автореферат диссертации по технологии продовольственных продуктов, 05.18.04, диссертация на тему:ОБОСНОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ЭМУЛЬСИОННЫХ ПРОДУКТОВ ПИТАНИЯ НА ОСНОВЕ ИКОРНОГО СЫРЬЯ



На правах рукописи

РАДЫГИНА АНТОНИНА ФЕДОРОВНА

ОБОСНОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ЭМУЛЬСИОННЫХ ПРОДУКТОВ ПИТАНИЯ НА ОСНОВЕ ИКОРНОГО СЫРЬЯ

Специальность 05.18.04 - технология мясных, молочных, рыбных продуктов н холодильных производств

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва- 20„.

Работа выполнена в Федеральном государственном унитарном предприятии «Всероссийский научно-исследовательский институт рыбного хозяйства и океанографии»

Научный руководитель: доктор технически* наук,

старший научный сотрудник Абрамова Л.С.

Официальные оппоненты: доктор технических наук,

старший научный сотрудник М&сяоаа Г.В., кандидат технических наук Харенко Е.Н.

Ведущая организация: Федеральное государственное унитарное

предприятие «КаспНИРХ»

Защита состоится «27» декабря 2004 г. в 11-00 час. на заседании диссертационного Совета К 307.004.01 при ФГУП «Всероссийский научно-

исследовательский институт рыбного хозяйства и океанографии» (ВНИРО) по

1

адресу: 107140, г. Москва, ул. В. Красносельская, 17.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ВНИРО.

Автореферат разослан 26 ноября 2004 г.

Ученый секретарь диссертационного Совете кандидат технических наук

Г.П.Ионас

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность работы. В свете теории позитивного питания целью новых разработок в области пищевых технологий является создание продуктов, содержащих в своем составе набор дефицитных для организма человека нутрментов в сочетании с необходимыми органолептическнми показателями.-Поскольку икорное сырье представляет собой природный комплекс, обладающий высокой пищевой ценностью, икра может быть использована в качестве основы для разработки продуктов функционального питания. Важным аспектом при этом служит возможность создания эмульсионных продуктов литания поликомпонентного состава, содержащих различные функционально-метаболические ингредиенты.

Теоретические основы образования эмульсий, критерии оценки их свойств, технологии создания эмульсионных продуктов питания изложены в работах Ребиндера П.А., Деряпша Б.В., Кремнева ЛЛ., Нечаева А.П., Тихомировой H.A., Дорожкиной Г.П., Восканяна О.С, Богданова В.Д., Масловой Г.В., Андреева М.П., Сафроновой Т.М., Лебской Т.К.

Успешная разработка эмульсионных продуктов на базе икорного сырья возможна только при проведении системного анализа пищевой ценности, технологической адекватности рыбной икры, понимании механизма проявления икорными компонентами структурирующих и эмульгирующих свойств, которые в настоящее время не достаточно изучены. Перспективными к востребованными будут лишь новые продукты с высокими показателями нутриентной адекватности и высокими потребительскими свойствами.

В свете изложенного, исследования в области технологии эмульсионных продуктов на базе икорного сырья, л ослу жившие основой настоящей диссертационной работы, направленные на глубокое изучение свойств икорного сырья, комплексное использование сырья, не находящего применения при создании традиционных продуктов, на разработку новых продуктов с задаваемыми показателями пищевой ценности, являются актуальными,' а их результаты вносят реальный вклад в решение ,задав,—поставленных—а-

ЦНБ МСХД

фонд научной литературы №

нд ручной ЛИТв)

«Концепции государственной политики в области здорового питания населения Российской Федерации «а период до 2005 г.».

Цель к задачи исследования. Целью работы является обоснование и разработка технологии эмульсионных продуктов питания на основе икорного сырья, базирующейся на изучении качественных и количественных показателей рыбной икры и создании пищевых продуктов с задаваемой структурой и потребительскими свойствами.

Для выполнения поставленной цели решались следующие задачи:

- провести системный анализ пищевой ценности и безопасности икорного сырья; обосновать выбор жирового сырья и биологически вшивных добавок;

- исследовать поверхностно-активные и структурирующие свойства рыбной икры, а том числе в сравнении с типичными пищевыми эмульгаторами на примере фосфолипидов;

- оптимизировать рецептуры эмульсионных продуктов с задаваемой структурой и пищевой ценностью на основе икорного сырья;

- обосновать технологические параметры изготовления икорных масел;

- изучить пищевую ценность икорных масел;

- апробировать разработанные технологии в производственных условиях.

Научная новизна. Разработаны научные основы технологии эмульсионных

продуктов питания на основе икорного сырья, базирующиеся на оценке пищевой ценности и технологической адекватности икорного сырья, оптимизации рецептур продуктов с задаваемой структурой и свойствами и использовании технологических приемов их изготовления.

