автореферат диссертации по технологии продовольственных продуктов, 05.18.04, диссертация на тему:Расширение ассортимента рыбопродуктов на основе фарша: оптимизация сырьевых комбинаций, свойства и усовершенствованные технологии

На правах рукописи

СЬЯНОВ ДМИТРИЙ АЛЕКСЕЕВИЧ

РАСШИРЕНИЕ АССОРТИМЕНТА РЫБОПРОДУКТОВ НА ОСНОВЕ ФАРША: ОПТИМИЗАЦИЯ СЫРЬЕВЫХ КОМБИНАЦИЙ, СВОЙСТВА И УСОВЕРШЕНСТВОВАННЫЕ

ТЕХНОЛОГИИ

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

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

12 ДЕК 2013

Мелеуз - 2013

005543883

Работа выполнена в федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Московский государственный университет технологий и управления им. К.Г. Разумовского» филиал в г. Мелеузе,

Научный руководитель: кандидат технических наук, доцент

Дворянилова Ольга Павловна, (ФГБОУ ВІЮ «Воронежский государственный университет инженерных технологий») Официальные оппоненты: Мукатова Марфуга Дюсембаевиа,

доктор технических наук, профессор (ФГБОУ ВПО Астраханский государственный технический университет»)

Чудинова Любовь Петровна, кандидат технических наук (ФГБОУ ВПО Воронежский государственный аграрный университет имени императора Петра Г) Ведущая организация: ФГБОУ ВПО «Кубанский государственный

технологический университет», г. Краснодар

Защита диссертации состоится «27» декабря 2013 года в 10 часов 30 мнкут на заседании совета по защите диссертаций на соискание ученой степени кандидата наук, на соискание ученой степени доктора наук Д212.035.04 при ФГБОУ ВПО «Воронежский государственный университет инженерных технологий» по адресу: 394036, г. Воронеж, проспект Революции, 19, конференц-зал.

Отзывы на автореферат (в двух экземплярах), заверенные гербовой печатью учреждения, просим присылать ученому секретарю совета Д212.035.04.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО «ВГУИТ». Автореферат размещен в сети Интернет на официальном сайте Министерства образования и науки РФ по адресу: vak2.ed.eov.ru и на официальном сайте ФГБОУ ВПО ВГУИТ mwv.vsuet.nj. «27» ноября 2013 года. Автореферат разослан «26» цоября 2013 года.

Ученый секретарь совета по защите диссертаций

на соискание ученой степени кандидата наук, на соискание ученой степени доктора наук

М.Е. Успенская

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Согласно официальной статистике в 2013 году перспективы развития рыбного бизнеса в России обрели радужные очертания, что, несомненно, порадовало инвесторов. Уже в первые месяцы текущего года был зафиксирован значительный рост (+24,4%) производства рыбы и рыбопродуктов. В итоге за счет рационального использования биоресурсов, т.е. разведения рыбы во внутренних водоемах, отрасль получила новый импульс. И, несмотря на засилье на прилавках супермаркетов импортной рыбной продукции, отнюдь не дешевой, но при этом не всегда качественной, потребительский спрос на относительно дешевую и практически всегда свежую и качественную отечественную продукцию продолжает расти.

В соответствии с основной целью федеральной целевой программы «Повышение эффективности использования и развития ресурсного потенциала рыбохозяйственного комплекса в 2009-2013 годы» важным направлением является расширение ассортимента рыбной продукции и прежде всего использование местных рыбных ресурсов - пресноводных рыб. Экономически целесообразно перерабатывать такое сырье на пищевые фарши и получать из него широкий ассортимент рыбных продуктов и полупродуктов. Фарши на основе мяса рыб внутренних водоемов, имеют относительно низкие функционально-технологические свойства и нуждаются в привлечении современных технологических приемов, обеспечивающих требуемые значения, необходимые для получения готовых продуктов с высокими органолептическими показателями и пищевой ценностью.

Проблемам технологии производства фаршей и получения на их основе рыбных продуктов посвящены работы как отечественных, так и зарубежных ученых: Л. С. Абрамовой, Л. В. Антиповой, Л. С. Бай-далиновой, В. Д. Богданова, Т. М. Бойцовой, Л. И. Борисочки-

ной, О. В. Бредихиной, В. Г. Будиной, А. Т. Васюковой, В. А. Громовой, О. П. Дворяниновой, Н. В. Долгановой, С. М. Доценко, О. И. Ку-тиной, Б. П. Никитина, В. Ф. Корельского, М. Д. Мукатовой, Е. Ф. Рамбеза, Н. И. Рехиной, Т. М. Сафроновой, Ю. А. Фатыхова, Н. А. Студенцовой, А. П. Ярочкина, Akiba М., King F., Linton О., Christians О., Е. Tanikawa, К. Nakamura и др.

Однако ассортимент рыбных продуктов на основе фарша остается достаточно узким, качественные показатели не всегда обеспечивают конкурентоспособность, а цена остается относительно высокой.

В соответствии с вышеизложенным, исследования, направленные на разработку рецептур и технологий продуктов питания широкого потребительского спроса на основе рыбного фарша и его комбинаций для получения изделий с высокой пищевой ценностью, доступных по цене потребителю, являются весьма актуальными.

Диссертационная работа являлась частью научных исследований, выполненных в рамках НИР государственной научно-технической программы Республики Башкортостан «Инновационные технологии оздоровления населения Республики Башкортостан" (ГНТП РБ №19/1 от 2013 г.).

Целью исследования являлось исследование пищевой и биологической ценности, функционально-технологических свойств рыбных фаршевых систем на основе мяса рыб внутренних водоемов и разработка технических решений по производству ассортимента рыбных продуктов с регулируемыми свойствами и улучшенными потребительскими показателями качества.

На основании литературных данных и в соответствии с поставленной целью экспериментальные исследования были направлены на решение следующих задач:

- исследовать свойства структурообразующих пищевых добавок животного происхождения;

- обосновать оптимальные количества пищевых добавок животного происхождения, в том числе мяса теплокровных животных, позволяющих улучшить органолептические и функционально-технологические свойства рыбного фарша;

- с помощью методов математического моделирования обосновать ингредиентный состав и оптимизировать рецептуры рыбопродуктов с учетом сбалансированности аминокислотного состава;

- исследовать аромат, цветовые характеристики, пищевую и биологическую ценность сырьевых комбинаций и рыбных изделий;

- провести оценку качества, безопасности и обосновать сроки годности рыбных продуктов, изготовленных по усовершенствованным технологиям;

- разработать пакеты технической документации на опытную партию рыбных продуктов, провести промышленную апробацию и произвести расчет экономической эффективности.

Научная новизна. Обоснован выбор компонентов животного происхождения, обеспечивающих комплементарность аминокислотного состава, гарантирующих высокую биологическую ценность пищевых систем (79-80%) с частичной заменой рыбного сырья. Методом микроструктурного анализа доказано, что внесение белков животного происхождения в количестве 20% к массе основного сырья дает возможность получить монолитные фарши с функционально-технологическими свойствами (ФТС), превосходящими контроль по влагосвязывающей (ВСС) и влагоудерживающей (ВУС) способности на 30-33%. Впервые исследовано влияние пищевой коллагеновой эмульсии из шкурки прудовых рыб (ПКЭШР) в количестве 20% к массе сырья на функционально-технологические свойства готовых рыбных изделий с требуемым комплексом показателей пищевой и биологической ценности. На основании анализа цветовых характеристик модельных фаршей доказано, что внесение ПКЭШР в состав модельных фаршей улучшает цветовые характеристики пищевой системы, о чем свидетельствуют спектральные кривые отражения Я = Г (X), лежащие в видимой области (400-740 нм). На основе пьезо-сенсорных измерений показано, что использование в рецептурах рыбопродуктов белковых препаратов животного происхождения способствует сохранению аромата в течение длительного времени, что позволило усовершенствовать традиционные технологические процессы производства рыбных продуктов при балансировании их состава, экономии рыбного сырья, стабилизации органолептических показателей при хранении, увеличения выхода, придании им профилактических свойств. Расчет биологической ценности (БЦ) нового ассортимента рыбопродуктов показал, что они содержат полный набор незаменимых аминокислот, следовательно, характеризуются высокими показателями БЦ.

