автореферат диссертации по технологии продовольственных продуктов, 05.18.15, диссертация на тему:Разработка технологии функциональной рыбо-овощной кулинарной продукции с порошком ламинарии

На правах рукописи

I

Кобзева Светлана Юрьевна

РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ РЫБО-ОВОЩНОЙ КУЛИНАРНОЙ ПРОДУКЦИИ С ПОРОШКОМ ЛАМИНАРИИ

Специальность: 05.18.15 - Технология и товароведение пищевых продуктов и функционального и специализированного назначения и общественного питания

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

005044206 1 7 МАЙ 2012

Орел -2012

005044206

Работа выполнена на кафедре «Технологии, организации и гигиены питания» ФГБОУ ВПО «Орловский государственный институт экономики и торговли»

Научный руководитель -

доктор технических наук, профессор Литвинова Елена Викторовна

Официальные оппоненты:

Артемова Елена Николаевна

доктор технических наук, профессор ФГБОУ ВПО «Госуниверситет - УНПК» зав. кафедрой «Технологии и организации питания, гостиничного хозяйства и туризма»

Никулина Екатерина Олеговна кандидат технических наук, доцент ФГБОУ ВПО «Красноярский государственный торгово-экономический институт» доцент кафедры «Технологии питания»

Ведущая организация -

ФГБОУ ВПО Российский экономический университет им. Г.В.Плеханова

Защита состоится 31 мая 2012 г в 16.30 часов на заседании диссертационного совета Д 212.182.08 при ФГБОУ ВПО «Государственный университет - учебно-научно-производственный комплекс» по адресу: 302020, г. Орел, ул. Наугорское шоссе, д.29,ауд. 200, тел./факс (4862) 41-66-84.

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке ФГБОУ ВПО «Госуниверситет - УНПК».

Автореферат разослан «27» апреля 2012 г

Ученый секретарь диссертационного совета, доктор технических наук

Е.А.Кузнецова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Продовольственная безопасность является одним из главных направлений обеспечения национальной безопасности страны, фактором сохранения ее государственности и суверенитета, важнейшей составляющей демографической политики, необходимым условием повышения качества жизни российских граждан. Основными задачами обеспечения продовольственной безопасности являются качество и безопасность продуктов питания, их физическая и экономическая доступность. Важным показателем продовольственной безопасности является соответствие количества пищевых веществ, потребляемых человеком, физиологическим нормам питания (Доктрина продовольственной безопасности РФ, 2010).

Усиление психо-эмоциональных и техногенных нагрузок, недостаточное поступление с пищей макро- и микронутриентов ведут к разбалансированности фи-зиолого-биохимического статуса организма человека и способствуют формированию широкого спектра медико-социальных проблем.

Одной из актуальных проблем являются дефицит йода в окружающей среде и обусловленные им йоддефицитные заболевания (ИДЗ), характеризующиеся высокой распространенностью и серьезными клиническими последствиями (Герасимов Г.А., Дедов И.И., Мельниченко Г.А., Онищенко Г.Г., Свириденко Н.Ю., Спиричев В.Б., Тутельян В.А., Шатнюк Л.Н., Niedziela М., Volzke Н. и др.).

Эффективным путем предупреждения и профилактики ИДЗ является обогащение йодом продуктов массового потребления. Перспективным направлением является разработка нового ассортимента рыбо-овощной кулинарной продукции с использованием морских водорослей и продуктов их переработки. Научный подход к разработке ингредиентного состава и совершенствование технологии таких продуктов не только позволят обогатить рационы питания биодоступным органическим йодом и биологически полноценным белком, но и обеспечить экономическую доступность для всех категорий населения.

Методологические, медико-биологические, физико-химические и технологические аспекты создания комбинированных продуктов на основе рыбного и растительного сырья изложены в работах Абрамовой JI.C., Андреева М.П., Антиповой Л.В., Артюховой С.А., Борисенко Л.А., Зайко Г.М., Касьянова Г.И., Кутиной О.И., Лузан В.В., Мезеновой О.Я., Рехиной Н.И., Серпуниной Л.Т., Студенцовой H.A. и др.

Работа является частью комплексных исследований, выполненных по аналитической ведомственной целевой программе «Развитие потенциала высшей школы»: 1. Проект №2.2.3.3/1124 «Создание научно-обоснованной системы профилактики алиментарно-зависимых заболеваний у обучающихся путем рационализации питания, разработки и использования продуктов, блюд и рационов профилактической направленности» №гос.рег.01200965400. 2. Проект № 2.2.3.3/12492 «Разработка продуктов, блюд и рационов профилактической направленности, для обучающихся, проживающих в условиях йоддефицитных регионов с целью повышения уровня их здоровья» №гос.рег.01201154517.

Цель н задачи исследования. Целью работы является теоретическое и экспериментальное обоснование технологии фаршевой рыбо-растительной кулинарной

продукции гарантированного качества и стабильной консистенции с использованием йодсодержащей добавки - порошка ламинарии (далее ПЛ).

В соответствии с поставленной целью были поставлены следующие задачи:

1. Качественно и количественно обосновать выбор сырьевых ингредиентов применительно к технологии производства йодированной рыбо-овощной кулинарной продукции повышенной биологической ценности.

2. Экспериментально обосновать параметры технологического процесса предварительной подготовки сырьевых компонентов для получения кулинарной продукции с требуемыми технологическими и структурно-механическими показателями.

3. Изучить фракционный состав рыбного сырья и его изменения в процессе хранения и при различных способах тепловой обработки.

4. Определить потери йода при хранении йодсодержащих сырьевых компонентов и различных способах тепловой обработки рыбного сырья.

5. Провести сравнительный анализ зависимости потерь йода от вида используемых наполнителя и йодсодержащей добавки, а также способа тепловой обработки полуфабрикатов.

6. Комплексно оценить разработанные продукты по основным показателям качества и провести анализ их конкурентоспособности.

7. В клиническим эксперименте установить влияние разработанных продуктов на снижение йодного дефицита в отдельных группах населения.

Научная новизна работы заключается в следующем:

• Методом компьютерного моделирования разработаны рецептуры рыбо-растительных фаршей, показатель функции желательности которых (сбалансированность аминокислот) на 25-27% выше, чем для рыбных фаршей с пшеничным хлебом

• Установлены зависимости технологических и структурно-механических свойств фаршей от способов предварительной обработки сырьевых ингредиентов и технологических приемов, позволяющих получать продукт задаваемой стабильной консистенции.

• Экспериментально установлена и оценена взаимосвязь изменений растворимости белковых фракций пикши и потерь йода в зависимости от продолжительности холодильного хранения и различных способов тепловой обработки.

• Определены зависимости влияния ингредиентного состава фаршей и вида йодсодержащей добавки на потери йода при различных способах тепловой обработки полуфабрикатов.

• Впервые получены данные о снижении йодного дефицита (на 25%) в отдельных группах населения в результате использования в питании разработанного продукта «Котлеты рыбо-морковные с ламинарией».

Практическая значимость. Полученный в ходе проведенных исследований материал расширяет область практического применения ПЛ в технологии фаршевых кулинарных изделий из рыбы.

Результаты экспериментальных исследований и опытных выработок разработанной продукции подтверждены апробацией на учебно-производственном комплексе общественного питания ФГБОУ ВПО «Орловского государственного инсти-

тута экономики и торговли» и в промышленных условиях ОПО «Союз Орловщи-ны».

Разработан проект технической документации: ТУ 9266-020-02537419-11, ТИ 02537419-020, РЦ 02537419-020 на «Котлеты рыбо-морковные с ламинарией».

Результаты работы внедрены в учебный процесс ФГБОУ ВПО «Орловского государственного института экономики и торговли», где используются в ходе преподавания дисциплин «Технология диетического и лечебно-профилактического питания», «Функциональное питание».

