автореферат диссертации по технологии продовольственных продуктов, 05.18.04, диссертация на тему:Обоснование принципов использования функционально-технологических добавок при производстве пресервов из сельди

На правах рукописи

ЧЕРНОВА АНАСТАСИЯ ВАЛЕРЬЕВНА

ОБОСНОВАНИЕ ПРИНЦИПОВ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ФУНКЦИОНАЛЬНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ДОБАВОК ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ ПРЕСЕРВОВ ИЗ СЕЛЬДИ

05.18.04 Технология мясных, молочных и рыбных продуктов и холодильных производств

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Калининград - 2013

16 май т

005058484

Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Калининградский государственный технический университет» (ФГБОУВПО «КГТУ»).

Научный руководитель кандидат технических наук, доцент

Титова Инна Марковна

Официальные оппоненты:

Фатыхов Юрий Адгамович - доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой пищевых и холодильных машин ФГБОУ ВГЮ «Калининградский государственный технический университет»

Цибизова Мария Евгеньевна - кандидат технических наук, доцент, заведующая кафедрой «Пищевая биотехнология и технология продуктов питания» ФГБОУВПО «Астраханский государственный технический университет»

Ведущая организация ФГУП «Всероссийский научно-исследовательский институт рыбного хозяйства и океанографии» (ФГУП «ВНИГО»)

Защита состоится 31.05.2013 в 1500ч на заседании диссертационного совета Д 307.007.01, на базе ФГБОУ ВШ «Калининградский государственный технический университет» по адресу:

236022, г. Калининград, Советский проспект, 1, конференцзал (ауд. 255). Факс: 8(4012)91-68-46

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО «Калининградский государственный технический университет».

Автореферат разослан 04.2013

Ученый секретарь диссертационного совета,

доктор технических наук, профессор

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы исследования. Современная технология пресервов является одним из динамично развивающихся направлений технологии обработки рыбы. Особую значимость данного вида производства обуславливает возможность использования одного из основных объектов рыболовства северозападной части Атлантического океана - атлантической сельди, которая является на сегодняшний день популярным и массовым видом сырья. В России выпускается 50,6 тысяч тонн соленой продукции из сельди в год и для 95 % рыбообрабатывающих предприятий она стала основным объектом переработки при производстве пресервов (Дремлюга, 2012). Современное производство пресервов из сельди включает применение функционально-технологических добавок (ФТД), ускоряющих и облегчающих ведение технологического процесса, влияющих на степень созревания, качество готовой продукции.

Теоретической базой выполненных в диссертации исследований являются научные работы Турпаева М.И., 1926; Черногорцева А.П., 1960; Шендерюка В.И., 1973, 1976, 1984, 1991; Левиевой Л.С., 1962; Дармограй А.Н., 1981, 1991; Слуцкой Т.Н., 1997.

По результатам исследований применения в технологии пресервов ферментов и ферментсодержащих вкусоароматических добавок, проводившихся Шендерюком В.И., 1973 , 2001, 2002, 2003; Некрасовой Г.Т., Голенковой В.В., 1У91; Кимом Г.Н., 1998, 2001; Ивановой Б.Ь., 2005; Студенцовой Н.А., 2001; Лисовой В.П., 1988, 1991; Калиниченко Т.П., Синюковой С.В., 1990; Константиновой Л.Л., 1966, 2001; Пахомовой К.И., 1963, 1966; Леоновой А.П., Плоринь А.П., 1968; Титовой И.М., 2007; Нехамкиным Б.Л., Толкачевой О.В., 2006; Альшевской М.Н., 2001, 2007; Gora А., 1972; Cadwallader K.R., 2002; Diaz-Lopez М., Garcia-Carreno F.L., 2000 и др. выявлены следующие основные проблемы.

Во-первых, применение выше указанных добавок иногда приводит к образованию флейвора, непривычного для российских потребителей, которые отдают предпочтение пресервам из сельди с традиционным вкусом и ароматом.

Во-вторых, после достижения заданного состояния качества пресервы начинают быстро перезревать, в то время как глобализированная система сбыта требует стабильности качества в течение всего срока хранения рыбной продукции (Эрл, 2010). Удовлетворение названных противоречивых запросов производства требует научного обоснования параметров предварительного посола

сельди с применением современных функционально-технологических добавок и изучения факторов, воздействующих на органолептические свойства и качество пресервов. Решением проблемы является поиск веществ, на первом этапе ускоряющих, а на последнем ингибирующих процесс созревания пресервов и обладающих при этом антиоксидантными свойствами.

Таким образом, обоснование принципов использования ФТД, влияющих на созревание пресервов из сельди, а также разработка рекомендаций по применению современных функционально-технологических добавок является решением актуальной задачи, имеющей существенное значение в технологии соленой рыбы и пресервов.

Цель диссертационной работы: рациональное использование и повышение эффективности применения функционально-технологических добавок при производстве пресервов из разделанной сельди путем научного обоснования принципов их воздействия на этапах производства и хранения.

Основные задачи исследования:

1. Провести маркетинговое исследование отношения потребителей к ФТД в технологии пресервов из сельди.

2. Провести анализ состава и физико-химических показателей различных видов ФТД промышленного производства, применяемых в технологии пресервов.

3. Исследовать влияние ФТД на созревание, качественные характеристики и выход соленого полуфабриката для пресервов из сельди^ способность обеспечивать условия для активации тканевых ферментов.

4. Математически обосновать и установить точку потери товароведной характеристики соленого полуфабриката в зависимости от используемой ФТД, влияющей на созревание мышечной ткани сельди.

5. Обосновать применение ФТД, ингибирующих окисление и протеолиз сельди, с целью обеспечения заданных показателей качества и сроков хранения пресервов из сельди с различной физико-химической характеристикой заливки.

6. Исследовать антиоксидантную активность добавок, обладающих инги-бирующим протеолиз действием, с помощью модифицированной методики.

7. Разработать рекомендации по использованию функционально-технологических добавок в технологии пресервов из разделанной сельди.

8. Провести апробацию рекомендаций в производственных условиях.

Научная новизна работы заключается в установлении роли величины активной кислотности ФТД и соленого полуфабриката в качестве основного показателя при прогнозировании органолептических характеристик, сроков хранения и выхода соленого полуфабриката из разделанной сельди, приготовленного с использованием ФТД; разработке системного подхода к использованию добавок, влияющих на созревание, в зависимости от меняющихся задач в технологии пресервов; математическом обосновании термина «точки потери товароведной характеристики» и его значений для соленого полуфабриката из разделанной сельди; исследовании возможности расширения технологических свойств заливок пресервов из сельди путем введения добавок с антиокислительными свойствами; обосновании принципов применения добавок, влияющих на процесс созревания, как основы для решения научной задачи производства пресервов из разделанной сельди с заданными параметрами качества.

Практическая значимость. Разработаны рекомендации по использованию функционально-технологических добавок промышленного производства, влияющих на созревание, с целью получения соленого полуфабриката из разделанной сельди с заданными: выходом, органолептическими характеристиками и сроком хранения. Рекомендовано в зависимости от типа заливки внесение одного из 4-х веществ с антиоксидантным и ингибирующих протеолиз белков мышечной ткани действием, обеспечивающих стабильные товароведные характеристики качества пресервов из сельди с ФТД. Модифицирована методика качественного определения антиоксидантной активности ФТД применительно к моделям соленого филе сельди.

На защиту выносятся следующие положения:

Результаты исследования влияния ФТД на качественные характеристики соленого полуфабриката из разделанной сельди и на условия активации тканевых ферментов, участвующих в созревании.

Обоснование применения величины рН ФТД и соленого полуфабриката как основного показателя при выборе ФТД, обеспечивающей прогнозированный выход и качественные характеристики соленого полуфабриката из разделанной сельди.

Рекомендации по выбору добавок, влияющих на созревание, с целью получения заданных параметров качества пресервов из разделанной сельди.

Модификация методики хемилюминесцентной оценки антиоксидантной активности добавок для пресервов из разделанной сельди.