Практическая значимость. Методами математического моделирования оптимизирован состав рецептур рыбопродуктов с использованием ПКЭШР.

Разработаны научно-обоснованные рецептуры и модификации технологических схем производства продуктов на основе рыбного

фарша с применением новых пищевых компонентов многофункционального действия.

Научная новизна подтверждена заявкой на получение патента РФ №2011118588/13 «Способ приготовления рыбного фарша для производства кулинарных изделий» (уведомление о положительном результате экспертизы по существу от 20.05.2013 г.).

Разработанные рецептуры рыбопродуктов апробированы в условиях предприятий ЗАО «Общепит» (г. Сгрелитамак) и «Стерлитамак-ское Районное потребительское общество», которые подтвердили целесообразность и эффективность их применения. Снижена себестоимость выпускаемой продукции и повышена рентабельность за счет вовлечения маловостребованного сырья в цикл производства. На новые виды продуктов разработаны проекты технической документации (ТУ и ТИ): ТУ 9266 - 001 - 48859312 - 2012 «Мясорыбные котлеты «Карпуша», ТУ 9266-002-48859312-2012 «Паштет рыборас-тительный «Экзотика», ТУ 9266 - 003 - 48859312 - 2012 «Колбаса полукопченая «Лапланская».

Расчетная прибыль от реализации апробированных технологий в условиях ЗАО «Общепит» (г. Стерлитамак) составила 4853,9 тыс. р. на 1 т готовой продукции в год при рентабельности продукции 20,7%, что доказало конкурентоспособность новых видов рыбопродуктов на продовольственном рынке Республики Башкортостан.

Результаты исследований рекомендованы для внедрения в учебный процесс и могут использоваться при проведении занятий в качестве мультимедийного сопровождения лекционных курсов.

Научные положения, выносимые на защиту:

• свойства сырьевых комбинаций на основе сочетания мяса рыб внутренних водоемов, мяса теплокровных животных и белков животного происхождения;

• рецепгурно-компонентные решения рыбопродуктов с применением пищевых компонентов многофункционального действия;

• комплексная оценка качества и хранимости полуфабрикатов и готовых рыбопродуктов, выработанных по разработанным моди. фицированным технологиям.

Соответствие диссертации паспорту научной специальности. Диссертационное исследование соответствует п. 2, 4 паспорт специальности 05.18.04 - «Технология мясных, молочных и рыбных продуктов и холодильных производств».

Апробация работы. Результаты исследований были доложены и обсуждены на международной научной конференции «Стратегия подготовки кадров для малого и среднего бизнеса в пищевой промышленности» (г. Москва, 2008); VI научно-практической конференции «Технологии и продукты здорового питания. Функциональные пищевые продукты» (г. Москва, 2008); II Всероссийской научно-практической конференции «Современное состояние и перспективы развития пищевой промышленности и общественного питания» (г. Челябинск, 2009); международном научно-образовательном форуме «Формирование отраслевой и инновационной среды на основе развития профессиональных сообществ и организаций АПК пищевой индустрии и индустрии питания» и научно-практической конференции «Проблемы биологической безопасности и качества продуктов питания» (г. Москва, 2009); 77-ой научной конференции молодых учёных, аспирантов и студентов «Научные изыскания молодёжи- решению проблем продовольствия населения в 21 веке» (г. Киев, 2011); международной научно-практической конференции «Инновационное развитие пищевой, лепсой промышленности и индустрии гостеприимства» (г. Алматы, Казахстан, 2013).

Публикации результатов работы. По теме диссертации опубликовано 12 печатных работ, в том числе 3 статьи в журналах из перечня ВАК Минобрнауки РФ, 1 монография, 1 заявка на патент РФ.

Структура и объём диссертации. Диссертация изложена на 180 страницах, состоит из введения, 5 глав, выводов, содержит 31 таблицу, 26 рисунков, 5 приложений. Библиографический список включает 168 наименований источников российских и зарубежных авторов.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении сформулирована цель работы, обоснована актуальность, аргументирована научная новизна и практическая значимость работы.

В главе I «Аналитический обзор литературы» обобщён опыт использования пищевых добавок и ингредиентов при производстве рыбопродуктов. Проведена оценка пищевой и биологической ценности наиболее распространенных рыб внутренних водоемов. Определен современный ассортимент рыбопродуктов на основе фарша. Поставлены задачи исследования.

В главе II «Объекты и методы исследования». Объектами исследования служили: рыбы естественных популяций и аквакультуры (щука, карп, толстолобик, карась), в том числе рыбы пониженной товарной ценности, нестандартных размеров, с различными механическими повреждениями выловленные в осенний период в соответствии с действующей документацией. Сырье доставлялось из ОАО «Кар-мановский рыбхоз», ОАО «Рыбхоз Балык», ОАО «Башкиррыбхоз». В качестве составной части модельных фаршей использовали свинину II, III и IV категории упитанности жилованную полужирную по ГОСТ Р 5322 й шпик свиной по ГОСТ Р 5322, полученные в условиях ООО «Мелеузовский мясокомбинат»; белковые препараты животного происхождения (WB 1/40 фирмы «Провико» (Германия), Типро-600 компании ЗАО «Могунция-Интеррус», СКАНПРО 325/1 (SCANPRO 325/1), СКАНПРО Т95 (SCANPRO Т95) компании BHJ A/S Protein Foods (Дания), пищевая коллагеновая эмульсия из шкурки рыб (Патент РФ № 2358450).

Основную часть экспериментальных исследований проводили в лабораториях Московского государственного университета технологий и управления имени К.Г.Разумовского филиал в г. Мелеузе (Башкортостан) и ФГЪОУ ВПО ВГУИТ в научно-исследовательской лаборатории кафедры продуктов питания животного происхождения. Отдельные этапы исследований проводились в лабораториях «Центра гигиены и эпидемиологии в Воронежской области», областной ветеринарной лаборатории, испытательной лаборатории AHO «НТЦ «Комбикорм» и ЗАО «Общепит» (г. Стерлитамак). Схема экспериментальных исследований представлена на рис. 1.

При выполнении диссертационного исследования применяли общепринятые и специальные методы исследования (анализатор запахов с методологией «Электронный нос», цветовые характеристики продуктов - колориметрическая система координат CIE L*a*b* и XYZ, переваримость белков пищеварительными ферментами пепсин-трипсин «in vitro» - методом Покровского-Ертанова) свойств сырья, полуфабрикатов и готовой продукции. Экспериментальные данные обрабатывали методами математической статистики с использованием пакетов прикладных программ: MS OfficeExel, MathLab 7.1, Generic 2.0, biocen.

Рисунок 1 - Схема экспериментальных исследований

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

Глава III Обоснование выбора и оценка функционально-технологических свойств структурообразующих пищевых добавок. Для оценки применимости белков животного происхождения представляло интерес изучение функционально-технологических свойств животных белков: Типро-600, Сканпро Т95, Сканпро 325/1, \¥В 1/40 и пищевой коллагеновой эмульсии из шкурки рыбы (ПКЭШР). В качестве модельной системы ис-

пользовали суспензии: сухой препарат : вода (0,5 г воды на 1 г препарата) для определения влагоудерживающей способности и сухой препарат : масло (1 г препарата и от 1 до 6 г растительного масла) - жироудерживающей способности.

Графическая интерпретация экспериментальных исследований представлена на рисунках 2 и 3 соответственно. Из данных, при-

веденных на рисунках 2-

3, видно, что водоудер-живающая способность белка животного происхождения Сканпро 325/1 на 2,3-0,4 г воды/ г препарата превосходит белки Типро-600, Сканпро Т95, ШВ 1/40, а пищевую коллагеновую эмульсию из шкурки рыбы (ПКЭШР) - на 0,6 г воды / г препарата.

