка или белково-водный (БВК), водно – белковый (ВБК), белкововодно-жировой ((Б+)/В), коэффициенты жирности (/Б) и степени обводнения жира (/W) (Леванидов, 1968; Кизеветтер, 1973; Маслова, 1978).

Учеными установлено, что у низкобелковых рыб БВК колеблется от 0,072 до 0,084; среднебелковых – от 0,130 до 0,180; белковых – от 0, 241 до 0,261 и высокобелковых – от 0,264 до 0,374. Чем выше БВК, тем больше плотность мышечной ткани, усиливается «сухость» мяса, структура которого меняется от слабостуденистой до крошливой, и выше ее ВУС (Кизеветтер, 1976; Леванидов, 1980). В тоже время такие свойства, как сочность зависят от не столько от БВК, сколько от белково-водно-жирового коэффициента (БВЖК) и поэтому при определении направлений переработки сырья необходимо рассматривать именно его (Леванидов, 1968).

Не менее важным показателем, характеризующим технологичность рыбного сырья, является его пищевая ценность, которая в значительной степени зависит от содержания липидов, имеющих коэффициент усвоения 9,1, что превышает в 2,2 раза коэффициенты усвоения белка и углеводов. Поэтому содержание липидов в сырье позволяет не только оценить его энергетическую ценность, но рассмотреть его влияние на пищевую (Борисочкина, 1987;

Липатов, 1996; Roberfroid, 2002; Weststrate, 2002). Кроме того, массовая доля жира обуславливает технохимические и функционально-технологические свойства рыбного сырья - гелеобразующую, водосвязывающую и эмульгирующую способности (Абрамова, 2004).

Безусловно, технохимические показатели взаимосвязаны со структурномеханическими характеристиками рыбного сырья, что особенно важно при производстве комбинированных, структурированных и формованных пищевых продуктов из него. Взаимосвязь структурно-механических характеристик и функционально-технологических свойств мышечной ткани рыб различных бассейнов промысла подтверждена тем, что составляющие основную часть мышечной ткани саркоплазматические (белки миофибрилл и межфибрилльной плазмы) и белки сарколеммы оказывают определенное влияние на функционально-технологические свойства фаршей из них, в том числе на его формуемость, зависящую от студнеобразующей способности мяса рыб (Биденко, 1978; Рамбеза, 1980; Маслова, 1981; Абрамова, 1989; Колаковский, 1991; Мижуева, 1995; Богданов, 2005; Janier, 1986; Haard, 2001).

Для оценки качества рыбного фарша используют соотношения растворимых белковых фракций мышечной ткани рыб. В зависимости от величины белкового коэффициента «К», рассчитываемого как отношение солерастворимых белков к водорастворимым, рыбное сырье океанического и морского промысла дифференцировано на три группы: к первой группе отнесены рыбы со сравнительно низким содержанием солерастворимых белков при «К», варьирующем от 0,58 до 0,64 (путассу, сайда, мерланг, тресочка Эсмарка); ко второй при «К», изменяющимся от 0,80 до 1,15 - аргентина, хек, морской язык, рыба-пятак; к третьей, содержащей значительное количество солерастворимых белков, при «К», входящим в интервал 1,15-1,60, отнесены морской петух и морской карась. Биденко М.С. (1978) доказано, что фарши из рыб, относящихся к первой группе, характеризуются самыми низкими органолептическими и реологическими свойствами.

Ученым установлена взаимосвязь белкового коэффициента «К» (он колеблется от 0,4 до 1,5) с ВУС мышечной ткани и содержанием солерастворимых белков у океанических и морских рыб (Биденко, 1989). В зависимости от значений этих показателей они дифференцированы на три условные группы:

первая группа – тощие с содержанием жира 0,8-1,0 % (путассу, сайда, мерланг, тресочка Эсмарка, минтай) с низким содержанием солерастворимых белков в мышечной ткани и К< 1,0 (0,5-1,0), фарш из которых имеют низкую влагоудерживающую способность (ВУС менее 50 %); вторая группа - тощие с содержанием жира 1,4-3,0 % (аргентина, хек, морской язык), для мяса которых К равен 1,0 (1,0-1,2) и фарши из них обладают удовлетворительной формующей способностью (ВУС составляет 50-60 %); третья группа – среднежирные с содержанием жира 3,2 – 6,2 % (морские караси, морские окуни, ставриды) со сравнительно высоким содержанием солерастворимых белков (К > 1,2), фарши из которых имеют удовлетворительную формующую способность и ВУС, варьирующую от 60 до 70 %.

Абрамовой Л.С. (1989) для характеристики способности к формованию морских и океанических рыб (минтай, ставрида, хек, горбуша, кета), рыб внутренних водоемов (карп, сазан, толстолобик, пиленгас, форель) введен коэффициент структурообразования (Кст), представляющий собой отношение азота солерастворимой фракции белка к общему содержанию азота, а также использован условный белковый коэффициент (Кб), определяемый как отношение содержания азота солерастворимой фракции белка к азоту водорастворимой фракции.

Для обоснования направлений переработки рыбного сырья Абрамовой Л.С. (2004) разработаны критерии его рационального использования, которые базируются на количественном показателе «сопоставимой ресурсности».

