автореферат диссертации по технологии продовольственных продуктов, 05.18.04, диссертация на тему:Обоснование и разработка технологии фаршевых продуктов из карася серебряного (Carassius auratus gibelio)

На правах рукописи

ЧЕРНЫШОВА ОЛЕСЯ ВЛАДИМИРОВНА

ОБОСНОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ФАРШЕВЫХ ПРОДУКТОВ ИЗ КАРАСЯ СЕРЕБРЯНОГО (iCARASSIUS A URA TUS GIBELIO)

05.18.04 - Технология мясных, молочных и рыбных продуктов и холодильных производств

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

2 6 Д6Г 2015

Москва -2015

005561697

005561697

Работа выполнена на кафедре технологии товаров и товароведения Федерального государственного бюджетного образовательного учреждении высшего профессионального образования «Астраханский государственный технический университет» (ФГБОУ ВПО «АГТУ»)

Научный руководитель:

доктор технических наук, доцент Цибизова Мария Евгеньевна

Официальные оппоненты: Мезенова Ольга Яковлевна

доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой биотехнологии ФГБОУ ВПО «Калининградский государственный технический университет», почетный работник высшего образования РФ, почетный работник рыбного хозяйства России

Красуля Ольга Николаевна

доктор технических наук, профессор кафедры технологии продуктов питания и экспертизы товаров ФГБОУ ВПО «Московский государственный университет технологий и управления имени К.Г. Разумовского (ЛЕСУ)»

Ведущая организация:

ФГБОУ ВПО «Кубанский государственный технологический университет»

Защита диссертации состоится «16» сентября 2015 г. в 14-00 ч на заседании диссертационного совета Д 307.004.03 при ФГБНУ «Всероссийский научно-исследовательский институт рыбного хозяйства и океанографии» (ФГБНУ «ВНИРО») по адресу: 107140, г. Москва, ул. В. Красносельская, 17. Факс: (499) 264-91-87, e-mail: fishing@vniro.ru.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБНУ «ВНИРО» и на

сайте http://vniro.ru

Автореферат разослан — 2015 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

Татарников Вячеслав Александрович

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность. Производство пищевой продукции повышенной пищевой и биологической ценности из рыбного сырья и совершенствование технологий их получения продолжает оставаться актуальным и созвучным с Основами государственной политики Российской Федерации в области здорового питания населения на период до 2020 г. (Утв. распоряжением Правительства РФ от 25.10.2010 г. № 1873-р.), в которых подчеркивается необходимость производства биологически ценных и сбалансированных пищевых продуктов.

В связи с изменением видового состава сырьевой базы Волжско-Каспийского рыбохозяйственного бассейна значительный интерес для промышленной переработки представляют рыбы из группы «прочие пресноводные», динамика вылова которых изменяется незначительно и составляет ежегодно 35 - 38 % от общего улова рыбного сырья. Из данной группы мелких рыб красноперку, карася серебряного, густеру можно отнести к группе малорентабельных, переработка которых по традиционным технологическим решениям малоэффективна в связи с особенностями их морфологических и размерно-массовых характеристик: большого количества мелких костей в мышечной ткани, невысокого выхода съедобной части, а также наличия у карася крупной позвоночной кости.

В этом ключе продолжение исследований по совершенствованию технологических приемов переработки малорентабельных мелких рыб и расширение ассортимента пищевой продукции из него остается актуальным, т.к. отвечает принципам рационального использования промыслового сырья, которые нашли свое отражение в Стратегии социально-экономического развития Астраханской области до 2020 г. (Утв. постановлением Правительства Астраханской области от 24.02.2010 г. № 54-П).

Из малорентабельных мелких рыб Волжско-Каспийского рыбохозяйственного бассейна наиболее перспективным объектом для промышленной переработки является карась серебряный, добыча которого в настоящее время находится в положительной динамике увеличения и составляет в среднем 35 % от объе-

ма «прочих пресноводных». Характерная для него зависимость выхода съедобной части от его размерно-массовых характеристик ввиду особенностей анатомического строения требует использовать дифференцированный подход к разделке карася при получении из него пищевой продукции.

Перспективность проведения исследований в направлении рационального использования рыбного сырья также обусловлена необходимостью расширения ассортимента консервированной рыбной продукции, производимой в Астраханской области. Но в ассортименте, представленном на рынке рыбной продукции, отсутствуют пасты рыбные пастеризованные, безусловно занимающие свою нишу в группе продукции повышенной пищевой и биологической ценности. Не менее перспективным является расширение их ассортимента за счет включения в состав пастеризованных консервов пряно-ароматических экстрактов, позволяющих не только улучшить их органолептические характеристики, но и обогатить органическими соединениями, обладающими антиоксидантны-ми и бактерицидными свойствами. В этом ключе производство фаршевой рыбной продукции повышенной пищевой и биологической ценности с требуемыми показателями качества остается актуальным направлением в рыбопереработке.

Диссертационная работа выполнена в соответствии с НИР Астраханского государственного технического университета по теме «Исследование и практическое применение биопотенциала сырья растительного, животного происхождения и гидробионтов» (№ 01201274997) и по гранту программы «У.М.Н.И.К.» на тему «Разработка инновационного подхода к переработке мелкого рыбного сырья Волжско-Каспийского рыбохозяйственного бассейна» (№ 306 ГУ1/2013).

Степень проработанности темы. В настоящее время направления рациональной переработки рыбного сырья, в том числе в области фаршевых технологий, научно обоснованы в исследованиях JI.C. Абрамовой, JLB. Антиповой, A.C. Артюховой, J1.C. Байдалиновой, В.Д. Богданова, Т.М. Бойцовой, Н.В. Дол-гановой, Е.Е. Ивановой, Т.П. Калиниченко, Г.И. Касьянова, A.A. Квасницкой, Э. Колаковского, В.Д. Косого, Г.В. Масловой, О.Я. Мезеновой, М.Д. Мукато-вой, Р.Г. Разумовской, Н.И. Рехиной, Т.М. Сафроновой, В.П. Скачкова, Т.Н.