По жироудерживающей способности белок животного происхождения Сканпро Т95 превосходит все представленные белки на 0,2-0,6 г масла / г препарата. Пи-из шкурки рыб уступает белку

Типро- Сканпро Сканпро 140 ПКЭШР 60« ТО 325/1

Рисунок 2 - Характеристика водоудерживающей способности белков животного происхождения

? и

Типро-600 Сканпро Сканпро %В1'40 ГОСЭШР Т»5 3254

Рисунок 3 - Характеристика жироудерживающей способности белков животного происхождения

щевая коллагеновая эмульсия Сканпро Т95 на 0,2 г масла / г препарата.

Для определения гелеобразующей способности белков животного происхождения, которая непосредственно влияет на качество готовой продукции, получали гели миофибриллярных белков, Хорошие гели можно получить при соотношение сухой препарат : вода 1:15 при смешивании с водой комнатной температуры, 35 °С и 65 °С. При использовании воды температурой 20 °С, 35 °С хорошие гели образуются при гидратации 1 : 25.

&

2 а

С) а

а

и

я

т

Рисунок 4 —Зависимость вязкости пищевой коллагеновой эмульсии из шкурки рыб (ПКЭШР') от температуры

Желируюгцую способность пищевой коллагеновой эмульсии из шкурки рыб определяли по нарастанию вязкости жидкообраз-ных продуктов. По полученным данным строили график зависимости вязкости от температуры. На рисунке 4 видно, что с увеличением температуры с 20°С до 60 °С происходит повышение вязкости.

Растворимость исследуемых препаратов в воде, растворе соли с массовой долей 2,5 % и растворе гидроксида натрия с концентрацией 0,01 моль/дм3, представлена на рисунке 5. На рисунке видно, что лучше всего белки растворяются в воде, затем в щелочи и солевом растворе.

Определение ККГ проводили при температурах 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90 °С. При температуре 4 °С концентрация ПКШЭР составила 9 %, при 20 -10%, при 30- 10%, при дальнейшем увеличении температуры концентрация не определялась.

Полученные данные свидетельствуют о том, что, начиная с 40 °С при повышении температуры ККГ не определяется, поскольку при данных температурах происходит разрушение геля под действием свинцового шарика и температуры.

■ Соль

■ Шелочь

О В ода

Рисунок 5 - Растворимость животных белков в воде, растворе соли и растворе гидроксида натрия

Таким образом, приведенные свойства белков животного происхождения, полученных из натурального сырья (свиная шкурка, кровь, шкура рыб), доказывают их перспективность применения в высокотехнологичных производствах рыбоперерабатывающей отрасли, так как являются полноценной заменой основного рыбного сырья в рецептурах продуктов питания, позволяют обогатить продукты пищевыми волокнами, а также существенно улучшить реологические свойства - консистенцию фарша.

При выборе структурообразователей белковой природы большое значение имеет аминокислотный состав. Полученные результаты приведены в таблице 1.

Таблица 1 - Характеристика аминокислотного состава белковых препаратов животного происхождения

Наименование аминокислот Типро-600, гАКЛООг Сканпоо Т95," гАК/100 г Скаипро 325/1, гАКЛООг \УВ 1/40, гАКЛООг ПКЭШР, гАКЛООг

Алании 4,27 7,91 8,77 9,10 8,29

Аргинин 5,43 2,92 7,32 7,32 7,21

Аспарагиновая кислота 1,31 7,53 0,02 5,71 4,89

Цистин 3,48 0,14 0,38 0,24 0,32

Глутаминовая кислота 13,20 8,05 11,03 10,35 11,01

Глицин 3,12 18,38 15,21 23,87 15,88

Гистидин 2,56 0,87 2,92 0,59^ 0,66

Изолейцин 2,78 1,08 1,48 2,71 2,85

Лейцин 8,99 3,89 2,69 1,39 4,42.

Лизин 8,02 4,61 4,35 3,72 4.01

Метионин 0,90 0,93 1,02 0,88 1,31

Фенил аланин 4,81 2,13 2,42 2,39 2,59

Пролин 9,55 10,64 11,56 12,08 11,98

Серии 5,13 2,85 3,11 2,68 4,02

Треонин 5,17 1,96 2,31 1,44 2,33

Тирозин 4,50 0,88 0,57^ 0,55 0,78

Валин 6,30 2,46 2,58 1,21 3,58

Триптофан 0,90 0,91 0,85 0,63 0,66

Экспериментальные данные показывают, что белки животного происхождения содержат практически полный спектр аминокислот, в том числе незаменимые, в тоже время расчёт скоров аминокислот показывает, что изучаемые белковые системы не явля-

ются сбалансированным, расчетный критерий различия аминокислотных скоров составляет от 23,04% (для ПКЭШР) до 73,65% (для ТИПРО 600); минимальное значение биологической ценности соответствует белку ТИПРО 600 и составляет 23,65%, при этом максимальная биологическая ценность была отмечена у белка животного происхождения \¥В 1/40 - 76,93% (табл. 2).

Расчет показателей биологической ценности выполнен при компьютерном моделировании. Полученные данные свидетельствуют о том, что белки животного происхождения не равноценны по показателям КРАС, БЦ, и. Это указывает на их различную структуру, вероятно связанную с происхождением и позволяет определить приоритеты в использовании.

Таблица 2 - Расчет биологической ценности животных белков

Наименование белков животного происхождения Типро- 600 Сканпро Т95 Сканпро 325/1 WB 1/40 ПКЭ ШР

БЦ, % 26,35 74,36 76,85 76,93 75,96

КРАС, % 73,65 25,64 23,15 23,07 23,04

Коэффициент утилитарности АК состава 0,24 0,53 0,59 0,50 0,62

Коэффициент «сопоставимой избыточности» 1,1127 0,3163 0,2474 0,3637 0,2211

По результатам проведенных исследований были построены визуальные отпечатки (рис. 6-10) белков животного происхождения. В качестве модельной системы было выбрано соотношение фарш рыбный из толстолобика : животный белок - 90 : 10.

Тр-1

25,00,;-.-.

Ап-3

■ Типро-600

ОМодельныйф41яисТипро-бОО

Рисунок 6 - «Визуальный отпечаток» модельной системы с Типро-600 и без него

Тр-1 25.0ft-

"ИйГоп

Пр-1

CicannpoT95

Модельный файл соСкадпро Т95 Рисунок 7 - «Визуальный отпечаток» модельной системы со Сканпро Т95 и без него

Тр-1

Ап-3

Пр

^Пр.1 Ап-з/

Тр-2 Тр-3*

ІСканпро325/1

¡Модепьньв'і фадшсоСкшпро 325/1 Рисунок 8 - «Визуальный отпечаток» модельной систе-мысо Сканпро 325/1 и без него

Пр-2 1/40

ОМодмтьный Фарш с WB 1 /40 Рисунок 9 - «Визуальный отпечаток» модельной системыс WB 1/40 и без него

Ощя Ь СИЯ 1С шкурки рыб Модельный фадо «эмульсией

Рисунок 10 - «Визуальный

отпечаток» модельной системы с пищевой колла-геновой эмульсией из _ шкурки рыб и без нее

Данные доказывают, что введение белков животного происхождения в рыбные фарши не влияет на органолептические показатели пищевой системы, при этом «визуальные отпечатки» не меняются, совпадение тимплетов (очертаний) находиться в пределах ошибки микровзвешивания.