Апробация результатов исследования. Результаты работы доложены и обсуждены на научных конференциях различного уровня, в т.ч.: конференции-конкурсе научно-инновационных работ молодых ученых и специалистов «Отделения хранения и переработки сельскохозяйственной продукции» Россельхозакадемии (Москва, 2008); Ш международной научно-практической конференции «Инновационные технологии и оборудование для пищевой промышленности (приоритеты развития)» (Воронеж, 2009г); международной научно-практической конференции «Управление инновациями в торговле и общественном питании» (Орел, 2010г); межрегиональной научно-практической конференции с международным участием «Инновационные процессы в развитии сферы общественного питания» (Красноярск, 2011 г); международной научно-практической конференции «Современные технологии производства и переработки сельскохозяйственной продукции» (Новосибирск, 2011 г); международной научно-практической конференции «Региональный рынок потребительских товаров: особенности и перспективы развития, формирование конкуренции, качество и безопасность товаров и услуг» (Тюмень, 2011 г); международной научно-технической конференции «Биотехнологические системы в производстве пищевого сырья и продуктов: инновационный потенциал и перспективы развития» (Воронеж, 2011 г); YI Международной научно-практической интернет-конференции «Технология и продукты здорового питания» (Саратов, 20 L1 г); Всеукраинской научно-практической конференции «Торговля и гостинично-ресторанный бизнес: инновационное развитие в условиях глобализации» (Харьков, 2012г); VIlI-й Международной научной конференции студентов и аспирантов "Техника и технология пищевых производств" (Могилев, 2012г); Международной научно-практическая конференция «Проблемы гигиены и технологии питания: современные тенденции и перспективы развития» (Донецк, 2012г); III Международной научно-практической конференции «Научные и практические аспекты совершенствования качества продуктов детского и геродиетического питания» (Истра, 2012г).

Публикации. По материалам выполненных исследований опубликовано 19 работ, в том числе 4 статьи в журналах, рекомендуемых ВАК и 1 монография.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, аналитического обзора литературы, экспериментальной части, выводов, списка литературных источников и приложений. Работа изложена на 150 страницах основного текста, включает 38 рисунков, 49 таблиц и 12 приложений. Список литературы содержит 226 наименований, в том числе 46 зарубежных авторов и 2 электронных ресурса. В приложениях представлены копии документов: техническая документация на кулинарную продукцию, акты выработка, дегустаций и внедрения результатов исследования в учебный процесс.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснованы актуальность работы, научная новизна и практическая значимость результатов исследования.

В главе 1 «Обзор литературы» литературы рассмотрены функционально-технологические свойства рыбных фаршевых кулинарных изделий, проанализированы и классифицированы виды наполнителей. Представлены сведения о пищевых источниках органического йода, используемых в технологии продукции функционального назначения. Проанализированы социально-экономические предпосылки разработки йодированной рыбо- растительной кулинарной продукции на примере РФ и Орловской области.

В главе 2 «Объекты и методы исследования» представлена общая схема экспериментальных исследований (рис.1), дано описание объектов и используемых методов. Объектами исследования в работе являлись:

• Пикша потрошеная б/г мороженая по ГОСТ 1168-86, ООО «Рыболовецкий колхоз «Север», Мурманская область, НП Приречный;

• Морковь свежая по ГОСТ 26767-96;

• Водоросли беломорские сушеные пищевые: ламинария (порошкообразные) ТУ 9284-039-00462769-02, ОАО Архангельский опытный водорослевый комбинат, г. Архангельск;

• Калия йодид (лекарственное средство) по ФСП 42-0210-0884-01, ОАО «Троицкий йодный завод»;

• Контрольный и модельные фарши, полуфабрикаты и готовые изделия из рыбо-растительного сырья.

При проведении экспериментальных исследований использовали методы по ГОСТ 7636-85. Определение фракционного состава белка осуществляли методом деструкции водо-, соле - и щелочерастворимых белков с дальнейшим определением белка биуретовым методом. Структурно-механические характеристики определяли на приборе «Структурометр СТ-1». Содержание йода методом определения скорости реакции окисления роданида железа в модификации ВНИИПП. Определение йода в моче в соответствии с указаниями к набору «Иодтест». Для оптимизации рецептуры использовали компьютерную программу «Generic».

Достоверность экспериментальных данных оценивали методами математической статистики с использованием прикладных программ «Microsoft Excel».

Глава 3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ 3.1. Разработка ингреднентного состава и технологического процесса производства рыбо -морковных котлет с порошком ламинарии

Проведено обоснование выбора рыбного сырья применительно к технологии йодированных продуктов. В качестве объектов исследования были выбраны океанические рыбы, доступные в настоящее время с экономической и ресурсной точки зрения, а также характеризующиеся значительным содержанием йода. Результаты расчетов качественных параметров и конкурентоспособности рыбного сырья приведены в табл.1.

Компьютерное моделирование рыбо-растительных фаршей повышенной биологической ценности

Определение фракционного состава белков рыбного сырья

Определение потерь йода при хранении и тепловой обработке сырья и п/ф

Изменения при хранении

Изменения при тепловой обработке

При хранении пикши и порошка ламинарии

Сравнительная оценка использования разных йодсодер-жащих добавок

При тепловой обработке гтУф

Установление взаимосвязи между фракционным составом белков и потерями йода

Оценка качества кулинарной продукции

Микробиологическое обоснование срока хранения

Органолепти-ческая оценка

Биологическая ценность

Химический состав

Оценка конкурентоспособности

Клиническая апробация

Потери пищевых веществ при тепловой обработке

Рис.1 -Схема экспериментальных исследований

Таблица 1- Качественные параметры и конкурентоспособность рыбного сырья

Показатель Пикша Треска Минтай

Индекс содержания йода (1йод) 2,1 0,9 1,0

Индекс содержания белка (16) 0,24 0,22 0,22

Показатель биологической ценности (П6ц) 81,79 77,99 69,82

Индекс влагоудерживающей способности (1вус) 0,96 1,00 0,89

Индекс влагосвязывающей способности (1всс) 1,00 0,99 0,96

Сводный индекс качественных параметров (1кп) 23,66 20,09 18,25

Оптовая цена, кг 84,5 112,0 81,9

Конкурентоспособность (К) 0,280 0,187 0,223

Расчеты показали, что для разработки фаршевой продукции предпочтительнее использовать пикшу, отличающуюся высоким значением сводного индекса качественных параметров.

Для моделирования ингредиентного состава рыбо-овощных фаршей повышенной биологической ценности применяли компьютерную программу «Generic». При решении оптимизационной задачи использовали данные аминокислотного состава рецептурных ингредиентов. Из полученного массива выбирали данные, характеризующиеся наиболее высокими показателями функции желательности (ФЖ), отражающей степень сбалансированности аминокислот в белках продуктов. Ограничением служило содержание овощей (50> содержание овощей, % от рецептурного количества >20). В качестве контроля использовали рецептуру №324 «Котлеты рыбные» из сборника технологических нормативов для предприятий общественного питания. В табл.2 приведены результаты компьютерного моделирования рыбо-овощных композиций.

Таблица 2 -Результаты компьютерного моделирования рыбо-овощных композиций

Соотношение ингредиентов в фарше, % Общая функция желательности ФЖ->1

треска: хлеб пшеничный, замоченный в воде = 60:40 (контроль) 0,7594

пикша: морковь = 61,7: 38,3 0,9675

пикша: капуста = 66,7: 33,3 0,9496

пикша: картофель = 67,7: 33,3 0,8178

пикша: тыква = 76,7: 23,3 0,8854

Результаты компьютерного моделирования указывают, что замена хлеба пшеничного на овощной наполнитель приводит к улучшению сбалансированности аминокислот в белках комбинированных фаршей. Особенно это выражено для рыбо-морковной композиции. Целесообразность использования моркови подтверждается так же наличием в ее составе значительного количества р-каротина, который способствует формированию структуры тиреоглобулина и соответственно синтезу ти-реоидных гормонов.

Следующим этапом работы являлось экспериментальное обоснование параметров технологического процесса предварительной подготовки рецептурных ингредиентов.

Результаты исследования влияния продолжительности варки моркови на технологические и структурно-механические свойства фаршей представлены на рис.2.