Получены и систематизированы экспериментальные данные о комплексе показателей биологической ценности икорного, жирового сырья и биологически активных добавок, что позволило моделировать поли компонентные эмульсионные продукты с задаваемой пищевой ценностью.

Изучены коллоидно-химические и реологические свойства джуса икорного лососевого и икры карпа. Полученные зависимости свидетельствуют о высокой поверхностной активности белково-жнрового комплекса икорного сырья.

Получены результаты сравнительных исследований процесса адсорбции на границе раздела фаз «масло-вода» джуса икорного лососевого, нкры карпа к типичных пищевых эмульгаторов на примере соевых фосфолнпидов, которые свидетельствуют о сопоставимых значениях поверхностной активности икорного сырья и фосфолнпидов.

Выявлены основополагающие зависимости структурно-механических свойств стабильных концентрированных эмульсий от соотношения неполярной фат ел к полярной в эмульсионной системе.

Практическая значимость работы н реализация реэультатоп исследовании. Разработана технология эмульсионных продуктов питания на основе икорного сырья с задаваемой структурой и пищевой ценностью.

Технологические решения производства масел икорных использованы при разработке нормативной документации ТУ 9266-111*00472124-01 «Масло икорное» и проекта ТУ 9266-006-00472124-04 «Масла икорные диетические». Разработанная технология производства икорных масел апробирована в производственных условиях н внедрена на предприятиях ЗЛО «Ситэк», ГУП «Техрыбцентр» ГП ВНИРО.

Основные положения, выносимые на защиту:

- системный анализ пищевой ценности и безопасности икорного сырья, выбор жирового сырья и биологически активных добавок;

- результаты исследования поверхностно-активных, коллоидно-химических и реологических свойств икорного сырья в сравнении с типичными пищевыми эмульгаторами;

- оптимизация рецептур эмульсионных продуктов с задаваемой структурой и пищевой ценностью;

- технологические приемы и параметры изготовления икорных масел;

- оценка пищевой ценности разработанных эмульсионных продуктов питания.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы обсуждены на Первом Международном симпозиум« «Электрохимическая

активация в медицине, сельском хозяйстве, промышленности» (Москва, 1997), Второй Международной конференции «Пищевые добавки-98» (Москва, 1998), II Congreso Internacional tie Ciencia y Tecnología Marino (Мадрид, 2003), 3-й Международной научной конференции для молодых ученых «Живые системы и биологическая безопасность населения» (Москва, 2004), Международной научной конференции «Инновации в науке и образован и и-2004» (Калининград, 2004).

Публикации. По-результатам выполненных исследований опубликовано 9 научных работ.

Объем н структура работы. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, экспериментальной части, выводов, списка использованной литературы и приложения. Работа изложена на 145 стр. основного текста, содержит 33 табл., 33 рис. и включает 219 наименований работ отечественных и зарубежных авторов.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Введение. Обоснована актуальность темы диссертационной работы, сформулированы цель, задачи исследований, научная новизна, практическая значимость, защищаемые положения.

Глава 1. Анализ современных тенденций н практических предпосылок создании эмульсионных продуктов питания. Проведен аналитический обзор научной, технической и патентной литературы и представлены современные тенденции науки о питании, теоретические и практические аспекты получения эмульсионных продуктов, анализ сырьевой базы икорного сырья, дана характеристика функционально-метаболических ингредиентов, перспективных для производства эмульсионных продуктов питания.

Глава 2. Объекты н методы исследований. Описан выбор объектов исследований, представлена схема проведения эксперимента, основные методы исследований.

Объектами исследований при выполнении экспериментальной части работы служили следующие виды икорного сырья: икра соленая лососевых рыб, щуки,

минтая, карпа, внутреннее содержимое лососевой икры, полученное при ее промышленной переработке (т.н. джус икорный лососевый); коммерческие образцы соевых фосфолипндов производства компании «STERN Lecíthín&Soja GmbH» (Германия)- «Stempur-E» и «Lccimultin-lOO»; препараты биологически активных веществ- автолнэат дрожжевой водорастворимый, селснсодержащий «Витоснл-Se», бурые водоросли Laminaría japónica; новые виды продуктов, изготовленные по разработанным технологиям.

Схема проведения исследований приведена на рис.1,

Л работе исполъзопали стандартные и общепринятые химические, физико-химические, органол ентнческие, микробиологические и математические методы.