Микроструктурными исследованиями установлено, что введение в рыбную систему структурообразующих белковых добавок животного происхождения не приводит к ухудшению плотности и однородности фарша по сравнению с контрольным образцом (фарш без белковых добавок). Наилучшие результаты были получены при введении в рыбные системы пищевой коллагеновой эмульсии из шкурки прудовых рыб в количестве 20 % к массе основного сырья доказывает стабильность образованных эмульсий, что доказывает стабильность образовавшихся эмульсий при равномерном распределении водной и тонкодис-

11 И Ні и _

фрагменты- ; >шшЛ І

вдмичные-ко-Ьтныс-вкпючс- няД.......... . —^

11

Рисунок 11 - Фрагмент модельного рыбного фарша без добавления животных белков. Ув. *200. Окр. гем.-эоз.

Рисунок 12 - Фрагмент модельного рыбного фарша с добавлением Типро-600. Ув. *200. Окр. гем.-эоз.

Рисунок 13 - Фрагмент модельного рыбного фарша (¡добавлением Сканпро Т95. Ув. *200. Окр. гем.-эоз.

рдини^ные-ко-ртный^ключе-

ВШІ

персной части фарша и как следствие улучшение структуры полученных сырьевых комбинаций.

Основные компоненты пищевой коллагеновой эмульсии из шкурки рыб образуют внешне однородный комплекс с белками мелкозернистой массы фарша (рис. 11-16).

Таким образом, анализ общего химического и аминокислотного составов, функцио-налъно-техноло-гических свойств и микроструктурных характеристик свидетельствует о перспективности и целесообразности использования исследуемых белков животного происхождения при производстве рыбопродуктов с улучшенной высокой биологической ценностью.

Глава IV

Функционально-технологические свойства пищевых добавок в рыбных основах. Для создания

продуктов, отвечающих заданным требованиям, необходимо обеспечить их сбалансированный химический состав и наилучшие органо-лептические характеристики.

Включения-

¿животного-релка^|

Рисунок 14 - Фрагмент модельного рыбного фарша сдобавлением Сканпро 325/1. Ув. ¡<200. Окр. гем.-эоз.

Рисунок 15 - Фрагмент модельного рыбного фарша с добавлением \УВ1/40. Ув. х200. Окр. гем.-эоз.

Моделирование рецептур фаршевых продуктов проводилось с учетом анализа суточной потребности взрослого человека в аминокислотах. Результаты расчета рецептур для разработанных рыбных продуктов (мясорыбные котлеты «Карпуша», рыборастительный паштет «Экзотика» и колбаса полукопченая «Лапланская») показали, что с учетом значений частных функций желательности каждой из аминокислот (ей) обобщенный критерий желательности сбалансированности аминокислотного состава (П) для мясорыбных котлет «Карпуша» составил 0,766, что по шкале желательности соответствует оценке «отлично», для рыборастительного паштета «Экзотика» - 0,760, что по шкале желательности соответствует оценке «отлично» и для колбасы рыбной полукопченой «Лапланская» - 0,771, что по шкале желательности соответствует оценке «отлично». На основе компьютерного моделирования разработаны следующие рецептуры продуктов (табл. 3).

Таблица 3 - Рецептуры разработанных продуктов

Наименование сырья кг на 100 кг сырья

«Карпуша» «Экзотика» «Лапланская»

Фарш карпа / толстолобика 27,50 / - - / 30,00 - / 24.40

Фарш свинины п/ж 27,50 - -

Фарш щуки / карася - 30,00 / - - / 24,40

ПКЭШР 20,00 15,00 20,00

Чечевица бланш./ крупа манная - 10.00/8,00 -

Томаты протертые / рис вареный - 2,00/3,10 -

Лук пассерованный 6,80 2,58 -

Хлеб пшеничный 10,00 - -

Молоко коровье пастеризованное 3,00 - -

Яйцо куриное 4,75 - -

Перец болт. / морковь пассер. - 6,00/2,50 -

Масло сливочное /растительное - 2,50 / - - / 20.00

Жир свиной - - 5,00

Ячменная текстурированная мука - - 1,20

Анисомин (молочный белок) - - ІДО

Каррагинан «Лемикс-95» - 2,50 -

Добавка фирмы «Аромарос» - 0,07 1,40

Соль поваренная пищевая 0,40 0,75 2,20

Перец черный молотый 0,05 - -

Жидкий дым «Коптекс» - - 0,20

Итого: 100,00 100,00 100,00

с добавлением ПКЭШР. Ув. *200. Окр. гем.-эоз.

Изучение химического состава - важнейшая характеристика пищевых продуктов, показывающая содержание основных питательных веществ - белков, жиров и углеводов.

С целью получения информации о содержании основных пищевых нутриеитов в разработанных продуктах, был определен их химический состав и экспериментально рассчитана энергетическая ценность. Результаты экспериментальных исследований представлены в табл. 4.

Таблица 4 - Общий химический состав готовой продукции

Наименование показателя Наименование готовой продукции

Массовая доля, % : Мясорыбные котлеты «Карпуша» Паштет рыбораститель ный «Экзотика» Колбаса полукопченая «Лалланская»

жира 17,0 20,3 17,0

белка 13,0 13,5 17,1

золы 1,0 1,2 2,9

влаги 69,0 65,0 63.0

Энергетическая ценность:

ккал 210.5 243,2 233,9

кДж 881,3 1018,2 979,3

Как видно из данных табл. 4, содержание бежа в продуктах составляет в среднем от 13 до 17,1%; содержание жира колеблется от 17 до 20,3 %, что связано с его уровнем в исходном рыбном сырье. Содержание углеводов достигает в среднем 1,7 %. Наибольшая энергетическая ценность (243,2 ккал) характерна для паштета рыборасти-телъного «Экзотика», наименьшая (210,5 ккал) - для мясорыбных котлет «Карнуша», что вполне удовлетворяет требованиям, предъявляемым к рыбным продуктам. Аминокислотный состав разных белков -критерий ил ценности в питании (табл. 5). Выявлено высокое содержание таких незаменимых аминокислот, как лизин (9,41-9,77 г на 100 г продукта), лейцин (7,89-9,15 г на 100 г продукта), треонин (3,74-4,38 г на 100 г продукта), а также фенилаланин в сумме с тирозином (7,438,3 г на 100 г продукта). Из заменимых кислот высоким уровнем содержания характеризуются аспарагиновая и глутаминовая кислоты, известные предшественники вкуса и аромата. Полученная информация свидетельствует о высокой пищевой и биологической ценности. Следует отметить, что использование пищевой коллагеновой эмульсии из шкурки рыб в рецептуре дало возможность стимулировать уве-

личение ФТС продукта за счет содержания в ее составе белков животного происхождения. Графическая интерпретация закономерности изменения ВСС и ВУС показывает, что максимальные значения величин достигаются при введении ПКЭШР 20 % в фарш взамен основного сырья и составляют 70,2 %, 66,2 % соответственно. Графическая интерпретация экспериментальных исследований липкости представлена на рисунке 17.

Наименование аминокислот Количество (г на 100 г продукта)

Котлеты «Карпуша» Паштет рыборастигель-ный «Экзотика» Колбаса полукопченая «Лапланская>:

Лизин 9,77 9,41 10.23

Треонин 4.38 3.93 3.74

Лещин 9,15 8,81 7,89

Изолейцин 3.31 3.19 3,10

Валин 5.15 4.96 4.97

Глицин 4.08 4,22 4.85

Фенилаланин 4,38 4,22 3,86

Тирозин 3.92 3,78 3,57

Метионин 2.85 2,74 2,51

Цистин 1.23 1,19 0,99

Гистидин 3.77 3,63 2,57

Триптофан" - - -

Серин 3.77 3,63 3,22

Глут. кислота 12,46 12,00 9,82

Пролин 5.15 4,96 4.15

Аргинин 5.23 5,04 4,21

Алании 7,31 7,04 7,66

Итого: 85,92(44,15/41.77) 82,74 (42,22/40,52) 77,37(40,88/36.49)

5 10 15 20 25 30 35 40

" Модельный фарше Типро-600 ■ Модельный фарш со Сканпро Т95

" Модельный фарш со Сканпро 3 25/1 —■ Модельный фарш с \УВ 1 /40 ■ Модельный фарше ПКЭШР —•— Контроль

Рисунок 17 - Липкость модельных фаршевых систем с различными белками животного происхождения, %

Таким образом, белковые препараты животного происхождения оказывают положительное действие на ВСС, ВУС, ЖУС, липкость пищевых систем для всех образцов модельных фаршей, а следовательно перспективны для применения в технологии фаршевых рыбных продуктов.

