ВВЕДЕНИЕ - Дальрыбвтуз
advertisement
На правах рукописи Югай Алевтина Витальевна ОБОСНОВАНИЕ РАЦИОНАЛЬНОЙ ПЕРЕРАБОТКИ БЫЧКОВ MYOXOCEPHALUS POLYACANTHOCEPHALUS И MYOXOCEPHALUS JAOK ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ Специальность 05. 18. 04 – технология мясных, молочных, рыбных продуктов и холодильных производств Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Владивосток 2011 Работа выполнена в ФГОУ ВПО «Дальневосточный государственный технический рыбохозяйственный университет» Научный руководитель: доктор технических наук, профессор Слуцкая Татьяна Ноевна Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор Бойцова Т. М. кандидат технических наук, старший научный сотрудник ТИНРО-Центра Тимчишина Г. Н. Ведущая организация: Дальневосточный федеральный университет, г. Владивосток ВПО «Кубанский государственный аграрный университет» Министерства сельского хозяйства РФ Защита диссертации состоится «05» июля 2011 г. в 10.00 часов на заседании диссертационного совета ДМ 307.006.01 при ФГОУ ВПО «Дальневосточный государственный технический рыбохозяйственный университет» (Дальрыбвтуз) по адресу: 690087, Владивосток, ГСП, ул. Луговая, 52Б С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГОУ ВПО «Дальневосточный государственный технический рыбохозяйственный университет» по адресу: 690087, Владивосток, ГСП, ул. Луговая, 52Б и на сайте www.dalrybvtuz.ru Отзывы на автореферат диссертации с заверенными подписями просим направлять по адресу: 690087, г. Владивосток, ул. Луговая, 52Б Факс (4232)264284, е-mail: oev@mail.ru Автореферат разослан «04» июня 2011 г. Ученый секретарь диссертационного совета, канд. техн. наук, доцент Осипов Е. В. Общая характеристика работы Анализ современного развития мирового рыболовства свидетельствует о возрастающей роли объектов прибрежного лова, как следствие снижения объёмов промысла, который хотя и базируется на массовом и относительно дешёвом сырье, осуществляется крупнотоннажным флотом, что в условиях рыночной экономики влечёт за собой удорожание продукции из-за высоких затрат. Решение задачи рационального использования такого сырья, особенно это касается нетрадиционных видов рыб, например бычков, предусматривает развитие технологий, позволяющих увеличить степень его использования за счет привлечения для производства пищевой продукции отходов, получаемых при разделке. Известно, что среди всех представителей бычков, встречающихся в промысловых районах Приморья керчак яок и керчак многоиглый, являются наиболее многочисленными. Имеющиеся на сегодня известные данные об оценке их качества и возможности рационального использования носят достаточно фрагментарный характер и нуждаются в уточнении (работы Бойцовой Т. М., Диденко А. П., Давлетшиной Т. А. и др.). В то же время исследования Слуцкой Т. Н., Богданова В.Д., Бойцовой Т. М. Дацуна В. М., Кутиной О.И., Абрамовой Л. С., Дроздовой Л. И., Антиповой Л. В., Gulland J. A., Harrington J. M. и др. свидетельствуют о целесообразности вовлечения отходов, получаемых при первичной обработке гидробионтов, в область пищевых технологий. Целью настоящей работы явилось обоснование рациональной переработки бычков Myoxocephalus polyacanthocephalus и Myoxocephalus jaok (многоиглый и яок) для производства пищевых продуктов. В соответствии с поставленной целью определены следующие задачи: провести анализ современного состояния производства продукции из керчаков, а также технологий производства пищевых продуктов на их основе; изучить размерно-массовую и химическую характеристику объектов, включая аминокислотный и жирнокислотный составы мышечной ткани, пищевых (печень, желудки, икра) и непищевых отходов (кожа, кости, голова, плавники); исследовать влияние и концентрацию пищевых добавок на структурномеханические свойства рыбного фарша из мышечной ткани, обосновать композиционный состав кулинарных изделий и разработать технологическую схему кулинарной продукции; исследовать влияние термической обработки на органолептические показатели кулинарной продукции из желудков и печени керчаков, разработать и обосновать технологическую схему кулинарной продукции; 3 исследовать влияние технологических параметров (продолжительность термической обработки, температура, условия ферментации, концентрация растительного масла) обработки вторичного сырья, полученного от разделки керчаков на качество пищевых эмульсий; разработать и обосновать технологическую схему эмульсионной продукции, определить пищевую и энергетическую ценность готовой продукции; провести производственную поверку и рассчитать экономический эффект производства пищевой продукции из керчаков; разработать проекты нормативной документации на пищевые продукты. Научная новизна работы Получены новые данные по размерно-массовой характеристике керчаков, впервые исследован аминокислотный и жирнокислотный составы мышечной ткани, печени и желудков керчака многоиглого и керчака яока. Проведены сравнительные исследования двух видов керчаков M. Polyacanthocephalus и M. Jaok, показано их сходство по технологическим свойствам, пищевой ценности, наличию биологически значимых компонентов, таких как аминокислоты и