Слуцкой, Ю.А. Фатыхова, А.П. Черногорцева, В.И. Шендерюка, А.ГТ. Ярочки-на, D. Nonako, A.Ymarnoto, F. Svein, О. Eide, Т. Borresen, N.-H. Lee, N. Seki и др., анализ которых подтвердил перспективность переработки малорентабельных мелких рыб на получение фаршевой продукции.

Цель исследования — обоснование и разработка технологии фаршевых продуктов из малорентабельных мелких рыб Волжско-Каспийского рыбохозяй-ственного бассейна на примере карася серебряного (Carassius auratus gibelio).

Задачи:

1. Изучить технохимические характеристики карася осеннего и весеннего вылова и показатели его безопасности.

2. Разработать рациональные режимы получения ферментированного фарша с использованием анолита ЭХА-раствора в качестве оптимизирующего фактора, изучить его показатели качества и установить срок годности.

3. Обосновать рецептуры паст рыбных пастеризованных на основе полученного ферментированного фарша с использованием пряно-ароматических экстрактов и растительных компонентов.

4. Установить рациональные режимы получения экстрактов из пряно-ароматических растений в присутствии католита ЭХА-раствора, изучить их показатели качества.

5. Разработать технологию паст рыбных пастеризованных на основе ферментированного фарша, исследовать их показатели качества и безопасности и установить сроки годности.

6. Разработать техническую документацию на производство ферментированного фарша из мелких рыб Волжско-Каспийского рыбохозяйственного бассейна и паст рыбных пастеризованных на его основе и провести производственную апробацию разработанных технологий.

7. Оценить экономическую эффективность от внедрения технологии ферментированного фарша из мелких рыб Волжско-Каспийского рыбохозяйственного бассейна.

Научная новизна работы. Научно обоснована и установлена технологи-

ческая эффективность использования анолита ЭХА-раствора рН 3,75 ± 0,25 в качестве оптимизирующего фактора в технологии ферментированного фарша из карася с регулируемой глубиной гидролиза, применение которого увеличивает его выход на 15 % и повышает биологическую ценность на 9 %. Установлена пищевая и биологическая ценность, показатели безопасности ферментированного фарша из карася.

Научно обоснована и экспериментально подтверждена возможность использования католита ЭХА-раствора для экстракции органических веществ из пряно-ароматических растений. Разработаны рациональные режимы получения экстрактов пряно-ароматических растений из базилика, душицы, майорана с использованием католита ЭХА-раствора рН 9,75 ± 0,25.

Теоретически обоснованы и экспериментально подтверждены уровни введения ферментированного фарша и экстракта майорана в пасты рыбные пастеризованные, позволяющие получить продукт повышенной пищевой и биологической ценности.

Теоретическая н практическая значимость работы. Теоретическая значимость работы заключается в решении актуальной задачи переработки мелких малорентабельных рыб Волжско-Каспийского рыбохозяйственного бассейна на примере карася на получение ферментированного фарша и создании на его основе паст рыбных пастеризованных повышенной пищевой и биологической ценности. Практическая значимость работы заключается в промышленной апробации разработанной технологии ферментированных фаршей на рыбоперерабатывающем предприятии СПК «Родина» (Камызякский район, Астраханская область), технологии паст рыбных пастеризованных на основе ферментированного фарша - на ООО «Астраханский консервный комбинат» (г. Астрахань).

Разработан и утвержден пакет технической документации: ТУ 9283-01500471704-2014 «Ферментированный фарш» и ТИ 9283-016-00471704-2014 к ним, ТУ 9283-019-00471704-2014 «Паста рыбная» и ТИ 9283-020-004717042014 к ним. Рассчитан экономический эффект от внедрения технологии ферментированных фаршей из малорентабельных мелких рыб Волжско-

Каспийского рыбохозяйственного бассейна на рыбоперерабатывающих предприятиях (прибыль от реализации 1 т ферментированного фарша из мелких малорентабельных рыб составила 25,0 тыс. руб., рентабельность 14,8 % и срок окупаемости 2,2 г.). Новизна технических решений подтверждена патентом РФ 2525258 «Способ получения ферментированного рыбного продукта».

Основные положения, выносимые на защиту:

• Технология ферментированного фарша из карася с регулируемой степенью гидролиза с использованием анолита ЭХА-раствора рН 3,75 ± 0,25 в качестве оптимизирующего фактора.

• Режимы получения экстрактов го пряно-ароматических растений (базилика, душицы, майорана) в присутствии католита ЭХА-раствора рН 9,75 ± 0,25.

• Технология паст рыбных пастеризованных на основе ферментированного фарша из карася.

• Показатели качества, безопасности и биологической ценности ферментированного фарша из карася и паст рыбных пастеризованных на его основе.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы доложены, обсуждены и одобрены на международных и всероссийских конференциях: профессорско-преподавательского состава АГТУ (г. Астрахань, 2011-2015 гг.); «Современные достижения биотехнологии» (г. Ставрополь, 2011 г.); «АСТИНТЕХ-2013» (г. Астрахань, 2013 г.); «Международная студенческая научно-техническая конференция», (г. Астрахань, 2013 г.); «Перспективные технологии производства продукции из сырья животного и растительного происхождения» (г. Краснодар, 2013 г.); «Наука, образование, инновации: пути развития» (г. Петропавловск-Камчатский, 2013 г.); «Инновационные технологии переработки сырья животного происхождения» (г. Краснодар, 2015 г.).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 13 научных работ, в том числе 5 статей в рецензируемых журналах, рекомендованных ВАК при Минобрнауки России, получен патент РФ 2525258 «Способ получения

ферментированного рыбного продукта».

Объем и структура диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, 4 глав, выводов, списка использованной литературы, включающего 241 источник, в том числе 28 зарубежных авторов. Работа изложена на 154 страницах основного текста, содержит 38 таблиц, 35 рисунков, приложения, в которых приведены экономико-технологические расчеты, техническая документация, акты испытаний и производственных проверок.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы, указана степень ее разработанности, сформулированы цель и задачи исследования, научная новизна, теоретическая и практическая значимость работы, положения, выносимые на защиту, степень достоверности и апробация результатов исследований.

