Введение к работе
Актуальность работы. Концепцией развития рыбного хозяйства Российской Федерации до 2020 г. определены основные направления рационального использования водных биоресурсов, в том числе ракообразных, путем разработки и внедрения технологий, обеспечивающих повышение качества и безопасности продукции.
Одним из перспективных направлений является использование физических способов обработки сырья с целью придания определенных качественных показателей готовой продукции и увеличения ее выхода.
Известны такие физические способы обработки пищевого сырья, как акустические; обработка пищевых продуктов в электростатическом поле; электроконтактные; высокочастотные и сверхвысокочастотные; обработка сырья различными видами излучений - инфракрасным, ультрафиолетовым, ионизирующим; озонирование и другие (А.В. Кардашев, Н.Н. Сахарова, В.Н. Шерстюк, П.А. Беляев, В.В. Воробьев, J.H. Ruello и др.).
Большой практический интерес для пищевой, в том числе рыбной промышленности, представляет метод ультразвуковой обработки (УЗ-обработки) сырья, основанный на явлении кавитации (Шестаков, 2003, 2005), возникающей вследствие распространения в воде механических колебаний ультразвуковой частоты.
На сегодняшний день доказана целесообразность использования ультразвука (УЗ) для снижения концентрации микроорганизмов в тузлуках при ультразвуковом фильтровании, увеличения скорости охлаждения, размораживания и посола рыбы, экстракции жира из жиросодержащего сырья (Маршак, Переплетчик, 1959; За-яс, 1971; Окорокова, 1981; Артемов, 2010).
Вместе с тем, в настоящее время в рыбной промышленности активно используются пищевые добавки. Так, для улучшения качественных показателей готовой продукции из водных биоресурсов и увеличения ее выхода, в том числе продукции из крабов, применяют фосфаты, являющиеся водоудерживающими агентами химической природы (Федичкина, 2003; Ким и др., 2006; Сарафанова, 2007; Kumazawa, 1990; Park, 2004).
Применение фосфатов в производстве пищевых продуктов в последнее время является спорным. С одной стороны, доказана их эффективность в отношении со-
хранения качества и увеличения выхода продукции, с другой стороны, имеются сведения о повышении риска развития заболеваний, связанных с нарушением кальцие-во-фосфорного обмена, при употреблении в пищу продуктов, выработанных с фосфатами (Спиричев, Белаковский, 1989).
Использование УЗ с целью интенсификации процесса гидратации белков мышечной ткани крабов при производстве мороженой продукции предположительно позволит исключить пищевые фосфаты, используемые в качестве водосвя-зывающих агентов для улучшения качественных показателей готовой продукции и увеличения ее выхода и, тем самым, избежать их возможного негативного воздействия на организм человека. В связи с этим разработка технологии мороженой продукции из крабов с использованием УЗ является актуальной.
Цель и задачи работы. Цель работы - обосновать и разработать технологию мороженой продукции из крабов с использованием ультразвука, базирующуюся на принципах кавитации и обеспечивающую повышение качества и увеличение выхода продукции без применения пищевых фосфатов.
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
исследовать размерно-массовый и химический состав, пищевую и биологическую ценность крабового сырья в зависимости от популяционной принадлежности;
обосновать процесс УЗ-обработки крабового сырья в технологической схеме производства варено-мороженых конечностей краба;
оптимизировать режимы УЗ-обработки крабового сырья;
обосновать срок годности варено-мороженых конечностей краба, выработанных с использованием УЗ;
провести сравнительный анализ изменений физико-химических показателей и выхода готовой продукции при использовании УЗ и фосфатов;
изучить гистологическую структуру мышечной ткани крабов при использовании УЗ и фосфатов;
исследовать биологическую ценность мяса краба при использовании УЗ и фосфатов;
разработать комплект технической документации на мороженую продукцию из краба с использованием УЗ;
разработать программное обеспечение для обработки результатов опытно-контрольных работ при производстве мороженой продукции из крабов;
рассчитать экономическую эффективность от внедрения разработанной технологии мороженой продукции из крабов с использованием УЗ.
Научная новизна работы
Обоснована замена пищевых фосфатов на УЗ-обработку крабового сырья, что приводит к интенсификации гидратации белков мышечной ткани, увеличению нежности, уменьшению водоотдачи мяса краба и повышению выхода готовой продукции.
Впервые проведены исследования гистологической структуры мышечной ткани крабов, подвергнутых УЗ-обработке, установлено, что гистологическое строение мышечной ткани крабов остается неизменным, как при использовании фосфатов, так и при заданных режимах ультразвукового воздействия в сравнении с контролем, что позволило обосновать замену фосфатов на УЗ-обработку.
Доказано увеличение сроков годности варено-мороженых конечностей краба при использовании УЗ в процессе их глазирования.
Практическая значимость работы. Разработан и утвержден пакет технической документации - ТУ 9265-035-00472124-11 «Крабы варено-мороженые «Нежные» и ТИ. Разработанная технология апробирована в производственных условиях ООО «Амуррыбпром», ООО РК «Лунтос», ОАО «Феникс». Практическая значимость документа подтверждена актами внедрения. Новизна технического решения подтверждена патентом РФ на изобретение «Способ подготовки ракообразных для переработки» № 2469542 от 20 декабря 2012 г. Разработано программное обеспечение «Комплекс программ для обработки результатов ОКР при производстве мороженой продукции из крабов». Получено свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ № 2009611074 от 18.02.2009 г.
Основные положения, выносимые на защиту:
1. Комплексные исследования крабового сырья в зависимости от популяцион-ной принадлежности.
-
Способ обработки крабового сырья УЗ при мойке и глазировании для повышения качественных показателей и выхода готовой продукции без применения фосфатов и увеличения ее срока годности.
-
Оптимизированный режим УЗ-обработки крабового сырья: продолжитель-ность УЗ-воздействия в течение 16 мин при интенсивности УЗ-излучения 4 Вт/см , обеспечивающий максимальный выход готовой продукции с высокими качественными показателями.
-
Эффективность применения УЗ-обработки для улучшения качественных показателей и увеличения выхода варено-мороженой продукции из крабов по сравнению с пищевыми фосфатами.
Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы доложены и обсуждены на Третьей Международной научно-практической конференции «Морские прибрежные экосистемы. Водоросли, беспозвоночные и продукты их переработки», Владивосток, 2008; Международной научно-практической конференции «Инновационные технологии в области холодильного хранения и переработки пищевых продуктов», Краснодар, 2008; Второй Международной научно-практической конференции «Повышение эффективности использования водных биологических ресурсов», Москва, 2008; VIII Международной научно-практической конференции «Производство рыбной продукции: проблемы, новые технологии, качество». Калининград: АтлантНИРО, 2011 г., на заседаниях технологической секции Ученого совета ФГУП «ВНИРО».
Публикации. По теме диссертации опубликовано 12 печатных работ, в том числе 3 - в научных изданиях, рекомендованных ВАК Министерства образования и науки РФ, 1 патент РФ, 1 свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, включающих обзор литературы, объекты и методы исследований, экспериментальную часть, результаты исследований и их обсуждение, практическое использование результатов исследований и расчет экономической эффективности от внедрения разработанной технологии, выводов и списка использованной литературы. Работа изложена на 129 страницах печатного текста, содержит 20 таблиц, 26 рисунков и 12
приложений. Список литературы включает 172 наименования, в том числе 26 зарубежных авторов.