жирные кислоты. Установлено, что бычки содержат практически все незаменимые аминокислоты, скор которых, в основном, достигает 100 %. Исследована протеолитическая активность желудков бычков, на основании экспериментальных данных обоснована и разработана технология получения пищевой эмульсии, в которой дисперсионной средой является ферментированный рыбный гидролизат, полученный из костно-мышечных отходов при разделке керчаков. Обоснованы режимы тепловой экстракции вторичных отходов для последующего получения пищевых эмульсий. Установлено влияние концентрации пищевых добавок (лимонная кислота и поваренная соль) и воды на изменение структурно-механических и органолептических показателей фаршевых систем из мышечной ткани и качества пищевой продукции. Проведенный двухфакторный эксперимент позволил установить рациональные количества пищевых добавок, таких как хлорид натрия, лимонная кислота и вода. На основании исследований керчака яока и керчака многоиглого впервые научно обоснована технология производства пищевой продукции, базирующаяся на технохимических особенностях сырья и принципе рационального его использования. Практическая значимость работы Разработаны технологии производства кулинарной продукции на основе мышечной ткани, желудков и печени бычков. Установлено, что данная продукция отличается хорошими органолептическими показателями. 4 Разработан проект нормативной документации на продукцию из керчаков (СТО на кулинарные изделия). На базе ООО РПК «Рыбацкий путь - ДВ» проведена производственная проверка и выпущена опытная партия фарша мороженого из мышечной ткани бычков в количестве 100 кг. На базе предприятия ООО ТПК «Ирна» выработана опытная партия кулинарной продукции – котлеты «Юбилейные», объемом 100 кг. На базе ОАО Находкинского морского торгового порта в баре-закусочной Морского вокзала проведена расширенная дегустация кулинарной продукции – котлет «Юбилейных», на которой продукция получила положительную оценку и была рекомендована к внедрению в производство для реализации на предприятиях общественного питания. На базе лаборатории контроля качества при НОУ ВПО ИТиБ была проведена расширенная дегустация рагу из желудков, соусов на основе рыбных бульонов «Впечатление» и «Домашний» и паштета из печени бычков «Югот». Данный ассортимент был одобрен, получил положительную оценку с рекомендацией выпуска опытно-промышленной партии с целью изучения покупательского спроса на данный вид продукции. Показана экономическая эффективность разработки, что свидетельствует о целесообразности внедрения новой технологии производства кулинарной продукции. Разработаны проекты нормативной документации на следующие виды продукции: котлеты «Юбилейные», паштет «Югот» и рагу из желудков «Сюрприз». Результаты научных и экспериментальных исследований использованы в учебном процессе в НОУ ВПО Институт технологии и бизнеса, на кафедре продуктов питания. Материалы исследований апробированы при написании дипломной работы, которая получила диплом в конкурсе научных работ в Кубанском государственном университете. Апробация работы Материалы диссертации представлялись и обсуждались на IV международной конференции молодых ученых «Россия и страны АТР: институциональные преобразования в период перехода к рынку» (Владивосток, 2004); IV научнотехнической конференции-выставке с международным участием «Высокоэффективные пищевые технологии, методы и средства для их реализации» (Москва, 2006); на Международной научно-практической конференции «Проблемы бизнеса и технологий в Дальневосточном регионе» (Находка, 2007); Межвузовской научно-практической конференции «Проблемы бизнеса и технологий в Дальневосточной регионе» (Находка, 2008); Региональной научно-практической конференции молодых ученых «Проблемы бизнеса и технологий в Дальневосточном регионе» (Находка, 2009); Научной конференции, посвященной 70-летию С. М. Коновалова «Современное состояние 5 водных биоресурсов» (Владивосток, 2008); Международной элементами научной школы для молодежи (Владивосток, 2010). конференции с Публикации По теме диссертации опубликовано 16 работ, в том числе 3 статьи в изданиях рекомендованных ВАК, 1 учебное пособие (в соавторстве). Объем и структура диссертации Диссертация состоит из введения, 4 глав, выводов, списка литературы и приложений. Работа изложена на 160 страницах машинописного текста и содержит 51 таблицу, 32 рисунка и 9 приложений. Список литературы включает 235 наименований из них 54 на иностранном языке. Основные положения, выносимые на защиту: результаты исследования химического состава мышечной ткани бычков, в частности, отношение количества воды, а также липидов к количеству белков, являются основанием для прогнозирования стабильности фаршевых систем на ее основе; аминокислотный и жирнокислотный состав мышечной ткани и внутренних органов бычков позволяет отнести их к источникам полноценных белков и устойчивых к окислению липидов; повышение степени пищевого использования бычков обеспечивается технологиями производства кулинарной продукции из внутренних органов (печени и желудка), а также - из вторичных отходов. Благодарности Автор благодарит за руководство д.