Количество белковых веществ определяли на автоанализаторе «Kjeítec» модель 1003 (фирма «Tecator», Швеция) но методу Кьельдаяя [ГОСТ 7636-85]. Подготовку образцов для определения аминокислотного состава проводили по методу Мурз н Штейна [Moor S., Stein W., 1954], аминокислотный состав определяли на автоматическом аминокислотном анализаторе фирмы «Hitachi» с последующей компьютерной обработкой данных по программе Мультнхром для Windows. Содержание липидоя - экстракционным метолом Фолча [Folch J. et al, 1957]; фракционный состав липидоо- методом ВЭТСХ на пластинах с кнзельгелем фирмы «Merck» в системе растворителей «гексан- этиловый эфир-муравьиная кислота» в соотношении 80:20:1 с последующей обработкой данных на сканере фирмы «Shimadzu» GS 9000; групповой состав фосфолипидов-мстодом тонкослойной хроматографии с использованием хроматогрэфнческих пластин «Silufol» b системе растворителей «гексан- дизтиловый эфир- укоусная кислота» (80:20:1); содержание лизоформы в составе фосфолипндов- методом избирательной экстракции этанолом с последующим высушиванием; жирмокислотный состав дипидов-в пиле метиловых эфнров на газовом хроматографе «Shimadzu» СС-16Л с пламенпо-ионизацнонным детектором на кварцевой капиллярной колонке со стационарной фазой PEG-20M; макро-,

микроэлементный состав и токсичные химические элементы - методом атомно-абсорбционной спектрометрии иа приборе АА-6701 фирмы «БЫтаёги».

Рис 1. Схема выполнения исследований

Изучение поверхностно-активных свойств коммерческих фосфолнпидов «5(етриг-Е» и «Т^еатиМп-ЮО» проводили методом веса-объема капли; поверхностно-активные свойства икорного сырья* методом отрыва стеклянной пластинки при помощи торсионных весов римон А.Д., Лещенко Н.Ф., 1999]. Реологические свойства изучали на ротационном вискозиметре с коаксиальными цилиндрами «Реотест-2.1» в однородном сдвиговом поле и режиме постоянной скорости деформаций; структуру эмульсионных продуктов -с использованием интерференционного микроскопа «ЕЫъ'а! 1тегрЬасо» фирмы «2е13»; стабильность эмульсий- стандартным методом путем це I ггрифугирования.

Органолептическис показатели оценивали профильным методом с использованием пятибалльных шкал для анализа интенсивности отдельных признаков (внешний вид, запах, вкусовые качества, консистенция) и графически отображав в виде профилограмм [Сафронова Т.М., 1998].

Полученные результаты исследований обрабатывали с использованием методов математической статистики. Повторность опытов и анализов-трехкратыая. Достоверность экспериментальных данных оценивали методами математической статистики с использованием компьютерных программ при доверительной вероятности >95%.

Глава 3. Системный анализ икорного, жирового сырьи и биологически активных добавок, перспективных для производства зчу.и. с ионных продуктов питания.

Проведен системный анализа соответствия икорного сырья требованиям-пищевой безопасности, пищевой ценности и технологической адекватности1.

На основании определения показателей безопасности и статистических данных лаборатории физико-химических исследований и анализа ВНИРО был сделан вывод, что сырье отвечает требованиям безопасности СанПиН 2.3.2.1078-01 н СанПиН 2.3.2.1280-03 но всем показателям, что дзет основание рекомендовать его для производства продуктов питания различного назначения.

Для характеристики пищевой ценности икорного сырья изучены биологическая и энергетическая ценность, органолептическне свойства икры кеты, горбуши, нерки, минтая, щуки, карпа, джуса икорного лососевого. В табл. 1 представлены данные химического состава и энергетической ценности икорного сырья.

Таблица 1

Химический состав и энергетическая ценность икорного сырья (соленого)

Наименование икорного сырья Содержание, г/100 г Энергетическая ценность 100 г, ккал

влага Лдаеа лншздов минеральных веществ

Кета 46.55 + 0,15 28,25 + 0.05 13,15 + 0,05 1,25 + 0,10 231

Горбуша 48,91+0.19 30,18+0,15 11,25 + 0,05 1,24+0,05 222

Нерке 49,28+0,25 31,39 + 0,26 10,50 + 0,15 1,34 + 0,15 220

Минтай 70,54 + 0,21 20,31 ¿0,12 7,41 + 0,06 1,24 + 0,05 148

Щука 69,66 + 0.21 24,19 ±0,17 4,50 + 0.10 0,85 + 0,09 137

Карп 59.84+ 0,15 22,38+0.13 7,45+0,15 1,23+0,10 156

Джус икорный лососевый 56,25 + 0,22 30,56 ±0,14 4,08 + 0,07 0,91 ±0,09 159

Качество белка оценено по аминокислотной сбалансированности-адекватности набора и соотношения аминокислот эталонным значениям потребности в аминокислотах для различных групп населения {Protein quality evaluation. Report..., 1990] с использованием основополагаюшиех показателей и критериев, предложенных академиками РАСХН Роговым И.А. и Липатовым H.H. (мл.) [Липатов H.H., Баш киров О.И„ 2002]. Согласно данным расчета показателей биологической ценности белковых компонентов рыбной икры показатель сопоставимой избыточности незаменимых аминокислот, в идеале равный 0, для икры составляет для всех возрастных групп 20-30 г/100 г белка эталона, что свидетельствует о недостаточной сбалансированности незаменимых аминокислот.