Апробация работы. Основные результаты исследований были представлены и обсуждены на: Всероссийском открытом конкурсе «На лучшую научную работу студентов ВУЗов по естественным, техническим и гуманитарным наукам» по разделу «Технология продовольственных продуктов» (Краснодар, 2008) (лауреат), Молодежном научно-инновационном конкурсе У.М.Н.И.К (Калининград, 2008) (почетная грамота), VII и VIII Международных научно-практических конференциях «Производство рыбной продукции: проблемы, новые технологии, качество» (г. Светлогорск, 2009 и 2011), II Международной научно-технической конференции «Новое в технологии и технике пищевых производств», (Воронеж, 2010), Международной научно-технической конференции «Актуальные проблемы освоения биологических ресурсов Мирового океана» (Владивосток, 2010), the 5th Baltic Conference on Food Science and Technology FoodBalt «Globalization and individualization in food consumption: new challenges for science and production» (Tallinn, 2010), IX Международной научной конференции «Инновации в науке и образовании - 2011» (г. Калининград, 2011), VIII Международной научной конференции студентов и аспирантов «Техника и технология пищевых производств» (Белоруссия, г. Могилев, 2012).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 13 печатных работ, из них 2 - в журналах из перечня ВАК Минобрнауки России.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, 8 глав, списка литературы, включающего 228 наименований, в том числе 94 зарубежных авторов. Работа изложена на 120 страницах основного текста, содержит 16 таблиц, 39 рисунков, 6 формул и 7 приложений.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Во «Введении» обоснована актуальность, научная новизна, практическая значимость исследования. В главе «Современное состояние научных основ и технологии производства рыбных пресервов» произведен анализ и систематизация теоретических аспектов процесса созревания соленой рыбы, влияния ферментных препаратов, пищевых добавок на созревание и органолептические свойства соленой продукции из разделанной и неразделанной рыбы. Описана группа добавок, интенсифицирующих созревание; рассмотрен механизм действия отдельных компонентов, входящих в состав добавки. Приведены теорети-

ческие основы научных исследований антиоксидантной активности пищевых добавок. В главе «Объекты и методы исследования» отражен общий подход к выполнению исследований (рисунок 1), даны характеристика объектов и методов исследований. Основным объектом исследования явилась сельдь атлантическая (С1иреа Ьагеп§из) мороженая, по качеству отвечающая требованиям действующего стандарта ОСТ 15-403-97.

Рисунок 1 - Программно-целевая модель исследования

Изучались 15 видов ФТД, влияющих на созревание (Gewürz Mühle Nesse, Германия; Konserval Pharmacon, Германия; SHVED Reinert Gruppe, Германия; Fleisch mannschaft, Польша; ООО «КС Витязь», Россия). На ингибирующее протеолиз действие исследовались: ЭДТА Dissolvine E-Ca-10 (Akzo Nobel, Нидерланды), глюкоза (ОАО Фармстандарт-Томскхимфарм, Россия), ретинола ацетат раствор в масле (ОАО «Фармацевтическая фабрика Санкт-Петербурга», Россия), танин (ООО "МСД Кемикалс", Россия). Работа приводилась на базе лаборатории технологии пресервов и копчения ФГУП «АтлантНИРО», кафед-

7

ры технологии продуктов питания и лаборатории «Микро- и нанотехнологий» ФГБОУ ВПО «КГТУ». Использовались современные арбитражные и общепринятые в научных исследованиях химические, физико-химические, микробиологические методы оценки качества, степени созревания и безопасности пресервов (ГОСТ 27207, ГОСТ 28972, ГОСТ 27082, ГОСТ 19182, ГОСТ 10444.15, ГОСТ 10444.12); математический аппарат на основе обобщенной функции желательности Харрингтона (Алтунин, 2000); программное обеспечение Panorama Lite и программа Microsoft Excel-2010. Накопление азота летучих оснований (AJIO) в соленом полуфабрикате из сельди измеряли на приборе Kjeltec ТМ 2300 фирмы Foss; вязкость заливок - на стеклянном капиллярном вискозиметре (ASTM D 445). Маркетинговое исследование проводилось методом сбора первичных количественных данных путем опроса репрезентативной выборки по разработанной анкете. Органолептическую оценку опытных образцов проводили путем дифференциации качества по специально разработанной пятибалльной шкале. При модификации методики хемилюминесцентного определения пероксидных радикалов и антиоксидантной способности веществ (Кга-sovska, 2000) модельный источник свободных радикалов 2,2'-азобис(2-амидинопропан) дигидрохлорид был заменен на экстракт липидной фракции мышечной ткани соленой сельди с ФТД.

Глава 3 «Анализ маркетингового исследования отношения покупателей к ФТД в технологии пресервов» (рисунки 2, 3).

нейтрально. 48%

положительно 32%

отрицательно 20%

Рисунок 2 - Распределение мнения респондентов по отношению к интенсификации созревания пресервов

—да 42%

Рисунок 3 - Распределение респондентов по согласию покупать пресервы, приготовленные с использованием добавок, влияющих на созревание

Установлено, что наибольшее значение респонденты придают таким показателям качества пресервов, как вкус, запах и безопасность (96 %, 83 %, 83 %

соответственно). Удовлетворение от вкуса пресервов, концентрации уксуса и соли, а также внешнего вида продукта после вскрытия банки выявлено лишь у 12%, 13 %, 10 %, 10 % потребителей соответственно.

Как следует из результатов опроса, при низком проценте респондентов, ответивших отрицательно (20 % и 17 %) общество в целом не настроено негативно по отношению к применению безопасных для здоровья ФТД. Установлено, что независимо от уровня дохода большинство респондентов (83%, 58%, 65% с высоким, средним и низким доходом соответственно) готово покупать пресервы гарантированного качества по более высокой цене. В ответ на эту тенденцию необходимо разрабатывать новые технологические подходы к применению ФТД, гарантирующие улучшение качества.

Глава 4 «Исследование влияния ФТД на созревание, выход и качественные характеристики соленого полуфабриката из сельди». Характеристика растворов с ФТД. На рисунке 4 под номерами 1-15 в зашифрованном виде представлен состав и экспериментально установленные физико-химические характеристики функционально-технологических добавок. Для изготовления соленого полуфабриката из филе сельди использовался способ охлажденного мокрого законченного посола при 0 -=- минус 1 °С. Массовая доля соли в соленом полуфабрикате составила 4,50 ± 0,02 %. Рецептуры растворов для посола были рассчитаны согласно рекомендациям производителей добавок с учетом поправки на данные определения содержания массовой доли хлористого натрия (рисунок 4). Механизм действия исследуемых ФТД в основном основан на регуляции активной кислотности мышечной ткани рыбы. Установлено, что наиболее часто используются не единичные регуляторы кислотности, а их смеси; отдается предпочтение лимонной кислоте, цитратам и глюконо-дельта-лактону (ГДЛ). Ферментные препараты заявлены в составе добавок № 5, 6, 8, их вносят в комплексе с декстрозой и регуляторами кислотности, которые способствуют подавлению роста гнилостной микрофлоры.

