автореферат диссертации по технологии продовольственных продуктов, 05.18.07, диссертация на тему:Разработка технологии производства пресервов из объектов аквакультуры на основе биотехнологических приемов

БУЙ СУАН ДОНГ

РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА ПРЕСЕРВОВ ИЗ ОБЪЕКТОВ АКВАКУЛЬТУРЫ НА ОСНОВЕ БИОТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРИЕМОВ

05.18.07 - Биотехнология пищевых продуктов и биологических активных веществ

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Воронеж 2011

005013991

Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Астраханский государственный технический университет» (ФГБОУ ВПО «АГТУ») на кафедре «Пищевая биотехнология и технология продуктов питания»

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

Мукатова Марфуга Дюсембаевна

Официальные оппоненты: доктор технических наук, доцент

Харенко Елена Николаевна

кандидат технических наук, доцент Дворянинова Ольга Павловна

Ведущая организация: ФГБОУ ВПО «Кубанский государственный

технологический университет» (ФГБОУ ВПО «КубГТУ»), г. Краснодар

Защита состоится «14» декабря 2011 года в 10.00 часов на заседании диссертационного совета Д 212.035.04 при ФГБОУ ВПО «Воронежский государственный университет инженерных технологий» по адресу: 394036, г. Воронеж, проспект Революции, 19, ауд. 035.

Отзывы на автореферат (в двух экземплярах), заверенные гербовой печатью учреждения, просим присылать в адрес совета университета.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО «ВГУИТ»

Автореферат размещен на сайтах Высшей аттестационной комиссии при Министерстве образования и науки Российской Федерации www.vak.ed.gov.ru и ФГБОУ ВПО «ВГУИТ» www.vgta.vrn.ru «09» ноября 2011 г.

Автореферат разослан «09» ноября 2011 г. Ученый секретарь диссертационного совета

В.С. Слободяник

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Известно, что посол рыбы возник около 3500—4000 лет до новой эры и претерпев значительные эволюционные изменения, получил наибольшее развитие как способ консервирования в XVIII—XIX вв. Развитие других способов консервирования рыбных продуктов со второй половины XIX века способствовало некоторому развитию производства пресервов. Производство рыбных пресервов имеет более мягкие режимы обработки по сравнению с другими способами консервирования рыбного сырья, которые основаны на использовании высоких температур стерилизации, что приводит к денатурации и химической деградации многих ценных компонентов. Но по мере развития производства мороженой, копченой продукции, консервов, пресервов происходил своеобразный отбор видового состава сырья.

Традиционное производство рыбных пресервов развивалось в направлении совершенствования технологии изготовления продукции из морских и океанических видов рыб (сельдевые, лососевые), обладающих способностью созревать при посоле. Однако в последние годы видовой состав и количество поступающего в обработку рыбного сырья постоянно менялись в связи с изменением сырьевой базы. Возникла необходимость обратить особое внимание на переработку прудовых видов рыб, которые представляют собой вид сырья, характеризующийся высоким содержанием белка, липидов, витаминов, минеральных и других веществ, однако являются слабосозревающими при посоле.

В настоящее время производство пресервов из рыбы переживает новый этап своего развития - период освоения выпуска пресервов из новых видов сырья, в том числе из слабосозревающих (Калиниченко, 1990; Ким, 1998; Слуцкая, 1997; Иванова и Сарапкина, 2007). Проблема производства пресервов из новых видов сырья заключается в том, что их органолептические свойства значительно отличаются от подобной продукции из традиционных видов рыб, составивших основу выпуска рыбной продукции в середине XX века и сформировавших основные требования потребителя к легкосозревающему продукту. Важность указанной проблемы обращает внимание на необходимость обобщения имеющейся информации в области исследования свойств ферментов рыбного сырья и регулирования биохимических процессов при производстве пресервов из слабосозревающих видов рыб.

Исследованиям в области изучения свойств ферментов рыбного сырья и применения их в производстве пресервов посвящены работы многих ученых: JI.C. Байдалиновой, Г.Н. Кима, JI.JI. Константиновой, В.П. Лисовой, A.C. Лысовой, О.Я. Мезеновой, Г.Т.Некрасовой, Б.Л. Нехамкина, В.Ю. Новикова, Л.М. Пауковой, Т.Н. Слуцкой, А.П. Черногорцева, В.И. Шендерюка и др.

Таким образом, проблема создания научных основ регулирования биохимических процессов созревания слабосоленой рыбы с помощью ферментных препаратов является актуальной. Решение указанной проблемы позволит разработать научные основы производства пресервов из слабосозревающих и новых видов сырья как объектов аквакультуры в промышленных условиях, что способствует расширению ассортимента пресервной продукции.

Цель работы и задачи исследования. Цель настоящей работы состояла в разработке технологии производства пресервов из объектов аквакультуры на основе биотехнологических приемов.

Для достижения поставленной цели были решены следующие задачи:

- изучить размерно-массовые составы и соотношение частей тела основных прудовых видов рыб;

- исследовать химические составы, биохимические свойства прудовых видов рыб с установлением активности ферментов мышечной ткани и внутренних органов;

- изыскать способ выделения ферментного препарата из внутренних органов перерабатываемых видов рыб с установлением его активности;

- выявить степень созревания филе прудовой рыбы под действием ферментного препарата, выделенного из ее внутренних органов;

- обосновать выбор компонентов рецептуры для изготовления пресервов в уксусно-масляной заливке;

- установить степень созревания и оптимальные сроки годности опытных образцов пресервов в процессе их хранения;

- апробировать результаты исследований по изготовлению опытных образцов пресервов из прудовых видов рыб в производственных условиях;

-оценить экономическую эффективность разработанной технологии;

Научная новизна работы.

1) Впервые разработана и рекомендована к применению технология производства пресервов из объектов аквакультуры.

2) Исследованы химические составы, биохимические свойства прудовых видов рыб и установлены активности ферментов мышечной ткани, внутренних органов.

3) Научно обоснован способ выделения ферментного препарата из внутренних органов прудовых видов рыб.

4) Изучены основные качественные характеристики ферментного препарата: протеолитическая активность, органолептические, физико-химические и микробиологические показатели.

5) Установлена степень созревания пресервов из филе прудовой рыбы с применением ферментного препарата, выделенного из ее внутренних органов

6) Выявлены оптимальные условия и установлены сроки годности пресервов из филе прудовой рыбы с применением ферментного препарата, выделенного из ее внутренних органов в процессе хранения.

Практическая значимость работы. Разработана новая технология изготовления пресервов из объектов аквакультуры на основе биотехнологических приемов, обладающих высокими качественными характеристиками, которая позволяет перерабатывающим предприятиям рационально использовать прудовые ресурсы и значительно расширить ассортимент выпускаемой пресервной продукции. Разработан и утвержден пакет нормативных документов:

1) ТУ 9289-054-00471704-2011 «Ферментный препарат из внутренних органов прудовых видов рыб» и ТИ к ним

2) ТУ 9263-055-00471704-2011 на пресервы «Филе-ломтики из прудовых видов рыб в уксусно-масляной заливке» и ТИ к ним

Реализация результатов исследований.

1) Результаты проведенных исследований по получению ферментного препарата из внутренних органов прудовой рыбы апробированы в производственных условиях ООО НВП «Каспбиотехцентр» (г. Астрахань).

2) Разработанная новая технология изготовления пресервов «Филе-ломтики из прудовых рыб в уксусно-масляной заливке» апробирована в производственных условиях промышленного предприятия «ИП ЛЕБЕДЕВ Е.Б» (г. Астрахань), которым положительно оцешш работу и рекомендовал к внедрению.

Основные положения, выносимые на защиту:

1) Результаты по исследованию физико-химических и биохимических свойств мышечной ткани и внутренних органов основных видов прудовых рыб;

2) Рациональные технологические параметры выделения ферментных препаратов из внутренних органов прудовых видов рыб;

3) Обоснованные оптимальные условия и дозы ферментных препаратов из внутренних органов прудовой рыбы, способствующих созреванию пресервов из ее мышечной ткани.

4) Разработанная новая технология по изготовлению пресервов из филе прудовых видов рыб на основе биотехнологических приемов;

5) Оптимальные условия хранения и сроки годности пресервов в уксусно-масляной заливке, изготовленных из филе прудовых видов рыб с использованием ферментных препаратов из их внутренних органов;

6) Пищевая, биологическая ценности и санитарно-гигиеническая безопасность пресервов, изготовленных из филе прудовой рыбы с применением ферментного препарата, выделенного из ее внутренних органов;

Аиробация работы: Материалы диссертации доложены и осуждены на заседашшх кафедры «Пищевая биотехнология и технология продуктов питания» АГТУ (г. Астрахань, 2008-2011 гг.); третьей международной научно-практической конференции «Синергетические идеи в науке, образовании, культуре» (Астрахань, 2010); 4-й всероссийской научио-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых с международным участием «Технологии и оборудование химической, биотехнологической и пищевой промышленности» (г. Бийск, 2011); международной научно-технической конференции «Современные достижения биотехнологии» (г. Ставрополь, 2011)

Публикации. По теме диссертации опубликовано 8 работ, в том числе 3 статьи в научных изданиях, рекомендованных ВАК Министерства образования и науки РФ.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, шести глав, включающих обзор литературы, методы исследований, результатов экспериментальной части, расчет экономической эффективности при внедрении новой технологии в производство, выводы, список использованной литературы и 12 приложений. Работа изложена на 134 страницах, содержит 31 таблицу и 16 рисунков. Список литературы включает 200 источников, в т.ч. 29 - иностранных авторов.