В первой главе «Анализ научно-технической и патентной литературы» проведен анализ сырьевой базы Волжско-Каспийского рыбохозяйственного бассейна и производства рыбной продукции в Астраханской области, современных тенденций переработки мелких рыб и направления расширения ассортимента фаршевых рыбных продуктов, практические аспекты получения экстрактов пряно-ароматических растений, на основании которых подтверждена актуальность проводимых исследований.

Во второй главе «Объекты и методы исследований» дана характеристика объектов и методов исследования, представлена схема проведения исследований (рисунок 1).

В качестве объектов исследования выступали карась серебряный (Caras-sius auratus gibelio) осеннего и весеннего вылова и ферментированные фарши из него, пряно-ароматические растения: базилик (Basil ordinary), майоран (Origanum majorana), душица (Origanum vulgare L.) и экстракты из них, пасты рыбные пастеризованные на основе ферментированного фарша.

В работе использовались стандартные методы органолептических, физико-химических, реологических, химических, биохимических, микробиологических и токсикологических исследований. Органолептические показатели качества

устанавливались профильным методом с учетом коэффициента значимости (Сафронова, 1998; Родина, 2004).

Рисунок 1 - Схема проведения исследований

Химический состав, азот летучих оснований (АЛО), содержание поваренной соли, показатели качества жира определяли по ГОСТ 7636-85, содержание азота отдельных белковых фракций - по методике Лазаревского Н.В. (1955); степень перевариваемости белка - по методике Антиповой Л.В. и др. (2004), азот концевых аминогрупп (ФТА) - в модификации Черногорцева А.П. (1973); глубину гидролиза (ГГ, %) белков как отношение ФТА/ОА (общему азоту), %; влагоудерживающую способность белков объектов исследований - по методу

Рехиной H.H. (1972); протеолитическую активность ферментов карася - по методикам Каверзневой Е.Д. (1971) и Лисовой В.П. (1978), pH - на рН-метре «Анион 4100». Расчет показателей эффективной вязкости (пЭф), критерия химического состава (К) и комплексного коэффициента химического состава (Ку) -по методикам Масловой Г.В. (2002) и Сюткина C.B. (2004).

Содержание эфирного масла, экстрактивных и дубильных веществ в пряно-ароматическом сырье и в экстрактах определяли по ГОСТ 24027.2-80, органических кислот - по ГОСТ 25555.0-82, насыпную и объемную массы, коэффициенты наполнения, вытеснения и восстановления - по методике, описанной Муравьевым И.А. (1985). Оптическую плотность экстрактов - на фотоколориметре КФК-21; сухие вещества и коэффициент преломления - на рефрактометре ИРФ-21, антиокислительный потенциал - методом циклической вольтампе-рометрии на приборе IPC-Pro-MF (Ёсида, 1987; Бейзер и др. 1988).

Макро- и микроэлементный состав мышечной ткани определяли на квад-рупольном масс-спектрометре Nexion 300 D и на атомно-эмиссионном спектрометре Optima 2000 DV. Подготовку образцов для определения аминокислотного состава осуществляли по методу Мура и Штейна (Moor, Stein, 1954). Аминокислотные составы объектов - по методу МВИ M 04-38-2009; определение триптофана - по ГОСТ Р 52347-2005. Аминокислотную сбалансированность продуктов - по методике Липатова H.H. (Липатов и др., 1996). Жирнокис-лотный состав липидов объектов - методом ГЖК на приборе «Shimadzu» GC-16А. Оценку жирнокислотной сбалансированности объектов - по критерию, предложенному Липатовым Н.Н и Лисицыным А.Б. (1996).

Оценку показателей безопасности объектов исследования - стандартными методами в соответствии с требованиями нормативным документов (СанПиН 2.3.2.1078-01, Единые..., 2010), МУК 4.2.1847-04, ГОСТ Р 54378-2011. Интегральную токсичность фаршевых продуктов из карася определяли методом биотестирования на культуре Stylonychia mytilus (ГОСТ Р 52337-2005).

Статистическую обработку экспериментальных данных проводили с помощью программ Microsoft Office Excel 2010, StatSoft Statistica v.10.0 и «Регрессия».

В третьей главе «Обоснование и разработка технологии ферментированного фарша из карася» проведено изучение размерно-массовых характеристик карася и установлено, что с увеличением его массы выход съедобной части при глубокой разделке повышается. Для реализации рациональных способов разделки карася предложено его дифференцировать на две размерные группы: к первой размерной группе отнести карася длиной 30,0 - 40,0 см и массой 0,8 -1,5 кг, ко второй — карася длиной 20,0 - 30,0 см и массой 0,25 - 0,8 кг. Для карася первой размерной группы рекомендовано использование традиционных способов разделывания. Карася второй размерной группы рационально направлять на получение фаршей, технология которого предусматривает его разделку на тушку с последующим отделением костной ткани на неопрессе. Но применение данного способа разделывания обеспечивает невысокий выход съедобной части карася (не более 26,6 %), что повышает себестоимость продукции из него.

Изучены химический состав и энергетическая ценность мышечной ткани карася весеннего и осеннего вылова первой и второй размерных групп (таблица 1).

Таблица 1 - Химический состав и энергетическая ценность мышечной ткани карася весеннего и осеннего вылова первой и второй размерных групп (Чернышова, Цибизова, 2011,2012)

Сезон вылова Размерная группа Содержание, % эц, кДж/ккал

воды белка жира минеральных веществ

Осень первая 75,0 ±0,5 18,3 ±0,2 5,5 ± 0,5 1,1±0,1 482/115

вторая 76,0 ±0,5 18,2 ±0,2 4,8 ± 0,5 1,0 ±0,1 465/111

Весна первая 77,8 ± 0,4 17,7 ±0,3 3,5 ± 0,5 1,0 ±0,1 404/97

вторая 78,5 ± 0,5 17,8 ±0,3 2,7 ± 0,4 1,0 ±0,1 388/99

Установлено (таблица 1), что мышечная ткань карася независимо от сезона вылова и размеров относится к белковой. По содержанию жира независимо от размерной группы карась осеннего вылова является средне-жирным, весеннего вылова первой размерной группы - средне-жирным, второй размерной группы - тощим. Невысокая энергетическая ценность (до 115 ккал) рекомендует использовать его в технологии фаршевых продуктов.

