Содержание к диссертации
Введение
1. Состояние проблемы рациональной переработки малоценных океанических рыб 14
1.1 .Малоценные океанические рыбы. Химический состав и технологические свойства 14
1.2.Проблемы моделирования рецептурных смесей 22
1.2.1. Современное состояние моделирования пищевых технологий в условиях неопределенности 22
1.2.2.Современные принципы моделирования состава многокомпонентных продуктов питания 31
Заключение по обзору литературы 67
2. Объекты и методы исследований 70
2.1.Объекты исследований 70
2.2.Методика постановки эксперимента и методы исследований 73
2.3. Обработка результатов исследований 93
3. Обоснование возможности рационального использования малоценных океанических рыб в производстве многовариантных продуктов питания с требуемым комплексом показателей пищевой ценности 106
3.1. Анализ показателей химического состава и технологических свойств малоценных океанических рыб. Определение доминантных характеристик сырья, затрудняющих их широкое использование 106
3.2. Определение пищевой ценности малоценных океанических рыб 143
3.3.Анализ качественных характеристик сырья и его характерные информационные неопределенности 149
4. Моделирование композиций из океанических рыб с заданным комплексом показателей пищевой ценности 153
4.1.Методологические подходы к разработке рецептур продуктов , содержащих мясо океанических рыб, с учетом взаимодействия компонентов 153
4.2.Разработка интегральной методики численной оценки биологической ценности продуктов из малоценных океанических рыб с учетом аминокислотного, жирнокислотного, минерального и витаминного составов 165
4.3.Обоснование нового методологического подхода к обработке результатов органолептической оценки рыбных продуктов 168
5. Обоснование рецептур и технологических принципов реализации теоретических основ создания комбинированных продуктов из малоценных океанических рыб с комплексом заданных технологических показателей 177
5.1.Исследование влияния разрушающих факторов на показатели пищевой ценности продукта 177
5.2.Совершенствование технологии продуктов питания из малоценных океанических рыб (обоснование технологических решений) 194
5.2.1. Посол 194
5.2.2.Разработка научно-обоснованных режимов стерилизации 206
5.3.Разработка технологий на основе моделирования рецептур и принятых технологических решений 230
5.3.1.Разработка новой технологии продуктов питания из малоценных океанических рыб с использованием перегретого пара 231
5.3.2.Технологические схемы частных технологий продуктов питания из малоценного океанического сырья 248
6. Исследование пищевой ценности разработанных продуктов питания 263
6.1.Пищевая ценность блюд, оптимизированных по аминокислотному, жирнокислотному, минеральному и витаминному составам 263
6.2. Пищевая ценность консервированной продукции 286
Выводы 305
Литература 309
Расчет экономической эффективности 355
Приложения 379
- Современное состояние моделирования пищевых технологий в условиях неопределенности
- Анализ показателей химического состава и технологических свойств малоценных океанических рыб. Определение доминантных характеристик сырья, затрудняющих их широкое использование
- Посол
- Пищевая ценность консервированной продукции
Введение к работе
Актуальность работы. Решая задачи рационального здорового питания населения России, приходится расширить круг вопросов, которые требуют дополнительных исследований состояния технологии производства как новых, так и традиционных продуктов из океанического сырья.
Характерной особенностью последнего десятилетия является значительное изменение приоритетов в области питания. Все страны проявляют заинтересованность в использовании биоресурсов океана, что вызвано недостаточной обеспеченностью населения животным белком. Доля белков гидробионтов составляет 24-25% от всех белков животного происхождения, потребляемых человечеством. Кроме того, гидробионты занимают существенное место в обеспечении населения эссеициальными биологически активными веществами , имеющими уникальную химическую природу .Чтобы довести потребление рыбопродукции в Российской Федерации до рекомендованной нормы (23,7 кг/год на человека), необходимо увеличить вылов гидробионтов до 6,5-7,0 млн.т./год. При современном состоянии сырьевой базы это возможно путем освоения необлавливаемых маломерных объектов открытой части океана, в том числе и рыб пониженной товарной ценности ( малоценного прилова, новых объектов глубоководных, некоторых видов малоценных ставридовых и тресковых и др.). Значительный прирост производства пищевой продукции может дать организация рациональной переработки малоценных океанических рыб. Эффективных технологий для крупномасштабной промышленной переработки малоценных океанических рыб и получения главным образом ценной пищевой продукции из них с заданными потребительскими свойствами явно недостаточно.
Существенный теоретический и практический вклад в создание продуктов питания с заданными потребительскими свойствами из гидробионтов внесли ученые: И.А.Рогов, Н.Н.Липатов, Н.К.Журавская, А.И.Жаринов, В.Д.Косой, В.П.Быков, В.М.Быкова, М.П.Андреев,
А.И.Мглинец, Н.И.Рехина, Т.М.Сафронова, Б.И.Семенов, Л.С.Абрамова,
Т.Н.Слуцкая, В.И.Шепдерюк, С.А.Артюхова, Л.Т.Серпунина,
А.Б.Одинцов, Г.В. Маслова и др.