С этой позиции рассмотрены объекты морского промысла, имеющие наибольшее промысловое значение для Российской Федерации (минтай, дальневосточные лососевые рыбы, треска), перспективное сырье, характеризующееся значительными промысловыми запасами (ставрида, мезопелагические рыбы, путассу), и некоторые рыбы внутренних водоемов. Данный показатель устанавливает уровень соотношений между потребностью, выражаемой через безразмерный коэффициент, характеризующий долю потребности сырья определенного вида для целей производства данного вида продукции в общей структуре потребностей этого сырья, и предложением, т.е. объемом отечественного сырья, предлагаемого на российском рынке.

Масловой Г.В. (1978) на примере рыб внутренних водоемов (карп, карась, судак, щука, лещ, линь), океанической и морской (треска, морской окунь, скумбрия, ставрида, сельдь, камбала, палтус, нототения, тунец, килька, салака, большеголов, гладкоголов, лунник, зубатка) установлена взаимосвязь между содержанием воды и структурно-механическими характеристиками мышечной ткани и установлено, что, чем выше отношение воды к сумме водо- и солерастворимых белков, содержащихся в рыбном фарше, тем меньше его пластическая прочность.

На основании данных химического состава, расчета коэффициентов, отражающих соотношение отдельных компонентов, структурно-механических характеристик ею разработана классификация океанических, морских и некоторых рыб внутренних водоемов на четыре группы, в основе которой заложено использование показателя эффективной вязкости, как доминантной характеристики для оценки функционально-технологических свойств фаршей, обусловленных структурно-биохимическими изменениями в процессе технологической обработки. С использованием разработанной классификации даны практические рекомендации по производству пищевой продукции из рыб различных групп.

Присутствие в уловах промысловых рыб сырья пониженной товарной ценности, маломерного, с ослабленной консистенцией мышечной ткани привело к разработке технологий их переработки на получение фаршевой пищевой продукции с использованием нетрадиционных технологических решений (Андреев, 2000; Фатыхов, 1999; Рогов, 2006; Мукатова, 2008; Коцыло, 2010).

Так, на основании существующих классификационных критериев Роговым И.А. и др. (2006) предложено использовать в качестве объекта для криообработки в пищевых целях рыб, классифицированных на группы по содержанию жира и условному белковому коэффициенту.

Учеными предлагается ряд классификационных групп рыбного сырья с учетом бассейна вылова, объединенных общностью не только химического состава, но и технохимических характеристик. Клейменовым И.Я. (1952) проведено изучение химического и весового состава основных промысловых океанических и морских рыб, в том числе и Волжско-Каспийского рыбохозяйственного бассейна, и показано на основных объектах промысла влияние района улова рыбы на химический состав ее составных частей.

Перовой Л.И. (1998) исследована внутригодовая, сезонная и внутрисезонная изменчивость морфофизиологических показателей балтийского шпрота в уловах 1995 – 1997 г.г. Для рыб Атлантического океана Одинцовым А.Б. (2002) выделено восемь характерных групп с разделением на подгруппы, классификационным признаком которых являлось определение выхода разделанной рыбы, в частности, тушки. Ивановой Е.Е. (2003) для рыб, акклиматизированных на Юге России, проведено классифицирование на основании обобщенного показателя рациональной достаточности, расчет которого проводился по предложенной ею квалиметрической модели, что позволило обосновать направления переработки сырья Азово-Черноморского бассейна.

Андреевым М.П. (2000) предложены методические подходы к переработке маломерного рыбного сырья и вторичных сырьевых ресурсов на получение из них пищевых фаршей. Якуш Е.В. (2003) разработана комплексная технология переработки массовых видов гидробионтов. В основу предлагаемых авторами методологических подходов положены принципы учета видовых, технохимических особенностей сырья, биохимических процессов при его переработке, а также новые физико-химические приемы технологических решений.

В качестве критерия для оценки эффективности технологии фаршей и пищевой продукции на его основе (в том числе фаршей типа «сурими») Бойцовой Т.М. (1997) использован расчет чистой утилизации белка (NPV) и итогового потребления белка человеком.

Харенко Е.Н. (2005, 2006) проведена оценка факторов, влияющих на выход готовой продукции, базирующихся на мониторинге размерно-массовых характеристик, технохимических свойств промысловых океанических и морских рыб, в том числе и некоторых рыб Волжско-Каспийского рыбохозяйственного бассейна (осетр, белуга, сельдь каспийская, жерех, щука, вобла, густера и т.д.). В качестве показателя ресурсосбережения выбран коэффициент выхода продукции (КВП), выраженный через отношение выхода готовой продукции к единице израсходованного сырья.

Не менее перспективны для классификации рыбного сырья и исследования в области прогнозирования способности мяса соленых рыб океанического и морского промысла к созреванию, степень которого обусловлена активностью пептидгидролаз мышечной ткани и желудочно-кишечного тракта.

Леванидовым И.П. и др. (1973) установлено, что о способности мяса соленых рыб к созреванию можно судить по глубине гидролиза белков мышечной ткани свежей рыбы при рН 6,0-6,5, которая находится в прямой зависимости от активности ее пептидгидролаз.

Левиевой Л.С. (1964) предложена оценка способности рыб к созреванию по кислотно-щелочному показателю (КЩП), показывающему количественное отношение образующихся в тканях рыб при созревании соединений кислого и основного характера.

Но, по мнению Леванидова И.П. (1984), данный коэффициент характеризует не столько способность соленой рыбы к созреванию, сколько степень их созревания, что часто используется для оценки качества данного вида продукции. Ученым проведена классификация рыб по глубине гидролиза белков мышечной ткани, рассчитываемому как отношение небелкового азота к белковому азоту при определенных условиях, и установлено, что у рыб, обладающих значительной способностью к созреванию, глубина гидролиза белков превышает 4 %, у среднесозревающих – находится в пределах 2 – %, у слабосозревающих – составляет менее 2 % (Леванидов, 1984).