т.н., проф. Т.Н. Слуцкую, за помощь сотрудников ФГУП «ТИНРО-Центр»: д.б.н. Чучукало В. И., к.т.н. Калиниченко Т. П., к.т.н. Тимчишину Г. Н., к.т.н. Вишневскую Т. И., а также сотрудников НОУ ВПО ИТиБ: зав. кафедрой технологии продуктов питания к.т.н., доцента Ковалеву Е. А, зав. лабораторией контроля качества Рогову Н. М. СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Во введении обоснована актуальность темы исследования, определены направления работы, сформулированы научная новизна и практическая значимость работы. В первой главе представлен аналитический обзор отечественной и зарубежной литературы по теме диссертации. Представлена характеристика исследуемых видов рыб и оценка существующих технологий переработки бычков. Аналитические исследования послужили обоснованием цели и задач настоящей работы. 6 Во второй главе представлены методологический подход к проведению исследований в виде схемы (рис. 1), объекты и методы исследований. Анализ и изучение научной, патентной литературы Выбор объектов и методов исследования Постановка цели и задач исследования Исследование размерномассовой характеристики бычков Исследование химического состава мышечной ткани Исследование химического состава желудков и печени Исследование химического состава вторичного сырья обоснование рациональной технологии производства пищевых продуктов из бычков myoxocephalus polyacanthocephalus и myoxocephalus jaok Исследование влияния пищевых добавок, воды, времени экспозиции на структурно-механические свойства мышечной ткани Выбор рациональных условий и концентраций пищевых добавок на основе двухфакторного эксперимента Исследование влияния технологических параметров на структурно-механические и органолептические свойства готовой продукции Разработка рецептуры кулинарной продукции на основе печени и желудков бычков Разработка рецептуры кулинарной продукции на основе мышечной ткани бычков Исследование влияния продолжительности термической обработки на процесс экстракции сухих веществ в рыбный бульон в зависимости от температуры обработки Исследование процесса эмульгирования и стабильности пищевых эмульсий в зависимости от температуры, концентрации растительного масла и растительных добавок Разработка рецептуры соусов на основе вторичного сырья Разработка технологии кулинарной продукции на основе мышечной ткани, печени и желудков Разработка технологии пищевых эмульсий на основе вторичного сырья Разработка проектов нормативной документации Обоснование экономической эффективности Рис. 1 Общая схема проведения исследований Объектами исследования являлись: - мороженые бычки 2-4 мес. хранения двух видов, семейства Cottidae – керчак многоиглый (Myoxocephalus polyacanthocephalus) и керчак яок (Myoxocephalus jaok), добытые в зал. Петра Великого (в период с мая по сентябрь), соответствующие требованиям ГОСТ 20057-03. Рыба океанического промысла мороженая; - печень бычков; 7 - желудки бычков; - вторичное сырье (головы, плавники, кости и кожа); - рыбные бульоны на основе вторичного сырья, полученного от разделки бычков; - пищевые эмульсии типа соусов; - мышечная ткань бычков, фаршевые смеси на ее основе; - кулинарные изделия из желудков, печени и мышечной ткани бычков. Исследование размерно-массового состава проводили согласно ГОСТ 1368-55. Исследования химического состава массовой доли общего азота, липидов, минеральных веществ проводили в соответствии с ГОСТ 7636-85. Анализ содержания микро, макроэлементов проводили на атомно-абсорбционном спектрофотометре фирмы “Nippon Jarrell Ash” модель АА – 885. В качестве атомизатора использовали щелевую горелку и пламя ацетилен-воздух. Коррекцию фона проводили дейтериевой лампой. Применяли стандартные растворы электролитов, прошедших государственную проверку и включенных в реестр (Славин, 1971). Аминокислотный анализ белков мышечной ткани, желудков после соответствующей подготовки проб проводили на высокоскоростном аминоанализаторе Hitachi L-8800. Метиловые эфиры жирных кислот липидов получали по известному методу (Кейтс, 1975). Анализ метиловых эфиров после очистки методом тонкослойной хроматографии проводили на хроматографе Shimadzu GC-16A (Япония), оснащенном пламенно-ионизационным детектором. Вязкость эмульсий устанавливали на ротационном вискозиметре Реотест-2 на измерительных цилиндрах с пределом измерений вязкости 0-380 Па·с (ГОСТ 26185-84). Протеолитическую активность определяли по методу Ансона. Формующие свойства фарша оценивали по визуальной характеристике и водоудерживающей способности (ВУС) (Лазаревский, 1975, Сафронова, 1985). Органолептическую оценку кулинарной продукции проводили в соответствии с ГОСТ 7631-85. При разработке технологии кулинарной продукции разрабатывали шкалу органолептических оценок (Сафронова, 1998), на основании которой создавались рецептуры. Обработка результатов заключалась в определении среднего арифметического каждой оценки продукции разных дегустаторов. Расчет пищевой ценности проводили с помощью коэффициентов Рубнера. Соответствие микробиологических показателей в готовых продуктах указанным нормам определяли с помощью СанПиНа 2.3.3.1078-01. Микробиологические испытания (МАФАнМ, БГКП) проводили стандартными методами. Содержание коллагена определяли расчетным методом по количеству оксипролина. 