При исследовании цветовых характеристик использовали модельные фарши: из мяса толстолобика - 80 % и ПКЭШР - 20 %. Контролем служили: фарш на основе мяса толстолобика - 100% и пищевая коллагеновая эмульсия - 100%.

Спектральные кривые снятые на спектрофотометре СФ-18 в видимой области (400-740 нм) показаны на рисунке 18.

°-7 1 ................................Вза-

о,б ---------------------------------------------- ----------------------------- имное расположение спектральных кривых характеризует их различие в цветности. Как видно на рисунке 18,

400 420440460 480 500 520 540 560 580 600 620640660 680700720 740 —•— Фар шиз рыбы —■—Фарш с ПКЭШР —*—ПКЭШР

Длина волны (н-м) Рисунок 18 - Спектрограммы отражения модельных фаршей

спектральная кривая для пищевой коллагеновой эмульсии находиться ниже, чем кривая фаршей из 100 % мяса рыбы, что обусловлено естественной темной окраской эмульсии. Спектральные кривые модельного фарша с применением пищевой коллагеновой эмульсии из шкурки рыб находятся между кривыми фаршей из 100 % мяса рыбы и эмульсии, что обуславливается смешиванием образцов. И так, при включении в состав фарша в количестве 20 % пищевая коллагеновая эмульсия дает готовой продукции светло-кремовый цвет.

Согласно ГОСТу Р 51074-97 срок хранения - период, в течение которого пищевой продукт при соблюдении установленных

условий хранения сохраняет свойства, указанные в нормативном или техническом документе. Другими словами, на протяжении этого срока продукт полностью сохраняет вкус, консистенцию, аромат и полезные качества в таком же виде, как и при выпуске. Для отдельных товаров термин «срок годности» эквивалентен гарантийному сроку. Исследование сроков хранения рыбных продуктов проведены с применением в рецептурах пищевой коллагеновой эмульсии из шкурки рыб с использованием системы "Электронный нос". Результаты исследованных образцов, на примере колбасы полукопченой «Лаплан-ская» проводились в течении продолжительности хранения готовых изделий, результаты которых приведены на рисунке 19.

Как следует из данных, представленных на рисунке 19, использование в рецептурах пищевой коллагеновой эмульсии из шкурки рыб (ПКЭШР) способствует сохранению аромата в течении длительного времени, что, вероятно, связано с высокой сорбционной емкостью коллагеновых белков эмульсии.

Глава V Разработка частных технологий производства рыбопродуктов широкого потребительского спроса. Современный подход к разработке рецептур пищевых продуктов основан на выборе определенных видов сырья и вспомогательных материалов в тех соотношениях, которые бы обеспечивали достижение прогнозируемой пищевой ценности готовой продукции. Учитывая, что в среднем человек в сутки потребляет 1600 г пищевых продуктов, рассчитывали рекомендуемые нормы содержания пищевых веществ в 100 г проектируемого продукта. Комплексное моделирование рецептур разработанных продуктов проводили с учетом анализа суточной потребности человека в возрасте от 18 до 40 лет, работаю-

• бига-зш? испхэш?

Рисунок 19 - Сенсограммы рецептуры полукопченой колбасы «Лапланская»

щего со средней физической нагрузкой, в результате чего к продукту предъявляется ряд требований.т Технологический процесс рыбопродуктов осуществляли по традиционным технологическим схемам, отличием являлось добавление на стадии приготовления фарша пищевой коллагеновой эмульсии из шкурки рыб в количестве 20 % к массе сырья. Исследование на примере мясорыбных котлет «Карпуша» проводили при жарении и запекании, параметры которых описаны в таблице б.

Таблица 6 - Параметры тепловой обработки модельных фаршевых систем

Тепловая обработка Температура тепловой обработки, °С Длительность процесса, мин

Жарение 160 30

Запекание 170 50

Доказано, что минимальные технологические потери (14%) наблюдаются в образце модельного фарша с пищевой коллагеновой эмульсией в количестве 20% обжаренного при 160 °С в течение 30 минут, при этом выход готовой продукции был максимальным (86%) по сравнении с контрольным образцом и образцом, подвергнутым запеканию. Разработанные технологии апробированы в условиях ЗАО «Общепит» и «Стерлитамакское РПО» (г. Стерлитамак). Высокая качественная оценка готовых изделий подтверждается актом дегустации с приглашением специалистов. По результатам комплексных исследований разработаны проекты технической документации, подана заявка на патент РФ. Расчет биологической ценности по методике Липатова Н.Н. (мл.), итоги которого представлены в таблице 7, показали, что новый ассортимент рыбопродукты на основе фаршей обеспечивает высокую биологическую ценность (79,2-81,1 %).

Таблица 7- Биологическая ценность новых рыбопродуктов

Наименование образца КРАС, % БЦ.% Коэф. утилитарности АК состава Коэф. «сопоставимой избыточности»

Мясорыбные котлеты «Карпуша» 18,880 81,12 0,806 0,3437

Полукопченая колбаса «Лапланская» 20,800 79,20 0,960 0,3534

Паштет рыборастигельный «Эюотика» 19,800 80,20 0,805 0,3536

Суммарное количество незаменимых аминокислот примерно одинаково. Коэффициент различия аминокислотного скора, показывающий на избыточное количество незаменимых аминокислот, не

используемых на пластические цели, минимален для мясорыбных котлет «Карпуша». Следовательно, разработанные рыбные продукты характеризуются высоким показателем биологической ценности белков, что связано высокой степенью сбалансированности состава аминокислот. По органолептическим и физико-химическим показателям разработанные продукты отвечали требованиям, указанным в проектах технической документации.

Полученные в данной работе результаты исследований по оптимизации соотношений и обогащению рыбных продуктов биологически активными нутриенгами позволяют предположить основные рациональные пути использования их для питания, поддержания и коррекции здоровья при целом ряде заболеваний.

ВЫВОДЫ:

1. Для коррекции ФТС и потребительских качеств фаршей из мяса рыб внутренних водоемов целесообразно использование сырьевых комбинаций. Внесение в фарши белков животного происхождения (\¥В 1/40, Типро-600, СКАНПРО 325/1, СКАНПРО Т95, ПКЭШР, мяса теплокровных животных) формирует пищевые системы с монолитной структурой, высокими показателями ВСС (70,2 %), ВУС (66,2 %), липкостью (79%).

2. Установлено, что лучшие органолептические и функционально-технологические свойства модельных рыбных фаршей достигаются введением белковых препаратов животного происхождения в количестве 20% к массе основного сырья. Однако более монолитные фарши с ФТС, превосходящими контроль на 30-33%, были получены при введении ПКЭШР, что подтверждено методами микроструктурного и сенсорного анализа

3. Оптимизация рецегпурно-компонентных решений дополнительно обеспечивает балансированность аминокислотного состава и позволяет получить модельные пищевые системы высокой биологической ценности (79,2-81,1 %). Полученные расчетным путем рецешур-но-компонентные решения лети в основу технологий новых видов продукции - котлет мясорыбных «Карпуша», паштета рыбораститель-ного «Экзотика» и колбасы рыбной полукопченой «Лапланская».

4. Белки животного происхождения, преимущественно коллаге-новые, стабилизируют ароматические свойства при хранении готовых изделий, что позволяет усовершенствовать традиционные технологические процессы производства рыбных продуктов при балансировании

их состава, экономии рыбного сырья, стабилизации органолептических показателей при хранении, увеличения выхода, придании им профилактических свойств.