Несмотря на сравнительно большое число работ в области переработки океанического сырья, проблеме создания продуктов с заданными потребительскими свойствами из малоценных океанических рыб уделяется вес еще недостаточное внимание, а для ее решения предлагаются в основном традиционные способы обработки сырья.
В то же время в области переработки малоценного оксаническог сырья имеются большие потенциальные возможности, которые могут служить дополнительными резервами получения пищевой продукции высоких потребительских свойств.
Необходим пересмотр концепции переработки объектов водного промысла, суть которой должна состоять в изыскании новых методологических подходов моделирования и проектирования рецептур и соответствующих рациональных технологий, обеспечивающих более полное использование ценных компонентов сырья, высокое качество готовой продукции с заданными свойствами, экологическую чистоту и экономическую эффективность производства.
Перечисленные направления и решения связанные с ними проблем являются предметом данной диссертационной работы, актуальность которой подтверждается также тем, что исследования выполнялись в соответствии с рядом федеральных и отраслевых целевых программ: «Пелагиаль» «Научно-техническое обеспечение развития рыбного хозяйства России».
Цель работы - создание методологических основ моделирования и проектирования рецептур и соответствующих технологий комбинированных продуктов питания с заданными потребительскими свойствами с использованием малоценных океанических рыб.
Для достижения поставленной цели решались следующие основные задачи:
-обосновать возможность рационального использования малоценных океанических рыб для приготовления пищевой продукции с требуемым комплексом показателей пищевой ценности в практике массового питания;
-проанализировать современные знания о химическом составе, пищевой ценности и технологических свойствах малоценных океанических рыб, определить доминантные характеристики сырья , затрудняющие их широкое использование в производстве продуктов питания ;
-создать модели и разработать численные методы расчета важнейших функционально-технологических свойств рецептурных смесей продуктов из малоценных океанических рыб;
- разработать модели рецептур продуктов, учрпывающие нечеткие
характеристики сырьевых ингредиентов;
разработать интегральную методику численной оценки биологической ценности продуктов из малоценных океанических рыб с учетом аминокислотного, жирнокислотного, минерального и витаминного составов;
разработать новый методологический подход к обработке результатов органолептическои оценки продуктов из малоценных океанических рыб;
-разработать алгоритм для автоматизированного проектирования многокомпонентных рецептур продуктов из малоценных океанических рыб с требуемым комплексом показателей пищевой ценности;
-обосновать рецептуры и технологические принципы реализации теоретических основ создания комбинированных продуктов из малоценных океанических рыб с комплексом заданных технологических показателей.
Научной концепцией, лежащей в основе диссертационной работы, является разработка теоретических основ создания продуктов с заданными потребительскими свойствами и соответствующих технологий из малоценных океанических рыб, базирующаяся на теории статистических решений и теории нечетких множеств.
Научная новизна работы. Обоснован системный подход к проблеме рационального использования малоценных океанических рыб и создания многовариантной технологии кулинарной и консервированной продукции, базирующийся на свойствах и доминантных характеристиках сы, рья, обеспечении мягких щадящих условий проведения технологических процессов, исключающих применение агрессивных способов термической обработки и оптимизации композиционных составляющих рецептур на основе прогностико-опережающих представлений, гарантирующей получение широкого ассортимента пищевой продукции с регулируемыми функционально-технологическими свойствами и показателями пищевой ценности в соответствии с медико-биологическими рекомендациями.
Созданы модели, учитывающие взаимодействие рецептурных компонентов и разработаны численные методы расчета важнейших функционально-технологических свойств рецептурных смесей продуктов из малоценных океанических рыб.
Разработаны модели составления рецептурных смесей продуктов, базирующиеся на выделении доминирующего компонента, и разработаны численные методы расчета качественных характеристик продуктов из ма лоценного океанического сырья.
Построены нечеткие функции принадлежности, описывающие рецептурные композиции, и разработаны соответствующие модели создания продуктов с нечеткими характеристиками сырьевых ингредиентов.
Предложен новый подход к обработке результатов органолептиче-ской оценки продуктов, содержащих в качестве сырьевого компонента мясо океанических рыб, основанный на использовании средне геометриче-
ского значения оцениваемых параметров, а также нечетких мер сходства всей совокупности оценок показателей продукта с их заданной эталонной совокупностью.
Установлен уровень декструкции биологически ценных веществ продукта в зависимости от технологических регламентов обработки.
Изучена кинетика термического разрушения основных нутриентов рыб в процессе температурной обработки. Обоснована оценка эффективности предварительной термообработки малоценных океанических рыб в части сохранности биологической ценности продукта и смягчения режимов.
Выявлены закономерности обезвоживания малоценных океанических рыб, устанавливающие рациональные пределы параметров обжаривания с учетом технологических особенностей, что позволило разработать способ приготовления безопасных консервированных и кулинарных продуктов.
Выявлены закономерности снижения концентрации гексозаминов при различных способах и параметрах обработки малоценных океанических рыб, позволяющие установить оптимальные параметры бланширования, что позволило разработать способ приготовления консервированной и кулинарной продуктов с улучшенными потребительскими свойствами.