8 Достоверность экспериментальных данных обеспечивали выполнением математической стабильности по методу Рафалес – Ламарка Э.Э. и Николаева В.Г. (Рафалес – Ламарк, Николаев, 1977). Результаты исследований обрабатывали с применением математических методов регрессионного анализа. Часть математических обработок составляли полиномные модели второго порядка. Расчет коэффициентов уравнений регрессии, проверку адекватности уравнений регрессии и поиск оптимума полученной функции в заданной области факторного пространства осуществляли на ПК с использованием программы DataFit Ver. 8.1. Для расчета коэффициентов корреляции и обработки статистических данных отдельных показателей, стандартного отклонения и достоверности различий по Стьюденту использовали приложение Microsoft Office Excell. Рис. 2 Зависимость массы мышечной ткани от массы керчака многоиглого и керчака яока Рис. 3 Зависимость массы печени керчака многоиглого и керчака яока от 9 массы рыбы В третьей главе представлены данные по размерно-массовому составу керчаков двух видов. Для установления размерно-массового состава объем выборки керчаков составил более 100 кг. Коэффициент корреляции находился в пределах 0,86-0,98. Исследования показали, что с увеличением массы рыбы количество мышечной ткани у обоих видов керчаков возрастает (рис. 2) и составляет в среднем 20-26 %. Установлено, что с увеличением массы керчаков (рис. 3) масса печени возрастает. Выход печени в процентном отношении составил 3- 4 %. Анализ показал, что количество внутренностей исследуемых видов рыб составляет 5 - 10 %; выход желудка варьировал 1,5- 5 %. Результаты исследований показали, что с увеличением массы рыбы масса желудка увеличивается (рис. 4). Рис. 4 Зависимость массы желудка керчака многоиглого и керчака яока от массы рыбы Рис. 5 Зависимость массы головы бычка керчака многоиглого и керчака яока от массы рыбы 10 Исследования размерно-массовых показателей позволили установить прямую зависимость между массой рыбы и массой головы для обоих видов керчаков (рис. 5). В процентном отношении голов выход керчаков Рис. 6 Зависимость массы гонад керчаков от массы рыбы (средние значения по обоим видам) составил 32-46 %. С увеличением массы рыбы увеличивается масса костей и плавников, средний выход которых составил 10-13 %. Установлено, что с увеличением массы рыбы, выход кожи керчаков также увеличивается, и в процентном отношении величина находится на уровне 3-5 %. Исследования зависимости массы икры от массы рыбы показали (рис. 6), что с увеличением массы рыбы, возрастает масса гонад в абсолютном и в процентном значениях. Исследования химического состава мышечной ткани позволили установить, что в ней содержится до 2 % липидов, до 20 % белков и незначительное количество минеральных веществ. На основании данных химического состава рассчитаны белково-водный и липидно-белковый коэффициенты мышечной ткани. Установлено, что водно-белковый коэффициент керчаков (рис. 7) заметно ниже по сравнению с лемонемой, минтаем и треской. Липидно-белковый коэффициент составляет 0,09 (рис. 8), что значительно выше аналогичных показателей для минтая, трески и лемонемы. 11 Рис. 7 Значение белково-водного коэффициента мышечной ткани рыб Рис. 8 Значения липидно-белкового коэффициента для мышечной ткани рыб На основании полученных данных сделано заключение, что мышечная ткань керчаков имеет более плотную и сочную консистенцию по сравнению с минтаем, лемонемой и треской за счет более низкого коэффициента обводнения. Установленное значение липидно-белкового коэффициента является дополнительным объяснением более высокой оценки консистенции фарша из мышечной ткани керчаков, которые способны образовывать, как нами было установлено, высокостабильные системы в отличие от других видов. При исследовании биологической ценности мышечной ткани после определения аминокислотного состава белков рассчитывали аминокислотный скор. Установлено, что мышечная ткань бычков имеет высокую биологическую ценность, так как содержит весь комплекс незаменимых аминокислот, большинство из которых, имеет скор выше 100 % (рис. 9). 12 Рис. 9 Биологическая ценность мышечной ткани керчаков Лимитирующей аминокислотой является метионин, что предполагает целесообразность использования при приготовлении пищевых продуктов добавок растительного происхождения. Исследования химического состава печени показали, что в ней содержится до 17 % белков и незначительное количество минеральных веществ. Отмечено, белки печени содержат все незаменимые аминокислоты, на долю которых приходится около 35 % от суммы всех аминокислот. Количество липидов достигает 8 %, что выше, чем в печени лососевых и осетровых, но меньше чем у тресковых. Исследование качественного и количественного состава липидов позволило установить следующее. В печени керчаков содержится в среднем более 22 % полиненасыщенных жирных кислот: из них более 20 % составляют ж-3 ЖК (эйкозапентаеновая и докозагексаеновая) и более 2 % ω -6 (линолевая, линоленовая, арахидоновая). Установлено, что в липидах