Благодарности. Автор выражает глубокую благодарность научному руководителю Мукатовой М.Д., д.т.н., проф. за ценные советы и практическую помощь при выполнении работы, А также благодарен научным сотрудникам шшовационно-исследовательской лаборатории «Пищевая биотехнология и БАВ» за внимание и практическую помощь, оказанные в процессе выполнения работы.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность, изложены основные задачи исследований, научная новизна, практическая значимость работы и сформулированы защищаемые положения.

Глава 1. Обзор литературы. Приведен анализ научных и практических аспектов технологии производства пресервов по теме работы. Изложены современное состояние и перспективы производства пресервов. Показаны современные представления о составе и свойствах ферментных систем рыбного сырья, также теоретические основы ферментативного процесса. Рассмотрены способы целенаправленного регулирования процесса созревания с применением ферментных препаратов. Сделан вывод о необходимости проведения исследований по разработке и обоснованию использования ферментных препаратов, полученных из внутренних органов прудовых видов рыб для интенсификации процесса созревания пресервов из их мышечной ткани.

Глава 2. Объекты и методы исследований. Исследования и экспериментальная части работы выполнены на кафедре «Пищевая биотехнология и технология продуктов питания» Астраханского государственного технического университета (АГГУ), на НВП «Каспбиотехцентр» (г. Астрахань). Схема программно-целевой модели проведения исследований приведена на рис. 1

Рис 1 - Схема программно-целевой модели исследшания

В качестве объектов исследований были использованы свежевыловленные прудовые виды рыб, выращиваемые в прудах Астраханской области: белый амур (Ctenopharyngodon), карп (Cyprinus carpió) и толстолобик (Hypophthalmichthys); их

внутренние органы; ферментный препарат, извлеченный из внутренностей указанных видов рыб; пресервы, изготовленные из филе прудовых видов рыб.

В работе применены современные общепринятые методы химических, биохимических, микробиологических и органолепгическнх исследований.

Отбор средних проб для физико-химических исследований рыб и подготовку их к анализам осуществлялись в соответствии с ГОСТ 7631 «Рыба, нерыбные объекты и продукция из них. Методы определения органолепгических и физических показателей».

Химический состав мышечной ткани и внутрегамх органов прудовых видов рыб были исследованы общепринятыми методами: массовые доли белка, жира, воды и минеральных веществ по ГОСТ 7636 «Рыба, морские млекопитающие, морские беспозвоночные и продукты их переработки. Методы анализа». Токсичные элементы в пресервах определяли по следующим методам: ртуть по МУ 5178-90 «Методические указания по определению содержания общей ртути в пищевых продуктах», кадмий -ГОСТ 26933 «Сырье и продукты пшцевые. Методы определения кадмия», свинец - ГОСТ 26932 «Сырье и продукты пищевые. Методы определения свинца», мышьяк - ГОСТ 26930 «Сырье и продукты пшцевые. Метод определения мышьяка»

Аминокислотные составы белков мышечной ткани рыб и пресервов были определены по методу МВИ М 04-38-2009 « Методика определения протеиногенных аминокислот в комбикормах и сырье»; определение триптофана проводилось отдельно по ГОСТ Р 52347 «Комбикорма, комбикормовое сырье. Определение содержания аминокислот (лизина, метионина, треонина, цистина и триптофана) методом капиллярного электрофореза». Активность протеолитических ферментов мышечной ткани, внутренних органов, ферментов, выделенных из внутренностей выбранных объектов была определена по методике Ансона.

В готовых опытных образцах пресервов массовая доля поваренной соли определялась по ГОСТ 27207 «Консервы и пресервы из рыбы и морепродуктов. Метод определения поваренной соли». Кислотность пресервов была определена по ГОСТ 27082 «Консервы и пресервы из рыбы и морепродуктов. Методы определения общей кислотности». Массовая доля бензойнокислого натрия в готовых пресервах установлена по ГОСТ 27001 «Икра и пресервы из рыбы и морепродуктов. Методы определения консервантов». Органолептические показатели готовых продуктов устанавливались по разработанной пятибалльной шкале на дегустационном совете, созданном при кафедре «Пищевая биотехнология и технология продуктов питания». Были определены количество мезофильных аэробных и факультативно-анаэробных микроорганизмов (КМАФАнМ) по ГОСТ 10444.15-94 «Продукты пищевые. Методы определения количества мезофильных аэробных и факультативно-анаэробных микроорганизмов», бактерии группы кишечных палочек (БГКП) по ГОСТ Р 52816-2007 «Продукты пищевые. Методы выявления и определения количества бактерий группы кишечных палочек (колиформных бактерий)», бактерии вида Escherichia coli по ГОСТ 30726 «Продукты пищевые. Методы выявления и определения количества бактерий вида Escherichia coli», патогенные микроорганизмы, в т.ч. Salmonella и L. Monocytogenes по ГОСТ Р 52814-2007 «Продукты пищевые. Метод выявления бактерий рода Salmonella», S. aureus в 1,0 г по ГОСТ Р 52815-2007 «Продукты пищевые. Методы выявления и определения количества коагулазоположительных стафилококков и Staphylococcus aureus»; Сульфигредуцирующие клостридии в 0,01 г - по ГОСТ 29185-91 «Продукты пищевые. Методы выявления и определения количества

сульфитрсдущфующих клостридий» и ГОСТ Р 51921-2002 «Продукты пищевые. Методы выявления и определения бактерий Listeria monocytogenes»; дрожжи и плесневые грибы -по ГОСТ 10444.12-88 «Продукты пищевые. Метод определения дрожжей и плесневых грибов», общая бактериальная обсемененность (ОБО) - по ГОСТ Р 50480 «Продукты пищевые. Метод выявления бактерий рода Salmonella».

Достоверность экспериментальных данных оценены методами математической статистики с помощью компютерных программ MathCad 2003 Professonal, Microsoft Excel (Microsoft office Word 2010 Blue) при доверительной вероятности ^95%

Глава 3. Обоснование рационального использования прудовых видов рыб в пресервном производстве. При изучении химического состава, пищевой ценности мышечной ткани установлено, что толстолобик, карп, белый амур относятся к белковым рыбам (табл.1)

Таблица 1 - Химический состав прудовых видов рыб осеннего вылова

Видрыбы Содержание, % Энергетическая ценность, ккал/100г

воды белка жира золы

Белый амур 73,8±0,52 18,7±0,37 6,0±0,8 1,5±0,01 128,8

Карп 76,7±0,2 17,1±0,5 4,6±0,1 1,2±0,01 109,8

Толстолобик 74,0±0,13 16,3±0,15 8,1±0,4 1,3±0,02 138,1

Содержание белка в мышечной ткани исследуемых рыб в среднем составляет от

16,3% до 18,7%. Содержание воды в мышечной ткани указанных рыб достаточно высокое - порядка 75 % и жира 4,6 - 8,1%, что позволяет отнести их к слабосозревающим рыбам при посоле (Шендерюк, 1982; Мезенова, 1991; Ким, 1999). Общее содержание жира в мышечной ткани толстолобика (8,1 %) значительно больше, чем карпа и белого амура 4,6 % и 6,0 % соответственно.

Таблица 2 - Аминокислотный состав белков мышечной ткани прудовых видов рыб.

Наименование аминокислот Содержание, %

Белый амур Карп Толстолобик

Лейцин 8,37 8,51 6,08

Изолейцин 3,34 2,98 2,38

Лизин 8,05 7,23 6,42

Метионин 2,19 2,01 1,98

Цистин 0,32 0,39 0,28

Фенилаланин 3,25 3,30 2,73

Тирозин 2,82 2,92 0,02

Треонин 3,01 2,88 2,64

Триптофан следы следы следы

Валин 3,77 3,76 3,38

аргинин 2,86 3,12 2,88

Гистидин 0,27 1,54 0,98

Пролин 3,05 3,23 3,43

Серин 3,60 3,48 2,90

Алании 5,69 5,54 5,08

Глицин 4,38 4,92 3,95

Глутаминовая кислота 15,99 14,23 11,52

Аспарагиновая кислота 11,45 9,58 8,40

Общая сумма неидентифици-рованных аминокислот 82,41 79,62 65,05

Сумма незаменимых аминокислот 35,12 33,98 25,91

Сумма заменимых аминокислот 47,29 45,64 39,14

Такая же последовательность сохраняется по уровню значений энергетической ценности их мяса, которые составляют от 109,8 до 138,1 ккал/ЮОг.