Экспериментально установлено, что функционально-технологические добавки, характеризующиеся первоначальной величиной рН в растворе 3,5 - 3,7, вызывают кислотный гидролиз белков мышечной ткани сельди и увеличивают их диффузию в раствор, что приводит к ухудшению органолептических характеристик полуфабриката. Условием для прохождения «традиционного» процесса созревания является нахождение первоначальной величины рН добавки

---- ЛЬ ФТД 1 2 3 -< 5 6 7 8 9 1» 11 12 13 1-1 15

Состав Зарубежного производства Российского производства Зарубежного производства

Глюконо-дельта-лактон Ш мшит ;,Е 1

Лимонная кислота %

з £ Цитрат натрия Вані

ь. ь о о б X S п Аскорбиновая кислота

Аскорбат калия

§ о в ^ § Ацетат натрия

Яблочная кислота

Винная кислота ¡ЩЩр

, 1- Фосфат натрия ' ' і

8 й Пирофосфат натрия

є -є- Трифосфат натрия ■НИ

Нитрат калия шшВ

Moho-, Глюкоза ■ - • і ■1 ; ■

Декстроза НИ шш і

дииахари Лактоза Ж

Хлорид натрия - ш

Ферменты ■ .. ими

Пряности

Общее количество компонентов ФТД 5 5 4 3 6 5 3 3 3 4 3 5 6 7 6

Величина рН раствора 4.54 4,31 4,21 3,90 3,70 3,57 7,37 3,53 3,67 4,37 4,34 4.46 4,03 4,27 4.58

Массовая доля хлористого натрия в ФТД . % 2,34 11,7 7 79 39,151 22,23 71,91 54,35 0,53 17,55 6,73 3,39 12,29 17,55 0,53 6,55

Массовая доля ФТД в растворе по спецификации.?-«) 1,8 2,5 0,5 3,(1 3,0 2,6 0,8 1,2 1,4 2,0 1,4 3,0 3,0 2,5 3,0

Рисунок 4 - Сравнительная характеристика исследованных ФТД

в растворе в интервале более 3,7 и до 4,3 (рисунок 4), что подтверждается значениями показателя азота концевых аминогрупп (АКА) филе сельди по данным таблицы 1. Добавки с рН раствора выше 4,3 и ниже 3,7 (рисунок 4) не обеспечивают условий для активации катепсинов мышечной ткани сельди (Шенде-рюк, 1976): величина рН сельди остается на уровне 5,8 - 6,2 (таблица 1).

Таблица 1 - Показатели филе сельди и раствора после трех суток посола при температуре 0 -*• минус 1 °С __

№ ФТД рН раствора РН рыбы» (рНСЬГОЬ11=6,35) АКА ры6ь1> мг/ЮОг, (АКАСЬГОЬЯ=36,4 мг/ЮОг) АЛОрЫбы, мг/ЮОг, (АЛОеьтья=3 мг/Ю0г)

1 5,88±0,01 5,99±0,01 83,94±0,22 4,8±0,4

2 5,73±0,02 6,17±0,01 72,78±0,70 5,6±0,3

3 5,45±0,01 5,52±0,03 69,78±0,76 4,4±0,7

4 4,96±0,01 5,45±0,01 67,25±0,17 5,2±0,4

5 5,27±0,01 5,50±0,01 64,35±0,28 3,8±0,4

6 5,29±0,01 5,66±0,02 50,39±0,36 3,6±0,3

7 6,23±0,01 6,36±0,02 51,75±0,83 6,8±0,4

8 5,39±0,02 5,58±0,02 64,38±0,34 3,8±0,6

9 5,29±0,02 5,40±0,01 116,24±0,57 7,2±0,4

10 5,51 ±0,02 5,77±0,01 88,16±0,67 6,2±0,4

11 5,49±0,01 5,81±0,01 99,44±0,37 6,4±0,4

12 5,51±0,01 5,79±0,01 67,24±1,08 4,8±0,8

13 5,25±0,01 5,41 ±0,01 103,61±1,75 6,2±0,4

14 ^ П7-І-П по 1 СО 1 П4-1 пл А Л±(Л 3

15 5,63±0,01 5,86±0,03 79,83±1,24 5,2±0,4

Из данных таблицы 1 видно, что значительное увеличение показателя азота концевых аминогрупп (в 3 раза) наблюдаются при использовании добавок № 9 (116,24±0,57 мг/100 г); № 13 (103,61±1,75 мг/100 г); № 14 (189,10±1,00 мг/100 г). Данные добавки обеспечивают условия для прохождения «традиционного» процесса созревания уже на этапе посола. Максимальные значения показателя азота летучих оснований (АЛО) наблюдаются у образцов с добавками №7 (6,8±0,4 мг/100 г) и № 9 (7,2±0,4 мг/100 г), что не превышает порога значений АЛО для свежей сельди (до 10 мг/100 г; Кизеветтер, 1973).

Исследование влияния ФТД на выход соленого филе сельди после трехдневного охлажденного законченного мокрого посола при 0 минус 1°С выявило полиноминальную зависимость выхода филе от величины рН мышечной ткани сельди с высоким коэффициентом детерминации (Я2) (рисунок 5).

120

--О о4

§ 115 к ■в-§ 110

100

Рисунок 5 -

5 5,5 6 6,5

рН мышечной ткани в зависимости от вида ФТД

Влияние величины рН мышечной ткани на выход соленого филе сельди

Установлено, что высокий выход филе (115 % и более) достигается за счет наличия в составе ФТД цитрата натрия (№ 1, 2, 12, 15) и ГДЛ с лимонной кислотой (№ 1,2, 10, 11). Выход филе выше 120 % (ФТД № 7) не желателен, так как приводит к связыванию дополнительного количества воды и появлению водянистого вкуса филе, что отрицательно сказывается на органолептических характеристиках и сроке хранения солёного полуфабриката. Самые низкие значения выхода филе (105 % при рН = 5,20 5,41) наблюдаются при совместном использовании трех и более органических кислот (добавки № 4, 13, 14).

Анализ качественных показателей соленого полуфабриката из сельди проводили в течение 3-х месяцев их хранения при температуре 0 - минус 1 °С (рисунок 6). По характеру влияния на изменение величины рН сельди исследуемые добавки поделены на 4 группы. Соленый полуфабрикат, подвергнутый воздействию ФТД из I группы (№ 1, 2, 11, 15), имеет к 3-м суткам величину рН 5,7 - 6,2, которая обеспечивает достижение высокого выхода филе (Скворцова, 2005). Так как дальнейшее снижение величины рН незначительно, и условия для действия тканевых катепсинов неблагоприятны, то эффект созревания слабо выражен. Применение ФТД из II группы (№ 4, 13, 14) с рН 5,2 - 5,4 к 3-м суткам хранения приводит к активизации тканевых катепсинов сельди. Величина рН остается неизменной в течение 87-и суток хранения, так как образуются пептиды и свободные аминокислоты, обладающие буферными свойствами. При применении ФТД из III группы (№ 5, 6, 10, 12) только к 40-м суткам хранения в мышечной ткани сельди запускаются процессы созревания (рН дости-

гает 5,3). К 60-м суткам хранения в соответствии с данными по АКА (в среднем 300 мг/100 г, рисунок 8) происходит замедление процессов созревания.

Продолжительность хранения, сутки I -0-2 -»-11 —15 I

Группа I

20 40 60 80 100

Продолжительность хранения, сутки

-^5 -об -Й-10

-12

Группа III

20 40 60 80 100

Продолжительность хранения, сутки

^-4 -013 -й-14

Группа II

20 40 60 80 100

Продолжительность хранения, сутки

I —3 -о-7 ■

Группа IV

Рисунок 6 - Изменение рН соленого полуфабриката из сельди при хранении

Применение ФТД из IV группы (№ 3, 8, 9) приводит к тому, что величина рН мышечной ткани сельди остается на уровне 5,6 на протяжении всего срока хранения, при этом образцы имеют значения АКА, характерные для созревшей сельди (рисунок 7). Для этой группы ФТД показатель величины рН не играет определяющей роли при оценке степени созревания соленого полуфабриката. Данный факт можно объяснить тем, что применяемые в составе ФТД фосфаты (Е 339, Е450, Е451) препятствуют снижению величины рН мышечной ткани сельди. Установлено, что наличие в составе добавки ферментов и лактозы (№ 6, 8, 13, 14) обеспечивает плавное изменение величины рН в пределах 5,4 - 5,6, что благоприятно для образования вкуса и аромата созревания. Наличие фосфатов и яблочной кислоты благоприятно для повышения выхода соленого полуфабриката (рН 5,7 - 6,2), но негативно сказывается на формировании букета созревшей сельди, что подтверждается органолептической оценкой (рисунок 9).

Степень проявления эффектов «традиционного» созревания соленого полуфабриката, коррелируемого с количеством накопленных продуктов гидроли-

за белковых веществ, определяли по тенденции роста значений показателя азота концевых аминогрупп (АКА) в мышечной ткани сельди (рисунки 7- 8).

