ÎÃËÀÂËÅÍÈÅ Предисловие . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 ÐÀÇÄÅË ÏÅÐÂÛÉ ÒÅÕÍÎËÎÃÈ×ÅÑÊÀß ÕÀÐÀÊÒÅÐÈÑÒÈÊÀ ÃÈÄÐÎÁÈÎÍÒÎÂ Г л а в а 1. Строение, состав и свойства рыб . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.1. Строение тела и тканей . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.2. Морфометрическая характеристика и массовый состав . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.3. Структурномеханические характеристики . . . . . . . . . . . . 1.4. Теплофизические свойства . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.5. Электрофизические, оптические и акустические свойства . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.6. Химический состав . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Вода . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Белки . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Небелковые азотистые вещества . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Липиды . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Углеводы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Нуклеиновые кислоты . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Минеральные вещества . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Витамины . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ферменты . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Факторы, влияющие на химический состав различных видов рыб . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.7. Органолептические свойства . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.8. Гигиеническая характеристика . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Паразиты рыб . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 326 10 10 15 20 23 24 26 28 30 34 38 42 44 44 46 48 49 52 63 63 ÑÛÐÜÅ È ÌÀÒÅÐÈÀËÛ ÐÛÁÍÎÉ ÏÐÎÌÛØËÅÍÍÎÑÒÈ Яды . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Тяжелые металлы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Пестициды и полихлорбифенилы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.9. Пищевая ценность . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68 71 73 77 Г л а в а 2. Строение, состав и свойства беспозвоночных и растений . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.1. Ракообразные . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Крабы и крабоиды . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Креветки . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Омары . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Лангусты . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Криль . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.2. Головоногие моллюски . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Кальмары . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Каракатицы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Осьминоги . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.3 Двустворчатые моллюски . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Устрицы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Мидии . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Морской гребешок . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Мактра . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Брюхоногие моллюски . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.4. Иглокожие . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Трепанг . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Кукумария . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Морские ежи . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.5. Медузы и оболочники . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.6. Водоросли и травы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Бурые водоросли . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Красные водоросли . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Зеленые водоросли . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Морские травы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.7. Гигиеническая характеристика беспозвоночных . . . . . . . 83 83 83 87 89 90 90 97 97 107 108 111 111 114 116 118 119 122 122 125 126 128 130 131 134 138 140 141 Г л а в а 3. Посмертные изменения гидробионтов . . . . . . . . . . . . . . . . 3.1. Стадии посмертных изменений . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Отделение слизи . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Посмертное окоченение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Автолиз . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Бактериальное разложение рыбы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Посмертные изменения в покровных тканях и внутренних органах . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.2. Посмертные изменения в нерыбном сырье . . . . . . . . . . . . Ракообразные . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Головоногие моллюски . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Двустворчатые моллюски . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Иглокожие . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Водоросли . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.3. Качество рыбы и беспозвоночных . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ÎÃËÀÂËÅÍÈÅ 145 145 146 147 160 162 163 165 165 166 168 169 169 170 327 Г л а в а 4. Промышленное использование гидробионтов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.1. Принципы и методы консервирования сырья . . . . . . . . . . 4.2. Факторы, определяющие направление обработки гидробионтов . . . . . . . . . . . . . . . . 4.3. Технохимическая характеристика основных промысловых рыб . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Семейство осетровые . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Семейство лососевые . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Семейство сиговые . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Семейство сельдевые . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Семейство тресковые . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Семейство скумбриевые . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Семейство карповые . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Семейство кефалевые . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Семейство корюшковые . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.4. Технологическая характеристика беспозвоночных и водорослей . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Крабы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Креветки . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Криль . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Кальмары . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Двустворчатые моллюски . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Водоросли . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 181 181 191 200 201 203 207 207 210 213 216 217 218 219 220 222 223 225 229 231 ÐÀÇÄÅË ÂÒÎÐÎÉ ÕÀÐÀÊÒÅÐÈÑÒÈÊÀ ÌÀÒÅÐÈÀËÎÂ Г л а в а 5. Основные материалы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.1. Компоненты пищи . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Вода . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Поваренная соль . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Сахар . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Растительные масла . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Мука, макаронные изделия и крупы . . . . . . . . . . . . . . . . . . Овощи . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Концентрированные томатопродукты . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.2. Пищевые добавки . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Вещества, улучшающие цвет продуктов . . . . . . . . . . . . . . . Красители . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Стабилизаторы окраски . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Отбеливатели . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Вещества, улучшающие аромат и вкус продуктов . . . . . . . Подсластители . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Соленые вещества . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Кислотозаменители (кислоты и подкислители) . . . . . . Вкусоароматические вещества . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ароматизаторы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 328 236 238 238 239 241 241 242 242 243 243 244 245 248 249 250 250 252 253 253 253 ÑÛÐÜÅ È ÌÀÒÅÐÈÀËÛ ÐÛÁÍÎÉ ÏÐÎÌÛØËÅÍÍÎÑÒÈ Пряности и другие вкусовые добавки . . . . . . . . . . . . . . Технологические и коптильные ароматизаторы . . . . . Усилители вкуса и аромата . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Вещества, регулирующие консистенцию и формирующие структуру . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Вещества, повышающие сохранность продуктов и увеличивающие сроки годности . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Вещества, ускоряющие и облегчающие ведение технологического процесса . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.3. Технологические вспомогательные средства . . . . . . . . . . . 255 258 261 280 281 Г л а в а 6. Вспомогательные материалы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6.1. Тароупаковочные материалы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Консервная тара . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Полимерная тара . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Тара из комбинированных материалов . . . . . . . . . . . . . . . . Картонная потребительская тара . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Деревянная тара . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Картонная транспортная тара . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Полимерная тара . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Контейнеры и пакеты . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6.2. Барьерная упаковка и покрытия . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Активная упаковка . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Модифицированная газовая среда . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Упаковочные пленки и покрытия из хитозана . . . . . . . . . . 285 285 288 299 303 306 308 309 310 312 313 318 320 322 263 274 Список рекомендуемой литературы . . . . . . . . . . . . . . . . . . 324 ÎÃËÀÂËÅÍÈÅ 329 ÏÐÅÄÈÑËÎÂÈÅ Гидробионты — животные и растения, обитающие в соленой и пресной водной среде. Они представлены млекопитающи ми, рыбами, беспозвоночными животными, водорослями и травами и насчитывают в совокупности сотни тысяч видов, подавляющее боль шинство из которых съедобны и ценны в пищевом и физиологиче ском отношении. Как водные биологические ресурсы, гидробионты обладают ря дом преимуществ перед наземным пищевым сырьем животного и рас тительного происхождения, прежде всего естественным воспроизвод ством, ресурсной достаточностью и функциональностью целевых про дуктов. В России в настоящее время добыча водных биоресурсов и произ водство товарной пищевой продукции из них достигли 4,2 и 4,8 млн т соответственно. В концепции долгосрочного социальноэкономического развития Российской Федерации перед рыбохозяйственным комплексом по ставлена задача вылова 6,15 млн т водных биологических ресурсов к 2020 году. В связи с тем, что рост объема добычи и выпуска рыбных продук тов предусматривается за счет расширения промысла новых объек тов при стабилизации улова традиционных видов, возрастает значе ние информации о характеристике сырья, принципах направления его в обработку, выборе путей комплексного использования гидро бионтов. Дисциплина «Сырье и материалы рыбной промышленности» изу чает состав и свойства рыбы и нерыбных объектов промысла, их из менение под воздействием внешних и внутренних факторов, способы сохранения нативных свойств сырья как основного условия произ водства качественных пищевых продуктов. ÏÐÅÄÈÑËÎÂÈÅ 5 Дисциплина основана на результатах исследований в области ряда фундаментальных и прикладных наук — биологии, биохимии, хи мии биологически активных веществ, микробиологии рыбы и рыб ных продуктов, промышленном рыболовстве и т. д. Роль продуктов из водных биоресурсов в организации здорового питания населения обусловлена прежде всего высоким содержанием в них белков (16–20%). Белки рыбы и морских беспозвоночных полноценны и сбаланси рованы по аминокислотному составу. По содержанию незаменимых аминокислот они превосходят белки яйца и мяса теплокровных жи вотных. У отдельных видов гидробионтов значения аминокислотно го скора по основным незаменимым аминокислотам сопоставимы с эталоном или превосходят его. Усвоение белков большинства водных биоресурсов проходит лег че и полнее, чем белков наземных животных. При 100%ном значе нии степени усвоения яичного белка для белков рыб эта величина составляет 83–90, а для белков теплокровных — 75%. Отличительной особенностью белков гидробионтов является при сутствие в них аминосульфоновой кислоты (таурина), которая участ вует в метаболизме холестерина, регулирует кровяное давление, сни жает уровень сахара в крови и стимулирует выделение инсулина, яв ляется тонизирующим средством. Пищевая ценность рыбы в значительной степени зависит от со держания липидов, которое колеблется от 0,3 до 30%. Липиды водных биоресурсов отличаются большей степенью не насыщенности, чем липиды теплокровных животных и раститель ные масла. Содержание биологически активных полиненасыщенных кислот: линолевой, линоленовой, арахидоновой, эйкозапентаеновой, докозагексаеновой — в некоторых гидробионтах достигает 30–50% общей суммы жирных кислот. Установлена их клиникобиохимиче ская эффективность при лечении и профилактике атеросклероза, ише мической болезни сердца, гипертонии и гиперлипопротеидемии. Кроме того, липиды гидробионтов представляют источник жиро растворимых витаминов А, D, Е, которые обладают антиоксидантны ми свойствами, укрепляют иммунную систему, ингибируют окисле ние ненасыщенных жирных кислот. Водные биоресурсы считаются ценным источником водораство римых витаминов группы B, H, PP, минеральных элементов и наибо лее значимых в прищевом отношении макроэлементов: калия, маг ния, серы и железа. Углеводы гидробионтов представлены в основном гликогеном, однако важное физиологическое значение имеют смешанные поли меры, включающие аминосахара: гликозаминогликаны, гликопро теины и гликолипиды. В организме животных и человека они обес печивают стабилизацию волокнистых структур, оказывают влияние 6 ÑÛÐÜÅ È ÌÀÒÅÐÈÀËÛ ÐÛÁÍÎÉ ÏÐÎÌÛØËÅÍÍÎÑÒÈ на проницаемость и эластичность тканей и сосудов, участвуют в вод ном и электролитном обмене. Недостаток этих биополимеров ведет к патологическим процессам при артритах, ранениях, ожогах, атеро склерозе и др. Дефицит их