Белки гидробионтов, как известно, содержат все незаменимые аминокислоты. На основании анализа данных, приведенных в таблице 2 необходимо отметить, что белки прудовых рыб: карпа, толстолобика и белого амура являются полноценными, так как в них содержатся все незаменимые аминокислоты.

Для установлении активности ферментов мышечной ткани и внутренних органов прудовых видов рыб были изучены химические составы внутренностей карпа, толстолобика и белого амура (табл. 3)

Вид рыбы Содержание, %

воды белка жира золы

Белый амур 60,5±0,5 11,4±0,54 25,5*0,3 2,6±0,001

Карп 57,4±0,6 8,5±0,7 32,9±0,5 1,2±0,007

Толстолобик 48,7±0,3 9,2±0,6 39,7±0,2 2,4±0,003 _,

Содержание жира во внутренностях составляет 25,5-ЗУ,/ % к их оощеи массе в зависимости от видов рыб. Высокий уровень содержания жира предопределяет применение способа обезжиривания при выделении ферментного препарата из внутренних органов.

Рис. 2 - Влияние сроков холодильного хранения на качество внутренних органов прудовых видов рыб при температуре -18 °С

Продолжительность холодильного хранення внутренних органов, с/т.

Внутренние органы: ---»■ - белого аыурэ Н»~ толстолоба« -4. карпа

С целью получения ФП были осуществлены сбор внутренних органов прудовых видов рыб при их разделывании и дальнейшее хранение. Исследования показали, что предельный срок хранения внутренних органов прудовых видов рыб в качестве сырья для получения ферментного препарата составляет не более 2,0 месяцев при температуре минус 18±2 °С. Указанная продолжительность хранения замороженных внутренностей при температуре - 18°С гарантирует отсутствие снижения их качества (рис. 2)

Известно, что при созревании соленой рыбы расщепление белков мышечной ткани обусловливается воздействием двух групп протеаз: протеаз мышечной ткани и протеаз внутренних органов. Одним из основных свойств протеолитических ферментов является их способность проявлять максимальную активность при определенном значении рН среды.

Установлено, что оптимальное значение рН действия ферментов мышечной ткани прудовых видов рыб осеннего вылова близко к 4,0, при этом протеолитическая активность составляет 0,07-Ю,08 ед/г в зависимости от вида рыб (рис. 3). Исходя из этого можно допустить, что при производстве пресервных изделий возможно использование таких технологических приемов и способов, которые позволят сместить значение рН среды в

кислую сторону, способствующую повышению активности ферментной системы мышечной ткани рыб.

0.09 § 003

I § 0.07

I s 0.06

3 I 0,05 £ >£

£ с 0.04

| | 0.03

I 1 0.01

С 0,01

о

—4—Толстолобик ■ Корл

Рис. 3 Зависимость протеолитической активности мышечной ткани прудовых видов рыб от рН среды

рН среды

Ферменты пищеварительных органов прудовых видов рыб обладают более высокой протеолитической активностью, по сравнению с ферментами их мышечной ткани (рис. 4). Были обнаружены два четко выраженных оптимума активности протеаз внутренних органов прудовых видов рыб, действующих в щелочной области рН (7,0; 8,0) с некоторым превышением оптимума активности протеаз по сравнению с кислой областью рН (2,0; 2,5), что согласуется с данными для других видов рыб (Шендерюк, 1963; Mayer, 1964; Давлетьярова, 1992).

—гим шгтсбикэ — кзрпа

Рис. 4 - Изменение протеолитической активности ферментов внутренних органов рыб в зависимости от рН

Полученные данные имеют важное практическое значение, т.к. свидетельствуют о возможности выделения комплексного ферментного препарата из внутренних органов прудовых видов рыб с достаточно высокой протеолитической активностью.

Согласно полученным данным, наибольшая ПА ферментов внутренних органов рыб наблюдается в кислой и щелочной зонах рН. По мнению исследователей О.В. Толкачевой, Б.Л. Нехамкина, В.И. Шецдерюка изучавших барьерные факторы, влияющие на стойкость пресервов при их извлечении необходимо придерживаться следующих основных параметров: рН - не более 5,8; активность воды Л„ - не более 0,96; массовой доли соли - не более 4,5 %. С этой точки зрения является не эффективным применение ферментного препарата, активного в щелочной зоне рН при изготовлении рыбных пресервов. Исходя из этого эксперименты были продолжены в направлении использования кислых протеаз из внутренних органов прудовых рыб, извлеченных по методике, разработанной в инновационно-исследовательской лаборатории «Пищевая биотехнология и БАВ» АГТУ [Мукатова и др., 2006].

Ферментные препараты были получены посредством размораживания мороженых внутренностей исследуемых видов прудовых рыб, их измельчения, смешиванием с 50% воды (к массе измельченной), подкисления смеср концентрированной соляной кислотой до рН 2, ферментации при температуре 40±2°С в течение 4 ч (оптимальная продолжительность процесса ферментации) (табл. 10) и центрифугирования с частотой вращения ротора 3000 об/мин в течение 20 мин.

Полученные ферментные препараты были названы комплексом кислых протеиназ (Утеушев P.P., 2004). Выход полученных жидких препаратов достигал 52-71% к исходной массе направленного сырья в зависимости от степени его свежести и количества жировых отложенной на внутренних органах указанных видов рыб.

Полученный ферментный препарат из внутренних органов прудовых видов рыб имел светло-желтый цвет, рыбный запах, содержание сухих веществ составляло от 9% до 12% (табл. 4)

Таблица 4 - Оргаяолептические и физико-химические показатели качества жидкого

Наименование показателя Ферментный препарат

Внешний вид Однородная жидкость

Цвет Светло-желтый

Запах Рыбный, без постороннего запаха

Прозрачность Прозрачный без осадка

РН 2,0-2,5

Плотность ферментного препарата 1,1-1,15 г/мл

Содержание сухих веществ 9-12%

Содержание жира 0,6 %

Протеолитическая активность 2,39-2,79 ед./г

Установлено, что протеолитическая активность ферментных препаратов из внутренностей снижается незначительно в процессе их выделения. Степень снижения активности ферментных препаратов, полученных из внутренностей карпа, белого амура составляет 98-98,7%, толстолобика- 99,6 %. Полученные ферментные препараты из внутренностей белого амура, карпа и толстолобика имеющие активность 2,39-2,79 ед./г., могут быть использованы для ускорения процессов созревания продукции из их мышечной ткани (табл. 5)

Таблица 5 - Сравнительная характеристика протеолитической активности внутренностей

прудовых видов рыб и ферментных препаратов, выделенных из них

Наименование рыб Протеолитическая активность, ед/г Степень активности, полученного препарата по отношению к активности ферментов внутренностей, %

внутренностей ферментного препарата, выделенного из внутренностей

Карп 2,5±0,02 2,45±0,03 98

Толстолобик 2,8±0,04 2,79±0,06 99,6

Белый амур 2,42±0,01 2,39±0,07 ' 98,7

Полученные жидкие ферментные препараты соответствуют требованиям, регламентируемым СанПиН 2.3.2.1293-03 на ферментные препараты, применяемые в пищевой промышленности (табл. 6)

Выделенные ферментные препараты имеют срок хранения без изменения протеолитической активности 6 месяцев при температуре хранения < 5°С.

Таблица 6 - Микробиологические показатели ферментных препаратов, выделенных из внутренностей прудовых видов рыб __

Наименование показателя Требование СанПин 2.3.2.1078-03(1.10.9) ФП из внутренностей

карпа толстолобика белого амура

КМАФАнМ, КОЕ/г, не более 1 х 10" З.ЗхЮ2 l.OxlO2 1.0 х 102

БГКП (колиформы), в 0,1 г не доп. не обнаружены

S. aureus в 1,0 г не доп. не обнаружены

Плесени/ дрожжи, КОЕ/г, не более 200 10/28 | 0/10 | 0/10

Патогенные микроорганизмы, в т.ч. сальмонеллы, в 25 г продукта не доп. не обнаружены

В конце указанного срока хранения активность ферментных препаратов, полученных из внутренних органов карпа, толстолобика и белого амура составила 2,43 ед/г; 2,76 ед/г и 2,37 ед/г соответственно. При этом рН в указанных жидких ферментных препаратах во время хранения не изменялась.