Выявлены зависимости влагоудерживающей способности белков малоценных океанических рыб от концентрации и времени выдержки рыбы с солью, позволяющие разработать оптимальные способы и параметры посола рыбы при производстве консервированной и кулинарной продукции с улучшенными потребительскими свойствами.
Выявлены зависимости между режимами стерилизации и показателями качества консервов из малоценных океанических рыб, позволяющие уменьшить закладку рыбы при обеспечении требуемого содержания сухих веществ и высоких потребительских свойств готового продукта.
Выявлена зависимость между функциональными компонентами рецептур, направленная на создание сбалансированных продуктов.
Новизна и приоритет технологических решений подтверждены тремя патентами РФ и двумя авторскими свидетельствами.
Научные положения, выносимые на защиту:
-методология создания продуктов с заданными потребительскими свойствами из малоценных океанических рыб, базирующаяся на теории статистических решений и теории нечетких множеств;
модели и численные методы, лежащие в основе создания продук тов на основе малоценного океанического сырья с нечеткими характеристиками сырьевых ингредиентов с заданным комплексом показателей пищевой ценности;
научные основы создания технологий, включающих новые способы обработки рыбы;
частные технологии многокомпонентных консервированных и кулинарных продуктов для массового питания на основе малоценных океанических рыб;
-новый подход к оценке органолептических показателей продуктов из океанических рыб;
-результаты анализа показателей качества и безопасности продуктов питания на основе малоценных океанических рыб в процессе хранения.
Практическая значимость. Разработан способ оптимизации многокомпонентной рецептурной смеси продуктов из малоценных океанических рыб, заключающийся в выделении её доминирующего компонента и последующего внесения дополнительных компонентов при непрерывном контроле характеристик рецептурной смеси. Способ апробирован па : Мурманском рыбообрабатывающем комбинате (г. Мурманск), Мариупольском рыбоконсервном комбинате (г. Мариуполь), Мамоновском рыбоконсервном комбинате (г. Калининград) , Балтийском рыбоконсервном комбинате (г. Калининград), ПКП «Меридиан», ООО «Кам-Фиш», ООО
«Асс-Фиш», ООО «Фиш-ленд», ООО «Фирма Гислав» (Г.Москва), а также на предприятиях общественного питания г. Москвы и используется в учебных процессах Московского государственного университете технологий и управления (МГУТУ) и Московского государственного университета прикладной биотехнологии (МГУПБ).
На основе теории нечетких множеств решена задача составления рецептурных смесей продуктов с нечеткими характеристиками сырья из ма-юценных океанических рыб.
Разработаны следующие рецептуры продуктов и технологии их производства: консервы рыбные «Ставрида океаническая в томатном соусе» (ТУ15-1009-89 и ТИ 15-1009-89); Изделия кулинарные. Рыба с плодоовощными гарнирами (ТУ9266-001-32827497-97); Изделия кулинарные. Рыба в различных заливках (ТУ9266-001-26097497-95); Изделие кулинарное. Ставрида (ТУ 15-01-02-81-93); Кулинарная продукция. Рыба с овощами в маринаде (ТУ9266-003-00476524-97); Кулинарная продукция «Ставрида, запеченная с картофелем в омлете» (ТУ9266-009-00472015-99); Кулинария. Рыба жареная заливная (ТУ 15-02-003 66-81); Кулинария. Рыба с овощным гарниром (ТУ 15-02-003-41-82); Кулинария. Тефтели рыбные (ТУ 15-02-003 66-83); Кулинария. Котлеты рыбные (ТУ 9266-001-43870275-99); Кулинария. Полуфабрикаты рыбные рубленые (ТУ9263-001-01490065-99); Фарш рыбный с пищевыми наполнителями (ТУ9261-096-00472124-99).
Реализация результатов исследований. Новые технологические решения, усовершенствование состава и способа производства продуктов питания из малоценных океанических рыб использованы при подготовке нормативных документов, предусматривающих изготовление более 30 наименований продукции, которые вырабатываются на предприятиях Калининграда (Мамоиовский рыбоконсервный комбинат), Москвы (ООО «Кам-Фиш», ООО «Ас-Фиш», ООО «Фиш-ленд, предприятиях общественного питания), рекомендованы для уточнения ГОСТ «Рыбные консервы в то-
матном соусе». Результаты работы использованы при выполнении следующих НИР: № госрегестрации 01860086951, а также внедрены в учебном процессе МГУТУ,МГУПБ и приведены в учебнике «Технология продуктов из гидробионтов» (Артюхова С.А. и др. М.:Колос, 2001).