I ■ ВСС, % О ВУС,% Я пне, Па, 10-1 0 АС, Па, 10-1

160 140 120 100

80Я

601

40

20

о Мг1

Ко(гтроль С морковью Варка Варка Варка Варка

сырой моркови 10 моркови 15 моркови 20 моркови 25 мин мин мин мин

Рис 2-Свойства фаршей в зависимости от продолжительности варки моркови

Установлено, что замена замоченного в воде пшеничного хлеба сырой и отварной морковью приводит к некоторому понижению технологических показателей фарша. Так, при использовании сырой моркови показатели влагосвязывающей способности (ВСС) и влагоудерживающей способности (ВУС) снижаются соответственно на 15,7% и 16,0%. Использование отварной моркови приводит к повышению этих показателей. Наиболее высокие технологические показатели отмечены в фарше с использованием моркови вареной в течение 20 мин, однако при этом значения ВСС и ВУС остаются соответственно на 3,8 и 4,5 % ниже, чем в контроле.

Изучение структурно-механических свойств показало (рис.3), что увеличение времени варки моркови с 10 до 20 мин приводит к повышению пластичности исследуемых фаршей, что подтверждается снижением предельного напряжения сдвига (ПНС) на 2-10% по сравнению с контролем.

Показатель адгезионной способности (АС) фаршей увеличивается в зависимости от времени варки моркови на 14-35% по сравнению с контролем. Это свидетельствует об усилении межмолекулярного взаимодействия рецептурных компонентов и указывает на хорошую устойчивость фаршей при формовании, транспортировании полуфабрикатов, а также сохранность формы при тепловой обработке.

Проведенные исследования указывают, что для получения фаршей с наиболее высокими технологическими и структурно-механическими показателями продолжительность варки моркови должна составлять 20 мин.

В литературе имеются сведения, что для улучшения технологических свойств готовых изделий в котлетной массе из нежирной рыбы рекомендуется проводить замену части сырой рыбы на отварную. В связи с этим были изучены зависимости технологических и структурно-механических показателей рыбо-морковного фарша от замены от 5до 25% массы сырой рыбы на отварную (рис.3).

Рис.3 - Свойства фаршей в зависимости от замены части сырой рыбы на отварную

Установлено, что наиболее высокими технологическими показателями отличался фарш, в котором заменяли 20% сырой рыбы на отварную. При дальнейшем увеличении в фарше отварной рыбы отмечено снижение показателей ВСС и ВУС.

Определено, что замена 20% сырой рыбы на отварную приводит к повышению показателей ПНС на 14% и АС на 11%, что отразилось на повышении пластичности рыбо-морковного фарша и увеличении его липкости

При производстве рыбо-морковных фаршей в качестве йодсодержащей добавки использовали порошок ламинарии (ПЛ). Известно, что ламинария отличается высоким содержанием пищевых волокон - гидроколлоидов, представленных полисахаридами со сложной разветвленной химической структурой. Содержание высокомолекулярных полисахаридов (альгинат, ламинарин, фукоидан, гетерополигликаны, водорослевая клетчатка «альгулеза») достигает 90% массы сухой ламинарии. Доминирующим свойством сухих гидроколлоидов является эффективное связывание воды и преобразование ее в системы с различными структурно-механическими свойствами. При гидратации полисахариды сухой ламинарии способны набухать и формировать нерастворимую объемную сеть. Предел набухания системы определяется физико-химическими свойствами полисахаридов, их структурным и катионным составом и количеством гидрофильных групп.

В связи с этим было исследовано влияние степени обводнения ПЛ на свойства фаршей. В качестве контроля использовали рыбо-морковный фарш с вышеустанов-ленным соотношением компонентов: рыба сырая 49,4% : рыба отварная 12,3% : морковь отварная 38,3%. В опытных образцах 5% рыбо-морковного фарша заменяли ПЛ, обводненным при различных гидромодулях ПЛ: вода и набухающим в течение 5 мин. Результаты исследований технологических свойств представлены на рис. 4.

Установлено, что использование ПЛ с гидромодулем 1:4 приводит к улучшению технологических свойств рыбо - морковных фаршей. На это указывает повышение показателей ВСС и ВУС соответственно на 2,2 и 2,8% по сравнению с контролем. Определено, что наибольшая величина ПНС соответствует фаршу, в котором так же использовался гидромодуль 1:4. Дальнейшее повышение гидромодуля приводит к понижению значений ПНС на 3,5-11,1% по сравнению с контролем.

■ ВСС, % □ ВУС,% ■ ПНС, Па, 10-1 □ АС. Па, 10-1

Контроль ПЛ:вода=1:4 ГЫ :вода = 1:5 ПЛ:вода=1:6 ПЛ:в<

Рис.4-Свойства фаршей в зависимости от гидромодуля ПЛ:вода

Степень гидратации ПЛ оказывает влияние на липкость продукта, характеризующуюся показателем АС, который при гидромодуле 1:4 возрастает на 9,6%, при дальнейшем увеличении гидромодуля начинает снижаться до 80,4% по сравнению с контролем.

На рис. 5 приведены результаты исследования влияния продолжительности набухания ПЛ на технологические свойства фаршей с ПЛ.

■ ВСС,% □ ВУС,% В ПНС,Па* 10-1 О АС,Па* 10-1

5 мни 10 мин 15 мин

Рис.5- Свойства фаршей в зависимости от времени набухания ПЛ

Установлено, что увеличение времени набухания ПЛ до с 5 до 10 мин приводит к росту показателей ВСС и ВУС фаршей соответственно на 2,2-3,3% и 2,8-3,9%. Дальнейшее увеличение времени набухания ПЛ практически не влияет на эти показатели.

Увеличение времени набухания ПЛ так же вызывает повышение прочностных свойств исследуемых фаршей, что подтверждается ростом показателя ПНС на 3,26,6% и АС на 6,5-10,6% по сравнению с контролем.

Таким образом, в результате проведенных исследований были установлены оптимальные параметры технологического процесса предварительной подготовки ингредиентов рыбо-морковных фаршей с ПЛ:

• Продолжительность варки моркови - 20 мин;

• Замена сырой рыбы на отварную -20%;

• Гидромодуль ПЛ:вода - 1:4. Продолжительность набухания ПЛ - 10 мин.

Разработанные технологические приемы предварительной подготовки рецептурных ингредиентов позволили улучшить показатели ВСС, ВУС, ПНС и АС рыбо-морковных фаршей с ПЛ соответственно на 3,2%; 2,5%; 11,% и 63,9% по сравнению с контрольным образцом. Это указывает на увеличение прочностных свойств разработанных фаршей, что обусловливает улучшение устойчивости при формовании, транспортировании, сохранности формы и уменьшении потерь массы полуфабрикатов при тепловой обработке.

Результаты экспериментальных исследований легли в основу разработки рецептур и технологических схем производства «Фарша рыбо-морковного с ламинарией» и полуфабриката «Котлеты рыбо-морковные с ламинарией».

Для разработки рецептур определяли потери при тепловой обработки полуфабрикатов. Было использовано два способа тепловой обработки: I. Жарка основным способом; 2. Обработка в пароконвектомате. Режим жарки основным способом традиционный. При обработке в пароконвектомате «ипох» использовали режим с регулируемой влажностью. Установлено, что потери при жарке основным способом котлет рыбо-морковных с ПЛ на 2,2% меньше, чем традиционных котлет с хлебом. Обработка полуфабрикатов в пароконвектомате приводит к значительному уменьшению потерь при тепловой обработке полуфабрикатов: так, при обработке контроля потери снизились на 8,7%, а при обработке опытных - на 5,5%. Следует отметить, что потери полуфабрикатов опытного и контрольного образцов котлет в пароконвектомате находятся практически на одном уровне.

С учетом определенных потерь при тепловой обработке рассчитаны рецептуры кулинарных изделий.

3.2. Изучение влияния хранения сырья и тепловой обработки полуфабрикатов на фракционный состав белков и содержание йода в готовой продукции

Изучен фракционный состав белков и содержание йода в процессе хранения пикши (табл.4).

Таблица 4- Содержание йода и белковых фракций в процессе хранения пикши

Срок хранения пикши, мес Количество йода в пикше, мкг Содержание белковых фракций г/100 г белка

водорастворимые солерастворимые щелочерастворимые

1 102 23,9 53,7 22,4

2 97 21,7 48,5 29,8

3 58 20,4 40,4 39,2

4 45 19,7 34,3 46

5 33 19,1 33,6 47,3

6 24 18,7 32,6 48,7

7 21 18,5 31,4 50,1

8 14 18,2 30,7 51,1

9 13 17,8 30,2 52

Установлено, что соотношение водорастворимой: солерастворимой: щелоче-растворимой фракций белков пикши при сроке хранения 1 мес составляет 23,9: 53,7: 22,4 (% от общего содержания белка).