По показателям безопасности карась соответствует требованиям, регламентируемым нормативными документами, и может быть направлен на производство пищевых фаршевых продуктов.

По реологическим показателям фарш из карася независимо от сезона его вылова относится к группе фаршей с резко-контрастной консистенцией, что ограничивает область его практического использования в технологии фаршевых продуктов, для расширения которых необходима дополнительная обработка. Таким образом, для увеличения выхода фарша из карася второй размерной группы и улучшения его реологических свойств возможно применение гидролиза как технологического приема, что также облегчает отделение костных включений из мышечной ткани и повышает доступность рыбного белка ферментам желудочно-кишечного тракта человека. Разделка карася второй размерной группы предполагает после снятия чешуи и обезглавливания промывку тушки с вымыванием внутренностей и последующее измельчение на волчке с диаметром отверстий 3 - 5 см (Цибизова, Чернышова, 2011; Чернышева, 2013).

В результате реализации плана эксперимента и обработки полученных данных с помощью программы З^виса V. 10.0 и пересчета безразмерных коэффициентов в натуральные величины (программа «Регрессия») получено уравнение регрессии процесса гидролиза белка мышечной ткани карася при экспериментально установленной температуре 50 °С:

= ? -(-2,966 + 0,119т+1,425Т-0,001^-0,004т*+0,004-1г), (1)

где Ъ\ - глубина гидролиза белка мышечной ткани карася, %; 1"- количество вносимой воды, %; т - продолжительность процесса гидролиза, ч; Г, т1 - относительные величины, которые равны: Г = ^„.-Д (Г = 1), %; т' = тист/т (т = 1), час; И - эмпирический коэффициент, в % и равный 1.

Графическая интерпретация решений уравнения регрессии представлена на рисунке 2.

Установлено (рисунок 2), что рациональными параметрами проведения процесса гидролиза белка мышечной ткани карася являются гидромодуль 1:0,5 и продолжительность 3 ч. С целью интенсификации процесса гидролиза мышечной ткани карася предложено использовать ЭХА-растворы (Чернышова, 2013).

Установленная максимальная активность ферментов мышечной ткани карася при значении рН субстрата 3,0, равная 1,66 ± 0,06 ед/г, рекомендует проведе-

ние процесса гидролиза в присутствии анолита ЭХА-раствора в интервале значений pH от 3,0 до 5,0.

Z=F- (-3,5973 + 1,7383 -т+ 4,6169-f- 0,183т2-0,1917- т -f- 0,4313-f2), (2)

где Ъ - глубина гидролиза белка мышечной ткани карася, %; Г - значение рН анолита ЭХА-раствора; т - продолжительность процесса гидролиза, ч; Г, т' — относительные величины, которые равны: Г = £тст/Т (Г = 1); т1 = тист/т (т = 1); И - эмпирический коэффициент, в % и равный 1.

Графическая интерпретация решений уравнения регрессии представлена на рисунке 3.

Рисунок 2 - Зависимость глубины гидролиза белка мышечной ткани карася от гидромодуля и продолжительности

>б

< 5,5 <4.5

< 3,5 •¿2,5 *1.5 <0.5

< -0,5

< -1,5

Реализация исследований и обработка экспериментальных данных позволили получить уравнения регрессии глубины гидролиза белка мышечной ткани карася при варьировании значений рН анолита ЭХА-раствора при установленных рациональных температуре 50 °С и гидромодуле 1:0,5:

Анализ уравнения регрессии 2 и

построенной по нему поверхности от-

'3 клика (рисунок 3) показал интенсифи-

кацию процесса расщепления белка

мышечной ткани карася в присутствии

анолита ЭХА-раствора. Таким обра-

зом, оптимальными режимами прове-

дения гидролиза белка мышечной тка-

Рисунок 3 - Зависимость глубины гидролиза белка мышечной ткани карася от рН анолита ЭХА - раствора и продолжительности

ни карася являются: температура 50°С,

гидромодуль 1:0,5 при использовании анолита ЭХА-раствора рН 3,75 ± 0,25, продолжительность - 2,0 ± 0,5 ч. Установленная по степени перевариваемое™ белка ферментированного фарша рациональная продолжительность гидролиза составляет 1,5 ± 0,5 ч. Проведенная оценка консервирующего эффекта процесса гидролиза белка мышечной ткани карася в присутствии анолита ЭХА-раствора, подтвержденная динамикой изменения отношения АЛО/ФТА и значениями КМАФАнМ в реакционной смеси, исключает необходимость применения консервантов при получении ферментированного фарша из него.

Ферментированный фарш из карася представляет собой однородную массу светло-серого цвета без посторонних костных включений с легким рыбным запахом, с пластичной и легко формуемой консистенцией, что позволяет использовать его в качестве основного компонента паст рыбных. Эффективность применения гидролиза также подтверждена более высоким выходом ферментированного фарша (до 32 % от массы целой рыбы) (Чернышова, Цибизова, 2015).

Химический состав и энергетическая ценность неферментированного и ферментированного фаршей из карася представлены в таблице 2, оценка их биологической ценности — в таблице 3.