Сбор внутренностей

" I -

Мойка 11 стеканне

Сточные воды

Охлажден не

Измельчен не i

Замораживание

Смешивание с водой н

кпппр НП1 Упаковывание

Фермекти^ю&ание Размораживание 1

Цептрифугнровавпе 1 Маркирование

Жидкий ферментный препарат

Сепарирование

Комплекс кислых иротеиназ

Х

Фасование -?-

Маркирование

Хранение

Нспрофермснтированнын плотный остаток

На кормовые це.чи

На пищевые или ветеринарные цели

Хранение

Рис. 5 - Схема технологического процесса получения препарата протеолитических ферментов из внутренних органов рыб

Была исследована также термостабильность жидких ферментных препаратов с использованием казеината натрия. Ферментные препараты выдерживались при 20, 50, 55, 60°С продолжительностью 15 мин. (Черногорцев, 1990; Мезенова и др., 2005), после чего определялась ферментативная активность. Результаты исследований показали, что ферментные препараты термостабильны при температурах не выше 55°С.

На основе проведенных исследований была разработана схема технологического процесса получения препарата протеолитических ферментов из внутренних органов прудовых рыб, которая представлена на рис. 5.

Был разработан проект нормативной документации (НД), включающих технические условия (ТУ) на «Ферментативный препарат из внутренних органов прудовых видов рыб» и технологическая инструкция (ТИ) к ним.

Разработанная технология была проверена в производственных условиях НВП «Каспбиотехцентр» с изготовлением 10 литров ФП из 30 кг внутренних органов прудовых рыб. Полученные ферментные препараты были использованы при изготовлении пресервов из филе прудовых рыб в условиях промышленного предприятия «ВЕСТ».

Для достижения необходимой степени созревания соленой рыбы необходимо не только повышать степень расщепления белков, но и обеспечивать образование продуктов протеолиза с определенными вкусоаромагическими свойствами. Известно, что при определении оптимальной дозы ферментного препарата необходимо исходить из положения о том, что в мясе соленых созревающих рыб отношение небелкового азота к общему должно составлять 25-30% (Леванидов и др., 1984; Сарапкина, 1999; Иванова, 1991; Ташкевич, 2008; Бражная, 2008). Ученые доказали, что консервирование рыбы достигается совместным действием растворов поваренной соли (6-И 8%) и уксусной кислоты (0,3-^-2%). Уксусная кислота усиливает консервирующее действие поваренной соли, а поваренная соль ослабляет мацерацию мяса уксусной кислотой. В кислой среде биохимическая активность всех протеолитических и липолитических ферментов подавляется (за исключением пепсина). С целью использования выделенного жидкого ферментного препарата разрабатывались режимы тузлучного посола (табл. 7)

Тайлищ7-Рациональные режимы изготовления соленого полуфабриката с использованием

Наименование показателя Значения

Птшостъ>т<еусючхиев(ТО раствора, кг! м1 ШН100

рН уксусно-солевого раствора 2-2^

Соотношение филе и уксусно-солевого раствора 1:1

Температура посола, "С 5

Продолжительность посола, ч 72

Был приготовлен уксусно-солевой раствор с рН равным рН выделенного ФП. По истечении 48 ч. с момента посола филе, в тузлук добавлялся жидкий ФП в количестве 3 % к массе филе и процесс просаливания продолжался при указанной температуре в течение 24 ч.

Рис. 6 - Изменение массовой доли хлористого натрия в филе прудовых видов рыб при посоле с использованием ферментного препарата

—филе карпа —фипе толстолобика ■ ■ Филе белого амура

Продолжтельность посола, сут

Установлено, что оптимальная продолжительность посола филе прудовых рыб составляет 3 суток или 72 часа, при этом соленость полуфабрикатов достигает 4,5 5 % (рис. 6).

Экспериментально была доказана что оптимальная доза ферментного препарата 35% к массе рыбы (50-60 ед. на 1 кг рыбы), полученного из внутренних органов рыб с активностью 2-3 ед/г.

Для установления оптимальной дозы ферментного препарата были изготовлены опытные образцы малосоленых пресервов из карпа по традиционной технологической схеме с добавлением его в тузлук; при этом значение рН регулировалось в процессе посола полуфабриката. Цель данного этапа исследований заключалась не только в установлении необходимой дозировки вносимого ферментного препарата, а также влияния его на органолептические и биохимические показатели готового продукта во время созревания. Для проведения исследований были изготовлены 4 образца пресервов: 1-ый без добавления ферментного препарата (контроль), 2-ой, 3-ий, 4-ый - с добавлением ферментного препарата в тузлук при посоле полуфабриката в количествах 3, 4 и 5 % к массе исходного филе соответственно. В процессе хранения определялись органолептические и биохимические показатели: ФТА, буферность, как показатели созревания пресервов.

Установлено, что полученный ферментный препарат из внутренностей рыб значительно ускоряет процесс созревания слабосоленых пресервов из филе карпа

Буферная емкость пресервов из карпа с добавлением ферментных препаратов, выделенных из внутренностей рыб значительно увеличивается в течение всего процесса хранения опьпных образцов. Рост значений показателя буферносги посоленного филе карпа, по сравнению с кошролем, во время хранения свидетельствует о последовательном протекании в опытных образцах процессов созревания. Количественное значение ФТА в опытных образцах в процессе хранения также возрастает (рис. 7,8)

—кощреоыше 1-е ЛОШЕЗСНЕС.уЗ'/Ьф.Л добеБЛСние« ф л —сдобавлеЕЕея ф п

Ш> 120 140

. аэ&ии-я -tc.v-i.il : ¿облепи ф.м 1'.

Продолжительность хранения, суток

Рис. 7 - Изменение буферносги пресервов из карпа Рис. 8 - Накопление фермально-тшруемогоазота

в процессе хранения (ФТА)вопытыхо^йздахпресервов из филе карпа в

процессе хранения

При изучении органолепгаческих показателей опытных образцов пресервов показало, что пресервы, изготовленные с добавлением ферментного препарата, полученного из внутренних органов прудовых видов рыб, в количестве 4 и 5 % характеризуются нежной консистенцией; первые признаки созревания проявлялись на 20-е сутки хранения, а после 60-ти суток хранения выявлены признаки «перезревания» продукта, которые выражались нарушением консистенции и ухудшением аромата (наличие в продукте слабого запаха амиака).

При осмотре внешнего пата банок с продуктом были обнаружены признаки «бомбажа». Пресервы, шгоговленпые с добавлением ферментного препарата в количестве 3 % за те же сутки хранения имели нежную консистенцию, по внешнему виду - маслянистую поверхность (за счет выделения жира), вкус и запах были свойственные созревшей рыбе данного вида (табл. 8)

Таблица 8 - Характеристика качественных показателей малосоленых пресервов из карпа в процессе созревании во время хранения.

Показатели качества

Образцы малосоленых пресервов с добавлением ФП (%)_

Пресервы без добавления ФП (контрольные)

Внешний вид:

Цвет

светло-серый, чистый без налета белкового коагулята

Правильно рядами уложенные кусочки филе

светло-серый, чистый с налетом белкового коагулята

светло-серый, чистый без налета белкового _коагулята_

Запах и вкус

приятный, с признаками, характерными созревшему продукту_

с незначительным оттенком сырости

Консистенция

нежная, сочная

Моссовая доля поваренной соли, %

4,5

4,45

мажущаяся

4,5

плотная, признак нежности отсутствует 4,5

Кислотность (в пер. на уксусную кислоту),%

0,44

0,84

0,97

0,33

БКН, %

Буферность, град.

0,08 125,0

0,085

0,082

0,09

128,0

134,2

45,0

ФТА, мг/100 г

120,1

135,3

140,0

70,3

НБА/ОА, %

24,2

26,3

26,7

18,4

У контрольных образцов первые признаки созревания наблюдались па 90-е сутки хранения, что не рентабельно при проектировании производства пресервов щ-за длительного срока хранения д ля созревания.

Пресервы с добавлением ферменгаого препарата в количестве 4 и 5 % к массе филе не пригодны для употребления в пищу из-за повышенной общей киактюсга, не соответствующей допустимому пределу регламешируемому по ГОСТ 7453 «Пресервы из разделенной рыбью в начале процесса созревания. У образцов пресервов с добавлением 3 % фермат юго препарата общая кислотность продутега не превышала допустимой нормы в течете 4 месяцев хранения.

Повторные эксперименты пресервов, изготовленных из филе толстолобика и белого амура с добавлением 3 % фермешного препарата к исходной массе при посоле полуфабриката показали сходные показатели изменения буферносш, ФТА и кислотности вышеприведенным.