Определено, что содержание водорастворимых белков пикши снижается при ко-

печном сроке хранении (9 мес) на 25,6% по сравнению с пикшей, хранившейся в течение 1 мес. Зависимость описывается уравнением: У|= 0,1092Х|2-1,7537x1+25,088.

Изменения солерастворимых белков пикши при холодильном хранении носят другой характер: Уг= -0,0607х,3 +1,473х|2-12,247х| + 65,513. При этом на аппроксимированной кривой явно выделены два участка: 1. С Гт по 4" месяц хранения характеризуется интенсивным снижением растворимости с 9,7 до 36,2%; 2. С 5 го по 9-й месяц хранения характеризуется практически линейной зависимостью снижения этой фракции на 37,4 -43,8 %.

Одновременно в процессе хранения увеличивается содержание щелочераство-римых белков в соответствии с уравнением: У3= -0,0859х]3 -1,9542х|2+15,531х| + 7,831. Количество белков этой фракции составляло через 9 мес хранения 52% к общему количеству белка, т.е. увеличилось за время хранения в 2,4 раза.

Установлено, что содержание йода в пикше, хранившейся в течение 1 месяца составляет 102±23 мкг/100 г мышечной ткани. В процессе хранения содержание йода снижается на 87% и при сроке хранения 9 месяцев составляет 13±4 мкг/100г. Особенно интенсивное разрушение йода происходит в период от одного до трех месяцев хранения: за этот период потери йода возрастают с 5 до 43%. Взаимосвязь потерь йода от срока хранения пикши описывается уравнением: У= 0,0042х3 + 1,5949х2 - 27,981х+ 133,67. Среднее значение содержания йода в пикше за исследованный срок хранения составляет 45±34 мкг/100 г съедобной части.

В результате регрессинно-корреляционного анализа установлено, что изменения содержание йода и количества водо- и солерастворимых белков в рыбе определяются прямой, а щелочерастворимых белков - обратной зависимостью. Коэффициенты корреляции в данном случае близки к единице (0,9680 - 0,9829), что дает основание говорить о функциональной связи между исследуемыми факторами.

Проведенный дисперсионный анализ позволил установить статистически достоверную (критерий Фишера <0,01) тесноту связей между содержанием йода и содержанием фракции миофибриллярных белков: с увеличением потери растворимости белками этой фракции потери йода возрастают.

Уравнения зависимости содержания йода от содержания белковых фракций пикши в процессе хранения имеют вид: Уводорастворимые=-1,1894х3+72,577х2-1449,7х+9530,1 (р>0,05) УСолерастворимые=-0,0006х3-0,025 Зх2+8,9416х-218,46 (р<0,01 ) УШеЛ„нерастворимы==0,002x3-0,1865x2+9,5882х+9,6633 (р<0,01)

Таблица 5 - Содержание йода и белковых фракций в пикше до и после тепловой обработки___

Образец Количество йода в пикше, мкг Содержание белковых фракций г/100 г белка

водорастворимые солераство-римые щелочерас-творимые

Пикша сырая 72 20,4 40,4 39,2

Пикша вареная 32 8,8 12,9 78,3

Пикша жареная 26 5,6 11,7 82,7

Пикша в парокон-вектомате 35 8,3 13,7 78

На основании полученных данных по потере растворимости белковые фракции пикши при различных способах тепловой обработки можно выстроить в следующие убывающие ряды (% от содержания в сырой рыбе):

• водорастворимые белки: жарка (72,5%) > пароконвектомат (59,3%) > варка (56,9%);

• солерастворимые белки: жарка (71,0%) > варка (68,1%) >пароконвектомат (66,1%);

• увеличение количества щелочерастворимых белков: жарка (110%) > варка (100%) > пароконвектомат (99%).

Установлена обратная зависимость между содержанием йода и содержанием фракции щелочерастворимых белков в готовых изделиях после тепловой обработки, описываемая полиноминальным уравнением 2-го порядка: У=7,75Х2 - 52,85Х + 115,25 (1^=0,9475).

Наибольшие потери йода обнаружены при жарке рыбы основным способом (63,9%). Потери йода при варке и обработке в пароконвектомате соответственно на 8 и 13% меньше, чем при жарке.

Изучен химический состав ПЛ (г/100 г): массовая доля воды составляет 12,0±1,04; золы 34,1±4,11; белка 6,8±0,92; жира 1,5±0,15; углеводов 45,6±3,45.

В табл.6, приведены результаты исследований содержания йода в порошке ламинарии в процессе хранения.

Срок хране- Содержание Потери йода Срок хране- Содержание Потери йода

ния, месяц йода, мкг/ЮОг при хранении, ния, месяц йода, мкг/ЮОг при хранении.

продукта % продукта %

1 41800 - 5 15500 62,9

2 35500 15,1 6 10900 73,9

3 29300 29,9 7 6300 84,9

4 18800 55,0 8 4200 90,0

Среднее за 8 месяцев хранения 20290±12950

На рис.8 представлены данные изучения влияния ингредиентного состава фаршей с различными наполнителями и вида йодсодержащей добавки (ПЛ и калия йодид) на потери йода при различных способах тепловой обработки полуфабрикатов.

□ Жарка Н Пароконвектомат.

75

70

65

60

55 -

50

45

67,2

¡йЩРШ

57,2 55,5 56 4

1 ■ 1

ЩЕ 54,2

I

Рыба:хлеб:Ю Рыба:морковь: Ю Рыба:хлеб:ПЛ Рыба:морковь: ПЛ

Рис.8 - Потери йода при тепловой обработке модельных полуфабрикатов

В результате проведенных экспериментов установлены зависимости:

1. Потерь йода от ингредиентного состава рыбных фаршей:

• Потери йода в композиции рыба: хлеб при использовании Ю на 2% (при жарке) и на 1,7% (пароконвектомат) больше, чем в композиции рыба: морковь.

• Потери йода в композиции рыба: хлеб при использовании ПЛ на 4,1% (при жарке) и на 2.2% (пароконвектомат) больше, чем в композиции рыба: морковь.

2. Потерь йода от вида йодсодержащей добавки:

• Потери йода при жарке основным способом полуфабрикатов с ПЛ на 5,2-7,3 % ниже, чем в полуфабрикате с Ю.

• При обработке полуфабрикатов в пароконвектомате потери йода находятся на одном уровне (в пределах статистической ошибки эксперимента) и практически не зависят от способа йодирования фаршей

3. Потерь йода от способа тепловой обработки полуфабрикатов', потери йода при обработке в пароконвектомате на 8,9-15,2% ниже, чем при жарке основным способом.

3.3. Оценка качества разработанной кулинарной продукции Установлено, что показатели органолептической оценки разработанных несколько превышают аналогичные для контрольного образца, что отразилось на суммарной балльной оценке: 4,65-4,69 - для контрольного образца и 4,84-4,87 - для «Котлет рыбо-морковных с ламинарией».