Апробация работы. Основные результаты исследований доложены на: заседаниях Ученого совета АтлантНИРО (г. Калининград, 1986-2002 г.) и МГУТиУ (г.Москва, 1986-2005г.), Международной конференции «Эко-ресурсосберегающие технологии переработки с/х сырья» (г. Астрахань, 1993 г.), П международном семинаре «Экология человека» (г. Пятигорсі 1993 г.), Научной конференции к 65-летию МГАПБ «Теоретические и практические аспекты применения методов инженерной физико-химической механики с целью совершенствования и интенсификации технологических процессов пищевых производств» (г. Москва, 1996 г.), IV межд. симпозиуме «Экология человека: пищевые технологии и продукты» (г.Видное) 1995 г., Техническом конгрессе, посвященном мембранным технологиям (Yokonama, Japan, 1996 г.), международной научно-практической конференции «Современные проблемы в пищевой промышленности» (г. Москва, 1999 г.), научно-практической конференции «Технология принятия управленческих решений» (г. Вязьма, 1999 г.), научно-практической конференции «Пищевая промышленность на рубеже третьего тысячелетия» (г. Москва, 2000 г.), Международной научно-практической конференции «Плодоовощные консервы - технология, оборудование, качество, безопасность» , посвященной 70-летию ВНИИКОП ( г. Видное, 2004 г.), X Международной научно-практической конференции -(г. Москва, 2004 г.), Международной конференции по реологии ( Валдай,
-
г.), международной научно-практической конференции (г. Москва,
-
г.), Международной выставке и научно-практической конференции «Технология и продукты здорового питания» (г.Москва, МГУПП, 2006), Международной научно-практической конференции «Актуальные про-
блемы качества и безопасности продовольственного сырья и пищевых продуктов» (Краснодар,2006).
Публикации. Основные результаты исследований по теме диссертации опубликованы в 53 работах, в т.ч. в 4 монографиях; защищены 3 патентами и 2 авторскими свидетельствами.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 6 глав, расчета экономической эффективности, выводов, практических рекомендаций , списка литературы и приложений. Работа изложена на 378 страницах основного текста, содержит 56 таблиц, 34 рисунка и 15 приложений. Использовано 392 информационных источников, из них 81 иностранных. В приложении приведены нормативная документация, патенты, документы, подтверждающие внедрение результатов исследований.
Современное состояние моделирования пищевых технологий в условиях неопределенности
В настоящей главе приведены результаты обзора источников, в которых выявлены основные тенденции моделирования пищевых технологий. Показано, что моделирование связано с: системным анализом технологий, управлением их состояний, прогнозированием. К управлению состояниями технологий относятся и задачи, связанные с моделированием рецептурных смесей пищевых продуктов.
Анализ информационных источников показал, что наиболее часто встречающимися типами моделей являются: линейные, эвристические, многовариантные, сетевые, регуляторные, обслуживания, многоуровневого планирования. При этом около трети из анализируемых моделей не содержат прикладного математического решения и более половины не предусматривают возможности применения аппарата программирования. Треть авторов анализируемых работ используют при математическом программировании линейные функции; программирование по двум или нескольким целевым функциям составляет около 10% от числа работ по линейному программированию; нелинейному программированию технологий посвящены единичные работы.
Основными методологическими принципами анализа прикладных биотехнологий являются системный анализ, моделирование и прогнозирование.
При этом все большее внимание уделяется системно-информационному обеспечению технологий, что позволяет не только анализировать их текущее состояние, но и осуществлять управление и прогноз данных состояний.
Однако, реальная ситуация такова, что в области системно-информационного обеспечения технологий основные результаты получены для отдельных технологических операций или групп операций (Тату-лов Ю.В., Лисицын А.Б., Ивашов В.И., Большаков О.В., Боресков В.Г. и др.).
В основе системных исследований прикладных биотехнологий, как правило, лежат классификационные схемы технологий, их признаков, разделение производств по уровням иерархий, оценка системных показателей: надёжности, устойчивости и целостности (Мизерецкий Н.Н., Ивашкин Ю.А., Митин В.В., Панфилов В.А., Кафаров В.В. и др.).
Особое значение вышеназванная методология приобретает тогда, когда объект исследования носит стохастический или неопределённый (нечёткий) характер.
Для расчёта рецептур и оптимизации производства продуктов применяют ЭВМ.
По данным ВНИИ Мясной Промышленности, применение «гибких» рецептур позволяет увеличить выход вареных колбас до 4%, стабилизировать их качество за счёт оптимизации важнейших параметров фарша (белка, жира, влаги). Обязательным условием при этом является предварительное перемешивание сырья в больших емкостях для усреднения химического состава партии сырья [48]. Используя при этом приборы для экспресс-анализов, можно производить корректуру химического состава партии [77,228].
Анализ основных методологических аспектов оценки состояния и развития пищевых технологий показывает, что вопросам системных исследований технологий в условиях информационной неопределённости не уделялось должного внимания. В связи с этим, разработка методологических основ анализа, управления и определения перспектив развития технологий в условиях информационной неопределённости становится актуальной.
Следует отметить, что системные исследования технологий в условиях информационной неопределённости в технических, особенно военных, областях давно получили широкое распространение (Юдин Д.Б., Репин В.Г. и Тартаковский Г.П., Вайнштейн Л.А. и ЗубаковВ.Д., Заде Л., БеллманР.Е., Дуда P.O. и Харт П., Ту Дж. и Гонсалес Р. и др.).
Любая технологическая система может быть абстрактно представлена некоторым математическим описанием ее функционирования, что является упрощенным отображением наиболее существенных свойств реальной системы. Математическое описание характеризует правило преобразования входных сигналов в выходные при заданной структуре технологии [63].