Проведен анализ жирно кислотного состава исходного сырья. Установлен высокий уровень содержания полиненасышейных жирных кислот в составе

лип идо в рассматриваемых видов рыбной икры (34,80-40,31%), Соотношение ПНЖК/НЖК в ли пилах икры близко к значениям, рекомендуемым для гтроти воатеросклеротнч еских диет (от 1 до 2).

Ценность икорного сырья для изготовления эмульсионных продуктов заключается в том, что фракционный состав лнпидов, помимо триглицерндов, представлен фосфолн пндамн, моиоглицеридами н диглицеридами (табл. 2), которые, как известно, обладают эмульгирующими свойствами.

Таблица 2

Фракционный состав лнпндов икорного сырья (соленого)

Наименование икорного сырья Содержание, % от суммы

Фосфо-липиды Моногли-церндьт Диглнце-рнды Трнгли-цериды Стерн-ны СЖК * Эфнры сгеринов

Кета 4,6 3,2 6,7 64,7 Ю,1 10.5 -

Горбуша 3,2 2,7 6,7 62,4 6.1 16.) 2,5

Нерк^ 5,8 2Л *л 61,9 8,8 10,4 4,3

Минтай 2.3 1,6 3,7 20.9 9.4 £6,6 5,3

(Цука 5,8 - - 56,2 18,1 8,2 11.7

Карп 9,2 6.9 4,5 59.1 7,8 12.0 -

Джус икорный ллсисевый 1.9 0.6 88.3 5,7 0.5 2,5

Прн изучении фракционного состава фосфолипидов икорного сырья установлено, что фосфатидилхолин содержится в икорном сырье в наибольшем количестве по сравнению с другими фракциями- 70-80% от суммы фосфолипидов (табл. 3). Большое содержание лецитина дает основание

V

полагать, что лнпиды икорного сырья будут проявлять высокие эмульгирующие свойства при создании эмульсионных продуктов.

Таким образом, проведенный анализ пищевой ценности свидетельствует о том, что рассмотренное икорное сырье представляет собой полноценный комплекс основных пищевых факторов, что может служить мотивацией для его использования при разработке новых эмульсионных продуктов тггзния.

Таблица 3

Фракционный состав фосфолилидов икры рыб, % от суммы фосфолилидов

Наименование фракции - Содержание, %, в икре

Горбуши Кеты Кижуча Нерки Карпа

Люофосфатидилхолнн 0,1 0,9 0,1 0,2 2,2

Фосфатиднлхолнн 74.5 79,0 84,2 78.4 67,5

Фосфзтндили нозитол 1.9 »,6 24 3,9 -

Фосфатидилглнцерол 6,0 5.9 4,8 4.8 и

Фосфатидилэтанолаы ик 14,6 10,4 7.7 10,2 21.9

Кардыолншш 2,5 1,2 0.4 05 4,7

Лшофосфатидил-этанаяамнн - - - - 1,8

" Для оценки технологической адекватности проведены исследования поверхностно-активных, коллоидно-химических и реологических свойств икорного сырья.

Микроскопическими исследованиями показано, что внутреннее содержимое лососевой икры представляет собой эмульсию, частицы которой полндисперсны, С целью изучения колл лошшо-химическнх свойств икорного компонента исследованы реологические свойства водных дисперсий джуса икорного лососевого. На рис. 2 представлены типичные кривые вязкости для исследованных дисперсий, из которых видно, что дисперсии, содержащие выше 15 % масс, джуса представляют собой типичные псевдопластические системы. При низкам содержании джуса дисперсии ведут себя подобно ньютоновским системам. Предел текучести хорошо заметен для дисперсии с максимальным содержанием джуса (35% масс.), его величина лежит в области 150 дин/см1,

Исследованы поверхностно-активные и коллоидные свойства джуса икорного лососевого и икры карпа. Изотермы межфазного натяжения на границе раздела «вода/ масло», представлены на рис, 3.

Рис. 2, Кривые вязкости для Рис. 3. Изотермы межфаэкого

дисперсий джуса натяжения

Как видно из рис.З, изотермы сходны между собой. Согласно расчетам, проведенным по уравнению Штаковского, икра карпа и джус икорный лососевый обладают практически одинаковой поверхностной активностью на [ранице раздела «воща/масло» (табл. 4). Эта активность достаточно велика, т.к. величины межфазного натяжения, согласно расчета, даже при невысоких концентрациях основного вещества не превышают 30 мН/м.