печени керчаков содержится более 50 % мононенасыщенных жирных кислот (табл. 1). Рассчитанные коэффициенты эффективности метаболизации жирных кислот показывают, что эта величина в липидах печени керчаков значительно выше, чем в липидах печени минтая и трески (рис. 10). Таблица 1 - Содержание жирных кислот в печени керчаков Наименование жирных кислот Насыщенных Мононенасыщенных Полиненасыщенных Ω-3 Ω-6 % к общему содержанию липидов 21,5 53,4 22,8 20,3 2,5 13 Рис. 10 Коэффициент эффективности метаболизации жирных кислот печени рыб Поэтому, исходя из полученных результатов, с учетом данных литературы, можно предположить, что липиды печени керчаков имеют высокую стойкость к процессам окисления, что также подтверждается высоким содержанием олеиновой кислоты – 24,4 %. Анализ химического состава желудков керчаков показал, что в них содержится более 12 % белков, незначительное количество липидов и минеральных веществ. Исследования аминокислотного состава белков желудка показали, что на долю незаменимых аминокислот приходится в среднем по керчакам 28 %, в целом в тканях желудка присутствуют все незаменимые аминокислоты. Лимитирующими аминокислотами являются валин, лейцин и метионин. Установлено, что белки тканей желудка на 30-35 % представлены коллагеном. Исследования качественного и количественного состава липидов показали, что по составу они имеют большое сходство с липидами печени. Исследования химического состава голов керчаков показали, что в них содержится более 16 % белков, около 5 % липидов и более 4 % минеральных веществ. В коже керчаков обнаружено высокое содержание белков – в среднем по керчакам около 22 %, незначительное количество липидов и минеральных веществ. Исследования химического состава костей и плавников показали, что в них содержится (в среднем по керчакам) – более 14 % белков, незначительное количество липидов и более 7 % минеральных веществ. Исследования химического состава икры показали, что содержание белков составляет более 27 %, липидов – до 5 %, минеральных веществ – 2,6 %. Полученные нами результаты позволили полагать, что головы, кожу, кости и плавники керчаков, которые относят к вторичному сырью, можно использовать в качестве белоксодержащего сырья при производстве пищевых продуктов. Установлено, что содержание токсичных металлов в исследуемом сырье (мышечная 14 ткань, пищевые и непищевые отходы), находится ниже допустимого уровня, что свидетельствует о его безопасности. В четвертой главе представлены результаты исследований, направленных на исследование возможности рациональной переработки керчаков двух видов для получения пищевой продукции. При разработке технологии пищевых продуктов из мышечной ткани был проведен ряд экспериментов, результаты которого позволили создать фаршевую систему с хорошими структурно-механическими и органолептическими свойствами: варьировали содержание воды, поваренной соли и лимонной кислоты. Количество вносимой воды варьировали от 0 до 50 % с шагом 10. Установлено, что при повышении концентрации воды в фаршевой системе увеличивался показатель водоудерживающей способности (рис. 11). Результаты показали, что при увеличении количества воды до определенных пределов, вносимой в фарш, ВУС белков возрастает, что не противоречит данным, полученным ранее при исследовании фаршевых систем из лососей (Калиниченко, 1989). Однако увеличение концентрации воды выше выше 40 % негативно сказывается структурномеханических свойствах Рис. 11 Изменение ВУС мышечной ткани керчаков в зависимости от количества вносимой воды фаршевой системы, заключающееся в текучей консистенции и плохой формуемости. Установлено, что при увеличении концентрации соли происходит частичная потеря ВУС, но при этом фарш приобретает вязкую однородную консистенцию. Исследование взаимного влияния воды и поваренной соли позволили установить, что наибольшему значению ВУС соответствует 20 % воды и 0,5 % соли. Известно, что добавление различных органических кислот в фаршевые системы положительно влияет на структурно-механические и органолептические свойства. Содержание лимонной кислоты варьировали в пределах от 0,02 до 0,06 % позволило установить, что добавление лимонной кислоты в количестве 0,04 % является приемлемым по органолептическим показателям. Исследование совместного влияния 15 воды, поваренной соли и лимонной кислоты показало, что наиболее приемлемым по органолептическим и структурно-механическим свойствам являются следующие: 15-20 % воды, 1,5-2 % соли, 0,04 % лимонной кислоты (рис. 12). 