Таблица 2 - Химический состав и энергетическая ценность неферментированного и ферментированного фаршей из карася

Фарш из карася Содержание, % эц, кДж/ккал

воды белка липидов минеральных веществ

Нефермептированпый 77,1 ±0,6 18,2 ±0,5 3,7 ± 0,8 1,0 ±0,1 426/102

Ферментированный 75,3 ± 0,6 21,3 ±0,5 2,5 ± 0,4 0,9 ±0,1 418/100

Полученный ферментированный фарш из карася (таблица 2) отличается от неферментированного более высоким содержанием белка (в среднем в 1,3 раза) и более низким содержанием жира (в среднем в 2,0 раза), и, соответственно, более низкой энергетической ценностью. По рассчитанным критериям химического состава и характере изменения эффективной вязкости ферментированный фарш может быть отнесен к группе фаршей с высокой стабильной консистенцией, что позволяет его использовать в технологии паст рыбных пастеризованных.

Таблица 3 - Оценка биологической ценности неферментированного и ферментированного фаршей из карася

Биологическая ценность белка Фарш из карася ФАО/ ВОЗ (2007)* Биологическая эффективность ли-пидов Фарш из карася MP 2.3.1. 2432-08**

нефер-ментиро-ванный ферментированный нефермен-тированный ферментированный

Сумма НАК, г/100 г белка 39,5 38,7 30,2 Сумма НЖК,% 28,9 34,3 30,0

Сумма ЗЛК, г/100 г белка 56,6 53,6 - Сумма МНЖК,% 47,6 41,6 60,0

Скор (С„ш) 97,0 95,0 100,0 Сумма ПНЖК, % 21,3 24,1 10,0

БЦ, % 83,7 91,7 100,0

Кс, дол. ед. 0,86 0,9 Rc-1,0 ПНЖК: МНЖК:НЖК 1:2:1 1:2:1 1:6:3

о, г/100 г белка эталона 10,5 8,8 а — 0 Иь дол.ед: Н1...3 ¡=1...6 0,72 0,48 0,65 0,54 Ri—1 Ri—>1

Прим.* - Protein and aminoacid...., 2007; **- Нормы для взрослого населения в возрасте от 18 до 59 лет со средней физической активностью (коэффициент физической активности 1,6 - 1,9)

Оценка аминокислотной сбалансированности белка показала (таблица 3), что ферментированный фарш отличается от неферментированного более высокой биологической ценностью. Установлено превалирование в ферментированном фарше НЖК и ПНЖК, но более низкое содержание МНЖК. Массовая доля эссенциальных жирных кислот выше в ферментированном фарше на 12,0 %, что подтверждает возможность получения на их основе паст рыбных пастеризованных повышенной биологической ценности.

Установленный по изменению показателей качества ферментированного фарша в соответствии с МУК 4.2.1847-04 срок его годности с учетом коэффициента резерва для скоропортящихся продуктов, равного 1,2, составляет 5 мес. при температуре минус 18 °С. Безопасность их потребления подтверждена определением интегральной токсичности на культуре 81у1ппус1йа туШш.

Разработана технологическая схема получения ферментированного фарша из малорентабельных мелких рыб Волжско-Каспийского рыбохозяйственного бассейна (рисунок 4). В производственных условиях цеха СПК «Родина» (Ка-мызякский район, Астраханская область) в соответствии с разработанной технической документацией изготовлена опытная партия ферментированного фарша из карася в объеме 100 кг.

Прием сырья

Сточные воды

анолит ЭХА -

раствора рН 3.75 ± 0.25

Размораживание (мойка) I воды не выше 15 °С

Съем чешуи

I

Чешуя

Получение гуанина

Обезглавливание и удаление внутренностей

Мойка, стенание 1

Головы, внутренности

Измельчение

<1 =3 -5 см «

Составление реакционной смеси ГМ 1:0.5. рН 5,3 ±0,2

Ферментированне 1=50.0 ±2 °С : т = 1.5 ±0.5 часа

Прогревание I — 85,0 ± 5 °С, т= 15 -20 мин

Плотный остаток

Протирание с! = 3 х 3 мм

Центрифугирование . = 3000 об/мин. т = 20 мин Реакционная жидкость

Кормовая продукция

Фасование ♦ —

Замораживание 1 = - 18 ±(-0.5) °С

Подготовка потребительской упаковки

Упаковка и маркировка

Подготовка транспортной упаковки и этикеток

Хранение, реализация 1=-18 ± (- 0,5) "С: т = 5 мес.

Рисунок 4 - Технологическая схема получения ферментированного фарша из малорентабельных мелких рыб Волжско-Каспийского рыбохозяйственного бассейна

В четвертой главе «Разработка технологии паст рыбных пастеризованных на основе ферментированного фарша из карася» подтверждена возможность использования ферментированного фарша из карася в технологии паст рыбных пастеризованных с внесением экстрактов пряно-ароматических растений. Возможность применения пряно-ароматических растений в технологии паст рыбных пастеризованных подтверждена установленным содержанием в них органических соединений (рисунок 5).

Экстрактивные Дубильные вещества (в Органические кислоты вещества, % пересчете на танин), % (в пересчете на

яблочную кислоту),%

__& душица 14 майоран ^базилик_

Рисунок 5 - Содержание органических соединений в пряно-ароматических растениях (Чернышова, Цибизова, 2013)

Более высокое содержание экстрактивных и дубильных веществ (24,4 и 9,5 % соответственно) установлено в майоране (рисунок 5), минимальное (18,1 и 7,2 %) - в базилике. Массовая доля органических кислот в майоране в 1,3 и 1,5 раза выше, чем в базилике и душице соответственно, но содержание эфирных масел в пряно-ароматических растениях близко и варьирует от 1,8 до 2,6 %. Базилик, душица и майоран отличаются близкими физическими показателями: насыпной и объемной массой, поэтому при установлении рациональных параметров экстрагирования из них органических соединений использована их смесь, взятая в равных соотношениях 1:1:1 (Чернышова, 2013).