5. Исследовано влияние ПКЭШР (20% к массе основного сьфья) в составе модельных фаршей на их цветовые характеристики. Определены оптимальные цветовые характеристики рыбных фаршей на основе методов органолептического и инструментального анализа, позволяющие прогнозировать поведение рыбной системы в условиях технологического процесса.

6. Проведена оценка перевариваемости белков рыбных продуктов системой пищеварительных ферментов «пепсин-трипсин» in vitro, которая свидетельствует о высокой доступности и степени деструкции белков ферментами желудочно-кишечного тракта человека, что составляет для рыбных продуктов 86,5%, что выше, чем перевариваемость животных белков.

7. Разработаны 3 комплекта проектов технической документации на новые виды рыбопродуктов повышенной пищевой и биологической ценности, обогащенные функциональными белковыми и коллагенсо-держащими ингредиентами. Рецептуры и технологические режимы апробированы в опытно-промышленных условиях ЗАО «Общепит» и «Стерлитамакское РПО» (г. Стерлитамак).

8. Расчет эффективности выполненных разработок свидетельствует об их социальных перспективах и экономической рациональности, подтвержденных промышленными испытаниями (расчетная прибыль 4853,9 тыс. р. на 1 тонну продукции в год, рентабельность 20,7%).

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫ Публикации в изданиях, рекомендованных ВАКМинобрнауки РФ

1. Кутана, O.A. Многокомпонентные фаршевые и пастообразные продукты из океанических рыб [Текст] / О.И. Кутана, ДА. Сьянов // Пищевая промышленность. -2010. - № 9. - С. 46-50 (лично соискателем 0,16 пл.).

2. Кугина, О.И. Получение фаршевых продуктов питания на основе океанических рыб с заданными качественными показателями методом моделирования рецептур [Текст] / О.И. Кушна, Д.А. Сьянов, М.Э. Земцева // Товаровед продовольственных товаров. -2010. - № 11. - С. 12-15 (лично соискателем 0,08 пл.).

3. Дворянинова, О.П. Использование биотехнологического потенциала пресноводных биоресурсов с целью получения качественной и безопасной рыбопродукции [Текст] / ОН Дворянинова, Д.А. Сьянов // Вестник ВГАУ. - 2013. - № 4. - С. 97-102 (лично соискателем 0,19 пл.).

Статьи и материалы конференций

4. Использование методов моделирования многокомпонентных рецептур на основе океанических рыб с непостоянными качественными характеристиками [Текст] / O.A.

Кутана, С.А. Олюнина, ДА. Сьянов, М.Э. Земцова // Стратегия подготовки кадров для малого и среднего бизнеса в пищевой промышленности: матер, междунар. научн. конф. - Москва, 2008. - С. 82-88 (лично соискателем 0,06 пл.).

5. Новые подхода к составлению многокомпонентных рецептур продуктов здорового питания [Текст] / О.А. Кутана, С.Л. Олюнина, ДА. Сьяпов, М.Э. Земцова // Технологии и продукты здорового питания. Функциональные пищевые продукты: матер. VI научн.-практич. конф. - Москва, МГУПД 2008. - С. 157-165 (лично соискателем 0,14 пл.)

6. Составление многокомпонентных рецешур функциональных продуктов питания с учётом нечёткости характеристик сырьевых ингредиентов [Текст] / О.И. Кутина, М.Э. Земцова, ДА. Сьянов, Г.Р. Хисамутдинова // Современное состояние и перспективы развития пищевой промышленности и общественного питания: матер. П всерос. научн.-практич. конф.. - Челябинск, 2009. - С. 122-124 (лично соискателем 0,05 пл.).

7. Безопасные продукты питания из океанических рыб с заданными потребительскими свойствами (Текст] / О.И Кутана, Т.В. Шлёнская, А. Ю. Боева, ДА. Сьянов // Формирование отраслевой и инновационной среды на основе развития профессиональных сообществ и организаций АПК пищевой индустрии и индустрии питания: матер, междунар. научн,- образов, форума. - Москва, МГУТУ, 2009. - С. 166-168 (лично соискателем 0,05 пл.).

8. Сьянов, ДА. Составление многокомпонентных рецептурных смесей функциональных продуктов питания [Текст] / ДА. Сьянов // Научные юыскания молодёжи -решению проблем продовольствия населения в 21 веке: матер. 77-ой научн. конф. молодых учёных, аспирантов и студентов. - Киев, 2011. — С. 18-23 (лично соискателем 0375 пл.).

9. Дворянинова, О.И Исследование функционально-технологических свойств пищевых добавок и ингредиентов при производстве рыбопродуктов [Текст] / О.П. Дворянинова, ДА. Сьянов, АЗ. Черкесов // Инновационное развитие пищевой, легкой промышленности и индустрии гостеприимства: матер, междунар. научно-практической конференции. - Алматы, 2013. - С. 232-234 (лично соискателем 0,06 пл.).

10. Дворянинова, ОН Проблема качества и безопасности рыбных продуктов в условиях рыночных отношений [Текст] / О.П. Дворянинова, ДА. Сьянов // Методы и средства управления качеством в нанобиотехнологиях: матер, всерос. научн.-практич. конф.—Воронеж, 2013, —С. 74-78 (лично соискателем 0,16 пл.)

Монографии

11. Кутина, О.И. Пищевая ценность и безопасность опасных промысловых океанических рыб [Текст]: монография / О.И Кутина, Т.В. Шленская, ДА. Сьянов. — Москва: Пищепромиздат, 2010. -132 с. (лично соискателем 2,35 пл.).

Патенты

12. Заявка на патент РФ №2011118588/13 «Способ приготовления рыбного фарша для производства кулширных изделий» (уведомление о положительном результате экспертизы по существу от 20.05.2013 г.).

СЬЯНОВ ДМИТРИЙ АЛЕКСЕЕВИЧ

РАСШИРЕНИЕ АССОРТИМЕНТА РЫБОПРОДУКТОВ НА ОСНОВЕ ФАРША: ОПТИМИЗА ЦИЯ СЫРЬЕВЫХ КОМБИНАЦИЙ, СВОЙСТВА И УСОВЕРШЕНСТВОВАННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ

Отпечатано на ризографе в Центре ксерокопирования, ризографин и компьютерных услуг ИП Исакова г.Мелеуз, на основании свидетельства № 304026305800025 от 27.02.2004г. г.Мелеуз, ул.Смоленская-34, филиал МГУТУ. Формат 60x84/16 Бумага офисная. Усл. печ.л.= 2,0 Тираж 100 экз. Заказ № 235 от 28.11.2013г.

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ТЕХНОЛОГИЙ И УПРАВЛЕНИЯ

Филиал ФГБОУ ВПО « МГУТУ им. К.Г. Разумовского» в г. Мелеузе Адрес филиала и издательства: 453850, Башкортостан, Мелеуз, Смоленская, 34

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ТЕХНОЛОГИЙ И УПРАВЛЕНИЯ ИМ. К.Г. РАЗУМОВСКОГО ФИЛИАЛ В Г. МЕЛЕУЗЕ

На правах рукописи

0420145564и

СЬЯНОВ ДМИТРИЙ АЛЕКСЕЕВИЧ

РАСШИРЕНИЕ АССОРТИМЕНТА РЫБОПРОДУКТОВ НА ОСНОВЕ ФАРША: ОПТИМИЗАЦИЯ СЫРЬЕВЫХ КОМБИНАЦИЙ, СВОЙСТВА И УСОВЕРШЕНСТВОВАННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ

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

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук

Научный руководитель: к.т.н., доцент Дворянинова О.П.

Мелеуз - 2013

СОДЕРЖАНИЕ

Стр.