58,0 58,0 56,0 56,0 54,0 54,0 52,0 50,0 50,0 48,0 ВУС, % ВУС, % 52,0 48,0 46,0 46,0 44,0 44,0 42,0 11 ,0 12 ,0 13 ,0 Со д ,0 ер ж14 а ни 15 ,0 е во 16 ,0 д ы, ,0 % 17 42,0 18 ,0 19 ,0 20 ,0 0, 02 0 0, 02 5 0, 04 5 0, 04 0 0, 03 й кис 5 0, 03 монно и л е 0 ни а ж р е Со д 0, 05 0 % ло ты, 0, 05 5 y=-45+10 х1+970 х12-1500 х22+17,5 х1 х2 Рис. 12 Зависимость ВУС фарша от количества вносимой воды и лимонной кислоты Разработка технологии кулинарной продукции основывалась на совокупности экспериментальных данных по рациональному составу фаршевой смеси и аминокислотному составу. Выбор растительных добавок был обусловлен тем, что в составе аминокислот имеется небольшой дефицит по метионину, коичество которого увеличивали добавлением 10 % пшена в фарш, что одновременно является приемлемым по органолептическим свойствам готовых изделий. За основу была взята стандартная технологическая схема приготовления котлет, за исключением операции получения фаршевой смеси. Результаты дегустации показали, что продукция обладает хорошими органолептическими свойствами. При разработке пищевой продукции из печени керчаков за основу брали стандартную технологическую схему производства рыбной кулинарии. Наиболее значимыми технологическими операциями в производстве паштета из печени керчаков кроме инспектирования являются бланширование и гомогенизация. Бланширование проводили в горячей воде при температуре 90-95 º С. Установлено, что термическая обработка печени более 1015 мин приводит к значительной потере сухих веществ (рис. 13), что отрицательно сказывается на ее консистенции, она становится сухой и жесткой. Однако уменьшение продолжительности бланширования не доводит ее до кулинарной готовности. 16 Гомогенизацию термически обработанной печени проводили в течение 3-5 мин в блендере (1000 об/мин) до образования однородной консистенции. Таким образом, исследования показали, что бланширование печени в течение 10-15 мин является рациональным, так как позволяет получить продукт с однородной нежной консистенцией. Рецептура паштета «Югот» из печени Рис. 13 Зависимость потерь сухих веществ от продолжительности бланширования печени основана вкусовых на внесении добавок: соли 1,5 %, соевого соуса и томатпасты -0,5 %. Срок хранения паштета «Югот» был принят в соответствии с требованиями к хранению особо портящихся продуктов. На дегустационном совещании продукт получил положительную оценку. Основными технологическими операциями при производстве рагу из желудков являются инспектирование, бланширование и тушение с овощами. При выборе схемы руководствовались стандартной технологией по производству рагу овощного с мясом. Установлено, что предварительное бланширование желудков в течение 3-5 мин положительно влияет на органолептические свойства продукта, а добавление овощей повышает пищевую ценность. Соотношение ингредиентов (моркови и свеклы по 15 %, соль, лавровый лист и черный перец по вкусу) выбиралось путем обобщения оценок дегустаторов. Химический состав рагу «Экзотика» представлен белками – 15-18 %, липидами – 4-5 %, углеводами – 3-4 %. Калорийность готового продукта – 113 ккал. На расширенном дегустационном совещании продукт получил положительные оценки. Срок хранения рагу был принят в соответствии с требованиями, предъявляемыми к особо портящимся продуктам. Установлено, что при термической обработке смеси вторичного сырья (количество голов, кожи, костей и плавников составляло 40 %, 5 %, 15 % соответственно) концентрация сухих веществ в бульоне выше, чем при варке только плавников, костей или голов. Термическую обработку проводили при соотношении плотной и жидкой части 1:2 при температуре 95-100 °С. Предварительные эксперименты показали, что при этой температуре происходит переход наиболее высокого количества сухих веществ – 14-15 %, тогда как при 17 температуре 70-85 °С – в пределах 6 - 8,5 %. Рациональное время термической обработки составляет 50 - 60 мин. Исследования показали, что значительная протеолитическая активность ферментов желудков керчаков наблюдается при рН 4,5-5 и составляет 16,4 ПЕ/г. Установлено, что процесс ферментолиза протекает более интенсивно в образцах, где соотношение желудка и вторичного сырья составило 0,5:1 и 1:1 соответственно (рис. 14,15). После ферментолиза (температура термостатирования – 30°С) растворы кипятили в течение 5 мин. Исследования показали, что содержание сухих веществ в бульоне после часовой термической обработки и после ферментолиза (180 мин) сопоставимы и достигают значения более 9 %. Технология соусов на основе гидролизатов, полученных термическим и ферментативным способами, заключалась в обосновании рациональных количествах растительного масла (40-50 %) и овощей (5-10 %) (рис. 16), что позволило получить продукты однородной консистенции с кинематической вязкостью до 50 Па·с и устойчивой структурой. Рис. 14 Зависимость концентрации сухих веществ от продолжительности термостатирования (цитратно-фосфатный буфер) Рис. 15 Зависимость концентрации сухих веществ от продолжительности термостатирования (3 % солевой раствор) 18 Рис. 16 Зависимость вязкости эмульсий от количества вносимых овощей Полученные соусы вязкие, имеют консистенциею густой сметаны, характеризуются калорийностью в пределах 450 ккал. Таким образом, обобщая изложенное, считаем, что рациональная технология производства пищевых продуктов из бычков предусматривает не только переработку основного, но и вторичного сырья, позволяет получить продукцию с высокой пищевой ценностью и органолептическими свойствами (рис. 17). Керчак яок, керчак многоиглый Основное сырье Мышечная ткань Отходы Пищевые отходы Икра Желудок *Непищевые отходы Головы, кожа кости, плавники Печень Производство кулинарной продукции котлеты соленая икра рагу паштет соусы Кровь, сердце, пилорические придатки, кишечник, т.