По органолегпическим показателям пресервы нз филе толстолобика и белого амура с добавлением 3 % ферментного препарата в процессе храпения не отличались от пресервов из филе карпа Первые признаки созревания пресервов проявлялись на 30-е сутки храпения, при этом пресервы из филе толстолобика имели следующие показатели созревания: буферность 130,2 град., ФТА 125,3 мг/100 г продукта (рис. 9, 10). Аналогичные данные получены для пресервов из филе белого амура: буферность 120,2 град, ФТА 118 мг/100 г продукта

Таким образом, проведенные органолепгические и биохимические исследования показали возможность использования протеолипнеского фермешного препарата, полученного из внутренних органов слабосозревающих видов рыб, при шготовпенш пресервов из их мышечной ткани. На примере филе карпа, толстолобика и белого амура было установлено, что предвартелыш обработка их в уксусно-солевом тузлуке с добавлением ферментного препарата в количестве 3 % к массе полуфабриката и соотношении тузлукхырье равном 1:1 позволяет

изготавливать пресервы с хорошими вкусовыми качествами при продолжительности посола 72 часа, температуре 5°С.

-^-ИНТрОЛБЗИ«

-•-сзо6а£2еявю:ЭЧ ф.п

;о до ¿о аэ 1эа 1:0 :ао

ПрОДО.ХЕНТеЛкШКТЬ ^рзмяжх, суток

Рис. 9 - Изменение буферное™ пресервов из толстолобика в процессе хранения

2Б0 .

5 10 го 4С 60 £0 120 продолжительное™. хранения, суток

Рис. 10-Накопле™еформсшьно-1шруаюгоавога(ФТА)в опыгаых обршцах пресервов из толстолобика в процессе хранения

Рекомендуемый срок хранения пресервов из филе прудовых видов рыб при температуре минус 4°С составляет 4 мес. При этом сроке хранения значения показателей созревания пресервов находятся в соответствующих интервалах каждом)' виду прудовых рыб (табл. 9).

Таблица 9 — Пределы значений показателей созревания пресервов «Филе-ломтики прудовых видов рыб в уксусно-масляной заливке»

Показатели созревания Пресервы типа «Филе-ломтики в масляной заливке» из

карпа толстолобика белого амура

Буферность, град 120-140 130- -145 120,2+137

ФТА, мг/100г 130,1*200 125,3- -205,4 118+195,1

НБА/ОА, % 24,2+27 25,4- -28,3 24,1+26,5

Общая кислотность (в пересчете на уксусную кислоту), % 0,44+0,46 0,45+0,5 0,43+0,45

Для проведения дегустации опытных образцов пресервов был создан на кафедре «Пищевая биотехнология и технология продуктов питания» дегустационный совет из числа специалистов и сотрудников кафедры.

Членами дегустационного совета представленные образцы пресервов были одобрены и выбранное направление изготовления новых видов пресервной продукции из прудовых видов рыб признано перспективным для расширения ассортимента малосоленой рыбной продукции из объектов аквакультуры

Глава 4. Разработка технологии изготовления пресервов из филе прудовых видов рыб.

В таблице 10 приведена рецептура консервирующей смеси и компонентов уксусно-масляной заливки для изготовления пресервов из филе прудовых рыб.

Таблица 10 - Рецептура консервирующих смесей и приготовления уксусно-масляной заливки___

Наименование Расход вспомогательных Потери при кипячении, %

компонентов материалов, кг на туб Норма расхода готов, заливки,

кг на одну ф.б. 200 г

Компоненты консервирующей смеси, кг

Лук зеленый 0,06 0,035

черный перец горошком 0,085 0,05

перец красный 0,06 0,035

морковь измельченная

сушеная 0,052 0,03

сельдерей измельченный

сушеный 0,052 0,03

петрушка измельченная

сушеная 0,052 0,03

карри молотый 0,052 0,03

Бензойнокислый натрий 0,052 0,3

Итого 0,092 0,54

Компоненты вспомогательных материалов заливки, кг

Сахар 9,35 5,5

Соль 8,5 5,0

Уксусная кислота 8%-ная 1,96 1,15

Вода 33 9,33

Масло растительное 53 31,18

Итого 90 49,46

Расчетные нормы закладки в банку при изготовлении пресервов «Филе-ломтики прудовых видов рыб в уксусно-масляной заливке» (табл. 11)

Таблица 11 - Расчетные нормы закладки при изготовлении пресервов «Филе-ломтики прудовых видов рыб в уксусно-масляной заливке» (на 1000 физических банок)__

Ассортимент Компоненты пресервов КЛхОд основного сырья, кг, а 1000 ф.б. емкостью 9ПО Отходы и потери при разделывании рыбы на Филе, % Выход соленого филе, кг Потери при фасовании, % Норма укладки, кг в 1000 ф.б. емкостью 200 г

Филе- ломтики карпа в уксусно- масляной заливке Филе карпа 393,75 60 157,5 5 150

Консервирующие смеси - 0,54

Заливка - 49,46

Итого 200

Филе-ломтики толстолобика в уксусно-масляной заливке Филе толстолобика 335,12 53 157,5 5 150

Консервирующие смеси - 0,54

Заливка - 49,46

Итого 200

Филе- ломтики белого амура в уксусно- масляной заливке Филе белого амура 302,9 1 48 | 157,5 | 5 150

Консервирующие смеси - 0,54

Заливка - 49,46

Итого 200

В процессе созревания пресервов из прудовых видов рыб, активизации ферментативной системы их мышечной ткани использовалось целенаправленное введение

при посоле филе протеолитических ферментных препаратов, выделенных из их собственных внутренних органов. Опытные работы по изготовлению пресервкых изделий проводились в лабораторных условиях кафедры «Пищевая биотехнология и технология продуктов питания» АГТУ.

Пищевая, биологическая ценность и безопасность пресервов из филе прудовых видов рыб в уксусно-масляной заливке оценивалась по следующим показателям: химическому составу, характеризующемуся массовыми долями белка, воды, углеводов и минеральных веществ; биологической ценностью, показателями безопасности (токсичные элементы и микробиологические показатели)

Таблица 12 - Химические составы и энергетическая ценность пресервов «Филе-ломтики прудовых видов рыб в уксусно-масляной заливке»

Показатели Пресервы филе-ломтики в уксусно-масляной заливке из

карпа толстолобика белого амура

Содержание белка, % 14,5 ±0,27 13,4 ±0,3 15,2 ±0,14

Содержание жира, % 7,2 ± 1,02 9,6 ±0,15 8,4 ± 0,85

Содержание углеводов, % 2,1 ±0,31 2,2 ±0,28 2,0 ±0,44

Содержание минеральных веществ, % 1,8 ±0,32 1,6 ±1,1 2,4 ±0,17

Содержание воды, % 74,4 ±2,04 73,2 ± 1,4 72,0 ±2,14

Энергетическая ценность, ккал/100г 135,02 153,24 148,7

Общая кислотность (в пересчете на уксусную кислоту), % 0,42 0,40 0,44

Установлено, что пресервы «Филе-ломтики из прудовых видов рыб в уксусно-масляной заливке» с использованием жидкого ферментного препарата являются белковыми продуктами с высокой энергетической ценностью. Содержание белка в них составяет 13,4-15,2%, жира 7,2-9,6%. Энергетическая ценность 135-153,24 ккалЛООг продукта соответственно (табл. 12)

Определение содержания токсичных элементов (содержание некоторых наиболее токсичных тяжелых металлов) проводилось в соответствии с требованиями СанПин 2.3.2.1078-01 «Гигиенические требования безопасности и пищевой ценности пищевых продуктов» (п. 1.3.7). В результате проведенных испытаний установлено, что количество вредных веществ не превышает допустимых уровней.

Определение микробиологических показателей безопасности пресервов «Филе-ломтики из прудовых видов рыб в уксусно-масляной заливке» проводилось в соответствии с требованиями СанПиН 2.3.2.1078-01 «Гигиенические требования безопасности и пищевой ценности пищевых продуктов» и установлено, что количество КМАФАнМ, плесени и дрожжей не превышает допустимых уровней. В пресервах не были обнаружены также патогенные бактерии, что свидетельствовало о готовности новых видов пресервов к употреблению в пищу.