Слуцкой Т.Н. (1997) на основании полученного экспериментального материала было сделано заключение о корреляции активности протеаз мышечной ткани в зоне рН 3,5 и 6,0 и белкового коэффициента «К» при производстве соленой и пресервной рыбопродукции. Это явилось основанием для разработки метода определения способности рыб к созреванию, ключевым моментом которого являлось установление активности протеаз в зонах оптимума лизосомальных ферментов и исследование состава небелковых азотсодержащих соединений, образующихся при искусственном протеолизе мышечной ткани рыб.

По результатам исследования активности протеаз мышечной ткани рыб Дальневосточного бассейна при значениях рН 3,5 и 6,0 Слуцкой Т.Н. (1984, 1997) проведено их ранжирование на хорошо- (I), средне- (II) и несозревающих (III) и разделение на группы по степени созревания в соленом виде. Результатами проведенных исследований являлось выделение созревающих (сельдь иваси, питающаяся тихоокеанская сельдь, анчоус приморский и калифорнийский, мавроликус), среднесозревающих (сельдь тихоокеанская нерестовая, горбуша, ставрида) и несозревающих при посоле рыб (камбала, минтай, треска).

Многолетние исследования технохимического состава и пищевой ценности океанических и морских объектов промысла, рыб внутренних водоемов России, основных промысловых рыб Волжско-Каспийского рыбохозяйственного бассейна, проведенные учеными АнлантНИРО, ПИНРО, ТИНРО, ВНИРО, позволили сформировать обширный банк данных, включенных в различные справочные издания. Данные по технохимическим показателям вторичных рыбных ресурсов рыб различных бассейнов промысла используются для обоснования направлений переработки, реализуемых в частных технологиях (Дроздова, 2008; Разумовская, 2008; Широнина, 2009; Иванова Л.А., 2011; Кращенко, 2011; Помоз, 2012; Язенкова, 2013 и др.).

Таким образом, анализ состояния вопроса классификации сырья в рыбной отрасли и применения классификационных критериев показал, что они в большей мере реализованы для обоснования направлений переработки рыб океанического и морского промысла. В тоже время для полупроходных и речных рыб Волжско-Каспийского рыбохозяйственного бассейна такие данные отсутствуют, что подтверждает необходимость продолжения исследований в этой области.

Кроме того, налицо вариабильность предлагаемых методов классификации, которая обусловлена значительным влиянием на них условий обитания рыб и их биологического состояния, изменяющих принципы группирования водных объектов.

Безусловно, варьирование классификационными признаками рыб различной видовой принадлежности, с учетом возраста, физиологического состояния, района и сезона вылова оставляют возможность расширения критериальных показателей. Используя широко применяемые для океанических и морских рыб критерии, необходимо провести классификацию промысловых рыб и вторичных ресурсов Волжско-Каспийского рыбохозяйственного бассейна, что, в свою очередь, позволит разработать методологию их переработки на получение пищевой продукции повышенной биологической ценности и с улучшенными качественными характеристиками.

1.4 Современные направления переработки мелких рыб и вторичных 1.4.1 Технологические подходы к переработке мелких рыб Одним из перспективных направлений переработки мелких рыб океанического и морского промысла - получение из них фаршевых продуктов, технологии которых разработаны в середине ХХ века не только учеными России: Л.С. Байдалиновой, В.Д. Богдановым, Т.М. Бойцовой, Л.Г.

Бояркиной, В.Д. Косым, Г.В. Масловой, Н.И. Рехиной, В.П. Скачковым, Ю.А. Фатыховым, А.П. Ярочкиным и др., но и дальнего зарубежья: Э.

Колаковским, D. Nonako, A. Ymamoto и др.

Перспективность переработки мелких рыб на фарши подтверждается и приоритетными направлениями развития рыбной отрасли - получение новых форм пищевой продукции. Но к основным проблемам, которые встают при переработке такого сырья, могут быть отнесены механизация процесса разделки и низкие функционально-технологические свойства (ФТС) получаемых фаршей, что требует привлечения особых технологических приемов для их повышения.

В нашей стране в основе технологии получения фаршей лежат два основных технологических подхода: наличие или отсутствие предварительной промывки фарша. Как правило, на производство непромытого пищевого рыбного фарша направляют рыб с содержанием жира в мышечной ткани более 1,0 % и с липким мясом, обусловленным водорастворимых белков. Промытый фарш готовят из рыб с менее липким мясом, для повышения липкости которого удаляют водорастворимый белок, тем самым увеличивая содержание солерастворимого.

Взаимосвязь между содержанием водорастворимых и солерастворимых белков обусловлена особенностями их пространственного строения.

Водорастворимые белки характеризуются глобулярным строением, некоторые из них являются ферментами, ускоряющими биохимические процессы, протекающие в фарше, в том числе и при его хранении.

Солерастворимые белки, имеющие фибриллярное строение и составляющие структуру миофибрилл мышц, не обладают такими свойствами (Биденко, 1978). Поэтому по их содержанию прогнозируют функциональнотехнологических свойств фаршей из рыб океанического и морского промысла.