Наряду со структурным описанием, математическое описание технологий составляет важнейшую часть их формализации.
Особый интерес для пищевых технологий представляет проблема формализации качественных характеристик её сырья и продукции, включая органолептические оценки качества пищевых продуктов.
Вопросы формализации технологий при проектировании состава продукта с позиций биохимических процессов развиты в работах [104,116]. Здесь начальный этап разработки технологических основ и конкретных методов реализации принципов проектирования сбалансированных пищевых продуктов связан с формализацией качественных и количественных представлений о рациональности использования незаменимых аминокислот в технологии. Разработанная методика позволяет аналитически по априорной информации рассчитать глубину протеолиза белка многокомпонентных продуктов, проектируемых на основании формализованных методов, учитывающих взаимосбалансированность незаменимых аминокислот и соотношение между незаменимыми и заменимыми аминокислотами. Полученные результаты могут быть использованы для компьютерного проектирования пищевых продуктов с учётом их роли в одноразовых и суточных рационах питания .
В основе изучения функционирования технологических систем и процессов всегда лежит эксперимент - реальный или модельный. Суть реального эксперимента - это изучение свойств непосредственно на самом объекте. Модельный эксперимент заключается в изучении поведения объекта с помощью его модели [1].
Получение модели и изучение свойств объекта моделирования путём анализа аналогичных свойств его модели представляет собой процесс моделирования [78].
Не вдаваясь в терминологические тонкости, можно сделать следующее определение моделирования. Модель - это упрощённая копия объекта, сохраняющая его важнейшие свойства, необходимые для решения поставленной задачи. Математическая модель - система математических соотношений, описывающих количественные и качественные характеристики свойств.
Математическая модель предоставляет исследователю и проектировщику широкие возможности для всестороннего изучения объекта, апробации множества вариантов технических решений и выбора наилучшего из них без существенных материальных затрат, которые неизбежны при реальном эксперименте. Очевидно, что при этом она должна быть адекватной объекту, т.е. количественно и (или) качественно повторять свойства объекта.
В настоящее время в связи с компьютеризацией отраслей АПК для решения проблем управления технологическими процессами широко используют математические модели этих процессов. Поэтому математическое моделирование технологических процессов и классификация получаемых моделей - чрезвычайно актуальная проблема [79].
Очень часто исследователи сталкиваются с ситуацией, когда неточность применяемых моделей обусловлена отсутствием знаний фундаментального характера (химического, физического, биофизического, биологического) о процессах, протекающих в средах, используемых в пищевых технологиях. Так, на примере технологического процесса производства варёных колбас (процесс приготовления фарша) проведён анализ с целью классификации моделей течений бингамовских сред, полученных в своё время раз личными исследователями [77,141]. В результате анализа предложена трёхуровневая система классификации полученных моделей.
К математическим моделям первого уровня, описывающим технологический процесс, отнесены модели, которые содержат графические и аналитические параметры процесса, получаемые в результате экспериментальных исследований на конкретной установке или приборе.
Анализ показателей химического состава и технологических свойств малоценных океанических рыб. Определение доминантных характеристик сырья, затрудняющих их широкое использование
Согласно ГОСТ 20057 «Рыба океанического промысла, мороженая» определяющей технологической размерной единицей для большинства рыб является длина тела рыбы.
Размерные характеристики массовых промысловых рыб пониженной товарной ценности различных районов и периодов лова представлены в таблице 3.1.
Промысел батипелагических рыб ведется эпизодически, в короткий сезонный промежуток времени, когда наступают наиболее благоприятные климатические условия. Поэтому средние величины, характеризующие размерно-массовый, химический состав макруруса и лемонемы, получены в основном в период весенне-летнего сезона. Данные по другим видам рыб получены в периоды весеннее-летнего и осеннего сезонов, за исключением тресковых, нерест которых происходит зимой. В работе приведены сведения о сайке и тресочке Эсмарка по районам лова в зимние месяцы.
В районе промысла макруруса от 48 до 61 с.ш. длина рыбы в уловах колебалась от 40 до 100см, масса изменялась от 0,4 до 2,4 кг. Половозрелость макруруса этого района наступает при длине рыбы 68-85 см, то есть основную часть промысловых уловов (70%) составляли половозрелые особи.
В районах промысла лемонемы длина рыбы в уловах колебалась от 45 до 63 см, масса изменялась от 0,63 до 0,81 кг.
Половозрелось лемонемы наступает при длине рыбы 48-52 см, т .е. основную часть промысловых уловов (70%) также составляли половозрелые особи.
Размерный состав ставриды значительно варьирует в зависимости от времени года, а также возраста рыбы. В мае-июне вылавливается мелочь Ш группы (16-20см), в декабре наряду с половозрелой встречается мелочь. С 1985 года выявлена тенденция увеличения средней длины ставриды от 19 до 22 см, при этом отмечена большая вариабельность размеров (от 14 до 29 см) без явного преобладания каких-либо основных размерных групп.
Массовый состав ставриды европейской приведенный в таблице 3.2 достаточно стабилен.
Тресочка Эсмарка отличается от других тресковых небольшими размерами - не более 25 см. Средняя длина тела 15-20 см.