Пресервы «Филе-ломтики из прудовых видов рыб в уксусно-масляной заливке» сбалансированы по соотношению незаменимых аминокислот. Исследование биологической ценности указанных пресервов показало, что белки прудовых видов рыб содержат все незаменимые аминокислоты и являются полноценными. Наиболее высокий показатель биологической ценности (БЦ) выявлен в пресервах «Филе-ломтики толстолобика в уксусно-масляной заливке» (70,66%), несколько ниже у «Филе-ломтики карпа в уксусно-масляной заливке» - 66% и «Филе-ломтики белого амура в уксусно-масляной заливке» - 69% (табл. 13)

Таблица 13 - Биологической ценность белков пресервов «Филе-ломтики прудовых видов

рыб в уксусно-масляной заливке»

Наименование показателя

Идеаль

ный белок, мгв I г белка

Содержание аминокислот, мг в 1 г белка пресервов из фкле-ломтмков в уксусно-масляной заливке из

карпа

толстолоб ика

Белого амура

Заменимые аминокислоты

Аминокислотный скор, % белка пресервов из филе-ломтиков в уксусно-масляной заливке из

карпа

толстолоби ка

Белого амура

Алании

85,4

80

46,5

Аргинин

53

34

62

Гистидин

40,3

22,7

22,7

Пролин

61

Серии

70,6

39,5 38,7

45,4

47

Глутаминовая кислота

274

150

86

Аспаргиновая кислота

186

104

44,2

Глицин

85

59

53,3

Незаменимые аминокислоты

Валин

50

45

44,5

44

90

89

Изолейцин

40

31,5

32

38,6

78,7

80

96,5

Лейцин

70

79

72

84,4

113

102,8

120,6

Лизин

55

78

72

65,5

142

131

119

Метионин

35

45,1

28,2

32,3

92,3

80,6

90

Цистин

14

6,25

6,2

Треонин

40

60,5

32

42,5

151

80

106

Фенилаланин

60

45,7

37

48,1

76,2

61,6

80

Тирозин

54,5

24,5

41

Триптофан

10

14,4

10,25

19

144

102,5

190

КРАС, %

34

29,34

31

БЦ.%

66

70,66

69

Санитарно-эпидемиологическое обоснование сроков годности продукции проводилось на основании микробиологических исследований образцов продукции во время хранения при температурах, предусмотренных нормативной документацией.

Таблица 14 - Результаты микробиологических исследований качества пресервов «Филе-ломтики из прудовых видов рыб в уксусно-масляной заливке» (хранение при температуре от

< Срок хранения, суток КМАФАнМ, КОЕ/г

Допустимые уровни по СанПиН 2.3.2.107801, не более Пресервы

«филе-ломтики карпа в уксусно-масляной заливке» «филе-ломтики толстолобика в уксусно-масляной заливке» «филе-ломтики белого амура в уксусно-масляной заливке»

0 2 х 105 4,2x102 4,6 хЮ2 5,1x102

30 2х105 1,7x103 2,1 хЮ3 1,2 хЮ3

60 2 х 105 2,4 хЮ3 2,7x103 1,9x103

90 2х105 2,7x103 2,8x103 3,9x103

120 2х105 3,4x10' 3,2x103 1,3x104

144 2 х 105 1,5x104 1,1x104 4,1x104

В процессе исследования во всех образцах не выявлено превышение нормативов СанПиН 2.3.2.1078-01 по показателям: БГКП в 1 г продукта (коли-формы); S. aureus в 1 г; ульфитредуцирующие клостридии в 1 г; патогенные сальмонеллы в 25 г продукта. В ходе проведения исследований подтверждены доброкачественность и безопасность нового ассортимента пресервной продукции на протяжении всего периода хранения, так как в исследуемых образцах не выявлены патогенные и условно-патогенные формы микрофлоры и пресервы «Филе-ломтики прудовых видов рыб в уксусно-масляной заливке» были пригодны к употреблению в пшцу. Срок созревания и годности пресервов составили 30 и 120 суток соответственно, (табл. 14)

Разработанная модель технологической схемы изготовления пресервов «Филе-ломтики прудовых видов рыб в уксусно-масляной заливке» представлена на рисунке 11

Г

Рыба мороженая ! Рыба-сырец охлажденная

* 1

I Размораживание —ч Мойка

Удаление чешуи

Сбор вну тренностен Разделка на филе

Жоз кий ФП

Приготовление уксусво-солевого раствора

| Малосоленый полу фабрика $

Ооесшкурнванве

X

Порцпоннрование филе кз домтпко

Подача банок

I Приготовление заливки

Фасование

I

Внесение заливки

Подача

консервирующей сыеса

Укупорнванне банок i

Маркирование

X

Упаковывание

Созревание

Рис. 11 - Модель технологической схемы изготовления пресервов

«Филе-ломтики из прудовых видов рыб в уксусно-масляной заливке».

Хранение -j

На основании результатов проведенных исследований был разработан проект нормативной документации, включающий технические условия (ТУ) «Пресервы «Филе-ломтики из прудовых видов рыб в уксусно-масляной заливке» и технологическая инструкция (ТИ) к ним. Разработанная новая технология апробированная в производственных условиях промышленного предприятия «ВЕСТ» (г. Астрахань), получила положительную оценку и рекомендована к внедрению.

Глава 5. Установление экономической эффективности разработанной новой технологии при использовании ее в пресервпом производстве. Оценку экономической эффективности разработанной технологии изготовления пресервов из филе прудовых видов рыб с использованием жидкого ферментного препарата из их внутренних органов

проводилась посредством выполнения расчетов технико-экономических показателей малого предприятия (МП) по производству пресервов в зависимости от вида поступающего сырья (карпа, толстолобика или белого амура). Расчет экономической эффективности показал, что срок окупаемости составляет - 0,5-5-0,7 года при рентабельности производства — 13,5+21,4%. Прибыль от внедрения технологии изготовления «Филе-ломтики прудовых видов рыб в уксусно-масляной заливке» с использованием ферментного препарата, полученного из их внутренних органов при объеме выпуска 750туб/год составляет порядка 1331,8+1979,8 тыс.руб./год, что характеризует перспективность предложенной технологии по выпуску пресервов с использованием ферментных препаратов из внутренних органов перерабатываемого сырья; низкая себестоимость — 15 руб./ед - доступность для потребителя.

Выводы

1. Впервые разработана технология изготовления пресервов из объектов аквакультуры с использованием жидких ферментных препаратов, извлеченных из внутренних органов прудовых видов рыб

2. Изучены размерно-массовые, химические и биохимические свойства прудовых видов рыб с установлением активности ферментов мышечной ткани, составляющей 0,07 -0,08 ед./г и внутренних органов - 2,42 - 2,8 ед./г превышающей первую более чем 30 раз

3. Установлено влияние рН среды на изменение протеолитической активности как мышечной ткани, так и внутренних органов прудовых видов рыб; при этом характеры изменений идентичны для всех видов прудовых рыб: толстолобика, карпа и белого амура с некоторым превышением оптимума активности протеиназ в щелочной области (рН 7,0; 8,0), по сравнению с кислой областью (рН 2,0; 2,5)

4. Предложен способ сбора и консервирования внутренних органов прудовых видов рыб с установлением температурных условий и сроков хранения для использования их в качестве сырья с целью выделения протеиназ, активизирующих процессы созревания при посоле полуфабриката.

5. Доказана возможность извлечения ферментов внутренних органов прудовых видов рыб способом их автопротеолиза в кислой среде (рН 2) при температуре 40°С продолжительностью 4 часа с последующим центрифугированием для отделения от негидролизованной части, обезжириванием посредством сепарирования; исследованы степень активности полученного ферментного препарата по отношению к активности ферментной системы внутренностей, его термостабильность, температурные условия и сроки хранения.

6. Обоснованы рациональный режим посола филе прудовых видов рыб в уксусно-солевом растворе при рН 2+2,5, соотношении филе и уксусно-солевого раствора 1:1, температуре 5°С, продолжительности 48 часов с последующим внесением для ускорения созревания ферментного препарата и продолжением процесса посола в' течение 24 часов; при общей продолжительности процесса 72 часа соленость филе достигает 4,5+5,0%

7. Установлены оптимальная доза вносимого ферментного препарата при изготовлении пресервов из филе прудовых видов рыб в количестве 3% к исходной массе филе; пресервы созревают на 30-е сутки хранения, при этом буферность составляет 120 -130 градусов в зависимости от вида рыб

8. Выбраны компоненты консервирующей смеси, включающие пряности, сушеные овощи, консервант дополнительный и компоненты вспомогательных материалов для приготовления уксусно-масляной заливки, используемой при изготовлении пресервов типа филе-ломтики

9. Изучены изменения биохимических показателей пресервов из филе карпа, толстолобика и белого амура в уксусно-масляной заливке в процессе хранения (накопление ФТА, буферность, соотношение небелкового азота к общему) при температуре минус 4°С, позволившие установить продолжительность хранения и сроки годности в течение 4 месяцев без ухудшения органолептических и физико-химических показателей готового продукта

10. Установлена высокая пищевая и биологическая ценность пресервов из филе прудовых видов рыб в уксусно-масляной заливке; продукт содержит 13,4 - 15,2 % белка, 7,2 - 9,6 % жира, 2,0 - 2,2 % углеводов, при этом энергетическая ценность составляет 135,02 - 153,24 ккал/ЮОг продукта, биологическая ценность - (БЦ) 66% - 70,66% в зависимости от видов рыб.

11. Разработан пакет нормативной документации на изготовление жидких ферментных препаратов: ТУ 9289-054-00471704-2011 «Ферментный препарат из внутренних органов прудовых видов рыб», ТИ к ним и пресервов в ассортименте ТУ 9263-055-00471704-2011 «Филе-ломтики из прудовых видов рыб в уксусно-масляной заливке», ТИ к ним, изготовление которых проверены в производственных условиях и установлены экономическая эффективность разработанной технолог™.