Безусловно, содержание жира в мышечной ткани рыб также влияет на технологию получения фарша и его качественные показатели. Так, фарш, приготовленный из жирных рыб, обладает низкой липкостью, в нем интенсивно протекают процессы окисления и гидролиза жиров, что приводит к ухудшению органолептических показателей качества (Колаковский, 1991;

Тютюнников, 1992). В тоже время на производство непромытого фарша, по мнению Рамбезы Е.Ф. (1980), не рекомендуется направлять рыб с содержанием жира 0,8-1,0 %.

В основе технологии производства рыбного фарша мороженого лежат разделывание рыбы, мойка, грубое измельчение, рафинирование, тонкое измельчение, смешивание фарша со стабилизирующими веществами, фасование в потребительскую тару, замораживание и последующее товарное оформление. Технология особого рыбного фарша мороженого помимо указанных выше операций предусматривает промывку и водоотделение для удаления из него водорастворимых белков, небелковых азотистых оснований и минеральных солей, кратность которой обусловлена исходными функционально-технологическими свойствами мышечной ткани. В тоже время промывка фаршей повышает кислотное число жира в фарше в результате гидролитического влияния воды на липиды мышечной ткани, тем самым снижая хранимоспособность промытых фаршей.

В тоже время, при замораживании и последующем хранении фаршей происходит снижение их упругопластичных свойств и влагоудерживающей способности. Поэтому для увеличения продолжительности и минимизации биохимических изменений в нем во время хранения при его получении вносят поваренную соль, сахар, цитрат или фосфат натрия, повышающих устойчивость белков к денатурации и стабилизирующихего гидрофильные свойства. Стабилизация свойств рыбного фарша происходит в результате повышения растворимости миозина, уменьшения содержания водорастворимого кальция (путем замещения) и образования стойких жировых эмульсий (Борисочкина, 1986; Колаковский, 1991).

Тонкое измельчение также позволяет получать рыбные фарши с высокими ФТС за счет разрушения морфологической структуры тканей, разволокнения отдельных структурных элементов, экстракции растворимых миофибриллярных и саркоплазматических белков, их гидратации и растворения, диспергирования жира, связывания воды и образования белковой структурной матрицы (Абрамова, 1989; Колаковский, 1991).

Для решения проблем, связанных с получением фаршей из рыб океанического и морского промысла, применяется варьирование состава промывных вод, использование физических (ультразвуковая обработка) и механических способов (криоизмельчение), ферментативная обработка и т.д. (Скачков, 1974; Рамбеза, 1980; Крылова, 1984; Рехина, 1986; Ярочкин, 1986; Байдалинова, 1989; Биденко, 1989; Мухленов, 1989; Бойцова, 1997; Фатыхов, 1999;

Андреев, 2000; Бояркина, 2001; Орлова, 2004; Виннов, 2009; Богданов, 2011).

Так, в ТИНРО разработана технология получения фаршей из мелких рыб (мавроликус, песчанка, мойва, сардина дальневосточная и др.) на дезинтеграторе мышечной ткани, исключающая сортировку ее по размеру и их разделку (Ярочкин, 1986). Применение данного способа дает возможность получения промытого пищевого фарша, имеющего особые функциональнотехнологические свойства: без вкуса и запаха, с высокими показателями эластичности, прочности за счет увеличения содержания миофибриллярных и снижения доли саркоплазматических белков. Такие фарши, как правило, направляют на производство имитированного крабового мяса, пасты, камабоко, сосисочно-колбасных изделий (Дубровская, 1987; Ogawa T., 1990; Pat.

4789497).

В тоже время получение непромытого пищевого фарша криоизмельчением из мелких рыб (минтай, путассу, тресочка Эсмарка, макрурусы и др.), выход которого варьирует от 47 до 64 %, с функциональнотехнологическими свойствами (ФТС), зависящими от скорости витания измельченных частиц мороженой рыбы в потоке воздуха (Фатыхов,1999), требует последующей подпрессовки измельченного фарша для удаления остатков воздуха.

Кроме того, использование криоизмельчения для получения фаршей из мелких рыб, по мнению Бойцовой Т.М. (1997), приводит к тому, что попадающие в него частицы кожи и плавниковых костей могут оказывать негативное воздействие на свойства фаршей, ухудшая цвет и сокращая возможный срок хранения. Безусловно, мощная степень аэрации мышечной ткани рыбы в процессе криоизмельчения также интенсифицирует окислительные процессы в фаршах, снижающих их технологические свойства (Srikal I.N., 1989).

Регулирование структурно-механических характеристик (СМХ) рыбных фаршей из океанических и морских рыб пониженной пищевой и товарной ценности осуществляется не только с помощью промывки, но и с использованием структурорегулирующих добавок и белково-жировых эмульсий (Шалдеева, 1999), крупяной муки (кукурузной, пшенной и рисовой), комбинированием фаршей из рыб различных видов и нерыбных объектов, которые, по мнению ученых, улучшают структуру фаршей и не влияют на вкусоароматические показатели готового продукта из них (Борисочкина, 1987; Абрамова, 1989; Биденко, 1989; Одинцова, 1989; Бояркина, 2001; Мукатова, 2008;

Коцыло, 2010; Богданов, 2011).

Для изменения структуры, органолептических свойств формованных изделий из рыбных фаршей применяют протеолитические ферментные препараты и молочнокислые бактерии. Учеными установлено, что внесение протеолитических ферментных препаратов влияет на структуру фаршей и повышает их функциональные свойства (Богданов, 2005; Калиниченко, 2005;

Enzyme preparations, 1982; Vilhelmsson, 1997 и др.). Молочнокислые микроорганизмы формируют у рыбного фарша и продуктов, изготовленных на их основе, гармоничный запах и вкус, а также выступают в роли консервантов (Роль, 1997; Богданов, 2001; Дементьева, 2005; Lindgren, 1983; Pat. 4759933).