восстанавливается введением недостаю щего полимера, либо глюкозамина, впоследствии участвующего в син тезе гликозаминогликанов. В последнее десятилетие установлено, что в снижении дефицита глюкозамина и биополимеров, его содер жащих, важная роль отводится пище, особенно изготовленной из гидробионтов, богатых этими соединениями. Большой интерес представляют гидроколлоиды — агар, агарои ды, альгинаты, каррагинаны, которые применяются в пище как студ необразующие, эмульгирующие, стабилизиующие компоненты, об ладающие физиологической активностью. Важное место в обработке объектов морского промысла принад лежит методам сохранения качества улова во время его добычи, при транспортировании и в процессе производства, которые базируются на результатах глубокого изучения посмертных изменений в сырье, их влиянии на качество и выход готовой продукции. Научного обоснования требует применение расширяющегося ас сортимента современных материалов рыбной промышленности, в том числе многочисленных пищевых добавок, полимерных и комбиниро ванных материалов для производства тары и упаковки, а также изу чение их влияния на качество, безопасность и стойкость в хранении готовой продукции. Все вышесказанное обусловливает базовую роль дисциплины «Сырье и материалы рыбной промышленности» в учебном плане на правлений 260200.62 и 260200.68 «Продукты питания животного происхождения». Процесс изучения дисциплины направлен на фор мирование элементов профессиональных компетенций в соответствии с ФГОС ВПО по данному направлению. Материалы могут быть полез ны для студентов других направлений, связанных с пищевыми про изводствами, а также для специалистов промышленности, занимаю щихся переработкой водных биоресурсов. ÏÐÅÄÈÑËÎÂÈÅ 7 ÐÀÇÄÅË ÏÅÐÂÛÉ ÒÅÕÍÎËÎÃÈ×ÅÑÊÀß ÕÀÐÀÊÒÅÐÈÑÒÈÊÀ ÃÈÄÐÎÁÈÎÍÒΠÃëàâà 1. ÑÒÐÎÅÍÈÅ, ÑÎÑÒÀÂ È ÑÂÎÉÑÒÂÀ ÐÛÁ Рыба составляет основную массу сырья рыбо перерабатывающих предприятий и отличается разнообразием видов, физических свойств, химического состава, органолеп тических характеристик, в совокупности определяющих их пищевую ценность и физиологическую эффективность. 1.1. ÑÒÐÎÅÍÈÅ ÒÅËÀ È ÒÊÀÍÅÉ Тело рыбы состоит из трех плавно переходя щих одна в другую частей: головы, туловища и хвоста (рис. 1). К голове относят часть тела от вершины рыла до конца жа берных крышек. Туловище расположено между концом жаберных крышек и анальным отверстием, хвост — после анального отверстия, включает в себя хвостовой стебель и хвостовой плавник. На ту ловище расположены плавники: парные (грудные и брюшные) и непарные (спинной и анальный). Под кожей, покрывающей тело рыбы, расположены мыш цы, опирающиеся на костный или хрящевой скелет. Мускулатура рыбы представлена мышцами туловища, го ловы и плавников. Туловищная мускулатура состоит из четы рех продольных мышц — двух спинных и двух брюшных, раз деленных перегородками соединительной ткани. Мышцы го ловы и плавников на отдельные структуры не подразделяются. В брюшной полости расположены внутренние органы: серд це, пищеварительный тракт (пищевод, желудок, кишечник, 10 ÑÛÐÜÅ È ÌÀÒÅÐÈÀËÛ ÐÛÁÍÎÉ ÏÐÎÌÛØËÅÍÍÎÑÒÈ печень, поджелудочная железа), почки, гонады (икра или мо локи) и имеющийся не у всех видов рыб плавательный пузырь. В полости головы расположены мозг, глаза и жабры. Ткани тела рыбы, как и других животных, подразделяют на мышечную, эпителиальную, соединительную и нервную. Мышечная ткань представляет собой сочетание мышечных клеток (мышечных волокон) с веществами неклеточной струк туры. По морфологическому строению различают поперечно полосатую мышечную, гладкую и смешанную ткани. Поперечнополосатая мышечная ткань составляет всю скелетную мускулатуру, гладкая — ткани желудочнокишеч ного тракта, кровеносных сосу а дов и др., смешанная — сердеч ную мышцу. Поперечнополосатая мышеч ная ткань по массе преобладает среди остальных видов тканей. Она является наиболее ценной в б пищевом отношении и поэтому представляет больший интерес в технологии различных видов рыбы и рыбных продуктов. Мышцы туловища поперек разделены зигзагообразными со единительнотканными перегород ками на сегменты (миомеры), чис ло которых соответствует количе ству позвонков у рыбы. Миомеры имеют форму по лых конусов, входящих один в Рис. 1 Строение тела рыбы: другой и обращенных вершиной а — рыба без кожи: 1 — мышцы аналь к голове рыбы. ного плавника, 2 — брюшные мышцы, Отдельные детали строения 3 — мышцы брюшного плавника, 4 — спинного плавника, 5 — спин скелетных мышц хорошо разли мышцы ные мышцы, 6 — мышцы хвостового чимы невооруженным глазом. плавника; б — поперечный разрез тела: — брюшная полость, 2 — гонады, Если рассматривать поверхность 13 — ребра, 4 — почка, 5 — туловищ мышц после снятия кожи, то вид ные мышцы, 6 — хребтовая кость, 7 — соединительная ткань, 8 — ны характерные ломаные линии, плотная плавательный пузырь, 9 — пищевари показывающие места расслоения тельный тракт, 10 — брыжейка. ÃËÀÂÀ 1. ÑÒÐÎÅÍÈÅ, ÑÎÑÒÀÂ È ÑÂÎÉÑÒÂÀ ÐÛÁ 11