Таблица 4

Физико - химические характеристики адсорбции компонентов джуса лососевого и икры карпа на границе раздела фаз «масло-вода»

Исследуемые объект А., моль/м*

Дл>с икорный лососевый 2,8340"* 5,9 • ]0 lv

Икра карпа 2,34* 10"° 7,1 "10 "

Примечание: Ав - величина предельной адсорбции, So- посадочная площадка

Для сравнительной оценки эмульгирующих свойств икорного сырья проведены исследования поверхностной активности коммерческих образцов соевых фосфолипидоа производства компании «Stern Lecithtn&Soja GmbH» (Германия)- «Sternpur-Е» и кLecimultin-100». Основным отличием двух образцов фосфолипндов является различное содержание суммарной фракции лизофосфолнпкдов. В табл. 5 приведены значения основных физико-химических характеристик для процесса адсорбции из исследуемых растворов

природных фосфоглицеридов на границе с водой, рассчитанных с помощью уравнения Шишковского.

Таблица 5

Физико - химические характеристики адсорбции фосфолипидов на границе раздела фаз «масло-вода»

Наименование эмульгатора Поверхностное натяжение

К* 10* ^ 1 моль/м <-<1оА1с> с —* 0 кДж/моль

"З1етриг-Е" 28 7,7*10' 22*10'* 5,25* 10ь 3.1

"истшШп-НКГ 1,6*10* 2,4*101 68*10" 9.3*10" 46

Межфазное натяжение

К* 10"11 А« моль/ч1 Бл, и1 {ч! О /(1С) С 0 -ДСиЬе, кДж/моль

•детрит-Е" 33,1 1,3*10"* почо 0,104 8,5

"1лс1тиИт-1£Ю" 25,1 6,5* 10'' 254*10" 0,04 7,9

Примечание: К • константа адсорбционного равновесия; Аоо - величина предельной адсорбции; 5)- посадочная площадка; (с!5 Л1с ) < -поверхностная активность, тле 6 -межфазное натяжение при концентрации ПАВ, равной с; ДСик- энергия Гнббса адсорбции

По данным табл. 5 можно сделать вывод, что эмульгатор «5(етриг-Е» обладает большей поверхностной активностью, чем «Ьес)тиШп-100», что связано с его более плотной упаковкой на поверхности раздела фаз и образовании более прочного адсорбционного слоя {о чем свидетельствует значение параметра посадочная площадка).

Результаты исследований поверхностно-активных и коллоидных свойств икорного сырья и фосфолипидов показали, что изотермы межфазного натяжения икорных компонентов ».фосфолипидов имеют вид, типичный для ПАВ- в области низких концентраций; физико-химические характеристики адсорбции фосфолипидов и икорных компонентов свидетельствуют о высокой поверхностной активности икорных компонентов, соизмеримой с поверхностной активностью фосфолипидов (традиционных эмульгаторов). Это дает основание рекомендовать икорное сырье к использованию в качестве эмульгаторов при производстве масложировых продуктов. При этом

учитываются дополнительные в сравнении с фосфолипидами нутриентные преимущества икорных компонентов: содержание в их составе незаменимых аминокислот, витаминов, макро- и микроэлементов.

В качестве жирового сырья при разработке эмульсионных продуктов было использовано масло соевое рафинированное дезодорированное, поскольку соевое масло обладает ценовым преимуществом перед сливочным, высокими показателями биологической ценности (высокое содержание ПНЖК, оптимальное соотношение iú</<í>j жирных кислот) и хорошими органолептическнмн свойствами.

При выборе БАД для новых видов эмульсионных продуктов исходили из того, что БАД должны иметь лечебно-профилактического действие, обладать структурирующими свойствами и сочетаться с основными компонентами эмульсий, не ухудшая орпшолептические показатели продукта. По этим критериям в качестве биологически активных добавок были использованы автолизат дрожжевой водорастворимый селен содержащий «Витасил-Se» и сухой порошок бурых водорослей Laminaria japónica.

Глава 4. Разработка технологии эмульсионных продуктов питания на основе икорного сырья. При разработке технологии эмульсионных продуктов решали задачу создания продукта с устойчивой задаваемой структурой. Разрабатывались икорные масла, имеющие вязкую однородную мажущуюся консистенцию. Оценку консистенции проводили на основании органолептических показателей И характеризовали данными реологических исследований.

Известно, что для получения стабильных концентрированных эмульсий (с содержание дисперсной фазы от 2 до 74%) на основе растительного масла необходимо определенное соотношение дисперсной фазы и дисперсионной среды, для чего требуется оптимизация рецептур, а также проведение гомогенизации или механического диспергирования, которые обеспечивают образование монодисперсной или близкой к ней системы за счет уменьшения

размера капель, что обусловило наличие стадии эмульгирования, ключевой в схеме, представленной на рис. 4.

При определении режимов эмульгирования путем механического диспергирования важно учитывать стандартные параметры вращения рабочего органа перемешивающего оборудования. Установлено, что минимальная скорость вращения ножей кулера при эмульгировании должна составлять 3000 об/мин, что обеспечивает равномерное распределение дисперсной фазы в дисперсионной среде и стабильность эмульсий.