В тоже время, применение ферментных препаратов и чистых культур молочнокислых микроорганизмов снижает экономическую эффективность производства таких фаршей.

Сходные с промытым фаршем из морского и океанического сырья вкусовые свойства и реологические показатели имеют белковые массы, для получения которых не требуется специального разделочного оборудования (Скачков, 1974; Байдалинова, 1985; Кузьмичева, 1989; Черногорцев, 1973;

Разумовская, 1990, 2008; Орлова, 2004).

При производства белковых пастообразных продуктов также используется неглубокий ферментолиз. При переработке морепродуктов на белковые пасты после ферментации в реакционную смесь вносят культуры молочнокислых бактерий, дрожжей, плесневых грибов с целью накопления специфических продуктов их жизнедеятельности и придания ей новых свойств.

Технология белковых масс из свежего измельченного рыбного сырья (каспийская килька, светящийся анчоус), в основе получения которой также лежит неглубокая строго контролируемая ферментация, осуществляемая холодным или теплым способом, разработана Черногорцевым А.П. (1973) и Разумовской Р.Г. (1990).

Орловой Т.Н. (2004) из неразделанных мойвы, путассу, сайки получены сухая белковая масса и пастообразный продукт кремового цвета без вкуса и запаха рыбы. В основе их производства лежат процессы промывки, обесцвечивания и сушки, но, несмотря на то, что разработанная технология позволяет получить продукт с высоким содержанием белка (до 90 % на сухое вещество) и низким содержанием жира (до 1,5 %), низкая рентабельность ее производства связана с особенностями морфологических характеристик и биохимических свойств используемых океанических рыб.

Исследования, проведенные в АтлантНИРО, показали возможность выделения белковой фракции из неразделанной рыбной мелочи III группы океанического промысла, ставриды с механическими повреждениями и анчоуса с помощью слабых щелочных растворов, но только после предварительной двукратной промывки измельченной неразделанной рыбы водой для удаления водорастворимых веществ. После трехкратной промывки белков получают белковую массу с содержанием белка и воды, соответствующим исходному сырью, но с более низким (на 40-80 %) содержанием жира (Кузьмина В.И., 1972; Байдалинова, 1985). По мнению Биденко М.С. (1989), при производстве изолята рыбного белка масса белковая также может являться промежуточным продуктом.

Наиболее простым технологическим решением переработки мелких океанических рыб является технология тонкоизмельченной рыбной массы (ТРМ) из свежей мелкой рыбы (ставрида и хек) вместе с кожей и костями, направляемой на производство формованных рыбных кулинарных изделий широкого ассортимента (Ловачева, 1989). Но наличие в полученных фаршах кусочков реберных и мелких костей, отростков позвонков и плавников, фрагментов позвоночника нежелательно из-за их негативного влияния на технохимические характеристики полученных фаршевых продуктов (Сикорский, 1974; Уитон, 1989; Almas К.А., 1990; Ashton I.P., 2002).

Азово-черноморское мелкое сырье (хамса, тюлька, килька) используется при получении пищевых продуктов новых форм после предварительной промывки 0,5 %-ным раствором соды и водой полученного из него фарша (Яковлева, 1989).

Таким образом, анализ разработанных учеными технологий получения фаршевых продуктов (фаршей после различных способов промывки, рыбных белковых масс) из мелких рыб океанического и морского промысла показал варьирование применяемых технологических решений, что обусловлено свойствами объектов промысла. Наиболее перспективным направлением переработки мелких рыб является получение из них белковых масс, отличающихся от фаршей улучшенными органолептическими характеристиками и повышенными ФТС, что расширяет область их практического применения.

Необходимо также учитывать, что получение фаршевых продуктов с приемлемыми структурно-механическими характеристиками из мороженого рыбного сырья затруднено из-за денатурационных изменений актиновых и миозиновых нитей мышечного волокна (Janier, 1986). Это доказано в работе Родригес В.Г. (1989), изучившего реологические свойства белковых масс, полученных после измельчения мелких рыб на мясокостном сепараторе, обработки кислотой, промывки и последующего замораживания. Им также установлено, что в процессе холодильного хранения белковых масс происходит изменение их консистенции за счет происходящих денатурационных конформаций рыбного белка.

Учеными Астраханской области проводились исследования по разработке технологий пищевой продукции на основе фаршей с улучшенными функционально-технологическими свойствами, полученными из сырья пониженной товарной ценности (Мукатова, 2008) и из мелких рыб (Разумовская, 2011), для которых обработка по традиционным технологическим решениям не является эффективной. Актуальность проведения таких исследований подтверждена изменениями сырьевой базы Волжско-Каспийского рыбохозяйственного бассейна, вынуждающей рыбоперерабатывающие предприятия расширять ассортимент формованных изделий из рыб, ранее не используемых для этих целей.

Кроме того, особенностью работы рыбоперерабатывающих предприятий Астраханского региона является сезонность вылова рыб и ориентирование на переработку, в основном, мороженого сырья, что поднимает проблему получения фаршевых продуктов с требуемым комплексом показателей качества из него.