По результатам исследования динамики накопления АКА добавки разделены на три группы: I группа - ФТД № 3, 4, 9, 8, 13, 14, при применении которых значения АКА достигают уровня начала созревания (200 мг/100 г, Шенде-рюк, 1976) уже к 1-му месяцу хранения. Далее идет резкий скачок в значениях АКА (в некоторых образцах более чем на 40 %), и филе приобретает выраженные признаки перезревания (АКА выше 400 мг/100 г; Шендерюк, 1976). Добавки № 1, 7, 11 из II группы обуславливают медленную скорость накопления АКА. Толъли ки 2-му месяцу хранения достигается значение АКА, которым принято характеризовать начало «традиционного» созревания (200 мг/100 г).

Продолжительность хранения, сутки р-2-Э-5-о-6-<-10-12—15|

Группа III

Рисунок 8 - Изменение АКА соленого полуфабриката в процессе хранения

Добавки № 2, 5, 6, 8, 10, 12, 15 из III группы обеспечивают плавный прирост в мышечной ткани значений показателя АКА и уровень 200 мг/ЮО г достигается к 1-му месяцу хранения, но к 60-м суткам не превышает в среднем 300 мг/100 г. При этом перезревание сельди не наблюдается.

Изучение динамики накопления в исследуемых образцах небелковых азотистых веществ, свидетельствующих о степени порчи соленого полуфабриката, проводили путем измерения количества летучих оснований (АЛО) в процессе хранения. Применение добавок № 7, 13, 14 приводит к стабилизации значения АЛО сельди на уровне, характерном для доброкачественного сырья, согласно требованиям Регламента комиссии ЕС (30 - 35 мг /100 г), даже к 3-му месяцу хранения. Применение добавок № 1, 2, 12, 15 обеспечивает медленный рост АЛО и рекомендуемый порог АЛО в 35 мг/100 г превышается только к 80-м суткам хранения. При использовании добавок № 4, 8, 10, 11 уже после 60-ти суток хранения происходит резкое увеличение содержания АЛО до 70 мг /100 г. Величина АЛО в соленом полуфабрикате с добавками № 3, 5, 6, 9 достигает порогового значения в 35 мг/100 г к 70-м суткам хранения, далее идет резкий рост значений АЛО до 85 мг /100 г, что не допустимо для качества продукта.

С учетом динамики накопления АЛО функционально-технологические добавки № 1, 2, 7, 12, 13, 14, 15 можно рекомендовать для производства пресервов из разделанной сельди предварительного посола с удлиненным сроком хранения. Добавки № 3, 4, 5, 6, 8, 9, 10, 11 целесообразно использовать для приготовления продукции со сроком хранения не более 2-х месяцев.

Изменение органолептической оценки качества соленого полуфабриката в течение трех месяцев хранения при температуре 0 минус 1 °С представлено на рисунке 9.

§ \

ярю, = 5 п

о § | 1 I Ео

о.

¡1

1 6 15

2 8

10 11 12 9 № ФТД

3 4 5 7

13 14

Я 3 суток О 30 суток Ш 45 суток ■ 60суток

Рисунок 9 - Гистограмма изменений показателя общей органолептической

оценки соленого полуфабриката из разделанной сельди

15

Анализ уровня органолептической оценки соленого полуфабриката позволяет разделить исследуемые ФТД на группы. В I группу вошли добавки, при применении которых соленый полуфабрикат имеет значения органолептической характеристики выше порогового (3,75 балла) на протяжении 2-х месяцев хранения (№ 1, 6, 15). Ко II группе отнесены добавки, применение которых обуславливает сохранение ярко выраженного вкуса созревшей рыбы и высоких органолептических характеристик (4 - 4,5 балла) до 45-ти суток хранения. Далее значения этого показателя уменьшается и достигает порогового (3,75 балла) к 48-52-м суткам хранения (№ 2, 8, 10, 11, 12). К III группе отнесены добавки, при применении которых соленый полуфабрикат из разделанной сельди имеет органолептическую оценку на уровне 4,5 - 4,75 балла на протяжении 1-ого месяца хранения, однако уже к 30-40-м суткам значения показателя средней органолептической оценки опускаются ниже 3,75 баллов; при этом наблюдается резкое (в среднем на 1 балл) ухудшение вкуса, консистенции: мышечная ткань расслаивается по миосептам. (№ 3, 4, 5, 7, 9). В IV группу вошли добавки, применение которых приводит к неприемлемости органолептических свойств соленого полуфабриката уже к 15-18-м суткам хранения. Дегустаторы отмечали в этих образцах наличие кислого вкуса и постороннего привкуса окислившегося жира, мажущуюся, излишне нежную консистенцию (№ 13, 14).

Оценка безопасности сырья и соленого полуфабриката. КМАФАнМ мышечной ткани и поверхности сырья (филе сельди) составила 2Т03 КОЕ/'г и 2-104 КОЕ/г соответственно. Патогенной микрофлоры не выявлено. К 60-м суткам хранения образцов при 0 -ь минус 1°С значения показателя КМАФАнМ оказалось лимитирующим у полуфабрикатов для пресервов, приготовленных с использованием добавок № 1, 7, 9, 11, 12, 13. У образцов с ФТД № 2, 3, 4, 5, 6, 8, 10, 14 значения показателя КМАФАнМ достигли максимально допустимых по СанПиН 2.3.2.1078-2001 (5»Ю4КОЕ/г) к 90-м суткам хранения.

Установлено, что хотя соленый полуфабрикат продолжает отвечать требованиям по микробиологической безопасности вплоть до 60-ти суток хранения, по таким доминантным характеристикам, как внешний вид, вкус и консистенция продукт перестает удовлетворять запросам потребителей, получая низкие дегустационные оценки уже к 30-45-ти суткам хранения (рисунок 10). Задачей производителя становится выбор ФТД, при использовании которых потреби-

тельные характеристики пресервов из сельди будут сохраняться на заданном уровне в течение дистрибьюции, реализации и потребления продукта. Для решения задачи прогнозирования эффектов используемой ФТД был введен термин «точка потери товароведной характеристики» (момент времени, когда продукт утрачивает одно или несколько отличительных внутривидовых доминантных свойств, определяющих его потребительскую ценность). Данный показатель был рассчитан для исследованных образцов соленого полуфабриката с ФТД при помощи обобщённой функции желательности Харрингтона для каждой контрольной точки на протяжении срока хранения. Момент времени, когда значение данного показателя достигает порогового в 0,37 (Алтунин, 2000), считается точкой потери товароведной характеристики.

где использовались значения частных откликов показателей: К] - средней органолептической оценки, балл; К2- консистенции, балл; К3- АЛО, мг/100 г; К4 - КМАФАнМ, КОЕ/г; К5 - АКА, мг/100 г;

х лев* Хправ, х опт - значение показателя, принятое в качестве нижнего, верхнего ограничения и в качестве оптимального соответственно. Обобщённая функция желательности (Б):

Исходя из результатов, полученных по формуле 3, разработаны рекомендации по приготовлению соленого полуфабриката для пресервов (температура хранения 0 * минус 1 °С): добавки № 7,13,14 могут применяться на предприятиях общественного питания, поскольку обеспечивают получение созревшего продукта на 3-е сутки, со сроком хранения 30-ть суток; добавки № 1,3, 4, 5, 9, 11, 12 целесообразно использовать для производства соленого полуфабриката для пресервов, реализуемых в пределах региона в течение 45-ти суток хранения; добавки № 6, 8 желательно применять для производства соленого полуфабриката для пресервов предприятиям, осуществляющим выпуск продукции небольшими партиями с реализацией в течение не более 75-ти суток; добавки

0=7П"=1 К1= х К2 х К3 х К4 х К,

5

(3).

№2, 10, 15 - для производства соленого полуфабриката для пресервов, направляемых на экспорт, или за пределы области для реализации со сроком хранения 90-то суток.