ВВЕДЕНИЕ 4

ГЛАВА 1 АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 10

1.1 Опыт использования пищевых добавок и ингредиентов 10 при производстве пищевых рыбопродуктов

1.2 Пищевая и биологическая ценность рыб внутренних 28 водоемов

1.3 Современный ассортимент рыбопродуктов на основе 50

фарша

ГЛАВА 2 ОЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ 60

2.1 Характеристика и обоснование выбора объектов 60 исследования

2.2 Схема экспериментальных исследований 68

2.3 Общие и оригинальные методы исследования 68

2.4 Статистическая обработка результатов эксперимента 78

2.5 Компьютерное моделирование многокомпонентных 82

продуктов с требуемым комплексом показателей пищевой ценности и безопасности

ГЛАВА 3 ОБОСНОВАНИЕ ВЫБОРА И ОЦЕНКА 89 ФУНКЦИОНАЛЬНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СВОЙСТВ

СТРУКТУРООБРАЗУЮЩИХ ПИЩЕВЫХ ДОБАВОК

3.1 Свойства белковых препаратов животного 89 происхождения

3.2 Сравнительная оценка аминокислотного состава белков 95 животного происхождения

3.3 Морфологические характеристики модельных рыбных 97

фаршей

3.4 Органолептическая оценка структурообразующих 102 пищевых добавок животного происхождения

ГЛАВА 4 ФУНКЦИОНАЛЬНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА 105 ПИЩЕВЫХ ДОБАВОК В РЫБНЫХ ОСНОВАХ

4.1 Обоснование выбора компонентов и проектирование 105 рецептурных решений

4.2 Исследование химического и аминокислотного составов 110 рыбопродуктов

4.3 Исследование функционально-технологических свойств 113 и цветовых характеристик рыбных фаршевых основ

4.4 Влияние пищевой коллагеновой эмульсии из шкурки рыб 118 на цветовые характеристики модельных фаршевых систем

4.5 Сенсорный анализ в оценке качества рыбопродуктов 121 ГЛАВА 5 РАЗРАБОТКА ЧАСТНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ 125 ПРОИЗВОДСТВА РЫБОПРОДУКТОВ ШИРОКОГО ПОТРЕБИТЕЛЬСКОГО СПРОСА

5.1 Технология производства мясорыбных полуфабрикатов 125

5.2 Технология производства пастообразных рыбопродуктов 128

5.3 Технология производства рыбных полукопченых колбас 132

5.4 Расчет биологической ценности новых рыбопродуктов 135

5.5 Оценка качества готовых изделий 136

ВЫВОДЫ 142

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 144

ПРИЛОЖЕНИЯ 162

ВВЕДЕНИЕ

В современных условиях рыночной экономики многие страны, осуществляющие добычу и переработку водных биоресурсов, рассматривают рыбохозяйственный комплекс как компонент стратегического значения, обеспечивающий продовольственную безопасность регионов. Именно поэтому обеспечение конкурентоспособности в рыбной отрасли России является одной из важных народнохозяйственных задач, требующей безотлагательных решений.

Первостепенную же роль данный комплекс играет как источник снабжения населения продуктами питания с полноценным белком (около 20%).

Однако в последнее время ситуация обострилась из-за импортзависи-мости по мясу. В результате чего в большинстве регионов РФ потребность в полноценном белке удовлетворяется примерно на 80% от нормы. Важно, что недостаточное поступление сбалансированных по аминокислотному составу форм белка в рационах питания приводит к нарушению процессов роста, развития и иммунной устойчивости организма человека (Белоусова, 2009). Нехватка хотя бы одной незаменимой аминокислоты вызывает слабоумие, а длительная безбелковая диета - летальный исход [12, 23, 27, 106, 145, 146, 147].

В соответствии с основными целями государственных и отраслевых программ «Стратегия развития рыбохозяйственного комплекса (РХК) Российской Федерации на период до 2020 года» (приказ Росрыболовства от 30.03.2009 N 246), «Развитие рыбохозяйственного комплекса на 2012-2020 годы» (Москва, 2011 г.) приоритетным направлением развития РХК является расширение ассортимента качественной и безопасной рыбной продукции, в том числе на основе фарша и его сырьевых комбинаций.

На современном этапе развития отрасли, как в России, так и за рубежом, разработано большое количество продуктов из рыбных биоресурсов

(котлеты, биточки, рыбные палочки, колбасы, сосиски, консервы и др.). Ак-

4

туальность выпуска такой продукции обусловлена, прежде всего, возможностью получения товаров высокой пищевой и биологической ценности [58, 73, 74, 76, 78,, 142, 144, 148, 149].

Не менее важные проблемы возникают за счет доли в общем объеме выращиваемых гидробионтов, в большей части малоценных, которые имеют ограниченное использование в технологиях производства традиционных рыбопродуктов. Таким образом, обозначенная ситуация требует совершенствования технологий, научного обоснования и разработки оригинальных принципов, подходов и методов к его переработке.

Одним из путей решения этой проблемы является использование местных рыбных ресурсов - рыб внутренних водоемов, в том числе пресноводных. Экономически целесообразно перерабатывать такое сырье на пищевые фарши и получать из него широкий ассортимент рыбных продуктов и полупродуктов. Следует отметить, что фарши из сырья внутренних водоемов, в том числе пониженной товарной ценности, имеют низкие функционально-технологические свойства (ФТС) и нуждаются в привлечении особых технологических приемов (в том числе использование белковых добавок животного происхождения), чтобы довести их характеристики до требуемых значений для удовлетворения потребительского спроса различных социальных и физиологических групп населения.

Проблеме производства рыбных фаршей и получения на их основе готовых продуктов посвящены работы многих ученых: JI.C. Абрамовой, JI.B. Антиповой, JI. С. Байдалиновой, В. Д. Богданова, Т.М Бойцовой, Л.И. Бори-сочкиной, О.В. Бредихиной, В. Г. Будиной, А.Т. Васюковой, В.А. Громовой, О.П. Дворяниновой, Н.В. Долгановой, С.М. Доценко, О.И. Кутиной, Б.П. Никитина, В.Ф. Корельского, М.Д. Мукатовой, Е. Ф. Рамбеза, Н.И. Рехи-ной, Т. М. Сафроновой, Ю.А. Фатыхова, H.A. Студенцовой, Э. Колоковского, А. П. Ярочкина, Akiba М., King F., Linton О., Christians О., Е. Tanikawa, К. Nakamura и др.

Однако проблема остается актуальной в силу ограниченности ресурсов с высокими функционально-технологическими свойствами и необходимостью стабилизирования качества, обеспечения безопасности и пищевой ценности путем целенаправленного сочетания белков и коррекции комплекса свойств рыбных пищевых систем.

Целью исследования являлось исследование пищевой и биологической ценности, ФТС рыбных фаршевых систем на основе мяса рыб внутренних водоемов и разработка технических решений по производству ассортимента продуктов с регулируемыми свойствами и улучшенными потребительскими показателями качества.

На основе информационно-патентного поиска и в соответствии с поставленной целью экспериментальные исследования направлены на решение следующих задач:

- исследовать свойства структурообразующих пищевых добавок животного происхождения;

- обосновать оптимальные количества пищевых добавок животного происхождения, в том числе мяса теплокровных животных, позволяющих улучшить органолептические и функционально-технологические свойства рыбного фарша;

- с помощью методов математического моделирования обосновать ин-гредиентный состав и оптимизировать рецептуры рыбопродуктов с учетом сбалансированности аминокислотного состава;

- исследовать аромат, цветовые характеристики, пищевую и биологическую ценность сырьевых комбинаций и рыбных изделий;

- провести оценку качества, безопасности и обосновать сроки годности рыбных продуктов, изготовленных по усовершенствованным технологиям;

- разработать пакеты технической документации на опытную партию рыбных продуктов, провести промышленную апробацию и произвести расчет экономической эффективности.