В уловах сайки преобладают особи размером 16 -28 см, массой 30-110г. Голова составляет примерно 1/3 массы целой рыбы. Выход мяса наибольший весной за счет наименьшей в этот период массы внутренностей. Масса печени ( в среднем за год 9,5%) примерно в полтора раза больше, чем у трески, она уменьшается от 10,7% весной до 8,8% осенью. Относительная масса съедобных частей тела (мясо, печень, гонады) увеличивается от 49,6 % весной до 54,4% в преднерестовый период.
О пищевой, кормовой и технической ценности рыб различных районов и периодов лова, а также о нормативных данных по расходу сырья для производства продукции можно судить по массовому составу всех составных частей тела рыбы. Результаты опытных работ по определению выхода тушки, мяса , печени и отходов от разделки рыб представлены в таблице 3.2.
Выход мяса у макруруса южного подрайона несколько меньше, чем у макруруса северной части САХ и намного меньше, чем у лемонемы (52,6%о) или синей зубатки (55%), если сравнивать глубоководные рыбы. Максимальный выход мяса у макруруса центрального подрайона отмечается в июне (39%), минимальный на юге САХ в апреле (30,0%).
Причем более выражены колебания массы тела в зависимости от сезона лова, чем от района лова.
Из данных таблицы 3.2 видно, что масса головы макруруса составляет почти половину массы рыбы.
Колебания относительной массы внутренностей зависят от степени половой зрелости и наполнения желудка, для синей зубатки характерны большие колебания. Несмотря на различную форму тела содержание съедобной части практически одинаковое (35-38%) за счет большой массы несъедобной части (кожи, чешуи и костей) у синей зубатки.
Известно , что размерное соотношение частей тела рыбы определяется возрастом и периодом нереста. Условия промысла батипелагических рыб таковы, что в основном отлавливается половозрелая, нагульная рыба, поэтому определенный экспериментальным путем массовый состав рыб может служить нормативным показателем при производстве разделанной рыбы (таблица 3. 2).
В изучаемых рыбах пищевое использование имеет печень макруруса, лемонемы и сайки . Установлено, что размер печени зависит в большей степени от размера рыбы и района вылова. Рассматривая географическую ( с севера на юг) изменчивость массы печени макруруса в северной части Срединно-Атлантического хребта (САХ) в летний период необходимо отметить, что у рыб длиной тела до 50 см (молодь) масса печени не превышает 10-15г, по мере роста рыбы печень увеличивается. В южном подрайоне САХ (Ш), где макрурус в основном, нерестится, печень значительно меньше, чем у макруруса той же размерной группы северного подрайона (1) и ее масса в среднем не превышает 30-40 г. В целом же по району САХ у рыб, длиной тела от 70 до 100 см масса печени составляет в среднем 30-60 г, а у отдельных рыб 150-200 г.
Жирность печени, как жирность мяса, изменяется по сезонам, составляя 52,9 и 47,6 % весной и осенью соответственно.
Печень сайки по химическому составу, как у всех тресковых, характеризуется большим содержанием жира - до 65%. В отличие от тресковой печени, пропорциональности между массой печени и жирностью не наблюдается.
Относительная масса печени у синей зубатки мала (средний выход 2,2% ). Голова составляет в среднем 15,2% массы тела, кости - 6,5%. Внутренности - 12,8%. Печень содержит 21% жира.
Посол
Как уже отмечалось, рассматриваемые в работе объекты лова океанической рыбы обладают рядом технологических и биохимических особенностей, не позволяющим перерабатывать их по традиционным технологиям:
-повышенная оводненность мышечной ткани и пониженное содержание белков;
-низкая влагоудерживающая способность белков мышечной ткани;
-повышенное содержание аминосахаров;
-коротковолокнистая структура и нежная консистенция мышечной ткани (глубоководные макрурус и лемонемы).
Как показали наши исследования, технология производства консервированной и кулинарной продукции из малоценных океанических рыб , особенно из глубоководных (макрурус, лемонема) и ведущей малоподвижный образ жизни синей зубатки, БВК которых не превышает 0,1, затруднена повышенным отделением мышечного сока при предварительной подготовке. Экспериментально установлено , что потери влаги при полном размораживании, например, лемонемы и макруруса составляют 5%, что превышает нормируемый показатель более чем в два раза.
Для выявления оптимальных параметров совмещенного с размораживанием посола океанической рыбы исследовали влияние процентного содержания поваренной соли в рыбе (с) и длительности выдержки пор-ционированных кусков и тушек рыбы (т) с хлористым натрием на влаго-удерживающую способность белков (W).
В соответствии с теорией кинетики химических реакций полагали, что на каждом из участков кривой насыщения (рисунок 5.5) W=f(c) имеет место реакция нулевого порядка, которая описывается уравнением вида: dW/dc 1 (5.8)
Решая уравнение, получили: W=W0+K1xC (5.9), где W - влагоудерживающая способность белков рыбы,%; Wo- влагоудерживающая способность при концентрации соли равной нулю, С=0%; К1- константа скорости реакции; С- содержание поваренной соли в тканях рыбы, %.