Следующим этапом исследования (глава 5) явилось изучение способности добавок замедлять протеолиз белков с целью обеспечения заданных показателей качества пресервов при их хранении в условиях розничной сети (при температуре плюс плюс 6 °С). Для этого в течение 4-х месяцев хранения в модельных пресервах из сельди с различной физико-химической характеристикой заливки определялись показатели буферности и АКА, характеризующие процесс протеолиза и «традиционного» созревания (рисунки 10, 11). Экспериментально установлено, что при добавлении масляного раствора ретинола в количестве 0,5 мг на 100 г продукта в высоковязкую заливку (0,052 - 0,059 Па*с) модельных пресервов, приготовленных с использованием ФТД, происходит значительное (до 35 %) замедление созревания, выражающееся в снижении скорости накопления АКА и показателя буферности, по сравнению с контрольным образцом (сельдь + ФТД), вплоть до 70-ти суток хранения.

400 : - ------- ------------ ----- - ^ 3W ..................................../ п £ 300 .................... ■ • ■ - ......- -уМ - >50 ................. ' < 1У> • • п ^ а ! W 0 20 40 60 SO 100 Ш Продолжительность хранения, сутки -•-7 -сь-9 210 -................. ........- • • .................................. i.»................■- ■■— ¡...................... ¿ ; и 1м> ............... ..... - уг" 0 20 40 60 80 100 120 Продолжительность хранения, сутки 7 —Q-9

Изменение показателя АКА и буферности модели пресервов в высоковязкой заливке, где 7 - сельдь+ ФТД; 9 - сельдь+ ФТД + ретинол

Рисунок 10 - Изменение буферности и АКА пресервов в высоковязкой заливке

Внесение раствора танина в количестве 0,35 мл 10 % раствора на 100 г продукта в слабовязкую заливку (0,0012-0,0017 Па* с) модели пресервов, приготовленных с ФТД, обеспечивает замедление скорости протеолиза, что особенно заметно с 40-х суток хранения (до 35 %). Применение танина снижает количество белковой взвеси в заливке, налета на сельди и стенках банки, что

18

улучшает внешний вид продукции. При добавлении в слабовязкую заливку этилендиаминтетрауксусной кислоты (ЭДТА) в количестве 0,45 мл 0,1 н раствора на 100 г продукта во всех образцах пресервов происходит уменьшение скорости созревания, начиная с 40-х и 45-х суток до 40 % и 30 % соответственно. Так как скорость протеолиза в равной степени снижалась как в контроле, так и в образцах с ФТД, возможно, что ЭДТА взаимодействует с молекулами белка сельди, а не с компонентами функционально-технологической добавки. При добавлении 6 % водного раствора глюкозы в слабовязкую заливку модели пресервов, приготовленных с ФТД, происходит незначительное (10 %) уменьшение скорости созревания в период с 20-х по 40-е сутки хранения. Начиная с 60-х суток хранения, заливка загустевает, вследствие чего раствор глюкозы целесообразно использовать только для пресервов со сроком годности до 2-х месяцев, что также подтверждается данными по органолептической оценке.

270 .......... т-................. ---г ......

....... ■ /

/ * / ^ У' .....^^^^^ 0 - .......... - • 0 20 *0 60 во 100 120

а 10 43 1," в« 1а Проштитеи-нисп. чроненпя. емки -«-8 -<>-10 -1-11 12 Продолжительность храненпж, суткп -ф-8 -о-10 -^-11 -о-12

Изменение показателя АКА и буферности модели пресервов в слабовязкой заливке, где 8 - сельдь в заливке + ФТД; 10 - сельдь в заливке + ФТД + танин; 11 - сельдь в заливке + ФТД + ЭДТА; 12 - сельдь в заливке + ФТД + глюкоза

Рисунок 11 - Изменение буферности и АКА пресервов в слабовязкой заливке

Выдвинуто предположение, что растворы ЭДТА, танина, глюкозы и ретинола обладают антиоксидантным по отношению к липидам сельди действием. Исследование антиокендантной активности добавок, ингибирующих созревание (глава 6), проводили, оценивая степень снижения интенсивности хе-милюминесценции липидов сельди на анализаторе Флюорат 02-Панорама по разработанной модификации методики. В качестве индикатора служил 0,01 %

19

раствор люминола (5-амино-1,2,3,4-тетрагидро-1,4-фталазиндион, гидразид 3-аминофталевой кислоты) в 95 %-м этаноле. Результаты проведенного эксперимента представлены на рисунке 12.

Установлено, что все анализируемые вещества вовлекаются в реакции с липидной фракцией сельди, связывая свободные радикалы, тем самым ингиби-руя окисление липидов. Степень антиоксидантного действия уменьшается в ряду: ретинол (интенсивность хемилюминесценции снизилась по сравнению с контролем в 3,7 раз) —»танин (в 2 раза) —»глюкоза (на 43 %) —» ЭДТА (на 21 %).

4,5 о 41 5 3,5 3 Ъ з о 0 1 2.5 | 2 й 1.5 а 1 «с * 5 0,5 1 „

^__————г ■

К 380 390 400 410 420 430 440 450 Длина волны, нм I -*-кит|лл!ь —сельдь-»\эд|м -ж-сельдьтанин -^-сельдь+ретинол —«—сел ьдь+гл юкоза |

Рисунок 12 - Спектры хемилюминесценции липидной фракции сельди

Проведенные исследования позволили сформулировать следующие принципы использования ФТД при производстве пресервов из разделанной сельди (глава 7):

1. Сбалансированность состава. Для эффективного выполнения технологической задачи добавка должна быть сбалансированной по величине рН и буферным свойствам, для чего необходимо проводить оценку состава ФТД. Рекомендуется использовать функционально-технологические добавки, в которых к регуляторам кислотности, вызывающим резкий сдвиг рН в кислую зону и, как следствие, приводящих к уменьшению выхода и ухудшению органолептиче-ских характеристик соленого филе (глюконо-дельта-лактон, лимонная, уксусная кислоты), добавлены влагоудерживающие агенты (фосфаты, глюкоза и др.).

2. Регулирование скорости созревания и сроков хранения. Для ускорения созревания ФТД должна обеспечивать величину рН мышечной ткани сельди на уровне 5,2 - 5,4 к 3-15-м суткам хранения для создания условий активации тканевых катепсинов. Для замедления скорости созревания и увеличения до 35 % срока хранения пресервов необходимо вводить в состав их заливки добавки ингибирующего протеолиз действия с антиоксидантным эффектом: в высоковязкую заливку (на масляной основе) - масляный раствор ретинола в количестве 0,5 мг на 100 г продукта; в слабовязкую заливку (на водной основе) -водный раствор танина 10 % в количестве 0,35 мл на 100 г продукта.

3. Стабильность товароведной характеристики, которая достигается применением добавок, обеспечивающих плавное изменение величины рН мышечной ткани сельди в пределах 5,4 - 5,6, прирост АКА со средней скоростью 6 мг/100 г в сутки, что обеспечивает образование признаков «традиционно» созревшей сельди. Стабилизация липидов пресервов достигается за счет введения в состав заливки веществ, обладающих антиоксидантным действием.

По итогам исследований разработаны и научно обоснованы рекомендации по применению функционально-технологических добавок для получения пресервов из разделанной сельди с заданными параметрами (глава 8). Рекомендации представляют собой пошаговую инструкцию, следование которой позволяет регулировать такие ключевые параметры пресервов из сельди, как степень выраженности эффектов созревания, и/или выход продукта, и/или срок хранения. По запросу производителя данные рекомендации могут быть расширены на другие виды сырья путем проведения дополнительных исследований согласно отработанному алгоритму. Апробация рекомендаций проведена на предприятиях Калининградской области ООО «Навага», ООО «ГК Атлантис» » и Московской области ООО «Рыбный дом». Получены положительные отзывы о целесообразности применения рекомендаций в промышленных условиях.

Экономическая эффективность рекомендаций рассчитана, исходя из особенностей поставки продукции в торговые сети, при этом доход производителя увеличится в среднем на 13 % от первоначального или на 29400 рублей из расчета на 10000 физических банок при средней отпускной цене пресервов из сельди 29,4 рубля за банку. Улучшение потребительских характеристик пресервов с рекомендованными добавками позволит повысить доверие потребителя к данному производителю, и увеличится вероятность повторной покупки.