Основные результаты диссертационной работы опубликованы в работах:

1) Буй, С.Д. Изучение активности ферментной системы мышечной ткани и внутренних органов прудовых видов рыб с целю применения в производстве пресервов [Текст] / С.Д. Буй // Вестник АГТУ. Сер.: Рыбное хозяйство. 2009. №1, с.137-140

2) Буй, С.Д. Рациональная утилизация белок- и жиросодержащих отходов переработки прудовых видов рыб [Текст] / С.Д. Буй, М.Д. Мукатова, Т.М. Фам // «РЫБПРОМ», №1/2010, с.56-57

3) Буй, С.Д. Способ приготовления пресервов из малосозревающей прудовой рыбы [Текст] / С.Д. Буй, М.Д. Мукатова // Вестник АГТУ. Сер.: Рыбное хозяйство. 2010. №1, с. 149-152

4) Буй, С.Д. Получение жира и ферментного препарата из отходов переработки прудовых видов рыб. [Текст] / С.Д. Буй, В.Х. Нгуен // Сборник научных трудов третьей международной научно-практической конференции «Синергетические идеи в науке, образовании, культуре», Астрахань-2010, с.55-60

5) Буй, С.Д. Оценка способности мышечной ткани прудовых видов рыб к созреванию при посоле [Текст] / С.Д. Буй, М.Д. Мукатова // Технологии и оборудование химической, биотехнологической и пищевой промышленности. Материалы Всероссийской научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых с международным участием, Бийск 2011, с.379-381

6) Буй, С.Д. Способ изготовления пресервов из филе прудовой рыбы на основе активизации ферментной системы мышечной ткани. [Текст] / С.Д. Буй, М.Д. Мукатова // Известия ВУЗОВ. Пищевая технология, №4,2011, с.35-37

7) Буй, С.Д. Способ выделения ферментного препарата из внутренних органов прудовых видов рыб [Текст] / С.Д. Буй, М.Д. Мукатова // Сборник материалы международной научно-технической конференции «Современные достижения биотехнологии» / СевКавГТУ . Ставрополь, 2011. с. 440-443

8) Буй, С.Д. Исследование качества нового ассортимента пресервов из слабосозревающих прудовых рыб [Текст] / С.Д. Буй, М.Д. Мукатова // Вестник АГТУ. Сер.: Рыбное хозяйство. 2011. №2, с. 137-142

Подписано в печать 08.11. 2011. Формат 60 х 84 1/16 Усл. печ. л. 1,0. Тираж 100 экз. Заказ № 257

ФГБОУВПО «Воронежский государственный университет инженерных технологий» (ФГБОУВПО «ВГУИТ») Отдел полиграфии ФГБОУВПО «ВГУИТ» Адрес университета и отдела полиграфии: 394036 Воронеж, пр. Революции, 19

61 12-5/1834

ФГБОУ ВПО «АСТРАХАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ

УНИВЕРСИТЕТ»

На правах рукописи

БУЙ СУАН ДОНГ

РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА ПРЕСЕРВОВ ИЗ ОБЪЕКТОВ АКВАКУЛБТУРЫ НА ОСНОВЕ БИОТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ

ПРИЁМОВ

05.18.07 - Биотехнология пищевых продуктов и биологических

активных веществ

ДИССЕРТАЦИЯ

на соискание ученой степени кандидата технических наук

Научный руководитель доктор технических наук, профессор Мукатова М.Д.

Астрахань 2011

СОДЕРЖАНИЕ

Введение.......................................................................................................... 4

Глава 1. Литературный обзор. Анализ научных и практических аспектов технологии производства пресервов....................................... 10

1.1. Состояние и перспективы производства рыбной пресервной продукции....................................................................................................................................................................................................10

1.2. Современные представления о составе и свойствах ферментных систем рыбного сырья..................................................................................... 15

1.3. Теоретические основы ферментативного процесса.............................. 22

1.4. Способы целенаправленного регулирования процесса созревания с применением ферментных препаратов.......................................................... 24

1.5. Заключение................................................................................................ 41

Глава 2. Объекты и методы исследования. Методика постановки экспериментов........................................................................ 43

2.1. Характеристика объектов исследования................................................................................................43

2.2. Методы исследования............................................................................................................................................................43

2.3. Методика постановки экспериментов........................................................................................................47

2.4. Математическая обработка экспериментальных данных..........................................50

Глава 3. Обоснование рационального использования прудовых видов рыб в пресервном производстве..................................................... 51

3.1. Исследование размерно-массового состава и соотношение частей тела основных видов прудовых рыб.............................................................. 51

3.2. Изучение химического состава, пищевой и биологической ценности мышечной ткани прудовых видов рыб.......................................................... 52

3.3. Оценка способности мышечной ткани прудовых видов рыб к

созреванию при посоле................................................................................... 53

3.4. Установление активности ферментов мышечной ткани и внутренних органов прудовых видов рыб.................................................... 56

3.4.1. Изучение влияния рН среды на изменение протеолитической активности ферментов мышечной ткани прудовых видов рыб................. 58

3.4.2. Исследование влияния рН среды на изменение протеолитической активности ферментной системы внутренних органов исследуемых видов рыб........................................................................................................ 59

3.5. Способ заготовки и установление сроков холодильного хранения внутренних органов прудовых видов рыб.................................................... 61

3.5.1. Выбор способа выделения ферментного препарата из внутренних органов 63

3.5.2.Установление срока хранения и термостабильности жидких ферментных препаратов из внутренних органов прудовых рыб............ 68

3.6. Исследование возможности регулирования процесса созревания солевого филе прудовых видов рыб под действием ферментных препаратов, выделенных из их внутренних органов......................... 70

3.6.1. Обоснование режима посола филе прудовых видов рыб с использованием выделенного ферментного препарата............................. 70

3.6.2. Установление оптимальной дозы вносимого ферментного препарата при изготовлении пресервов из филе прудовых рыб............. 73

Глава 4. Разработка технологии изготовления пресервов из. филе прудовых видов рыб............................................................................................................................................................82

4.1. Выбор рецептур консервирующей смеси и компонентов уксусно-масляной заливки для изготовления пресервов из филе прудовых видов рыб....................................................................................... 82

4.2. Разработка модели технологии изготовления пресервов из филе прудовых видов рыб....................................................................................... 84

4.2.1. Описание технологических процессов схемы........................... 84

4.3. Исследование пищевой, биологической ценности и микробиологической безопасности пресервов из филе прудовых видов рыб в уксусно-масляной заливке......................................,........................... 89

4.4. Установление оптимальных условий и срока годности пресервов в уксусно-масляной заливке во время хранения.......................................... 93

Глава 5. Проверка технологии изготовления пресервов из филе прудовых видов рыб с использованием ферментных препаратов из их внутренностей в условиях промышленного предприятия............. 97

Глава 6. Установление экономической эффективности разработанной новой технологии при использовании ее в пресервном производстве........................................................... 104

Выводы............................................................................................................ 107

Список использованной литературы..................................................... 110

Приложения.................................................................................................... 13 4

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы. Известно, что посол рыбы возник около 3500— 4000 лет до новой эры и претерпев значительные эволюционные изменения, получил наибольшее развитие как способ консервирования в XVIII—XIX вв. Развитие других способов консервирования рыбных продуктов со второй половины XIX века способствовало некоторому развитию производства пресервов. Производство рыбных пресервов имеет более мягкие режимы обработки по сравнению с другими способами консервирования рыбного сырья, которые основаны на использовании высоких температур стерилизации, что приводит к денатурации и химической деградации многих ценных компонентов. Но по мере развития производства мороженой, копченой продукции, консервов, пресервов происходил своеобразный отбор видового состава сырья.

Традиционное производство рыбных пресервов развивалось в направлении совершенствования технологии изготовления продукции из морских и океанических видов рыб (сельдевые, лососевые), обладающих способностью созревать при посоле. Однако в последние годы видовой состав и количество поступающего в обработку рыбного сырья постоянно менялись в связи с изменением сырьевой базы. Возникла необходимость обратить особое внимание на переработку прудовых видов рыб, которые представляют собой вид сырья, характеризующийся высоким содержанием белка, липидов, витаминов, минеральных и других веществ, однако являются слабосозревающими при посоле.

В настоящее время производство пресервов из рыбы переживает новый

этап своего развития - период освоения выпуска пресервов из новых видов

сырья, в том числе из слабосозревающих (Калиниченко, 1990; Ким, 1998;

Слуцкая, 1997; Иванова и Сарапкина, 2007). Проблема производства

пресервов из новых видов сырья заключается в том, что их

4

органолептические свойства значительно отличаются от подобной продукции из традиционных видов рыб, составивших основу выпуска рыбной продукции в середине XX века и сформировавших основные требования потребителя к легкосозревающему продукту.