Совмещая массив экспериментальных данных, полученных при исследовании зависимости W=f(c) и уравнение (5.9), будем иметь:
для участка 0 С 1
W= 45,667+0,917С (5.10)
для участка 1 С 1,5
W= 46,584 +19,832(С-1) (5.11)
для участка 1,5 С 3
W=56,5 (5.12)
Результаты расчетов по формулам (5.10-5.12) представлены на рисунке 5.5.
Полученные данные свидетельствуют о том, что присутствие хлористого натрия в рыбе способствует увеличению влагоудерживающей способности белков рыбы. Концентрация соли 1,5 - 2,0% заметно снижает количество выделяющейся влаги. ВУС повышается на 11%. Дальнейшее увеличение количества вносимой соли не вызывает заметных изменений во влагоудерживающей способности тканей рыбы и примерно равноценно добавлению 1,5-2,0 % NaCl.
Действуя аналогичным способом, нашли зависимость влагоудержи-вающей способности белков рыбы от времени выдержки сырья в солевом растворе (рисунок 5.6) W=f(i)
W=Wo+K (5.13)
где W - влагоудерживающая способность белков рыбы,%;
Wo - влагоудерживающая способность белков рыбы при концентрации соли равной нулю;
К1 - константа скорости реакции;
т - продолжительность выдержки сырья в солевом растворе, мин.
Принимая во внимание экспериментальные данные, полученные при исследовании зависимости W=f(x) и уравнение (5.13), будем иметь для кусков рыбы порционированных по высоте ж/б №3:
для участка 0 т 2
W=45,667+5,42T (5.14)
для участка 2 т 5
W=56,5 - 0,334 (т-2) (5.15)
для участка 5 т 15
W=55,5 (5.16)
и для тушек:
для участка 0 т 4,1
W=45,667+2,642T (5.17)
для участка 4,1 т 15
W=56,5-0,046 (т-4,1) (5.18)
Сравнение кривой 1 и кривой 2 показывает, что при выдержке тушки теряют ВУС в меньшей степени, чем порционированные куски, хотя эта разница практически трудно различима.
Изучение длительности выдержки рыбы с хлористым натрием показало, что в момент внесения соли происходит резкое уменьшение количества отжимаемой влаги, однако последующее увеличение времени выдержки практически не влияет на ее величину, т.е. ВУС не зависит от времени выдержки сырья с солью, но сам факт внесения соли играет при этом значительную роль.
Полученные результаты по океанической ставриде приведены в таблицах 5.13 и 5.14 и на рисунках 5.5. и 5.6.
Одним из способов предварительной обработки рыбы, обеспечивающим максимально возможное сохранение тканевого сока , является посол, совмещенный с размораживанием.
Для уменьшения потерь массы при размораживании и сохранения в рыбе водорастворимых белков нами рекомендовано разделку рыбы (дозачи-стку тушек) проводить в полуразмороженном состоянии, когда температура в теле рыбы не превышает -2-3 С. Затем рыбу доразмораживать в холодных тузлучных растворах.
Для получения количественной характеристики влияния способов дефростации на влагоудерживающую способность белков (ВУС) исследовали химическую характеристику мышечной ткани океанической рыбы при традиционном способе размораживания в проточной воде и доразморажи-вания в холодном (4-6С) водном растворе поваренной соли плотностью 1,16 - 1,22 г/см3. Полученные результаты по океанической ставриде приведены в таблицах 5.15, 5.16.
Пищевая ценность консервированной продукции
Изучение степени пенетрации, предельного напряжения сдвига (ЧП и ПНС) измельченных проб консервов (таблица.6.10-6.12 и рисунок 6.3-6.5) показало, что в исследуемых образцах консервов обнаружена общая закономерность в изменении выличины ПНС, отражающая состояние консистенции плотной части консервов.
В таблице 6.10 представлены значения числа пенетрации при измерении погружения цилиндра с плоским основанием (индентора № 1 и №2) в мышечную ткань кусков рыбы за время 180 с.
Полученные данные свидетельствуют о том, что в зависимости от вида бланширования отмечается неоднородность консистенции отдельных кусков в банке по величине пенетрации индентором № 1 и № 2. Максимальное отклонение измеряемой величины от среднего арифметического значения для банки составляет для индентора № 1 +9,15: -3,00 при среднем значении числа пенетрации 4,06 мм (т.е. составляет соответственно 96,83 процентов от среднего значения), а для индентора № 2 максимальное отклонение составит + 9,42: - 2,43 (при среднем значении числа пенетрации 3,51), т.е. составляют 190, 90 процентов от среднего значения.
Значения числа пенетрации в среднем образце имеют большие различия, чем в отдельных банках. Так например, при измерении индентором № 1 отклонения составляют +9,15: - 3,00, что соответствует 220 и 70 % от среднего значения этого показателя.
Значительные колебания измеряемого показателя можно объяснить тем, что глубина погружения цилиндра в толщу куска мяса при постоянной нагрузке зависит от многих факторов: мест внедрения иглы на поверхности куска, места и положения куска в банке, величины наклона плотности кожного покрова и др. Очевидно, по величине пенетрации можно с достаточной достоверностью судить об однородности консистенции образцов при разных видах бланширования - водой, паром, перегретым паром.