выводы

1. Разработаны и научно обоснованы принципы использования функционально-технологических добавок, влияющих на созревание, позволяющие повысить качество пресервов из разделанной сельди и эффективность применения ФТД.

2. Изучены потребительские предпочтения в отношении пресервов из филе сельди и установлены параметры качества, являющиеся ключевыми для потребительской оценки продукта. Предложено направление улучшения потребительских свойств пресервов из сельди с помощью обоснованного выбора функционально-технологических добавок.

3. Проведен сравнительный анализ заявленного в спецификации производителя состава и экспериментально установленных физико-химических показателей (величины рН и содержания хлористого натрия) 15 ФТД российского и зарубежного производства, наиболее часто используемых производителями пресервов. Добавки систематизированы по способности обеспечивать условия для активации тканевого комплекса ферментов сельди и влиянию на выход продукта. Установлена необходимость оценки уровня содержания хлористого натрия в применяемой добавке для исключения негативного влияния избыточного количества поваренной соли на ход созревания и вкусовые качества готовой продукции.

4. Научно обоснован выбор величины рН ФТД и соленого полуфабриката в качестве основного показателя при прогнозировании выхода, срока хранения и органолептических характеристик пресервов из разделанной сельди. Экспериментально установлено, что добавки, применение которых не обеспечивает в течение срока хранения значений величины рН сельди на уровне 5,2 - 5,6, имитируют созревание за счет вкусовых веществ и усилителей вкуса.

5. Математически обоснована и установлена при помощи обобщённой функции желательности Харрингтона «точка потери товароведной характеристики» соленого полуфабриката из сельди, представляющая собой момент времени, когда продукт утрачивает одно или несколько отличительных внутривидовых доминантных свойств, определяющих его потребительскую ценность.

6. Разработана модификация методики качественного хемилюминес-центного определения антиоксидантной активности добавок для пресервов из разделанной сельди на примере растворов ЭДТА, танина, ретинола и глюкозы.

7. Экспериментально установлено наличие у растворов ЭДТА, ретинола, танина, глюкозы ингибирующего действия на скорость протеолиза (соответственно до 30 %, 35 %, 35 %, 10 % от скорости накопления АКА в контрольных моделях пресервов без ФТД); с помощью модифицированной методики выявлено наличие у данных веществ антиоксидантного действия по отношению к липидной фракции пресервов из сельди, приготовленных с использованием интенсифицирующих созревание ФТД. Интенсивность хемилюминесценции снизилась по сравнению с контролем при добавлении ретинола в 3,7 раз; танина в 2 раза; глюкозы на 43 %; ЭДТА на 21 %.

8. По результатам исследований научно обоснованы, разработаны и апробированы в ООО «Навага», ООО «ГК Атлантис», ООО «Рыбный дом» рекомендации по выбору ФТД применительно к конкретным технологическим задачам с целью получения соленого полуфабриката для пресервов из разделанной сельди с заданными параметрами качества.

9. Оценена экономическая эффективность внедрения рекомендаций: увеличение дохода производителя составит 13 % или 29400 рублей на 10000 физических банок пресервов из разделанной сельди.

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих работах: Публикации в изданиях из перечня ВАК Минобрнауки России:

1 Црпцпря Д R Рялшипринр ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ЗЗЛИВОК ПрСС^рВОВ И"?

сельди путем введения ингибиторов созревания как источников антиоксидантных свойств // Рыбное хозяйство. - 2013. - №1. - С. 117 - 118.

2 Чернова A.B., Титова И.М. Обоснование рекомендаций по использованию функционально-технологических добавок при производстве пресервов из филе сельди // Электронный научный журнал СПбГУ - НиПТ серия «Процессы и аппараты пищевых производств». - СПб, 2013. - № 1. - С. 43 - 48.

Работы, опубликованные в других изданиях:

3 Карнаух A.B. (Чернова A.B.), Терещенко В.П., Титова И.М. Исследование предпочтений потребителей при покупке пресервов из сельди // Труды VI юбилейной конференции, посвященной 50-летию пребывания КГТУ на Калининградской земле. -Ч. 1. - Калининград, 2008. - С. 301 - 304.

4 Карнаух A.B. (Чернова A.B.) Оценка влияния созревателей на качественные характеристики полуфабриката для пресервов // Материалы VI юбилейной конференции, посвященной 50-летию пребывания КГТУ на Калининградской земле, докл. номинации «Участник молодеж. науч.- инновацион. конкурса» (У.М.Н.И.К.) в ФГОУ ВПО «КГТУ». - Калининград, 2008. - С. 17 - 20.

23

5 Карнаух A.B. (Чернова A.B.), Титова И.М. К вопросу о потребительской лояльности к использованию ускорителей созревания при производстве пресервов // Материалы VII Международной научно-практической конференции «Производство рыбной продукции: проблемы, новые технологии, качество». - Светлогорск, 2009. -С. 162- 169.

6 Карнаух A.B. (Чернова A.B.), Титова И.М. Влияние химического состава со-зревателей на качественные показатели пресервов // Известия КГТУ. - Калининград, 2009. -№ 15. -С. 233 -237.

7 Чернова A.B. Использование ускорителей созревания как один из аспектов инновационного подхода к производству рыбных пресервов // Материалы II Международной научно-технической конференции «Новое в технологии и технике пищевых производств». - Воронеж, 2010. - С. 104 - 108.

8 Чернова A.B. Практические рекомендации по применению ускорителей созревания в контексте управления качеством пресервов // Материалы Международной научно-технической конференции «Актуальные проблемы освоения биологических ресурсов Мирового океана». - Владивосток, 2010. - С. 164 - 167.

9 Чернова A.B. Обоснование выбора созревателя при производстве полуфабрикатов для пресервов // Известия КГТУ. - Калининград, 2011. - № 21. - С. 76 - 82.

10 Чернова A.B., Титова И.М. Достоверность оценки эффекта созревания пресервов, приготовленных с использованием ускорителей созревания // Материалы VIII Международной научно-практической конференции «Производство рыбной продукции: проблемы, новые технологии, качество». - Светлогорск, 2011. - С. 86 - 90.

11 Чернова A.B., Титова И.М. К вопросу о стабилизации качества пресервов, приготовленных с использованием ускорителей созревания // Труды IX Международной научной конференции «Инновации в науке и образовании - 2011». - 4.1. - Кали________,__im I Г* Л *\СС

нинград, ¿.mí i. — ¿ut - ¿uu.

12 Чернова A.B., Титова И.М. Использование пищевых добавок в технологии рыбных пресервов // Материалы VIH Международной научной конференции студентов и аспирантов «Техника и технология пищевых производств». - Могилев, 2012. -

13 Titova I., Chernova A. Assessment of foreign-made ripening accelerators impact on shelf-life of fish preserves // Book of abstracts: the 5th Baltic Conference on Food Science and Technology FoodBalt-2010 «Globalization and individualization in food consumption: new challenges for science and production».- Tallinn, 2010. - P. 85 - 86.

Заказ № ЗФ. Подписано в печать J3. ОЧ. 2013 г. Формат 60x84 (1/16).

Тираж 100 экз. Объем 1,0 п.л.; 1,0 уч.-изд. л.

Издательство ФГБОУ ВПО «КГТУ», 236022, г. Калининград, Советский

пр-кт, 1

С. 90.