Анализ существующих технологий рыбных фаршей и белковых масс из мелкого сырья океанического и морского промысла показал наличие важной проблемы – разделки, механизация которой приводит к снижению выхода съедобной части. Решение данной проблемы не менее важно и при переработке мелких промысловых рыб (мелочи группы) Волжско-Каспийского рыбохозяйственного бассейна, отличающихся от морского и океанического сырья морфологическими и биологическими свойствами.

Для решения проблемы разделки мелких рыб, в том числе жирного сырья, норвежскими исследователями (Svein, 1984) предложено удаление головы, нарезание целой неразделанной рыбы на кусочки длиной 1-2 см, смешивание с равным количеством воды, подкислением уксусной или пропионовой кислотами до рН 4,0 с равномерным перемешиванием. После такой обработки мясо отделяют от костей струями воды под давлением при последующем его обезвоживании на фильтр-прессе. Выход мяса по этому способу достигает 35-40 %.

Рехиной Н.И. (1986) предложено для удаления костей из рыбного сырья использовать сепарирование нарезанной на куски и промытой морской водой рыбы. Но полученные фарши, подвергнутые 3-5 кратным промывкам пресной водой, обладают невысокой формуемостью, непродолжительным хранением за счет приобретения ими горького привкуса.

Учеными АзчерНИРО разработана технология фарша из неразделанных мелких промысловых рыб Азово-Черноморского бассейна (кильки, хамсы, тюльки). Сущность данной технологии заключается в порционировании рыб на куски, кратковременной обработки паром или кипящей водой с последующим быстрым охлаждением, промыванием и пропусканием после обезвоживания через протирочную машину для отделения мяса от костей и голов (Скачков, 1974; Дубровская, 1986).

Применение органических кислот или подогретой воды (Borderias, 1985), кратковременная обработка рыбы паром или горячей водой (Pat.

4759933; Pat. 4789497) для отделения мышечной ткани от непищевых составляющих не позволяют, с нашей точки зрения, получать фарши с необходимыми структурно-механическими и реологическими свойствами. Это обусловлено биохимическими изменениями сырья в процессе такой технологической обработки, приводящей к уплотнению мышечной ткани рыбы и снижению ее способности к формованию в результате потери рыбным белком нативных свойств. Кроме того, такие технологические решения приводят к получению фаршей с непривлекательным товарным видом – серым цветом за счет остаточного содержания в них кожного покрова и внутренностей рыб.

С целью повышения органолептических показателей фаршей, полученных как из морских, так и пресноводных рыб предложено удаление кожного покрова проводить биохимическим методом, сущность которого заключается в выдержке кусков рыбы в растворе ферментного препарата протосубтилина (Разумовская, 1990). Несмотря на положительный технологический эффект, применение коммерческих ферментных препаратов повышает себестоимость готового продукта.

Таким образом, исходя из размерно-массовых характеристик мелких промысловых рыб Волжско-Каспийского рыбохозяйственного бассейна, является обоснованным получение из них фаршевых продуктов, для реализации которых необходимы обоснованные технологические решения, приводящие к получению фаршей с улучшенными функциональнотехнологическими свойствами.

1.4.2 Биологическая ценность вторичных ресурсов и Направления переработки вторичных ресурсов, образуемых в результате глубокой разделки основных объектов промысла, обусловлены их пищевой и биологической ценностью. Из внутренностей рыб, не считая гонад, наибольшее значение имеет печень, составляющая у разных видов в среднем 30-60 % от их общей массы, и отличающаяся значительным содержанием липидов, жирорастворимых витаминов A, D и Е.

Икра рыб, особенно осетровых и лососевых, - самое ценное пищевое сырье, в состав азотистых веществ которой входят, в основном, полноценные в пищевом отношении солерастворимые белки - ихтулины и альбумины, заключенные в желточной массе. Из водорастворимых витаминов в икре содержатся витамины В12, В6 В2, Вс, РР и витамин С, из жирорастворимых – витамин А.

Молоки по своим пищевым достоинствам значительно уступают икре. В них содержится значительное количество воды и гораздо меньше азотистых веществ (12 – 18 %), которые представлены, в основном, нуклеопротеидами, состоящими из нуклеиновых кислот и простейших белков - протаминов и гистонов, а также содержатся водорастворимые витамины: В1, В2, В12, РР и С. Перспективным направлением переработки молок рыб является направление их на получение протаминсульфата, ингибирующего развитие микроорганизмов в нейтральной и щелочной средах (Андреев, 2000;

Харенко, 2005), и на выделение ДНК (Касьяненко, 1999; Сытова, 2005).

Наряду с широко перерабатываемыми пищевыми отходами (икра, молоки, печень), образуемыми после глубокой разделки рыб, не менее перспективна переработка несъедобных частей тела. Исследования химического состава отходов от разделки рыбного сырья носят единичный характер и, в основном, касаются отходов от разделки океанических и морских рыб. Так, Мосейчук А.Г. и др (2010) рассмотрен химический состав отходов кеты, горбуши (плавники, срезки мяса, плечевые и позвоночные кости, грудные плавники, голова, приголовки) и показано, что для данного вида отходов характерно достаточно высокое содержание белка (16,5 - 16, %), жира (8,5 - 8,6 %) и минеральных веществ (6,5 - 6,6 %).

Учеными также установлено, что для смеси отходов промысловых и прудовых рыб характерно достаточно высокое содержание белка (14,2 - 19, %), позволяющее рассматривать их как источник полноценного протеина, но варьирование содержания жира и минеральных веществ – от 0,2 до 18,1 % и от 1,5 до 10,4 % соответственно (Киладзе, 2004; Иванова Л.А., 2011;

Цибизова, 2007, 2012) требует научно обоснованной методологии их переработки.