Устранить влияние перечисленных выше факторов можно гомогенизацией пробы. При подготовке пробы твердая часть консервов дважды пропускается через мясорубку, растирается в ступке до однородного состояния и смешивается с заливкой.
При нарушении первичной структуры ткани в образце могут проходить процессы вторичного структурообразования. Кроме того, не все количество добавленной заливки будет удерживаться в структуре фарша.
На рисунке 6.3 и 6.4 представлены данные по динамике величины ПНС при измерении в образцах с добавлением и без добавления заливки в зависимости от способа предварительной обработки ставриды - варке в воде, бланширования паром и перегретым паром.
Анализ показывает, что кривые , характеризующие динамику величины ПНС, имеют приблизительно аналогичный характер. Максимальное значение величины ПНС, отражающее некоторое уплотнение мышечной ткани приходится на рыбу, обработанную паром (кривая 2), затем идет размягчение ткани - обработка варкой (первая кривая) и минимальное значение величины ПНС - обработка перегретым паром (кривая 3).
На протяжении всего периода исследований величина ПНС для образцов с добавлением заливки меньше, чем для образцов без добавления заливки и соответственно изменяется в пределах от 640 до 1100 и от 1500 до 5000 Па (таблица 6.11), причем чем больше заливки добавлено к образцу, тем меньше значение ПНС. Максимальная величина ПНС составила 1000 Па, минимальная - 640 Па соответственно для консервов, где рыба обработана перегретым паром и варкой в воде. Кроме того, при одинаковом содержании заливки в банках консервов, большая разница между значениями ПНС, чем продолжительнее процесс предварительной обработки ставриды.
При самом коротком сроке обработки ПНС составило 640 Па, при наиболее продолжительном - 5000 Па.
Для образцов, приготовленных для исследования реологических показателей без добавления томатной заливки, наблюдается обратная взаимосвязь между временем обработки и значениями ПНС (рисунок 6.5).
Можно предположить, что на формирование консистенции консервов оказывает влияние та влага, которая остается в мясе рыбы после тепловой обработки, влияние сказывается на процесс впитывания. Способность мышечной ткани впитывать и удерживать жир после стерилизации и хранения может измениться, что обязательно отразится на консистенции мяса и значении ПНС.
На рисунке 6.5 показано изменение величины общей деформации измельченной мышечной ткани с добавлением и без добавления томатной заливки, но обработанной перегретым паром, изменение величины деформации имеет характер обратный изменению значения ПНС.
Максимальное значение общей деформации приходится на режим обработки рыбы перегретым паром /составляет 2,3 мм/, что свидетельствует о размягчении ткани по сравнению с обработкой рыбы водой, когда значение общей деформации составляло 1,3 мм. При обработке водяным насыщенным паром консистенция самая уплотненная и значение деформации общей уменьшается до 1,2 мм.
На рисунке 6.5 даны реограммы деформации измельченных проб консервов, приготовленных для анализов реологических показателей, с разными видами предварительной обработки рыбы (таблица 6.12).
Верхнее положение на рисунке 6.5 имеет реограмма характеризующая обработку водяным насыщенным паром. В самом низу расположена реограмма, характеризующая влияние обработки перегретым паром. Между ними расположена реограмма, построенная для образцов, которые бланшированы в кипящей воде.
Расположение реограмм закономерно соответствует размягчению образцов, которое фиксировалось ранее по величине ПНС.
Физико-химические характеристики
Сопоставительный анализ ряда показателей химического состава консервов (таблицы 6.13-6.18) подтвердил преимущество использования при консервировании океанической ставриды новых способов предварительной обработки рыбы и низкотемпературного (112 С) режима стерилизации по отношению к 120-градусному. Это подтверждается содержанием оксиметилфурфурола, лучшей сохранностью ликопина и полифенолов.
Динамику изменений содержания витаминов A, Bl, В2 выявили в процессе годового и двухлетнего хранения консервов при температуре 18-20 С и относительной влажности воздуха не выше 70-75 %. Полученные данные приведены в таблице 6.15.
Как видно из этих таблиц в консервах в наибольших количествах как в опытных образцах, так и в традиционных содержится в большом количестве витамин В1, значительно менее витамина В2 и несколько менее витамина А.
Содержание всех трех витаминов в процессе хранения консервов постепенно снижается в определенных закономерностях. В большей степени наблюдается снижение содержания витаминов в начале хранения, а затем этот процесс несколько замедляется. В контрольных и традиционных образцах способы консервирования рыбы значительного влияния на содержание витаминов не оказывают. Главным образом содержание витаминов зависит от продолжительности хранения консервной продукции.
Из таблицы 6.17 видно, что величины кислотного и перекисного чисел постоянно увеличиваются. К.ч. жира и его П.ч.изменяются не интенсивно, и что особенно важно, изменения постепенно замедляются к концу хранения. Этот фактор особенно важен тем, что доказывает возможность длительного хранения консервов из ставриды, изготовленных по новой технологии.