С целью разработки рецептуры эмульсионного продукта (масла икорного лососевого) изучено влияние соотношения джуса икорного лососевого и масла растительного иа структурно-механические свойства готового продукта. На основе джуса икорного лососевого были изготовлены образцы икорного масла с различным соотношением компонентов (джус;соевое масло), представленные в табл.б.

Исследованы прочностные характеристики (статическое напряжение сдвига 6$ и первый предел текучести 60 масел 1-6 в зависимости от соотношения неполярной фазы к полярной: НПФ/ПФ (табл. б). Максимальное значение напряжений и 0] соответствует отношению НПФ/ПФ от 2,2 до 2,5. Образец №3 больше других отвечает этому условию, а поэтому соотношение 32% джуса лососевого и 68% соевого масла взято за основу при изготовлении стабильного продукта. При изготовлении масла икорного в производственных условиях ■ рецептура была откорректирована с учетом требований к вязкости продукта для обеспечения стабильной работы дозатора (внесено 3 % воды за счет масла).

С использованием метода микроскопии при трехсоткратном увеличении изучена структура промышленного образца. Установлено, что объемная доля заполнения масла, равная 0,70, близка к оптимальному значению 0,74 (предельной объемной доле заполнения каплями эмульсии), среднее значение радиуса частиц в эмульсиях составляет 15 мкм.

Рис. 4. Технологическая схема производства икорных масел

Таблица б

Рецептуры и показатели икорных масел на основе джуса икорного лососевого

Наименование ' Номер рецептур

компонента » 2 3 4 5 6

Содержание в рецептур е,%

Джус икорный лососевый 30 40 32 33 35 37

Масло растительное 70 60 68 62 65 63

, Содержите в продукте

Вода, % 16,88 22,5 18 21.4 19,7 23,8

Белок,Уо 9,17 на 9.8 11,6 10,7 1и

Лнпиды икорного компонента (ПАВ),% 1ДЗ 1,63 1,31 1,55 1,43 1,51

Фосфопипкды икорного компонента. 0,023 0,031 0,025 0,029 0,027 0,029

в, статическое напряжение сдвига, Па 648 137 972 396 830 112

6| первый предел текучести. Па 2110 350 2660 1780 2378 525

НПФ/ПФ' 2,73 1,78 2.5 1,93 2,18 1,6

'Примечание:

НПФ - неполярная фаза, представляющая суммарное содержание липндов ПФ - полярная фаза, представляющая суммарное содержание воды н белка

Полученные данные показывают высокую степень структурирования системы, характерную для концентрированных эмульсий, стабилизированных высокомолекулярными ПАВ (для белкового эмульгатора- сывороточного альбумина человека при Ф = 0,73 г составляет 12 мкм).

Изготовлены образцы эмульсионных продуктов на базе различного икорного сырья с учетом установленных значений оптимального соотношения НПФ/ПФ, рецептуры и показатели которых приведенные в табл. 7.

Таблица 7

Рецептуры и показатели икорных масел

Наименование показателя Номер рецептур

1 12 |3 |4 |6

Содержание в рецептуре, %

Джуе лососевый 32 . - - * -

Икр« горбуши соленая 12 • - -

Икра нерки солен«« 12 - -

Икра шухи мшена* - - 20 -

Икра мнктм соленая - - - 20

Икра карпа соленая - - - • 20

Масло растительное 63 68 68 68 68

Вода 3 20 20 . . 12 '12 . 12

ИТОГО 100 100 100 100 100 100

Содержание в продукт«, %

Вода, % 19,39 25,87 23,91 25,93 26^ 24,0

Белое,% 10,70 3,62 3,77 2.88 2,40 . 2,40

Липнаы. % 66.34 69,35 69,26 68,9 69,48 69,50

НПФЛ1Ф 2,21 1,35 2,33 2.40 2,43 2,61

Исследованы зависимости скорости деформации от напряжения сдвига £ = при прямом и обратном ходе нагружения для икорных масел различного химического состава, представленные на рис. 5. Все кривые иллюстрируют пластическое течение, начинающееся при достижении определенной для

9, Па

Рис. 5. Зависимость скорости деформации (е') от напряжения сдвига (б) при прямом и обратном нагруженни для масел на основе икры: 1-горбуши, 2-нерки, 3- щукн

каждого вида масла величины напряжения сдвига в. Ш данных видно, что эмульсионные продукты, изготовленные на основе различного икорного сырья по свойствам незначительно отличаются друг от Друга.

На основании проведенных исследований сделан вывод, что для получения масла икорного на основе рыбной икры vi растительного масла с приемлемыми потребительскими свойствами необходимым условием является соотношение НПФ/ПФ не менее 2,2, При нарушении этого условия не удается получить эмульсионный продукт- масло икорное с задаваемыми показателями консистенции и вязкости.