Важность указанной проблемы обращает внимание на необходимость обобщения имеющейся информации в области исследования свойств ферментов рыбного сырья и регулирования биохимических процессов при производстве пресервов из слабосозревающих видов рыб.

Исследованиям в области изучения свойств ферментов рыбного сырья и применения их в производстве пресервов посвящены работы многих ученых: JI.C. Байдалиновой, Г.Н. Кима, JI.JL Константиновой, В.П. Лисовой, A.C. Лысовой, О.Я. Мезеновой, Г.Т.Некрасовой, Б.Л. Нехамкина, В.Ю. Новикова, Л.М. Пауковой, Т.Н. Слуцкой, А.П. Черногорцева, В.И. Шендерюка и др.

Таким образом, проблема создания научных основ регулирования биохимических процессов созревания слабосоленой рыбы с помощью ферментных препаратов является актуальной. Решение указанной проблемы позволит разработать научные основы производства пресервов из слабосозревающих и новых видов сырья как объектов аквакультуры в промышленных условиях, что способствует расширению ассортимента пресервной продукции.

Цель работы и задачи исследования. Цель настоящей работы состояла в разработке технологии производства пресервов из объектов аквакультуры на основе биотехнологических приемов.

Для достижения поставленной цели были решены следующие задачи:

- изучить размерно-массовые составы и соотношение частей тела основных прудовых видов рыб;

- исследовать химические составы, биохимические свойства прудовых видов рыб с установлением активности ферментов мышечной ткани и внутренних органов;

- изыскать способ выделения ферментного препарата из внутренних органов перерабатываемых видов рыб с установлением его активности;

- выявить степень созревания филе прудовой рыбы под действием ферментного препарата, выделенного из ее внутренних органов;

- обосновать выбор компонентов рецептуры для изготовления пресервов в уксусно-масляной заливке;

- установить степень созревания и оптимальные сроки годности опытных образцов пресервов в процессе их хранения;

- апробировать результаты исследований по изготовлению опытных образцов пресервов из прудовых видов рыб в производственных условиях;

-оценить экономическую эффективность разработанной технологии;

Научная новизна работы.

1) Впервые разработана и рекомендована к применению технология производства пресервов из объектов аквакультуры.

2) Исследованы химические составы, биохимические свойства прудовых видов рыб и установлены активности ферментов мышечной ткани, внутренних органов.

3) Научно обоснован способ выделения ферментного препарата из внутренних органов прудовых видов рыб.

4) Изучены основные качественные характеристики ферментного препарата: протеолитическая активность, органолептические, физико-химические и микробиологические показатели.

5) Установлена степень созревания пресервов из филе прудовой рыбы с применением ферментного препарата, выделенного из ее внутренних органов

6) Выявлены оптимальные условия и установлены сроки годности пресервов из филе прудовой рыбы с применением ферментного препарата, выделенного из ее внутренних органов в процессе хранения.

Практическая значимость работы. Разработана новая технология изготовления пресервов из объектов аквакультуры на основе биотехнологических приемов, обладающих высокими качественными характеристиками, которая позволяет перерабатывающим предприятиям рационально использовать прудовые ресурсы и значительно расширить ассортимент выпускаемой пресервной продукции. Разработан и утвержден пакет нормативных документов:

1) ТУ 9289-054-00471704-2011 «Ферментный препарат из внутренних органов прудовых видов рыб» и ТИ к ним

2) ТУ 9263-055-00471704-2011 на пресервы «Филе-ломтики из прудовых видов рыб в уксусно-масляной заливке» и ТИ к ним

Реализация результатов исследований.

1) Результаты проведенных исследований по получению ферментного препарата из внутренних органов прудовой рыбы апробированы в производственных условиях ООО НВП «Каспбиотехцентр» (г. Астрахань).

2) Разработанная новая технология изготовления пресервов «Филе-ломтики из прудовых рыб в уксусно-масляной заливке» апробирована в производственных условиях промышленного предприятия «ИП ЛЕБЕДЕВ Е.Б» (г. Астрахань), которым положительно оценил работу и рекомендовал к внедрению.

Основные положения, выносимые на защиту:

1) Результаты по исследованию физико-химических и биохимических свойств мышечной ткани и внутренних органов основных видов прудовых рыб;

2) Рациональные технологические параметры выделения ферментных препаратов из внутренних органов прудовых видов рыб;

3) Обоснованные оптимальные условия и дозы ферментных препаратов из внутренних органов прудовой рыбы, способствующих созреванию пресервов из ее мышечной ткани.

4) Разработанная новая технология по изготовлению пресервов из филе прудовых видов рыб на основе биотехнологических приемов;

5) Оптимальные условия хранения и сроки годности пресервов в уксусно-масляной заливке, изготовленных из филе прудовых видов рыб с использованием ферментных препаратов из их внутренних органов;

6) Пищевая, биологическая ценности и санитарно-гигиеническая безопасность пресервов, изготовленных из филе прудовой рыбы с применением ферментного препарата, выделенного из ее внутренних органов;

Апробация работы: Материалы диссертации доложены и осуждены на заседаниях кафедры «Пищевая биотехнология и технология продуктов питания» АГТУ (г. Астрахань, 2008-^-2011 гг.); третьей международной научно-практической конференции «Синергетические идеи в науке, образовании, культуре» (Астрахань, 2010); 4-й всероссийской научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых с международным участием «Технологии и оборудование химической, биотехнологической и пищевой промышленности» (г. Бийск, 2011); международной научно-технической конференции «Современные достижения биотехнологии» (г. Ставрополь, 2011)

Публикации. По теме диссертации опубликовано 8 работ, в том числе 3 статьи в научных изданиях, рекомендованных ВАК Министерства образования и науки РФ.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, шести глав, включающих обзор литературы, методы исследований, результатов экспериментальной части, расчет экономической эффективности при внедрении новой технологии в производство, выводы, список использованной литературы и 12 приложений. Работа изложена на 134 страницах, содержит 31 таблицу и 16 рисунков. Список литературы включает 200 источников, в т.ч. 29 - иностранных авторов.

Благодарности. Автор выражает глубокую благодарность научному руководителю Мукатовой М.Д., д.т.н., проф. за ценные советы и практическую помощь при выполнении работы.

А также благодарен научным сотрудникам иновационно-исследовательской лаборатории «Пищевая биотехнология и БАБ» за внимание и практическую помощь, оказанные в процессе выполнения работы.

ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР.

АНАЛИЗ НАУЧНЫХ И ПРАКТИЧЕСКИХ АСПЕКТОВ ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА ПРЕСЕРВОВ

1.1. Состояние и перспективы производства рыбной пресервной продукции

Одним из перспективных направлений использования слабосозревающих и несозревающих океанических рыб для получения соленой продукции является производство пресервов (Леванидов, Ионас, Слуцкая, 1987; Хван, Гудович, 1987). Особенность белков таких несозревающих при посоле рыб, как минтай, треска, караси, хрящевые рыбы (акулы, скаты), глубоководные рыбы (макрурус, берикс, кабан-рыба) хорошо гидролизоваться под действием ферментов позволила специалистам АтлантНИРО разработать технологию получения пресервов из подкопченного филе указанных видов рыб с добавлением ферментного препарата «Океан». Сущность данного технологического процесса состоит в следующем: рыбу филетируют и обесшкуривают, солят, подсушивают, коптят, порционируют на ломтики, укладывают в банки и заливают смесью растительного масла с ферментным препаратом «Океан». Для улучшения вкусовых и питательных свойств данного вида пресервов исследователями рекомендуется применение различных видов заливок и пряностей, что позволяет изготовить высококачественную деликатесную продукцию. Для снижения трудоемкости приготовления пресервов процесс копчения может быть заменен на добавление различных коптильных препаратов, либо ароматизированного ими масла (Поротиков,1988). Посол филе для приготовления данного вида продукции рекомендуется проводить тузлучным способом, т. е. прерванным насыщенным посолом.

Расширить ассортимент деликатесных пресервов можно путем обработки малосоленого полуфабриката дымовоздушной смесью (Ткаченко,

ю

2006). Однако введение в технологический процесс дополнительной операции копчения дымом значительно усложняет приготовление пресервов. Его можно существенно упростить, применив вместо дыма коптильный препарат. Специалисты разработали различные способы ароматизации малосоленых пресервов с использованием коптильных препаратов: заливка уложенной в банки рыбы маслом, ароматизированным коптильным препаратом; добавление коптильного препарата непосредственно в банку; нанесение коптильного препарата на поверхность рыбы в мелкодиспергированном состоянии (Шендерюк В.И., 1984).

Исследованиями, проводившимися польскими специалистами, было показано, что стимулировать созревание соленой рыбы возможно введением в нее не только протеолитических ферментов, но так же некоторых химических веществ, которые, как полагают, могут выполнять роль регулятора активности ферментов. Это такие вещества, как, например, глутаминовая и молочная кислоты. Их внесение приводит к значительному увеличению доли низкомолекулярно