Химический состав полуфабрикатов и готовых изделий приведен в табл. 7. Таблица 7- Химический состав полуфабрикатов и готовых изделий (в 100 г)

Пищевые Полуфабрикаты Готовые изделия

вещества о ,, "О о

Котлеты рыбные (контроль) Котлеты рыбо-морковные ламинариеі Котлеты рыбные жареные (контроль) Котлеты рыбо-морковные ламинарие* жареные Котлеты рыбные (контроль)1 пароконвект мате Котлеты рыбо-морковные< ламинарией пароконвекті мате

Вода, г 73,8±2,1 78,0±2,5 66,6±1,5 71,0±1,8 73,1±1,9 77,4±2,3

Сухие вещества, г 26,2±1,3 22,0±0,9 33,4±|,1 29,0±0,9 26,9±0,8 22,6±0,7

Белки, г 10,9±0,2 11,2±0,2 11,7±0,2 11,8±0,2 11,3±0,2 11,6±0,2

Жиры, г 0,6±0,05 0,4±0,03 6,2±0,1 6,4±0,1 0,5±0,1 0,4±0,1

Углеводы, г 13,5±1,1 9,1 ±0,8 14,2±1,9 9,4±0,9 13,8±1,1 9,3±0,7

Зола, г 1,2±0,03 1,2±0,04 1,3±0,04 1,4±0,02 1,3±0,01 1,3±0,03

Йод, мкг 5^51' 213 45'-М322 2073 83 18 -1772 853 3'^252 103 20'-і-2202 1053

Энергетическая ценность, ккал 105,0 87,7 259,0 228,1 187,3 162,4

Примечания: '- min содержания йода;2- шах содержания йода;3- среднее содержания йода

В табл. 8 представлены потери пищевых веществ при тепловой обработке полуфабрикатов

Таблица 8 - Потери пищевых веществ при тепловой обработке полуфабрикатов

Показатель Потери при тепловой обработке, % от содержания в п/<Ь

Жа рка Пароконвектомат

контроль опыт контроль опыт

Вода 21,8 18,4 10,0 9,8

Сухие вещества 11,9 11,4 6,7 6,5

Белок 6,5 5,8 5,6 5,5

Жир 28,4 25,1 19,0 18,0

Углеводы 8,3 7,5 7,4 7,4

Зола 7,2 6,5 6,5 6,3

Определено, что способ тепловой обработки ощутимо влияет на потери пищевых веществ. Так при обработке в пароконвектомате потери сухих веществ на 5,2 % (для опытного образца) и 4,9% (для контрольного образца) ниже, чем при жарке основным способом. Потери белка при обработке в пароконвектомате так же на 0,6% ниже, чем при жарке.

Расчет интегрального скора показал, что даже при минимальном содержании йода в сырьевом наборе (обусловленным сроком хранения сырья) содержание йода в готовой продукции превышает 10% от суточной потребности.

В таблице 9 представлена характеристика расчетных показателей биологической ценности белка котлет рыбных.

Таблица 9 - Показатели качества белка кулинарной продукции

Котлеты Котлеты Котлеты Котлеты

рыбные рыбо- рыбные рыбо-

Показатели жареные морковные с (контроль)в морковные с

(контроль) ламинариси пароконвекто- ламинарией в

жареные мате пароконвектомате

Биологическая ценность белков, % 78,9 84,2 81,4 84,0

Коэффициент утилитарности аминокислотного 0,85 0,86 0,86 0,86

состава

Показатель «сопостави-

мой избыточности», 13,9 7,0 14,5 7,4

г/100 г белка

Расчеты показали, что биологическая ценности белка «Котлет рыбо-морковных с ламинарией» 5,3% выше, чем для контроля. Следовательно, их можно отнести к кулинарной продукции с повышенной (по сравнению с традиционной рецептурой) биологической ценностью.

На основании проведенных микробиологических исследований установлено, что при хранении полуфабриката «Котлеты рыбо-морковные с ламинарией» в течение 36 часов при аггравированной температуре 3°С с коэффициентом резерва 1,5 микробиологические показатели не превышают регламентирующих по СанПиН 2.3.2.1078-01 для индекса 1.3.1.3 «Формованные фаршевые изделия».

Результаты расчета интегрального показателя качества котлет представлены в таблице 10.

Таблица 10 - Расчет интегрального показателя качества

Наименование Ко к„ к6 Кок .1

Котлеты рыбные жареные 0,938 1 1 0,98 0,98

Котлеты рыбо-морковные с ламинарией жареные 0,974 3,28 1,46 1,67 1,99

Котлеты рыбные в пароконвектомате 0,930 1 1 0,98 0,98

Котлеты рыбо-морковные с ламинарией в пароконвектомате 0,968 3,29 1,41 1,65 1,94

3.4. Клиническая апробация разработанных продуктов

В качестве репрезентативной группы для эпидемиологического обследования было отобрано 20 студентов дневного отделения (10 мужчин и 10 женщин) Орловского государственного института экономики и торговли. Средний возраст обследуемых составил 20,5 ± 2,1 года, средняя масса тела 63,2 ± 8,5кг.

Все студенты в течение 20 дней ежедневно в дополнение к привычному ежедневному рациону питания получали порцию (ЮОг) «Рыбо-морковных котлет с ламинарией». В табл. 11 приведены данные обследования.

Таблица 11-Оценка тяжести йодного дефицита у студентов ОрелГИЭТ до и после

приема разработанных продуктов

Показатель Степень тяжести йодного дефицита по концентрации йода в моче, мкг/л

Отсутствие йодного дефицита Наличие йодного дефицита

Увеличенное количество йода (>300) Отсутствие йодного дефицита (>100<300) Легкая (>70<100) Средняя (<70)

Количество студентов до начала обследования, чел 2 8 6 4

% 10 40 30 20

Количество студентов по окончанию обследования, чел 2 13 3 2

% 10 65 15 10

В результате первичного обследования установлено, что у 50% обследованных студентов имеется дефицит йода в организме легкой (30%) и средней (20%) степени тяжести. После 20 -дневного употребления продуктов эти показатели снизились в два раза. Количество студентов с отсутствием йодного дефицита повысилось с 40% до 65% от общего количества обследованных.

В результате проведенных исследований можно констатировать, что использование в питании «Котлет рыбо-морковных с ламинарией» позволило ликвидировать йоддефицитное состояние у 25% обследованных студентов.

Это указывает на то, что систематическое употребление продукта в составе пищевых рационов всеми возрастными группами населения снижает риск развития йоддефицитных заболеваний за счет наличия в его составе физиологически функционального пищевого ингредиента - порошка ламинарии.

Выводы

1. Разработана научно-обоснованная рецептура рыбо-растительного фарша повышенной биологической ценности, включающая пикшу и морковь, которые характеризуются высокими значениями сводного индекса качественных параметров, рассчитанного применительно к технологии йодированной кулинарной продукции.

2. Экспериментально обосновано, что для производства фаршей с требуемыми технологическими и структурно-механическими показателями целесообразно заменять 20 % сырой пикши на отварную, использовать морковь вареную в течение 20

мин и ПЛ, обводненный при гидромодуле 1:4 с продолжительностью набухания в течение 10 мин. С учетом полученных данных предварительной подготовки рецептурных ингредиентов разработаны технологические схемы и рецептуры фаршей, полуфабрикатов и «Котлет рыбо-морковных с ламинарией».

3. Изучен фракционный состав белков пикши. Установлено снижение содержания водорастворимых (на 25,6%) и солерастворимых (на 56,2%) белков при одновременном росте щелочерастворимых белков в 2,4 раза в процессе хранения. Наибольший денатурирующий эффект тепловой обработки на водо- и солерастворимые белки выявлен при жарке, а наименьший — при обработке пикши в пароконвектома-те.

4. Установлено, что потери йода за 8 месяцев хранения ПЛ составляют 90%. При хранения пикши в течение 9 месяцев содержание йода в ней снижается на 87%. Наибольшие потери йода обнаружены при жарке пикши основным способом (63,9%). Потери йода при варке и обработке в пароконвектомате соответственно на 8 и 13% меньше, чем при жарке.

5. В результате регрессинно-корреляционного анализа установлено, что изменения содержание йода и количества водо- и солерастворимых белков в рыбе определяются прямой, а щелочерастворимых белков - обратной зависимостью. Коэффициенты корреляции в данном случае близки к единице, что дает основание говорить о функциональной связи между исследуемыми факторами. Проведенный дисперсионный анализ позволил установить статистически достоверную (критерий Фишера <0,01) тесноту связей между содержанием йода и содержанием фракции миофиб-риллярных белков пикши.

6. Определено, что замена хлеба, используемого в качестве наполнителя фарша, на морковь обусловливает снижение потерь йода в зависимости от способа тепловой обработки на 1,7-4,1%. При этом установлено, что потери йода при жарке полуфабрикатов с ПЛ на 5,2-7,3% ниже, чем при использовании неорганической формы йодсодержащей добавки - калия йодида.

7. Установлено, что показатель биологической ценности «Котлет рыбо-морковных с ламинарией» на 5,3% выше, чем для контрольного образца. Расчет интегрального скора показал, что даже при минимальном содержании йода в сырьевом наборе (обусловленным сроком хранения сырья) содержание йода в готовой продукции превышает 10% от суточной потребности. Это позволяет на основании ГОСТ Р 52349-2005 «Продукты пищевые функциональные» отнести порошок ламинарии к физиологически активным пищевым ингредиентам.