Была осуществлена работа по оптимизации структуры эмульсионных продуктов на базе икорного сырья (соленой икры щуки, карпа и минтая) путем введения в состав рецептур автолизата дрожжевого водорастворимого, селенсодержащего «Витасил-Se» и сухого порошка бурых водорослей Laminaria japónica компонентов, являющихся как структурообразователямн, так и функционально-метаболическими ингредиентами. Исходя нз содержания селена в препарате «Внтасил-Se» и учитывая рекомендации по среднесуточному потреблению селена (80-150 мкт/сут), в состав рецептуры масла икорного вводили 0,25% препарата «Внтасил-Se». На основании рекомендаций по среднесуточному потреблению йода (100-200 мкг) и учитывая содержание Пода в водорослях, в состав масла икорного вводили 0,07% сухого порошка бурых водорослей Laminaría japónica. С учетом рекомендуемых дозировок употребления бурых водорослей Laminaría japónica и препарата «Витасил-Se» составлены рецептурные композиции с содержанием икорного компонента 18%.

Исследованы реологические характеристики разработанных икорных масел, изготовленных на базе икры щуки. Установлено, что наиболее плотной структурой облазает масло щучье, менее плотной масло щучье с бурыми водорослями, наименьшей масло щучье с препаратом «Витасил-Se». Выявлены отличия в значениях реологических параметров исследованных икорных масел, обусловленные различным соотношением компонентов неполярной и полярной

фаз (НПФ/ПФ), наличием в рецептуре бурых водорослей и дрожжевого автолизата «Внтасил^е», влияющих на структуру икорных масел.

Разработанные икорные масла оценены с точки зрения биологической, энергетической ценности и оргаиолептических показателей. Рассматриваемые виды икорных масел содержали от 2,4 до 9,8 % белка. Установлено, что в 30 г икорных масел с «Внтасил-8е» и порошком бурых водорослей содержится 30% суточной потребности организма человека в таких дефицитных микроэлементах как селен и йод. ' Проведен анализ жирно кислотно го состава липидов разработанных продуктов. Анализ биологической ценности масел выявил улучшение жирнокислотной сбалансированности по соотношению чоб к ыЗ жирным кислотам в сравнении с этим показателем у исходного икорного сырья (так, для лососевой икры это соотношение равно 1:8), Согласно проведенным расчетам, данное соотношение у икорных масел находится в интервале от 2:1 до 6:1, а рецептур с использованием БАД- от 3:1 до 4:1, что близко к идеальному соотношению.

Полученные икорные масла были подвергнуты сенсорному профильному анализу с использованием пятибалльных шкал для анализа интенсивности отдельных признаков. Образцы разработанных масел, в том числе с добавлением бурых водорослей и препарата «Витасил-Бе», характеризуются гармоничным комплексом оргаиолептических показателей, каждый из которых (внешний вид, запах, вкусовые качества, консистенция) по качеству и интенсивности проявления высоко оценен дегустационной комиссией.

Определены технологические параметры производства икорных масел, согласно схеме, представленной на рис. 4: пастеризация икорного компонента при температуре 60-65°С в течение 60-70 мин (с момента достижения температуры), эмульгирование при скорости не менее 3000 об/мин в течение 515 мин.

В соответствии с Методическими указаниями МУ 4.2.727-99 установлен срок годности масел икорных, который составил 40 суток при температуре хранения от 0 до + 2"С.

Результаты, полученные в ходе исследования, использованы при разработке нормативной документации на масла икорные н масла икорные диетические, а разработанная технология апробирована в производственных условиях. -

ВЫВОДЫ

1. Научно обоснована технология эмульсионных продуктов на основе икорного сырья, базирующаяся на оценке качественных и количественных показателей рыбной икры, сбалансированности ингредиентов пищевых систем и использовании технологических приемов изготовления продуктов с задаваемой структурой и потребительскими свойствами, внедрение которых в промышленность имеет существенное значение для развития рыбной отрасли.

2. Проведен системный анализ пищевой ценности и безопасности рыбной икрыс позиции использования ее для изготовления эмульсионных пищевых продуктов. Установлено, что икра лососевых рыб, минтая, щуки, карпа является высокобелковым продуктом; липиды икорного сырья содержат от 1,9% до 9,2% фосфолилидов (от суммы липидов), представленных в основном фосфатиднлхолино м. Это позволяет рекомендовать икорное сырье в качестве структурообразующего компонента при создании эмульсионных продуктов,

3. Изучены поверхностно-активные свойства белков и лнпндов икры лососевой и карпа. Данные измерений межфазного натяжения (30-39 мН/м) свидетельствуют о достаточной поверхностной активности лилидоп икры, а значение статического (равновесного) поверхностного натяжения (-19,2 мН/м) -высокой поверхностной активности белков икры.