По изменению органолептических показателей экстрактов и содержанию в них экстрактивных и дубильных веществ рекомендовано использование в качестве экстрагента католит ЭХА-раствора со значением рН 9,75 ± 0,25 при рациональном гидромодуле, равном 1:30 (Чернышова, Цибизова, 2013). При установлении оптимальной температуры процесса экстракции при ее варьировании от 60 °С до 90 °С и продолжительности в результате обработки экспериментальных данных получены уравнения регрессии выхода в экстракты экстрактивных (3) и дубильных веществ (в пересчете на танин) (4):

г,= ¥■ (-64,67 + 1,794 + 1,15-т - 0,01 Ч2- 0,002Ч-т - 0,01 т2), (3)

г2= Р- (-46,16 + 1,27- И- 0,43-т - 0,008Ч2- 0,002Чт - 0,003-т2), (4)

где Ъ\ - содержание экстрактивных веществ в экстракте, %; - содержание дубильных веществ в экстракте, %; I - температура экстракции, °С; т - продолжительность экстракции, мин.; С, т' - относительные величины, которые равны: Г = £,стЯ (Г = 1); т' = тист/х (т = 1); Б - эмпирический коэффициент, в % и равный 1.

Графическая интерпретация решения уравнения регрессии представлена на рисунке 6 а и б.

Рисунок 6 - Зависимость содержания экстрактивных (а) и дубильных веществ (в пересчете на танин) (б) в экстрактах от температуры и продолжительности экстракции

Анализ полученных уравнений регрессии (3,4) и построенных по ним поверхностей отклика показал (рисунок 6 а и б), что рациональными параметрами экстракции экстрактивных и дубильных веществ (в пересчете на танин) из смеси пряно-ароматических растений с использованием католита ЭХА-раствора со значением рН 9,75 ± 0,25 является температура 77,5 ± 2,5 °С, продолжительность 17,5 ± 2,5 мин при гидромодуле 1:30.

В составе паст рыбных пастеризованных рекомендовано использование экстракта из майорана, что обусловлено его органолептическими показателями и более высоким содержанием в нем экстрактивных, дубильных веществ и органических кислот, составляющих соответственно 23,1, 8,1 и 3,5 %.

Моделирование состава рецептур паст рыбных пастеризованных на основе ферментированного фарша проводили с помощью компьютерной программы Generic 2.1 с использованием функции желательности Харингтона (Касьянов и др., 2001). Обосновано и экспериментально подтверждено применение в их составе тыквы и моркови. Химический состав и энергетическая ценность рыбных паст на основе ферментированного и неферментированного фаршей из карася представлена в таблице 4, биологическая ценность - в таблице 5. Установлено (таблица 4), что в пастах рыбных пастеризованных на основе ферментирован-

ного фарша рецептур ПФ-2 и ПФ-3 выше содержание белка на 9 %, чем в рецептурах ПК-2 и ПК-3, что подтверждает их более высокую пищевую ценность. Таблица 4 - Химический состав и энергетическая ценность рекомендуемых паст рыбных пастеризованных на основе ферментированного фарша из карася (Чернышева, Цибизова, 2015)

Пасты Содержание, % ЭЦ, кДж/ккал

воды белка жира углеводов минеральных веществ

ПК-2 72,5 ± 0,9 13,4 ±0,5 9,8 ± 0,3 2,9 ± 0,2 1,4 ±0,2 597/143

ПФ-2 71,3 ±0,5 15,2 ±0,3 9,2 ± 0,3 2,9 ±0,1 1,4 ±0,1 602/144

ПК-3 70,8 ± 0,4 14,9 ±0,5 10,2 ±0,2 2,5± 0,2 1,6 ±0,1 628/150

ПФ-3 69,7 ± 0,5 16,7 ±0,3 9,5 ± 0,3 2,5 ± 0,2 1,6 ±0,2 632/151

Таблица 5 - Биологическая ценность белка паст рыбных пастеризованных на основе нефер-ментированного (ПК) и ферментированного фаршей (ПФ) из карася

Биологическая ценность белка Пасты рыбные пастеризованные ФАО/ВОЗ

ПК-2 ПФ-2 ПК-3 ПФ-3 (2007)*

Сумма ПАК, г/100 г белка 37,5 35,5 38,2 35,9 30,2

Сумма ЗАК, г/100 г белка 54,7 53,2 55,0 53,6 -

Скор (Ст1п) 90,0 67,0 92,0 83 100,0

БЦ, % 81,3 91,2 80,5 89,6 100,0

Яс, дол. ед. 0,82 0,87 0,8 0,84 Rc —> 1,0

с, г/100 г белка эталона 9,6 8,0 9,9 8,3 о —► 0

Оценка биологической ценности белка паст рыбных пастеризованных показала (таблица 5), что пасты рецептур ПФ-2 и ПФ-3 отличаются от паст рецептур ПК-2 и ПК-3 более высокой биологической ценностью, значениями коэффициента рациональности аминокислотного состава и показателя сопоставимой избыточности HAK. Таким образом, возможная доза введения ферментированного фарша в пасты рыбные пастеризованные составляет 60,0 - 70 %, в отличие от паст рыбных пастеризованных на основе неферментированного фарша, максимальное количество которого не должно превышать 50 %.

Установленный по органолептическим, физико-химическим, химическим, микробиологическим показателям в соответствии с МУК 4.2.1847-04 срок годности паст рыбных пастеризованных на основе ферментированного фарша из карася составляет 3 мес. при температуре 4 ± 2 °С.

Технологическая схема получения паст рыбных пастеризованных на основе ферментированного фарша из малорентабельных мелких рыб Волжско-

Каспийского рыбохозяйственного бассейна представлена на рисунке 6.

Прием сырья и пищевых материалов

Растительные ингредиенты

Кормовая продукция Мойка, очистка

1

Измельчение с1 = 5 -7 см

Ферментированный фарш срок хранения при г = -18 °С 5 мес.