Значительное содержание в туловищных костях, плавниках, головах рыб азотистых веществ (до 19 – 20 %), представленных оссеином и мышечными белками (в основном миозином, актином и миогеном), минеральных веществ (до 10 – 12 %), липидов (до 10 – 15 %, у некоторых видов рыб до 20 %) подтверждает перспективность их использования на получение белковоминеральных добавок. Массовая доля жира в плавниках невелика – от 1 до 2,5 %, но для некоторых рыб, например, сома, она составляет до 15 – 30 %.

В состав общей массы всех внутренностей рыб нередко входит большое количество жира (до 50 % от их массы), содержащегося в облегающей пищеварительные органы жировой ткани, и отложения которого достаточно высоки, особенно при откорме рыб после нереста. Кроме того, во внутренностях рыб содержится комплекс разнообразных протеолитических и липолитических ферментов, микроэлементов. В поджелудочной железе рыб, как и у наземных животных, присутствует гормон инсулин, что также повышает их ценность.

Основная масса минеральных веществ, входящих в состав костей, голов и плавников, представлена фосфатами кальция. Наряду с ними в костях в небольших количествах присутствуют карбонат и фторид кальция, гидроксид кальция, соли магния, натрия, калия и некоторые микроэлементы (Кизеветтер, 1973).

Коллаген, являющийся структурным элементом кожи, костей, голов и плавников, сухожилий, хрящей, соединительных пленок, представляет интерес как источник получения желатина. По данным Богданова В.Д.

(2005), на долю коллагена, содержащегося не только в коже рыб, но и в плавниках и хребтовой кости рыб, приходится около 30 общего количества органической материи и 60 % белковых веществ.

Кожа рыб содержит в большом количестве проколлагены, легко превращающиеся в глютин при тепловой обработке. Проколлагены составляют около 90 % всех азотистых веществ кожи, остальная часть азотистых веществ представлена небольшим количеством эластина и экстрактивными небелковыми веществами. Ценность плавательного пузыря определяется содержанием глютина.

В состав чешуи входит большое количество азотистых веществ (39 – % на сухое вещество) в виде проколлагена и особого белкового вещества – ихтиолепидина (эластина и ретикулина). В ней содержится много минеральных веществ в виде фосфорнокислых и кальциевых солей (15 % массы чешуи). У многих рыб в покрывающем чешую эпидермисе находятся значительные отложения кристаллов гуанина, придающих чешуе серебристый блеск. Массовая доля гуанина в чешуе варьирует от 0,5 до 3, % (Вейс, 1975).

Биологическую ценность белка определяет его аминокислотный состав.

Ярочкиным А.П. (2004) установлено, что по аминокислотному составу не отмечено существенных различий для целых гидробионтов и съедобной части (мяса), кроме повышенного содержания в целой рыбе пролина, глицина и аланина.

Некоторые имеющиеся литературные данные аминокислотного состава белков отходов от разделки дальневосточных рыб представлены в таблице 1.5 (Помоз, 2012).

Таблица 1.5 – Аминокислотный состав белков отходов от разделки дальневосточных рыб Белки отходов от разделки промысловых рыб Дальневосточного бассейна (таблица 1.5) характеризуются высоким содержанием незаменимых аминокислот (от 36,4 до 41,0 г/100 г белка), среди которых преобладают лизин, лейцин, валин и треонин. Лимитирующими в белках отходов дальневосточных рыб являются серосодержащие аминокислоты – метионин и цистеин (не более 2,0 г/100 г белка) (Помоз, 2012).

Возможность использования технологического потенциала вторичных рыбных ресурсов подтверждается их объемами, которые зависят от вида рыбы, физиологического и биологического состояния, способа разделки и технической характеристики используемого технологического оборудования (Мезенова, 2011; Lohmann M., 1987).

Андреевым М.П., Бойцовой Т.М. и др. обоснован комплексный подход к переработке вторичных сырьевых ресурсов, реализованный через технологию фарша и пищевой продукции на его основе из отходов от разделки минтая и сельди. Они образуются после разделки рыбы на обесшкуренное филе, содержат до 45 - 50 % мышечной ткани, которая остается на вырезанной хребтовой кости, обрезках брюшной полости, в прирезях плавников и исключается из пищевого использования. Учеными установлено, что извлечение мышечной ткани в виде фарша из отходов филетирования океанических рыб позволяет увеличить выход мяса до 36 % (Ярочкин, 1986; Судьина, 1988).

Не менее широко распространено направление пищевых отходов от разделки рыбного сырья на производство суповых наборов, соусов и заливок (Борисочкина, 1986; Чернега, 2009), в том числе эмульсий с содержанием сухих веществ не менее 8 %, которые получают варкой отходов в молочной сыворотке (Салтанова, 2011). Частичная ферментация пищевых отходов лососевых рыб ферментом микробного происхождения в течение 4 ч при температуре 37±2 С применяется для получения бульонов с высокими показателями качества, используемых в качестве основы рыбных супов и соусов для повышения их пищевой и биологической ценности (Кращенко, 2011).

Является традиционной для стран Азии технология приготовления рыбного соуса из отходов от разделки рыб и «прилова» путем ферментации смеси под действием собственных ферментов сырья в присутствии поваренной соли в соотношении 1:3 в течение 6-12 мес. После разделения реакционной смеси жидкую фазу используют в виде рыбного соуса, плотную – направляют на получение рыбной пасты (Burgess G.H.O., 1967; Adams M.R., 1985;

Saisthip…, 1994).