д. Производство кормовой муки * - возможное направление для переработки непищевых отходов Рис. 17 Схема рациональной переработки керчаков Производственная проверка показала целесообразность изготовления пищевой продукции из керчаков. При производстве пищевой продукции только из мышечной ткани экономический эффект составит 87 тыс. руб, а при производстве кулинарной продукции из вторичного сырья: паштета из печени, рагу из желудков и соусов на основе бульонов из вторичного сырья – 100 тыс. руб/год. Таким образом, рациональная переработка керчаков позволяет увеличить показатели экономической эффективности более чем в 2 раза. ВЫВОДЫ 19 1. Установлена возможность комплексной обработки бычков (Сем. Cottidae), включающей обоснование технологий получения пищевой продукции из мышечной ткани, пищеварительных органов, а также – из вторичного сырья, получаемого при разделке рыбы (кожа, кости, голова, плавники). 2. Исследование размерно-массового состава двух видов керчаков (керчак многоиглый и керчак яок) выявило прямую зависимость массы мышечной ткани, массы желудка и массы печени от массы рыбы; установлено, что масса отходов, получаемых при разделке (голова, кости, плавники и кожа) составляет 52-56 % от массы рыбы. 3. Показано, что мышечная ткань керчаков (керчак многоиглый и керчак яок) содержит 15-19 % белка, и с учетом количества воды и липидов этот вид сырья относится к столовым рыбам. Водно-белковый коэффициент находится в пределах 4,2-4,5 %, а липидно-белковый – 0,1, вследствие чего мышечная ткань обоих видов керчаков обладает высокой способностью к образованию стабильных фаршевых систем. Аминокислотный скор показал высокую биологическую ценность белков мышечной ткани керчаков, за исключением метионина, что явилось основанием для включения растительных крупяных добавок при разработке технологии кулинарных изделий. 4. Разработана технология кулинарных изделий из мышечной ткани керчаков, включающая обоснование создания устойчивой фаршевой системы путем снижения рН среды до 4,0-4,5, добавления экспериментально установленных количеств воды (1520 %), хлорида натрия, растительных крупяных компонентов (10 %) и вкусовых добавок. Исследование готовой продукции (котлеты «Юбилейные») показали ее высокие качественные показатели и санитарно-микробиологическую безопасность. 5. Исследования показали, что печень как многоиглого, так и яока содержит практически все незаменимые аминокислоты, доля незаменимых аминокислот составляет 35 %. Содержание липидов в печени порядка 8 %, в составе которых 25 жирных кислот, среди которых преобладают моноеновые (53,4 %) и полиненасыщенные жирные кислоты (23 %). Особенностью липидов печени является высокое содержание олеиновой кислоты (24,4 % от суммы жирных кислот), что объясняет высокую устойчивость липидов к гидролизу и последующему окислению. Установлено, что коэффициент эффективности метаболизации эссенциальных жирных кислот (КЭМ) приближается к 1, что свидетельствует о высокой биологической ценности липидов и в целом – печени керчаков. Разработана технология паштета из печени бычков («Югот»), которая включает обоснование условия предварительного бланширования печени, разработку рецептуры, оценку качественных показателей, 20 пищевой ценности. Конечный продукт, содержащий не менее 18 % белка и 12,4±2 % липидов безопасен в санитарно-микробиологическом отношении. 6. Установлено, что белки ткани желудков на 30-35 % представлены коллагеном, аминокислотный скор для валина, лейцина и метионина меньше 100 %. Доля незаменимых аминокислот составляет 28 %. Технология их использования для получения пищевых продуктов основана на предварительном бланшировании желудков в воде с температурой 95± 5 ºС в течение 3-6 мин, дальнейшая обработка заключалась в измельчении и создании вкусовых композиций с овощами и пряностями. Количество бланшированных желудков в готовом кулинарном изделии – рагу «Экзотика» составляет 65±3 %, содержание белка 15-18 %, липидов 4-5 %, углеводов 3-4 %, калорийность изделия 113 ккал. 7. Исследование динамики накопления сухих веществ в зависимости от условий гидротермической обработки вторичного сырья (голова, кости, плавники, кожа) показали, что при гидромодуле 2:1 наибольшее количество переходит в бульон в течение 50-60 мин и составляет 12-15 %. Установлено, что ферментный гидролиз сырья, при котором в качестве источника ферментов использовали желудки (протеолитическая активность которых при рН4-5 составляла 16,4 ПЕ/г) в количестве 0,5-1 частей приводил к накоплению в жидкой части 9,5-10 % сухих веществ в течение 3 час при температуре 30 ºС. Технология получения стабильных пищевых эмульсий на основе бульонов базируется на создании устойчивых систем при концентрации масла 40-50 % и включении предварительно подготовленных овощей (5-10 %) и пряностей. Установлено, что этом вязкость продукта увеличивается до 47 м2/с; органолептическая оценка показала, что полученные соусы «Домашний» и «Впечатление» отличаются высокими качественными показателями и безопасны при исследовании санитарно-микробиологических показателей. 