8. Конкурентоспособность разработанной кулинарной продукции подтверждена расчетом интегрального показателя качества, который в два раза превосходит аналогичный для контрольного образца.

9. В результате проведения клинического эксперимента установлено, что использование в питании «Котлет рыбо-морковных с ламинарией» позволило ликвидировать йоддефицитное состояние у 25% обследованных студентов. Это указывает на то, что разработанный продукт можно отнести к группе функциональных пищевых продуктов.

Список опубликованных работ по теме диссертации: Статьи в изданиях, рекомендованных ВАК

1. Литвинова, Е.В. Компьютерная оптимизация ингредиентного состава рыбора-стительных композиций [Текст] / Е.В. Литвинова, С.Ю. Кобзева, О.Н. Пахомова // Известия вузов. Пищевая технология.- 2011. - №1(319). - С.32-33.

2. Литвинова, Е.В.. Влияние различных способов и режимов подготовки сырья на технологические свойства рыборастительных фаршей [Текст] / Е.В. Литвинова, P.C. Музапевская, С.Ю. Кобзева, О.Н. Пахомова // Хранение и переработка сельхоз-сырья,- 2011.- №3.- С. 43-44.

3. Литвинова, Е.В. Разработка технологических параметров подготовки сырья для производства комбинированных фаршей с ламинарией [Текст] / Е.В. Литвинова, Л.С. Большакова, С.Ю. Кобзева, М.В. Киселева // Техника и технология пищевых производств.- 2011. - №3.-С.67-70.

4. Литвинова, Е.В.. Характеристика рыбо-растительного сырья применительно к разработке рецептурного состава йодированной кулинарной продукции [Текст] / Е.В. Литвинова, Л.С. Большакова, С.Ю. Кобзева, М.В. Киселева, Е.В.Бурцева // Технология и товароведение инновационных пищевых продуктов.- 2011. -№3(8).- С. 1420.

Монографии

I. Литвинова, Е.В. Социально-экономическое обоснование разработки рыборастительных фаршевых кулинарных изделий [Текст] / Е.В. Литвинова, С.Ю. Кобзева // Товароведно - технологические аспекты разработки пищевых продуктов функционального и специализированного назначения: коллективная монография / под ред. проф. Е.В. Литвиновой,- Воронеж: Научная книга, 2010.-С.35-50.

Статьи в сборниках научных работ

1. Большакова, Л.С. Моделирование ингредиентного состава рыбо-растительных фаршевых изделий [Текст] /Л.С. Большакова, С.Ю. Гавриченко // Конференция-конкурс научно-инновационных работ молодых ученых и специалистов отделения хранения и переработки сельскохозяйственной продукции Россельхозакадемии: сборник докладов, 2-Здек. 2008г.- М.: ВНИИМП, 2008.-С.28-31.

2. Литвинова, Е.В. Технологическое обоснование разработки рыбо-растительных композиций со сбалансированным аминокислотным составом [Текст] / Е.В. Литвинова, Л.С. Большакова, С.Ю. Гавриченко, О.Н. Пахомова // Инновационные технологии и оборудование для пищевой промышленности (приоритеты развития): материалы Ш-й междунар. науч.-техн. конф. Т.1. -Воронеж: ВГТА, - 2009.-С.440-446.

3. Литвинова, Е.В. Влияние альгината натрия на функциональные свойства фаршевых кулинарных изделий [Текст] / Е.В. Литвинова, Л.С. Большакова, С.Ю. Гавриченко, Н.Д. Живых // Обладнання та технології харчовых виробництв: тематич-ный збірник наукових праць.Вип.20.-Донецьк, 2009.-С.212-218.

4. Кобзева, С.Ю. Технологические характеристики комбинированных фаршевых кулинарных изделий [Текст] / С.Ю. Кобзева, Е.В. Литвинова, Л.С. Большакова, О.Н. Пахомова // Управление инновациями в торговле и общественном питании: материалы междунар. науч.-практ. конф., 25-28 нояб. 2010г.- Орел: ОрелГИЭТ, 2010.-С. 197-200.

5. Литвинова, Е.В. Социально-экономические предпосылки эффективного использования рыбы и нерыбных объектов промысла [Текст] / Е.В. Литвинова, С.Ю. Кобзева // Высокоэффективные пищевые технологии, методы и средства их реализации. Эффективное использование ресурсов отрасли: сборник материалов форума достижений пищевой науки, посвященного юбилею МГУПП, 25 нояб. 2010г.-М.: МГУПП, 2010.-С.121-126.

6. Кобзева, С.Ю. Экономическая доступность потребления рыбы и рыбопродукции населением Орловской области [Текст] / С.Ю. Кобзева // Научные записки ОрелГИЭТ,- 2011. - №1(3) - С.418-421

7. Литвинова, Е.В. Влияние технологических факторов на структурно-механические характеристики порошка ламинарии [Текст] / Е.В. Литвинова, Л.С. Большакова, С.Ю. Кобзева, М.В. Киселева, Е.В. Бурцева // Инновационные процессы в развитии сферы общественного питания: сборник научных работ межрегиональной науч.-практ. конф. с международным участием, 27 апр. 2011 г.- Красноярск, 2011.-С.158-162.

8. Литвинова, Е.В. Использование сухой ламинарии в технологии йодированной кулинарной продукции [Текст] / Е.В. Литвинова, Л.С. Большакова, С.Ю. Кобзева, М.В. Киселева, Е.В. Бурцева // Современные технологии производства и переработки сельскохозяйственной продукции: сборник научных работ междун. науч.-практ. конф., 21 апр. 2011г.- Новосибирск, 2011.-С. 163-166.

9. Литвинова, Е.В. Экспериментальное обоснование технологических параметров производства йодированной фаршевой продукции [Текст] / Е.В. Литвинова, С.Ю. Кобзева, М.В. Киселева, Е.В. Бурцева // Региональный рынок потребительских товаров: особенности и перспективы развития, формирование конкуренции, качество и безопасность товаров и услуг: сборник научных работ 1У-ой Всероссийская заочной науч.-практ. конф. учёных и аспирантов, 5 апр. 2011 г.- Тюмень, 2011.- С.216-218.

10. Литвинова, Е.В. Разработка параметров предварительной обработки порошка ламинарии применительно к технологии фаршевых изделий [Текст] / Е.В. Литвинова, С.Ю. Кобзева, М.В. Киселева, Е.В. Пахомова, Т.В. Кузнецова // Стратегия развития индустрии гостеприимства и туризма: электронный сборник статей 1У-ой ме-ждунар. интернет-конф., 24 янв.2011-21 апр.2011гг.. - Орел: Государственный университет - учебно-научно-производственный комплекс, 2011. - С. 215-217.

11. Литвинова, Е.В. Об ограничении использования некоторых видов растительного сырья в технологии йодированной кулинарной продукции [Текст] / Е.В. Литвинова, Л.С. Большакова, С.Ю. Кобзева, Н.Д. Живых, Е.И. Бурцева, О.Н. Пахомова // Технология и продукты здорового питания: сборник научных работ У1-ой между-нар. науч.-практ. интернет-конф., 24-25 нояб. 2011г. - Саратов: Саратовский государственный аграрный университет имени Н.И. Вавилова, 2011. - С. 157-162.

12. Кобзева, С.Ю. Структурно-механические свойства рыбо-морковных фаршей с порошком ламинарии [Текст] / С.Ю. Кобзева // Биотехнологические системы в производстве пищевого сырья и продуктов: инновационный потенциал и перспективы развития: сборник научных работ междунар. науч.-техн. конф., 14-16 дек. 2011г.-Воронеж: ВГТА, 2011. - С. 145-150.

13. Кобзева, С.Ю. Влияние предварительной подготовки йодсодержащего сырья на функционально-технологические свойства фаршей [Текст] / С.Ю. Кобзева // Научные записки ОрелГИЭТ,- 2011,- №2(4).-С.381-387.

14. Кобзева, С.Ю. Разработка технологии йодированного рыбо-растительного фарша для детского питания [Текст] / С.Ю. Кобзева, Е.В. Литвинова, С.Ю. Кобзева, Л.С. Большакова, Е.В. Пахомова // Научные и практические аспекты совершенствования качества продуктов детского и геродиетиченского питания: сборник научных работ 111-й междунар. науч.-практ. конф., 24 апр. 2012г.- Истра: НИИДП Россельхо-закадемии, 2012,- С.231-232.