Разработаны технологии сухих белковых полуфабрикатов (СПБ) из бульонов, полученных после варки рыбных костей и их последующей сушки в распылительной сушилке, а также рыбных белковых концентратов (РБК) (Enzyme…, 1982; Adler-Nissen J., 1984; Chakrabarti R., 1983).

Близким к способу получения концентрата белка является его выделение из рыбы с использованием эндогенной протеазы, содержащейся в самой рыбе (Morihara K, 1967; Lue C., 2003). Помимо пищевой продукции из вторичных сырьевых ресурсов производят и кормовую продукцию, в том числе и рыбную муку (Исаев, 1985; Hassan, 1986; Diaz-Lopez M., 2000), несмотря на ряд негативных моментов в области технологических, экологических и экономических аспектов ее получения и реализации.

Пивненко Т.Н. и др. (1986) предложены способы приготовления белковых гидролизатов с использованием протеолитических препаратов различной специфичности и показано, что применение микробиальных протеиназ нежелательно из-за высокой вероятности попадания токсичных метаболитов. данное утверждение нашло подтверждение в работах ряда ученых (Klagsbrun, 1975; Heinz, 1985; Ney K.H., 1985).

Современные направления переработки рыбных отходов и некондиционных мелких рыб на кормовые гидролизаты и автолизаты также основаны на биотехнологических приемах. Кузнецовым Ю.Н. (2002) для выделения белка из отходов от разделки рыб (хребтовой кости минтая после филетирования) разработана их биотехнологическая модификация. Получение кормового гидролизата из отходов рыбоперерабатывающей промышленности возможно с применением ферментов: ферментного препарата, выделенного из гепатопанкреаса камчатского краба (Широнина, 2009) и из внутренностей рыб (Костюрина, 2007; Патент 2343710; Разумовская, 2008), а также ультразвуковым воздействием на отходы (Патент 1729389).

Эффективность гидролизатов и автолизатов, полученных из рыбных отходов и некондиционных мелких рыб, в кормлении сельскохозяйственных животных и птиц доказана учеными (Телишевская, 2000; Мухин, 2001; Цибизова, 2006; Костюрина, 2009), но мелкое рыбное сырье, в первую очередь, должно быть рассмотрено, как источник пищевого белка.

Ферментативная обработка коллагеносодержащих отходов от разделки рыб Дальневосточного бассейна для производства кормовых продуктов повышенной кормовой и биологической ценности (ферментированная кормовая паста и бульон, минерально-белковый остаток) выступает как альтернативный способ получения кормовой муки (Помоз, 2012; Lue C., 2003), также как и производство ферментированной кормовой муки (Боева, 2005).

Применение ферментного препарата протосубтилина для обработки вторичного сырья от разделки дальневосточных промысловых рыб (лососевых, камбал, сельди, сайры) с последующим получением кормовых продуктов вполне обосновано, исходя из значительного количества образуемых отходов, дифференцирование которых затруднено. Но применение ферментации коллагенсодержащих отходов для получения кормовой продукции нерационально, так как не решает проблему максимального использования коллагенсодержащего сырья на производство белковых добавок, широко используемых в технологии пищевой продукции новых форм.

Кроме того, учеными установлено, что рыбный коллаген имеет принципиальные отличия в пространственном строении: меньшую массу частиц и длинную волокнистую трехмерную пептидную спираль (Колаковский, 1991;

Неклюдов, 2003; Balian, 1977), что обуславливает его функциональные свойства. Но биохимические характеристики коллагена составных частей рыб, в отличие от наземных животных, более стабильны и практически не зависят от места его нахождения (голова, кости, плавники, кожа, чешуя), но отличаются архитектоникой, свойственной каждому виду.

Для рыбного коллагена характерно более низкое содержание аминокислот: гистидина, фенилаланина, лизина, лейцина, валина, аспарагиновой и глутаминовой кислот, следовательно, и меньшее число поперечных связей, а также несколько иной аминокислотный состав одной из цепей. Отличительной особенностью аминокислотного состава коллагена является высокое содержание глицина (около от общего содержания аминокислот), пролина и оксипролина ( часть), в нем нет серосодержащих аминокислот, а по содержанию пролина и оксипролина качественно подтверждают наличие этого белка в исследуемом веществе (Неклюдов, 2005; Борисова, 2012; Hassan, 1986).

Таким образом, биохимические свойства коллагена рыб обуславливают их направление на производство структурообразующих веществ. Учеными разработаны технологии их получения из кожи рыб (Антипова, 2003; Као, 2011), чешуи и пузырей прудовых рыб с предварительной ферментативной обработкой (Антипова, 2009; 2012), коллагеновых концентратов остеотропного и хондропротекторного действия из коллагенсодержащих тканей океанического и морского сырья (Дроздова, 2008), натуральных структурообразователей (Чернега, 2009; Патент 2340210) и стабилизатора из коллагеносодержащих отходов рыбного сырья (Петриченко, 2006), коллагеновых препаратов (Чертова, 2001), БАД антиостеоартрозного действия из отходов от разделки судака (Землякова, 2008), продуктов на желатиновой основе из вторичного рыбного сырья (Мезенова, 2012), ихтиожелатина из чешуи (Якубова, 2005), кожи из шкур рыб (Сколков, 2003).