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «КАЛИНИНГРАДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ

УНИВЕРСИТЕТ» ФГБОУ ВПО «КГТУ»

04201358862 На правах рукописи

ЧЕРНОВА АНАСТАСИЯ ВАЛЕРЬЕВНА

ОБОСНОВАНИЕ ПРИНЦИПОВ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ФУНКЦИОНАЛЬНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ДОБАВОК ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ ПРЕСЕРВОВ ИЗ СЕЛЬДИ

05.18.04 Технология мясных, молочных и рыбных продуктов и холодильных производств

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук

Научный руководитель Титова Инна Марковна доцент, кандидат технических наук

Калининград - 2013

СОДЕРЖАНИЕ

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ...............................................................................................4

ВВЕДЕНИЕ........................................................................................................................5

1 СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ НАУЧНЫХ ОСНОВ И ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА РЫБНЫХ ПРЕСЕРВОВ.................................................................11

1.1 Научные представления о процессе созревания соленой рыбы и пресервов......11

1.2 Современная технология и пути обеспечения заданных параметров созревания рыбных пресервов...........................................................................................................25

2 ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ.............................................................52

2.1 Сырье и материалы....................................................................................................53

2.2 Методы исследования...............................................................................................56

3 АНАЛИЗ МАРКЕТИНГОВОГО ИССЛЕДОВАНИЯ ОТНОШЕНИЯ ПОКУПАТЕЛЕЙ К ФТД В ТЕХНОЛОГИИ ПРЕСЕРВОВ........................................62

4 ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ФТД НА СОЗРЕВАНИЕ, ВЫХОД И КАЧЕСТВЕННЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ СОЛЕНОГО ПОЛУФАБРИКАТА ИЗ СЕЛЬДИ...........................................................................................................................65

4.1 Характеристика растворов с ФТД...........................................................................65

4.2 Исследование влияния ФТД на выход соленого филе сельди..............................71

4.3 Анализ качественных показателей соленого полуфабриката из сельди.............72

4.4 Исследование изменений органолептических показателей качества соленого полуфабриката в процессе хранения.............................................................................80

4.5 Оценка безопасности сырья и соленого полуфабриката.......................................86

4.6 Точка потери товароведной характеристики соленого полуфабриката из разделанной сельди.........................................................................................................90

5 ОБОСНОВАНИЕ ПРИМЕНЕНИЯ ФТД, ИНГИБИРУЮЩИХ ПРОТЕОЛИЗ, С ЦЕЛЬЮ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ЗАДАННЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ КАЧЕСТВА ПРЕСЕРВОВ ИЗ СЕЛЬДИ.............................................................................................96

6 ИССЛЕДОВАНИЕ АНТИОКСИДАНТНОЙ АКТИВНОСТИ ДОБАВОК, ИНГИБИРУЮЩИХ СОЗРЕВАНИЕ...........................................................................107

7 ПРИНЦИПЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ФТД ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ ПРЕСЕРВОВ ИЗ РАЗДЕЛАННОЙ СЕЛЬДИ...........................................................................................111

8 РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ПРИМЕНЕНИЮ ФТД ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ПРЕСЕРВОВ ИЗ РАЗДЕЛАННОЙ СЕЛЬДИ С ЗАДАННЫМИ ПАРАМЕТРАМИ ..........................................................................................................................................116

ВЫВОДЫ.......................................................................................................................119

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ....................................................121

ПРИЛОЖЕНИЯ............................................................................................................144

ПРИЛОЖЕНИЕ А Акты-отзывы об апробации рекомендаций по использованию ФТД..................................................................................................................................145

ПРИЛОЖЕНИЕ Б Анкета маркетингового исследования отношения покупателей к ФТД в технологии пресервов........................................................................................149

ПРИЛОЖЕНИЕ В Балльная шкала оценки органолептических показателей качества соленого полуфабриката и моделей пресервов из разделанной сельди ... 150

ПРИЛОЖЕНИЕ Г Статистическое тестирование достоверности экспериментальных данных.

Расчет критериев Стьюдента и Кохрена.....................................................................151

ПРИЛОЖЕНИЕ Д Протоколы испытаний показателей безопасности соленого полуфабриката из разделанной сельди........................................................................162

ПРИЛОЖЕНИЕ Е Частный отклик и обобщенная функция желательности Харрингтона для соленого полуфабриката с ФТД....................................................223

ПРИЛОЖЕНИЕ Ж Спектрофлюориметрические характеристики липидной фракции соленой сельди с добавками, ингибирующими окисление.......................224

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

ФТД — функционально-технологическая добавка.

В АД - вкусоароматическая добавка.

pH — активная кислотность, водородный показатель.

КГТУ - Калининградский государственный технический университет.

ООО - общество с ограниченной ответственностью.

ТИНРО — Тихоокеанский научно-исследовательский рыбохозяйственный центр.

ГДЛ - глюконо-дельта-лактон.

АтлантНИРО - Атлантический научно-исследовательский институт рыбного хозяйства и океанографии.

ЭДТА — этилендиаминтетрауксусная кислота. ААРН - 2, 2' - азобис (2 - амидинопропан) дигидрохлорид. ABTS - 2, 2' - азино - бис - (3 - этилбензтиазолино) - 6 - сульфоновая кислота.

ГОСТ - государственный стандарт.

ГОСТ Р - государственный стандарт Российской Федерации. ОСТ - отраслевой стандарт. АКА - азот концевых аминогрупп. АЛО — азот летучих оснований.

кМАФАнМ - количество мезофильных аэробных и факультативно-анаэробных микроорганизмов.

БГКП - бактерии группы кишечной палочки. КОЕ - колониеобразующая единица. ОВП — окислительно-восстановительный потенциал. СанПиН — Санитарные правила и нормы.

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность работы. Современная технология пресервов является одним из динамично развивающихся направлений технологии обработки рыбы. Особую значимость данного вида производства обуславливает возможность использования одного из основных объектов рыболовства северо-западной части Атлантического океана - атлантической сельди, которая является на сегодняшний день самым популярным и массовым видом сырья. В России выпускается 50,6 тысяч тонн соленой продукции из сельди в год, и для 95% рыбообрабатывающих предприятий она стала основным объектом переработки при производстве пресервов [6].

Систематические исследования посола рыбы как одного из разделов технологии рыбы и рыбных продуктов начались лишь в 20-х годах XX века. Первоначально технология посола заключалась в консервировании рыбы насыщенным раствором хлористого натрия, и главной задачей являлось сохранение продукции на максимально длительный срок. В период 60-70-х годов XX века рыбная промышленность уже обладала развитой холодильной сетью, что позволило переключиться с консервирующего действия посола на создание условий для протекания процесса созревания, формирования с его помощью специфических вкусовых качеств соленой рыбы. Результатом послужило почти полное прекращение выпуска крепко- и среднесоленой рыбной продукции, имеющей пониженные гастрономические качества, и переход к выпуску слабосоленой продукции, с содержанием соли 6-10% [65].

Начиная с середины 80-х годов XX века, В.И. Шендерюком, В.П. Лисовой, Ю.Е. Солянко, Г.Т. Некрасовой, Т.А. Плетневой, В.В. Голенковой, В.И. Клюева [64, 65, 73] были заложены научные основы производства малосоленых пресервов из разделанной рыбы с массовой долей соли 4-6% в мелкой расфасовке.

До настоящего времени это наиболее рациональная технология в пресервном производстве, позволяющая получить продукт с органолептическими характеристиками, наиболее полно удовлетворявшими требованиям потребителя.

Современное производство пресервов из сельди включает применение функционально-технологических добавок (ФТД), ускоряющих и облегчающих ведение технологического процесса, влияющих на степень созревания.

Актуальность использования добавок, влияющих на созревание, при производстве соленой рыбной продукции и пресервов определяется целым рядом факторов, основными из которых являются возможность создания новых технологий, позволяющих частично исключать трудоемкие технологические операции, что приводит к выраженному экономическому эффекту; а также получение продукции высокого качества с повышенным сроком хранения.

Однако использование функционально-технологических добавок имеет ряд особенностей и проблем. Среди основных можно выделить проблему неравномерности эффектов применения добавок, возможность получения продукции с нетрадиционным, непривычным для потребителя вкусом и ароматом.

Таким образом, возникает необходимость в проведении дальнейших исследований, направленных на выявления механизма действия таких компонентов ФТД, как хлористый натрий, moho-, ди- и полисахариды, ферментные препараты и регуляторы кислотности.