Издательство Орел ГИЭТ 302028 г.Орел, ул.Октябрьская,12

Подписано к печати 25 апреля 2012. Формат 60x90/16 Печать офсетная. Усл. печ. л. 1,0 Тираж 100 экз. Заказ № 81

Отпечатано с готового оригинал-макета на полиграфической базе ОрелГИЭТ

61 12-5/3023

Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Государственный университет - учебно - научно - производственный

комплекс»

РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ РЫБО-ОВОЩНОЙ КУЛИНАРНОЙ ПРОДУКЦИИ С ПОРОШКОМ ЛАМИНАРИИ

Специальность 05,18.15 - Технология и товароведение пищевых продуктов и функционального и специализированного назначения и общественного питания

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор, академик РАЕ

Елена Викторовна Литвинова

На правах рукописи

КОБЗЕВА СВЕТЛАНА ЮРЬЕВНА

Орел 2012

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ 4

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 9

1.1. Функционально-технологические свойства рыбных фаршевых кулинарных изделий 9

1.2. Пищевые источники органического йода, используемые в технологии продукции функционального назначения 18

1.3. Социально-экономические предпосылки разработки йодированной рыбо- растительной кулинарной продукции 29

ГЛАВА 2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ 37

2.1. Организация работы и схема проведения экспериментальных исследований 37

2.2. Объекты исследования 37

2.3. Методы исследования 37

ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ АНАЛИЗ 44

3.1. Разработка ингредиентного состава и технологического процесса производства рыбо - морковных котлет с порошком ламинарии 44

3.1.1. Разработка ингредиентного состава рыбо-овощных фаршей повышенной биологической ценности 44

3.1.2. Экспериментальное обоснование параметров технологического процесса предварительной подготовки рецептурных ингредиентов 54

3.1.3. Разработка рецептур и технологии рыбо-морковных котлет с порошком ламинарии 65

3.2. Изучение влияния хранения сырья и тепловой обработки полуфабрикатов на фракционный состав белков и содержание йода в готовой продукции 68

3.2.1. Фракционный состав белков пикши и его изменения в процессе холодильного хранения 68

3.2.2. Потери йода при хранении замороженной пикши 74

3.2.3. Установление корреляционной зависимости между фракционным составом белков и потерями йода при хранении пикши 76

3.2.4. Установление взаимосвязи между фракционным составом белков и потерями йода при различных способах тепловой обработки пикши 82

3.2.5. Определение химического состава порошка ламинарии и потерь йода при его хранении 85

3.2.6. Влияние различных способов тепловой обработки на содержание йода в готовых кулинарных изделиях 89

3.3. Оценка качества разработанной кулинарной продукции 91

3.3.1. Органолептическая оценка 91

3.3.2. Химический состав полуфабрикатов, готовых изделий и 92

анализ потерь пищевых веществ при тепловой обработке

3.3.3. Биологическая ценность белков 98

3.3.4. Изучение микробиологических показателей и установление срока хранения полуфабриката «Котлеты рыбо-морковные с ламинарией» 100

3.3.5. Показатели безопасности полуфабриката «Котлеты рыбо-морковные с ламинарией» 104

3.3.6. Анализ конкурентоспособности разработанных продуктов 106

3.4. Клиническая апробация разработанных продуктов 114

ВЫВОДЫ 118

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 120

ПРИЛОЖЕНИЕ А 145

ПРИЛОЖЕНИЕ Б 146

ПРИЛОЖЕНИЕ В 147

ПРИЛОЖЕНИЕ Г 148

ПРИЛОЖЕНИЕ Д 149

ПРИЛОЖЕНИЕ Е 151

ПРИЛОЖЕНИЕ Ж 153

ПРИЛОЖЕНИЕ 3 155

ПРИЛОЖЕНИЕ И 157

ПРИЛОЖЕНИЕ К 158

ПРИЛОЖЕНИЕ Л 159

ПРИЛОЖЕНИЕ М 160

ВВЕДЕНИЕ

Продовольственная безопасность является одним из главных направлений обеспечения национальной безопасности страны, фактором сохранения ее государственности и суверенитета, важнейшей составляющей демографической политики, необходимым условием повышения качества жизни российских граждан. Основными задачами обеспечения продовольственной безопасности являются качество и безопасность продуктов питания, их физическая и экономическая доступность. Важным показателем продовольственной безопасности является соответствие количества пищевых веществ, потребляемых человеком, физиологическим нормам питания (Доктрина продовольственной безопасности РФ, 2010).

Усиление психо-эмоциональных и техногенных нагрузок, недостаточное поступление с пищей макро- и микронутриентов ведут к разбалансиро-ванности физиолого-биохимического статуса организма человека и способствуют формированию широкого спектра медико-социальных проблем.

Одной из актуальных проблем являются дефицит йода в окружающей среде и обусловленные им йоддефицитные заболевания (ИДЗ), характеризующиеся высокой распространенностью и серьезными клиническими последствиями (Герасимов Г.А., Дедов И.И., Мельниченко Г.А., Онищенко Г.Г., Свириденко Н.Ю., Спиричев В.Б., Тутельян В.А., Шатнюк JI.H., Niedziela М., Volzke Н. и др.).

Эффективным путем предупреждения и профилактики ИДЗ является обогащение йодом продуктов массового потребления. Перспективным направлением является разработка нового ассортимента рыбо-овощной кулинарной продукции с использованием морских водорослей и продуктов их переработки. Научный подход к разработке ингредиентного состава и совершенствование технологии таких продуктов позволят не только обогатить рационы питания биодоступным органическим йодом и биологически полно-

ценным белком, но и обеспечить экономическую доступность для всех категорий населения.

Методологические, медико-биологические, физико-химические и технологические аспекты создания комбинированных продуктов на основе рыбного и растительного сырья изложены в работах Абрамовой Л.С., Андреева М.П., Антиповой Л.В., Артюховой С.А., Борисенко Л.А., Зайко Г.М., Касьянова Г.И., Лузан В.В., Мезеновой О.Я., Рехиной Н.И., Серпуниной Л.Т., Студенцовой Н.А. и др.

Работа является частью комплексных исследований, выполненных по аналитической ведомственной целевой программе «Развитие потенциала высшей школы», проект «Создание научно-обоснованной системы профилактики алиментарно-зависимых заболеваний у обучающихся путем рационализации питания, разработки и использования продуктов, блюд и рационов профилактической направленности» №гос.рег.01200965400, проект № 2.2.3.3/12492 «Разработка продуктов, блюд и рационов профилактической направленности, для обучающихся, проживающих в условиях йоддефицитных регионов с целью повышения уровня их здоровья» №гос.рег.01201154517 и по инициативной НИОКР «Теоретические и практические аспекты разработки технологии кулинарной продукции функционального назначения»

№гос.рег.01200800991.

Цель и задачи исследования. Целью работы является теоретическое и экспериментальное обоснование технологии фаршевой рыбо-растительной кулинарной продукции гарантированного качества и стабильной консистенции с использованием йодсодержащей добавки - порошка ламинарии (далее ПЛ).

В соответствии с поставленной целью были поставлены следующие задачи:

1. Качественно и количественно обосновать выбор сырьевых ингредиентов применительно к технологии производства йодированной рыбо-овощной кулинарной продукции повышенной биологической ценности.

2. Экспериментально обосновать параметры технологического процесса предварительной подготовки сырьевых компонентов для получения кулинарной продукции с требуемыми технологическими и структурно-механическими показателями.

3. Изучить фракционный состав рыбного сырья и его изменения в процессе хранения и при различных способах тепловой обработки.

4. Определить потери йода при хранении йодсодержащих сырьевых компонентов и различных способах тепловой обработки рыбного сырья.

5. Провести сравнительный анализ зависимости потерь йода от вида используемых наполнителя и йодсодержащей добавки, а также способа тепловой обработки полуфабрикатов.

6. Комплексно оценить разработанные продукты по основным показателям качества и провести анализ их конкурентоспособности.

7. В клиническим эксперименте установить влияние разработанных продуктов на снижение йодного дефицита в отдельных группах населения.