•4, Данные измерений физико-химических характеристик процесса адсорбции на границе раздела фаз «масло-вода», полученные для джусз икорного лососевого (Ая^.вЗхЮ"6 моль/м1, 8о»5,9х10*" м1), нкры карпа (^■»2,34x1 О^моль/м1, Зо~7.1х10'" м1) и типичных пищевых эмульгаторов фосфолнпндов «Бтсгприг-Е» (А»= 1,3х 1 О^моль/мг, 8в=130х10'" м1) и «ЬесипиИш-100» (А®» 6,5x1 О^моль/м1, 5в=»254х10"1*м2) свидетельствуют о высокой

поверхностной активности белково-лнпидного комплекса икры, что позволило рекомендовать икорное сырье в качестве эмульгатора при производстве икорных масел.

5. Изучена зависимость структурно-механических свойств межфазных стабилизирующих слоев в концентрированных эмульсионных системах от соотношения компонентов икра : масло растительное. Установлено, что максимальные значения статического напряжения сдвига и первого предела текучести соответствуют отношению НПФ/ПФ 2,2-2,5, что позволило разработать оптимальные рецептуры масел икорных, содержащих джус икорный лососевый, икру лососевых рыб, минтая, щуки, карпа,

6. На основании микроскопических исследований масла икорного изготовленного в промышленных условиях на основе джуса икорного лососевого и масла соевого рассчитаны значения объемной доли заполнения каплями эмульсии (Ф=0,7) и среднего радиуса частиц (Н=0,57 мкм), показывающие высокую степень структурирования системы, характерную для концентрированных эмульсий, стабилизированных высокомолекулярными ПАВ.

7. Разработаны новые виды масел икорных, содержащих икру щуки, масло соевое и биологически активные добавки «Витосил-Se» и сухой порошок водорослей Laminaría japónica, употребление которых позволяет удовлетворить 30 %-ную суточную потребность человека в селене и йоде,

8. Проведена оценка пищевой ценности икорных масел. Анализ жнрнокислотного состава масел икорных показал, что они содержат по сравнению с икрой соленой оптимальное для здорового питания соотношение (úó/сйЗ высокомолекулярных жирных кислот.

9. Технологические решения производства масел икорных использованы при разработке нормативной документации ТУ 9266-И1-00472124-01 «Масло икорное», проект ТУ 9266-006-00472124-04 «Масла икорные диетические». Разработанная технология производства икорных масел апробирована в

производственных условиях и внедрена на рыбоперерабатывающих предприятиях.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ ОПУБЛИКОВАНО В СЛЕДУЮЩИХ РАБОТАХ:

1. Радыгнна А.Ф., Абрамова Л.С. Применение пищевых добавок в технологии рыбной продукции // Пищевая промышленность.- 2004,- №3.- С. 14-17.

2. Радыгина А.Ф., Абрамова Л.С Продукты здорового питания на основе рыбкой икры И Пищевая промышленность.- 2004.- № 2.- С. 23-26.

3. Абрамова Л.С., Радыгина А.Ф. Эмульсионные продукты на основе рыбкой икры (I Рыбное хозяйство.- 2003.- №3.- С.57-59.

4. Радыгина Л.Ф., Абрамова Л.С., Ким В. Б. Сравнение поверхностной активности фосфолнпидов и рыбной икры // Материалы 3-й международной научной конференции молодых ученых «Живые системы и биологическая безопасность населения»- М.: МГУПБ, 2004,- С.285-287,

5. Радыгина А.Ф., Абрамова Л.С. Сравнение поверхностной активности икры карпа и лососевой икры It Материалы Международной научной конференции «Инновации в науке и образовании - 2004», 20-22 октября.- Калининград, 2004.-С. 231.

6. Радыгина А.Ф., Абрамова Л.С. Анализ состава жиров икорного сырья к икорных масел с точки зрения содержания полиненасыщенных жирных кислот if Всероссийский форум «III тысячелетие. Пути к здоровью нации».- М., 2003,- С. 84.

7. Abramova L.S., Radygina A.F, Emulsion products of functional nutrition // II Congreso Internacional de Ciencia y Tecnología Marina.- Madrid, 2003,-p. 135-136.

8. Кочепсова A.A., Кожадей А.Ф.(Радыпша А.Ф.), Конкина Ю,В., Коломейцева Л.П. Исследование эмульгирующих свойств фосфолнпидов, обогащенных лнзоформами // Тезисы докладов второй Международной конференции «Пищевые добавки-98».- М., 1998.- С. 56.

9. Кочеткова A.A., Поваляева О.С., Кожадей А.Ф. (Радыгина А.Ф.) и др. К вопросу об использовании анолктов в качестве Ыдрофильной фазы эмульсии // Тезисы докладов и краткие сообщения Первого Международного симпозиума «Электрохимическая активация в медицине, сельском хозяйстве, промышленности». - М., 1997.-С, 211 - 212.

Подп, в печать Объем {,£ пл. Тираж 100 экз. За хаз/5*4

ВНИРО. 107140, Москва, 8. Красносельская, 17