Майоран

Католит ЭХЛ-раетвора рН 9.75 ± 0,25

Составление смеси ГМ 1:30. рТТ 9,75 ±0,25

Подсолнечное масло

Пассерование

I масла = 110-120 °С, т = 5-10 мин

Соль, сахар

Размораживание I воздуха не выше 20 °С

Экстрагирование I = 77,5 ±2,5 °С, х = 17,5 ± 2,5 мин

Охлаждение I =25 ± 5 °С, т = 10 - 15 мин

Фил ьтрован ие

Экстракт майорана

Смешивание компонентов по рецептуре

I

Растительный жом

Гомогенизация

I = 25 - 30 °С. т = 6 - 8 мин, и = 3000 - 3500 об/мин ~ + —

Кормовая продукция

Фасование

Подготовка банок

Герметизация Подготовка крышек

Мойка банок

Пастеризация 1 = 70 °С. т = 30 мин

Охлаждение 1 = 20-25 °С, т = 15-20 мин

Мойка и сушка банок 4-

Этикетирование

I

Подготовка этикеток

Упаковка, маркировка

"х -

Подготовка транспортной упаковки и этикеток

Хранение I = 4 ± 2 °С, 3 мес.

Рисунок 6 - Технологическая схема получения паст рыбных пастеризованных на основе ферментированного фарша из малорентабельных мелких рыб Волжско-Каспийского рыбохозяйственного бассейна

В производственных условиях ООО «Астраханский консервный комбинат» (г. Астрахань) в соответствии с разработанной технической документацией (ТУ 9283-019-00471704-2014 и ТИ 9283-020-00471704-2014) изготовлены опытные партии паст рыбных пастеризованных на основе ферментированного фарша из карася в количестве 60 банок вместимостью 112 г.

Рекомендуемые для промышленного использования рецептуры паст рыбных пастеризованных на основе ферментированного фарша из карася представлены в таблице 6.

Таблица 6 - Рекомендуемые рецептуры паст рыбных пастеризованных на основе ферментированного фарша из карася

Компоненты Расход сырья и материалов

Рецептура № 1 Рецептура № 2

кг/ туб кг/ 1000 ф.б. % кг/туб кг/ 1000 ф.б. %

Ферментированный фарш 220,5 70,56 60,0 257,25 82,32 70,0

Морковь (или тыква) 91,88 29,4 25,0 55,13 17,64 15,0

Масло подсолнечное 33,08 10,59 9,0 33,08 10,59 9,0

Соль 5,51 1,76 1,5 5,51 1,76 1,5

Сахар 5,51 1,76 1,5 5,51 1,76 1,5

Экстракт майорана 11,02 3,53 3,0 11,02 3,53 3,0

Выход с учетом 5 % потерь 367,5 117,6 100 367,5 117,6 100

Рассчитан экономический эффект от внедрения технологии ферментированного фарша из малорентабельных мелких рыб Волжско-Каспийского рыбо-хозяйственного бассейна на рыбоперерабатывающих предприятиях - прибыль от реализации 1 т ферментированного фарша составила 25,0 тыс. руб., рентабельность продукции 14,8 % при сроке окупаемости 2,2 года.

Выводы

1. Теоретически обоснована и разработана технология ферментированного фарша из малорентабельных мелких рыб Волжско-Каспийского рыбохозяйст-венного бассейна на примере карася серебряного (Сага.чхш.ч аигаШз giЪelio), основанная на гидролизе в присутствии анолита ЭХА-раствора в качестве реакционной среды, с получением на его основе паст рыбных пастеризованных повышенной пищевой и биологической ценности.

2. По данным размерно-массового и химического составов, реологическим свойствам и показателям безопасности установлена возможность направления карася серебряного длиной 20,0 - 30,0 см и массой 0,25 - 0,8 кг независимо от сезона его вылова на получение ферментированного фарша.

3. Разработаны рациональные режимы получения ферментированного фарша из карася в присутствии анолита ЭХА-раствора рН 3,75 ± 0,25: температура 50 °С, гидромодуль 1:0,5, продолжительность 1,5 ± 0,5 часа, выход которо-

го составил до 32 % от массы рыбы. Проведена оценка качества ферментированного фарша по органолептическим, физико-химическим, химическим и микробиологическим показателям и установлен срок его годности, равный 5 мес. при температуре минус 18 ± 0,5 °С.

4. Обоснованы рецептуры паст рыбных пастеризованных на основе ферментированного фарша из карася с использованием пряно-ароматических экстрактов. Методом компьютерного моделирования рецептур паст рыбных пастеризованных установлена возможность включения ферментированного фарша в количестве от 50 до 80 %, растительного компонента - от 5 до 35 % от массы смеси.

5. Экспериментально обоснованы рациональные режимы получения экстрактов из пряно-ароматических растений в присутствии католита ЭХА-раствора рН 9,75 ± 0,25: температура 77,5 ± 2,5 °С, гидромодуль 1:30, продолжительность 17,5 ± 2,5 мин, реализация которых приводит к повышению в них содержания органических соединений (в среднем в 1,4 раза) и антиокислительной способности (в среднем в 1,5 раза).

6. Разработана технология паст рыбных пастеризованных на основе ферментированного фарша из карася. По данным органолептических, физико-химических показателей, химического состава рациональная доза внесения ферментированного фарша составляет 60 %, растительного компонента - 15 %, и экстракта из майорана в количестве 3 - 4 % от массы компонентной смеси. Установлена их пищевая и биологическая ценность, показатели безопасности. Срок годности паст рыбных пастеризованных на основе ферментированного фарша составляет 3 мес. при температуре 4 ± 2 °С.

7. Разработана и утверждена техническая документация на ферментированные фарши (ТУ 9283-015-00471704-2014 и ТИ к ним) и пасты рыбные (ТУ 9283-019-00471704-2014 и ТИ к ним). Экспериментально разработанные технологии ферментированного фарша и паст рыбных пастеризованных на его основе апробированы в производственных условиях перерабатывающих предприятий г. Астрахани и Астраханской области и рекомендованы к внедрению.

8. Рассчитана экономическая эффективность от внедрения технологии ферментированного фарша из малорентабельных мелких рыб Волжско-Каспийского рыбохозяйственного бассейна (прибыль от реализации 1 т ферментированного фарша составила 25,0 тыс. руб., рентабельность 14,8 % при сроке окупаемости 2,2 года).