8. На основании научно-обоснованной технологии кулинарных изделий и соусов разработаны проекты нормативной документации на их производство: СТО «Кулинарные рыбные изделия», СТО «Соусы на основе рыбных бульонов». На основе мышечной ткани керчаков двух видов была выработана опытная партия фарша – 100 кг в условиях ООО РПК «Рыбацкий путь», на базе предприятия ООО ТПК «Ирна» была произведена опытная партия котлет из мышечной ткани керчаков двух видов в количестве 100 кг. 9. Производственная проверка показала целесообразность изготовления пищевой продукции из керчаков. При производстве пищевой продукции только из мышечной ткани экономический эффект составит 87 тыс. руб, а при производстве кулинарной продукции из вторичного сырья: паштета из печени, рагу из желудков и соусов на основе бульонов из вторичного сырья – 100 тыс. руб/год. 21 Рациональная переработка керчаков позволяет повысить показатели экономической эффективности более чем в 2 раза по сравнению с показателями экономической эффективности мышечной ткани и составит 187 тыс. руб. Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах: 1. Югай А. В. Разработка формованной продукции на основе мышечной ткани бычков сем. Сottidae //Изв. ТИНРО. – 2009. - Т.157, С. 237-241. 2. Слуцкая Т. Н., Ковековдова Л. Т., Югай А. В.. Обоснование пищевого использования печени и желудков бычков семейства Сottidae, полученных при разделке // Изв. ТИНРО. – 2009. - Т. 159. - С. 289-299. 3. Югай А. В. Обоснование пищевого использования дальневосточных бычков семейства Сottidae //. Изв. ТИНРО. - 2009. - Т. 159. - С. 341-347. 4. Югай А. В., Слуцкая Т. Н. Возможные пути использования бычков// Четвертая научно-техническая конференция-выставка с международным участием //«Высокоэффективные пищевые технологии, методы и средства для их реализации». М.: Изд-во МГТУ, 2006.- С.234-239. 5. Югай А. В. Возможные пути использования отходов от разделки дальневосточных бычков сем. Рогатковых // Межвузовская научно-практическая конференция «Проблемы бизнеса и технологий в Дальневосточной регионе». Находка, 2008. – С. 25-27. 6. Югай А. В. Изучение возможности переработки непромысловых рыб на примере дальневосточных бычков // Межвузовская научно-практическая конференция «Проблемы бизнеса и технологий в Дальневосточной регионе». Находка, 2008. – С.15-17. 7. Югай А. В. Изучение путей использования отходов при разделке бычков семейства Cottidae // Региональная научно-техническая конференция «Взаимодействие науки и образования – развитию технологии». Владивосток, 2008. – С.55-59. 8. Югай А. В. Исследование химического состава и кулинарных свойств желудков океанических бычков сем. Cottidae // Проблемы бизнеса и технологий в Дальневосточном регионе. Региональная научно-практическая конференция молодых ученых. Находка, 2009. - С. 48-50. 9. Югай А. В. К вопросу актуальности использования нетрадиционных видов рыб на примере бычков семейства Cottidae // Новые технологии переработки сельскохозяйственного сырья в производстве продуктов общественного питания. Сборник материалов международной конференции с элементами научной школы для молодежи. Владивосток, ТГЭУ, 2010. - С.56-60. 22 10. Югай А. В. О возможности использования рыбных бульонов // Региональная студенческая научно-техническая конференция «Взаимодействие науки и образования – развитию технологии», Владивосток, 2008. – С.45-49. 11. Югай А. В. Обоснование комплексного использования бычков семейства рогатковых дальневосточного региона для производства пищевой продукции // «Современное состояние водных биоресурсов». Научная конференция, посвященная 70-летию С. М. Коновалова. Владивосток, 2008. - С. 964-967. 12. Югай А. В. Технохимическая характеристика бычков Приморья // Региональная научно-практическая конференция «Современные проблемы бизнеса и технологий в дальневосточном регионе», Находка. – 2006. - С. 46. 13. Калиниченко Т. П., Слуцкая Т. Н., Югай А. В. Технохимическая характеристика бычков промысловых вод Приморья // Четвертая научно-техническая конференция-выставка с международным участием «Высокоэффективные пищевые технологии, методы и средства для их реализации». Москва, 2006.- С.232-234. 14. Югай А. В. Технохимическая характеристика печени дальневосточных бычков // Сборник материалов Международной научно-практической конференции «Проблемы бизнеса и технологий в Дальневосточном регионе», Находка, 2007.С. 43-46. 15. Югай А. В. Технохимическая характеристика печени дальневосточных бычков // Сборник материалов Международной научно-практической конференции «Проблемы бизнеса и технологий в Дальневосточном регионе», Находка, 2007.С. 43-46. 16. Слуцкая Т. Н., Ковалева Е. А., Югай А. В. Общая характеристика промысловых гидробионтов, пути их использования: учебное пособие - Находка: ИТиБ, 2008-124 с. 23 Югай Алевтина Витальевна ОБОСНОВАНИЕ РАЦИОНАЛЬНОЙ ПЕРЕРАБОТКИ БЫЧКОВ MYOXOCEPHALUS POLYACANTHOCEPHALUS И MYOXOCEPHALUS JAOK ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Подписано в печать 03.06.2011. Формат 60х84/16. Печать цифровая. Гарнитура Time New Roman Бумага писчая. Уч.- изд. л. 1,0. Тираж 100 экз. Заказ №326 Отпечатано в типографии РПК МГУ им. адм. Г.И. Невельского 690059 г. Владивосток, ул. Верхнепортовая, 50а