Научная новизна. Обоснован выбор компонентов животного происхождения, обеспечивающих сбалансированность аминокислотного состава, гарантирующих высокую биологическую ценность пищевых систем (79-80%) с частичной заменой рыбного сырья. Методом микроструктурного анализа доказано, что внесение белков животного происхождения в количестве 20% к массе основного сырья дает возможность получить фарши с устойчивой структурой, а также с ФТС, превосходящими контроль по влагосвязывающей (ВСС) и водоудерживающей (ВУС) способности на 30-33%. Впервые исследовано влияние пищевой коллагеновой эмульсии из шкурки прудовых рыб (ПКЭШР) в количестве 20% к массе сырья на функционально-технологические свойства готовых рыбных изделий с требуемым комплексом показателей пищевой и биологической ценности. На основании анализа цветовых характеристик модельных фаршей доказано, что внесение ПКЭШР в состав модельных фаршей улучшает цветовые характеристики пищевой системы, о чем свидетельствуют спектральные кривые отражения Я = Г (X), лежащие в видимой области (400-740 нм). На основе пьезосенсорных измерений показано, что использование в рецептурах рыбопродуктов белковых препаратов животного происхождения способствует более длительному сохранению аромата, что позволило усовершенствовать традиционные технологические процессы производства при сбалансировании их химического состава, стабилизировании органолептических и физико-химических показателей при хранении, увеличения технологического выхода, придании им функциональных свойств. Расчет биологической ценности (БЦ) нового ассортимента рыбопродуктов показал, что они содержат полный набор незаменимых аминокислот.

Практическая значимость. Методами математического моделирования оптимизирован состав рецептур рыбопродуктов с использованием ПКЭШР.

Разработаны научно-обоснованные рецептуры и модификации технологических схем производства продуктов на основе рыбного фарша с применением новых пищевых компонентов многофункционального действия.

Научная новизна подтверждена заявкой на получение патента РФ №2011118588/13 «Способ приготовления рыбного фарша для производства кулинарных изделий» (уведомление о положительном результате экспертизы по существу от 20.05.2013 г.).

Разработанные рецептуры рыбопродуктов апробированы в условиях предприятий ЗАО «Общепит» (г. Стрелитамак) и «Стерлитамакское Районное потребительское общество», которые подтвердили целесообразность и эффективность их применения. Снижена себестоимость выпускаемой продукции и повышена рентабельность за счет вовлечения маловостребованного сырья в цикл производства. На новые виды продуктов разработаны проекты технической документации (ТУ и ТИ): ТУ 9266 - 001 - 48859312 - 2012 «Мясорыбные котлеты «Карпуша», ТУ 9266-002-48859312-2012 «Паштет рыборастительный «Экзотика», ТУ 9266 - 003 - 48859312 - 2012 «Колбаса полукопченая «Лапланская».

Расчетная прибыль от реализации апробированных технологий в условиях ЗАО «Общепит» (г. Стерлитамак) составила 4853,9 тыс. р. на 1 т готовой продукции в год при рентабельности продукции 20,7%, что доказало конкурентоспособность новых видов рыбопродуктов на продовольственном рынке Республики Башкортостан.

Результаты исследований рекомендованы для внедрения в учебный процесс и могут использоваться при проведении занятий в качестве мультимедийного сопровождения лекционных курсов.

Научные положения, выносимые на защиту:

• свойства сырьевых комбинаций на основе сочетания мяса рыб внутренних водоемов, мяса теплокровных животных и белков животного происхождения;

• рецептурно-компонентные решения рыбопродуктов с применением пищевых компонентов многофункционального действия;

• комплексная оценка качества и хранимости полуфабрикатов и готовых рыбопродуктов, выработанных по разработанным модифицированным технологиям.

Соответствие диссертации паспорту научной специальности. Диссертационное исследование соответствует п. 2 «Разработка принципов переработки сырья животного происхождения, включая побочные продукты, создание технологий производства и хранения мясных, молочных и рыбных продуктов, в том числе детских и лечебно-профилактических» и п. 4 «Изучение биохимических, ыикр о б иол о п и е с к их, с|л тз ик о-хпмпч е с к их и реологических изменении в процессе производства и хранения мясных, молочных и рыбных продуктов» паспорта специальности 05.18.04 - «Технология мясных, молочных и рыбных продуктов и холодильных производств».

Апробация работы. Результаты исследований были доложены и обсуждены на международной научной конференции «Стратегия подготовки кадров для малого и среднего бизнеса в пищевой промышленности» (г. Москва, 2008); VI научно-практической конференции «Технологии и продукты здорового питания. Функциональные пищевые продукты» (г. Москва, 2008); П Всероссийской научно-практической конференции «Современное состояние и перспективы развития пищевой промышленности и общественного питания» (г. Челябинск, 2009); международном научно-образовательном форуме «Формирование отраслевой и инновационной среды на основе развития профессиональных сообществ и организаций АПК пищевой индустрии и индустрии питания» и научно-практической конференции «Проблемы биологической безопасности и качества продуктов питания» (г. Москва, 2009); 77-ой научной конференции молодых учёных, аспирантов и студентов «Научные изыскания молодёжи- решению проблем продовольствия населения в 21 веке» (г. Киев, 2011); международной научно-практической конференции «Инновационное развитие пищевой, легкой промышленности и индустрии гостеприимства» (г. Алматы, Казахстан, 2013).

Публикации результатов работы. По теме диссертации опубликовано 12 печатных работ, в том числе 3 статьи в журналах из перечня ВАК Минобр-науки РФ, 1 монография, 1 заявка на патент РФ.

Структура и объём диссертации. Диссертация изложена на 162 страницах, состоит из введения, 5 глав, выводов, содержит 28 таблиц, 38 рисунков, 6 приложений. Библиографический список включает 169 наименований источников российских и зарубежных авторов.

ГЛАВА 1 АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1 Опыт использования пищевых добавок и ингредиентов при производстве пищевых рыбопродуктов

В последнее время уровень потребления рыбных продуктов в нашей стране резко сократился. Это обусловлено не только переживаемыми экономическими трудностями, но и тем, что более половины рыбы поступает в продажу в охлажденном, замороженном, а не в переработанном виде. Трудности разделки и очистки рыбы снижают потребительский спрос. Поэтому возникает необходимость разработки новых видов продукции из гидробион-тов, а также усовершенствования ассортимента уже вырабатываемых изделий [158, 159, 160]

В последние годы вылов ценных видов рыб заметно уменьшился. Основную часть отечественных уловов составляют рыбы, которые не находят достаточного спроса у населения, а также малопригодны для производства из них рыбных продуктов с использованием традиционной технологии приготовления. Многие из этих рыб имеют небольшие размеры, хотя по химическому составу и пищевой ценности мало отличаются от традиционно используемых. Кроме того, трудности разделки и очистки рыбы, наличие межмышечных костей сильно снижают потребительский спрос. Некоторые виды пелагических рыб имеют слаборазвитую ферментативную систему (комплекс протеолитических ферментов), что не позволяет использовать их для производства соленой, вяленой продукции и пресервов.

В этой связи, наиболее перспективны и оптимальны фаршевые и пастообразные продукты, получаемые из новых объектов промысла, а введение разнообразных добавок в фарш дает возможность повысить пищевую ценность, улучшить вкус, аромат и структуру готовых продуктов. Производство новых рыбопродуктов на основе пищевого рыбного фарша позволяет облег-

чить домашний труд по приготовлению пищи. Это выгодно также промышленным предприятиям в сфере обслуживания и общественного питания.

Обработка рыбного сырья неизбежно связана с образованием отходов в виде голов, плавников, чешуи, внутренностей, костей, из которых можно вырабатывать кормовую муку, рыбий жир, клей, жемчужный пат, ферментные препараты, а также обогащать рыбный фарш минеральными веществами, содержание которых в костях выше, чем в других тканях. В домашних условиях отходы, получаемые при разделке рыбы, как правило, выбрасываются [104, 161, 162, 163].

Использование вторичных ресурсов, получаемых при разделке, для производства пищевой, кормовой, технической и медицинской продукции не только оказывает положительное влияние на увеличение общего объема выпуска, но и способствует