Список работ, опубликованных по материалам диссертации Статьи из Перечня российских рецензируемых научных журналов

1. Палагина, И. А. Пищевые растительные добавки - активаторы окислительно-восстановительных процессов при производстве рыбных продуктов / И. А. Палагина, М. Ф. Руденко, Е. Ю. Лебедева, О. В. Чернышова // Известия вузов. Пищевая технология, 2011. -№1. -С. 112-113. (доляавтора-0,35 усл. печ. л.)

2. Чернышова, О. В. Изучение возможности использования малоразмерного рыбного сырья Волго-Каспийского бассейна в технологии пастообразной продукции / О. В. Чернышова, M. Е. Цибизова // Вестн. Астрахан.гос. техн. ун-та. Сер.: Рыбное хозяйство.- 2011. - №2. - С. 179 - 185. (доля автора - 3,0 усл. печ. л.)

3. Чернышова, О. В. Изучение технологических свойств недоиспользованного рыбного сырья Волго-Каспийского бассейна / О. В. Чернышова, M. Е. Цибизова //Вестн. Астрахан. гос. техн. ун-та. Сер.: Рыбное хозяйство- 2012- №1. - С.194-199. (доля автора - 2,6 усл. печ. л.)

4. Чернышова, О. В. Технохимический состав и функционально-технологические свойства недоиспользуемого рыбного сырья Волго-Каспийского бассейна / О. В. Чернышова, M. Е. Цибизова // Вестн. Астрахан.гос. техн. ун-та. Сер.: Рыбное хозяйство.- 2012. -№2.-С.189 - 194. (доля автора - 2,79 усл. печ. л.)

5. Чернышова, О. В. Практические аспекты получения биологически активных веществ из пряно-ароматических растений / О. В. Чернышова, M. Е. Цибизова // Известия вузов. Пищевая технология. - 2013. - № 4 (334) - С. 53 - 56. (доля автора - 22 усл. печ. л.)

Статьи в журналах и сборниках материалов научных конференций

6. Разумовская, Р. Г. Применение ЭХА-растворов в биотехнологии продуктов из рыбного и растительного сырья / Р. Г. Разумовская, А. И. Кассамединов, T. X. Као, В. X. Нгуен, О. В. Збродова (Чернышова) // Вестник АГТУ, Сер.: Общенаучный.-2011. -№ 1 (51).-С. 28-33. (доляавтора - 1,3 усл.печ. л.)

7. Цибизова, М.Е. Биотехнологический подход к переработке маломерного рыбного сырья / M. Е. Цибизова, О. В. Чернышова // Современные достижения биотех-

нологии: Сб. мат. межд. науч.- техн. конф.- Ставрополь, 2011. - С. 361-363. (доля автора - 1,2 усл. печ. л.)

8. Чернышева, О. В. Инновационный подход к переработке мелкого рыбного сырья Волжско-Каспийского рыбохозяйственного бассейна / Мат. межд. науч. конф. «АСТИНТЕХ - 2013» - Астрахань: Изд. дом «Астраханский университет», 2013 - С. 242- 243. (доля автора 0,93 усл. печ. л.)

9. Чернышова, О. В. Инновационный подход к технологии белковых продуктов из мелких рыб Волжско-Каспийского рыбохозяйственного бассейна / О. В. Чернышова // 63-я межд. студ. науч.- техн. конф. [Электронный ресурс] - Астрахань: Издательство АГТУ, 2013. (доля автора - 3,72 усл. печ. л.)

10. Чернышова, О. В. Инновационный подход к получению экстрактов пряно-ароматических растений / О. В. Чернышова, М. Е. Цибизова // Наука, образование, ишювации: пути развития: Мат. IV всерос. науч.- практ. конф. - Петропавловск-Камчатский: КамчатГТУ, 2013. - 243 с. - С.161 - 163. (доля автора 1,4 усл. печ. л.)

11. Чернышова, О. В. ЭХА-растворы в технологии извлечения биологически активных веществ из пряно-ароматического сырья / О. В. Чернышова // Перспективные технологии производства продукции из сырья животного и растительного происхождения [Электронный ресурс]: Сборник мат. межд. науч.-техн. интернет -конф - Краснодар: Изд. КубГТУ, 2013. - С. 124-126. (доля автора - 2,79 усл. печ. л.)

12. Чернышова, О.В. Технология пастообразных продуктов на основе ферментированного фарша /О. В. Чернышова, М. Е. Цибизова //Инновационные технологии переработки сырья животного происхождения [Электронный ресурс]: Мат. межд. науч.-практ. конф - Краснодар, 2015. - С. 80 - 83. (доля автора -2,5 усл.печ. л.)

13. Патент РФ 2525258. Способ получения ферментированного рыбного продукта / М. Е. Цибизова, О. В. Чернышова И Заявл. 09.01.2013; Опубл.10.08.2014. Бюл. № 22.

Список НСПОЛЬЗОЕ

ГГ - глубина пиролиза ЛЛО - азот летучих оснований ФТА - азот концевых аминогрупп ЭЦ - энергетическая ценность ПАК - незаменимые аминокислоты ЗАК - заменимые аминокислоты

- коэффипиет- рациональности аминокислотного состава а - показатель сопоставимой избыточности ПЛК БЦ - биологическая ценность

1 |Ф - пасты рыбные на основе ферметпированпого фарша

пых сокращений

КМАФЛнМ - количество мезофильных аэробных и факультативно анаэробных микроорганизмов ПНЖК - полиненасыщенные жирные кислоты М11ЖК - мононенасыщенные жирные кислоты ПЖК - насыщенные жирные кислоты 11|— коэффицие!п жирнокислотной сбалансированности Ку - комплексный коэффициент химического состава г) ^ — эффективная вязкость

С™- минимальный скор незаменимых аминокислот ПК-пасты рыбные на основе пефермипированного фарша

Подписано к печати: ФГБНУ «ВНИРО» Заказ № ?32

06.08.2015 Копировально-множительное бюро

Формат: 60x84 716 107140' г" Москва' , „ ТираЖ: 100

Объём: 1,5 п. л. Ул" В.Красносельская, 17