Изучением влияния массовой доли соли и дисахаридов на скорость созревания занимались М.И. Турпаев, А.П. Черногорцев, В.И. Шендерюк, JI.C. Левиева,

A.Н. Дармограй [60, 110, 121, 123 - 133].

Исследования по изучению влияния ферментных препаратов микробиологического синтеза и вкусоароматических добавок (ВАД), содержащих в своем составе регуляторы кислотности и ферменты, на процесс созревания и формирование качества малосоленых пресервов проводились В.И. Шендерюком, Т.Н. Слуцкой, Г.Т. Некрасовой, В.В. Голенковой, Г.Н. Кимом, Е.Е. Ивановой, H.A. Студенцовой,

B.П. Лисовой, Т.П. Калиниченко, C.B. Синюковой, Л.Л. Константиновой, К.И. Па-хомовой, А.П. Леоновой, А.П. Плоринь, И.М. Титовой, Б.Л. Нехамкиным, О.В. Толкачевой, М.Н. Алыневской, O.A. Колесниковой, М.В. Новиковой, Т.В. Родиной [39, 45, 49, 51 - 53, 64, 65, 78, 79, 84,100 - 102, 106, 123 - 133].

При производстве пресервов возникает серьезная проблема, решением которой является поиск веществ, на первом этапе ускоряющих, а на последнем инги-бирующих процесс созревания и обладающих при этом антиоксидантными свойствами.

Удовлетворение противоречивых запросов производителя рыбной продукции - производство пресервов с применением технологии ускорения созревания и способных к длительному хранению - требует от науки внедрение обоснованных параметров посола, глубокого понимания процессов и факторов, воздействующих на органолептические свойства и качество пресервов.

Таким образом, научное обоснование принципов использования функционально-технологических добавок, влияющих на созревание пресервов из сельди, а также разработка рекомендаций по применению ФТД является решением актуальной задачи, имеющей существенное значение в области современной технологии соленой рыбы и пресервов.

Цель работы - рациональное использование и повышение эффективности применения функционально-технологических добавок при производстве пресервов из разделанной сельди путем научного обоснования принципов их воздействия на этапах производства и хранения.

Для достижения поставленной цели решались следующие основные задачи исследования:

1. Провести маркетинговое исследование отношения потребителей к ФТД в технологии пресервов из сельди.

2. Провести анализ состава и физико-химических показателей различных видов ФТД промышленного производства, применяемых в технологии пресервов.

3. Исследовать влияние ФТД на созревание, качественные характеристики и выход соленого полуфабриката для пресервов из сельди; способность обеспечивать условия для активации тканевых ферментов.

4. Математически обосновать и установить точку потери товароведной характеристики соленого полуфабриката в зависимости от используемой ФТД, влияющей на созревание мышечной ткани сельди.

5. Обосновать применение ФТД, ингибирующих окисление и протеолиз сельди, с целью обеспечения заданных показателей качества и сроков хранения пресервов из сельди с различной физико-химической характеристикой заливки.

6. Исследовать антиоксидантную активность добавок, обладающих ингиби-рующим протеолиз действием, с помощью модифицированной методики.

7. Разработать рекомендации по использованию функционально-технологических добавок в технологии пресервов из разделанной сельди.

8. Провести апробацию рекомендаций в производственных условиях.

Научная новизна диссертационной работы заключается в:

♦ установлении роли величины активной кислотности ФТД и соленого полуфабриката в качестве основного показателя при прогнозировании органолептиче-ских характеристик, сроков хранения и выхода соленого полуфабриката из разделанной сельди, приготовленного с использованием ФТД;

♦ разработке системного подхода к использованию добавок, влияющих на созревание, в зависимости от меняющихся задач в технологии пресервов;

♦ математическом обосновании термина «точки потери товароведной характеристики» и его значений для соленого полуфабриката из разделанной сельди;

♦ исследовании возможности расширения технологических свойств заливок пресервов из сельди путем введения добавок с антиокислительными свойствами;

♦ обосновании принципов применения добавок, влияющих на процесс созревания, как основы для решения научной задачи производства пресервов из разделанной сельди с заданными параметрами качества.

Практическая значимость. Разработаны рекомендации по использованию функционально-технологических добавок промышленного производства, влияющих на созревание, с целью получения соленого полуфабриката из разделанной сельди с заданными: выходом, органолептическими характеристиками и сроком хранения.

Рекомендовано в зависимости от типа заливки внесение одного из 4-х веществ с антиоксидантным и ингибирующих протеолиз белков мышечной ткани действи-

ем, обеспечивающих стабильные товароведных характеристики качества пресервов из сельди с ФТД.

Модифицирована методика качественного определения антиоксидантной активности ФТД применительно к моделям соленого филе сельди.

Апробация рекомендаций проведена технологами рыбообрабатывающих предприятий Калининградской области ООО «Навага», ООО «ГК Атлантис» и Московской области ООО «Рыбный дом».

Получены положительные отзывы на целесообразность применения рекомендаций в промышленных условиях (приложение А).

На защиту выносятся следующие положения:

Результаты исследования влияния ФТД на качественные характеристики соленого полуфабриката из разделанной сельди и на условия активации тканевых ферментов, участвующих в созревании.

Обоснование применения величины рН ФТД и соленого полуфабриката как основного показателя при выборе ФТД, обеспечивающей прогнозированный выход и качественные характеристики соленого полуфабриката из разделанной сельди.

Рекомендации по выбору добавок, влияющих на созревание, с целью получения заданных параметров качества пресервов из разделанной сельди.

Модификация методики хемилюминесцентной оценки антиоксидантной активности добавок для пресервов из разделанной сельди.

Апробация работы. Основные результаты исследований были представлены и обсуждены на: Всероссийском открытом конкурсе «На лучшую научную работу студентов ВУЗов по естественным, техническим и гуманитарным наукам» по разделу «Технология продовольственных продуктов» (Краснодар, 2008) (лауреат), Молодежном научно-инновационном конкурсе У.М.Н.И.К (Калининград, 2008) (получена почетная грамота), VI юбилейной конференции, посвященной 50-летию пребывания КГТУ на Калининградской земле, в секции «Технология продуктов питания» (ФГОБУ ВПО «КГТУ», Калининград, 2008), VII Международной научно-практической конференции «Производство рыбной продукции: проблемы, новые технологии, качество» (г. Светлогорск, 2009), II Международной научно-

технической конференции «Новое в технологии и технике пищевых производств», (Воронеж, 20 июня - 2 июля, 2010), Международной научно-технической конференции «Актуальные проблемы освоения биологических ресурсов Мирового океана» (Владивосток, 2010), the 5th Baltic Conférence on Food Science and Technology FoodBalt-2010 «Globalization and individualization in food consumption: new challenges for science and production» (Tallinn, 29-30 October, 2010), VIII Международной научно-практической конференции «Производство рыбной продукции: проблемы, новые технологии, качество» (г. Светлогорск, 6-9 сентября, 2011), IX Международной научной конференции «Инновации в науке и образовании - 2011» (г. Калининград, 18-20 октября, 2011), VIII Международной научной конференции студентов и аспирантов «Техника и технология пищевых производств» (Белоруссия, г. Могилев, 26-27 апреля, 2012).

Благодарности. Автор диссертации выражает благодарность сотрудникам ФГУП «АтлантНИРО»: заведующему лабораторией технологии пресервов и копчения рыб Нехамьсину Борису Лазаревичу; старшему научному сотруднику этой же лаборатории, к.т.н. Семенович Ольге Владимировне; директору испытательного центра ФГУП «АтлантНИРО» к.х.н., с.н.с. Шендерюку Владимиру Владимировичу; сотрудникам ФГБОУ ВПО «Калининградский государственный технический университет»: заведующему лабораторией «Микро- и нанотехнологий» к. ф.-м. н., доценту Самусеву Илье Геннадиевичу; д.т.н., профессору, заведующей кафедрой пищевой биотехнологии Мезеновой Ольге Яковлевне; д.т.н., профессору кафедры технологии продуктов питания Шендерюку Владимиру Ильичу; д.т.н., профессору кафедры технологии продуктов пит