Научная новизна работы заключается в следующем:

• Методом компьютерного моделирования разработаны рецептуры рыбо-растительных фаршей, показатель функции желательности которых (сбалансированность аминокислот) на 25-27% выше, чем для рыбных фаршей с пшеничным хлебом

• Установлены зависимости технологических и структурно-механических свойств фаршей от способов предварительной обработки сырьевых ингредиентов и технологических приемов, позволяющих получать продукт задаваемой стабильной консистенции.

• Экспериментально установлена и оценена взаимосвязь изменений растворимости белковых фракций пикши и потерь йода в зависимости от продолжительности холодильного хранения и различных способов тепловой обработки.

• Определены зависимости влияния ингредиентного состава фаршей и вида йодсодержащей добавки на потери йода при различных способах тепловой обработки полуфабрикатов.

• Впервые получены данные о снижении йодного дефицита (на 25%) в отдельных группах населения в результате использования в питании разработанного продукта «Котлеты рыбо-морковные с ламинарией».

Практическая значимость. Полученный в ходе проведенных исследований материал расширяет область практического применения ПЛ в технологии фаршевых кулинарных изделий из рыбы.

Результаты экспериментальных исследований и опытных выработок разработанной продукции подтверждены апробацией на учебно-производственном комплексе общественного питания ФГБОУ ВПО «Орловского государственного института экономики и торговли» и в промышленных условиях ОПО «Союз Орловщины».

Разработан проект технической документации: ТУ 9266-020-0253741911, ТИ 02537419-020, РЦ 02537419-020 на «Котлеты рыбо-морковные с ламинарией».

Результаты работы внедрены в учебный процесс ФГБОУ ВПО «Орловского государственного института экономики и торговли», где используются в ходе преподавания дисциплин «Технология диетического и лечебно-профилактического питания», «Функциональное питание».

Апробация результатов исследования. Результаты работы доложены и обсуждены на научных конференциях различного уровня, в т.ч.: конференции-конкурсе научно-инновационных работ молодых ученых и специалистов «Отделения хранения и переработки сельскохозяйственной продукции» Рос-сельхозакадемии (Москва, 2008); III международной научно-практической конференции «Инновационные технологии и оборудование для пищевой промышленности (приоритеты развития)» (Воронеж, 2009г); международной научно-практической конференции «Управление инновациями в торговле и общественном питании» (Орел, 20 Юг); межрегиональной научно-

практической конференции с международным участием «Инновационные процессы в развитии сферы общественного питания» (Красноярск, 2011 г); международной научно-практической конференции «Современные технологии производства и переработки сельскохозяйственной продукции» (Новосибирск, 2011 г); международной научно-практической конференции «Региональный рынок потребительских товаров: особенности и перспективы развития, формирование конкуренции, качество и безопасность товаров и услуг» (Тюмень, 2011 г); международной научно-технической конференции «Биотехнологические системы в производстве пищевого сырья и продуктов: инновационный потенциал и перспективы развития» (Воронеж, 2011 г); YI Международной научно-практической интернет-конференции «Технология и продукты здорового питания» (Саратов, 2011 г); Всеукраинской научно-практической конференции «Торговля и гостинично-ресторанный бизнес: инновационное развитие в условиях глобализации» (Харьков, 2012г); VIII-й Международной научной конференции студентов и аспирантов "Техника и технология пищевых производств" (Могилев, 2012г); Международной научно-практическая конференция «Проблемы гигиены и технологии питания: современные тенденции и перспективы развития» (Донецк, 2012г); III Международной научно-практической конференции «Научные и практические аспекты совершенствования качества продуктов детского и геродиетиченско-го питания» (Истра, 2012г).

Публикации. По материалам выполненных исследований опубликовано 19 работ, в том числе 4 статьи в журналах, рекомендуемых ВАК и 1 монография.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, аналитического обзора литературы, экспериментальной части, выводов, списка литературных источников и приложений. Работа изложена на 150 страницах основного текста, включает 38 рисунков, 49 таблиц и 12 приложений. Список литературы содержит 226 наименований, в том числе 46 зарубежных авторов и 2 электронных ресурса. В приложениях представлены копии документов: техническая документация на кулинарную продукцию, акты выработка, дегустаций и внедрения результатов исследования в учебный

процесс.

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. Функционально-технологические свойства рыбных фаршевых

кулинарных изделий

При приготовлении фаршевых кулинарных изделий в фарш вводят наполнители, которые выполняют определенные функции в готовом продукте. Их можно разделить на следующие группы:

- наполнители, повышающие пищевую ценность;

- наполнители, обладающие функциональными свойствами;

В качестве традиционного наполнителя в фаршевые рыбные изделия добавляют хлеб и воду. При введении в фарш хлеба повышается водосвязы-вающая способность системы. Увеличение доли прочносвязанной воды приводит к нарастанию прочностных свойств в системе, что нежелательно. Поэтому количество воды, добавляемой при приготовлении фарша, должно быть таким, чтобы сырой фарш хорошо формовался, а готовое изделие было нежным и сочным [13].

В результате литературного поиска выяснили, что при производстве фаршевых продуктов из рыбы, например, котлет, фрикаделек, биточков и т.д., одним из наполнителей являются овощи: лук репчатый, морковь, свекла, баклажаны, картофель, тыква, капуста и др. [7,46,56,88].

Овощи, используемые в качестве наполнителя для рыбных продуктов, способствуют пищеварению благодаря содержанию в них целлюлозы, геми-целлюлозы, пектина и крахмала. Установлено, что крахмал снижает уровень холестерина низкой плотности в крови организма человека. Подобное действие объясняется тем, что крахмал стимулирует синтез бактериями кишечника рибофлавина, который усиливает превращение холестерина в желчные кислоты [55,100].

Содержащиеся в овощах органические кислоты улучшают усвоение труднорастворимых соединений кальция, фосфора, железа и поддерживают

кислотно-щелочной баланс. Введение овощных добавок и их смеси позволяет улучшить пищевые качества рыбопродуктов и снизить влияние сезонности в потреблении овощей и повысить их пищевую ценность в течение всего года [212].

Разработана рецептура рыбного фарша из толстолобика, в которую в качестве наполнителя вводили пассерованную морковь и лук в количестве 10-30%. Эти наполнители улучшают пищевую ценность рыбных изделий и структуру [176].

Известен способ производства рыбного продукта для питания детей, который предусматривает введение репчатого лука, моркови, тыквы и кукурузной крупы [109,117].

Наполнителями для рыбных фаршей также является зерновой продукт (пшеничные и овсяные отруби, овсяные хлопья) и крупяной продукт в виде овсяной, рисовой, манной, гороховой, кукурузной, ячневой и других круп, обладающие высокой жиро- и влагоудерживающей способностью и повышающие биологическую ценность. Они положительно влияют на кроветворение и кровообращение, способствуют повышению тонуса сердечной мышцы также оказывают липотропное действие на организм [112].

Для увеличения продолжительности срока хранения рубленых полуфабрикатов из щупалец кальмара и устойчивости липидов к тепловой обработке, в качестве наполнителя котлетной массы рекомендуют манную крупу в количестве 5,0% [83].

Разработан рыбно-печеночно-растительный фарш в качестве наполнителя используют геркулес и гречневый продел. Благодаря присутствию в рецептуре геркулеса и гречки изделия обогащаются пищевыми волокнами, обладающими способностью связывать ионы тяжелых металлов, снижать в организме накопление радиоактивныз веществ, сорбировать и выводить из организма желчные кислоты - снижать содержание холестерина в крови и замедлять развитие атеросклероза. Введение растительных компонентов спо-

собствовало повышению пищевой и биологической ценности и увеличению выхода готовых изделий [137,138,139].

В качестве наполнителя в фаршевые изделия из рыбы (макрус, минтай) вводят вторичные продукты переработки риса (рисовая лузга) не более 2,3% от массы фарша. Гидролизованная лузга способствует внутреннему влаго-распределению и образует сложную структуру, это способствует увеличению вязкости фарша и лучшей его устойчивости при при формовке полуфабрикатов [63].

Введение в рыбный фарш 30% гидротированных в соотношении 1:3 микронизированных гороховых хлопьев повышает биологическую ценность белков и выход готового изделия, за счет процес