автореферат диссертации по технологии продовольственных продуктов, 05.18.04, диссертация на тему:Разработка технологии соленой деликатесной икры минтая с использованием низкотемпературной обработки

На правах рукописи

Алтухов Константин Викторович

РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ СОЛЕНОЙ ДЕЛИКАТЕСНОЙ ИКРЫ МИНТАЯ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ НИЗКОТЕМПЕРАТУРНОЙ ОБРАБОТКИ

Специальность 05.18.04 «Технология мясных, молочных, рыбных продуктов и холодильных производств»

5 ДЕК 2013

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Владивосток 2013

005542486

005542486

Работа выполнена в ФГБОУ ВПО «Камчатский государственный технический университет» (г. Петропавловск-Камчатский).

Научный руководитель:

Балыкова Лидия Ивановна, кандидат технических наук, профессор

Официальные оппоненты: Ким Эдуард Николаевич,

доктор технических наук, профессор Семенова Нина Константиновна, кандидат технических наук, доцент

Ведущая организация:

ФГБОУ ВПО «Калининградский технический университет» (г. Калининград)

Защита диссертации состоится 27 декабря 2013 г. в 13 часов на заседании диссертационного совета ДМ 307.006.01 при ФГБОУ ВПО «Дальневосточный государственный технический рыбохозяйственный университет» по адресу: 690087, ГСМ, г. Владивосток, ул. Луговая, 52-6.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО «Даль-рыбвтуз», с авторефератом - на официальном сайте университета www.dalrybvtuz.ru.

Отзывы на автореферат диссертации с заверенными подписями просим направлять по адресу: 690087, ГСМ, г. Владивосток, ул. Луговая, 52-6. Факс 8 (4232) 44-03-09, E-mail: oev@mail.ru. Автореферат разослан 26 ноября 2013 г.

Ученый секретарь диссертационного совета кандидат технических наук, доцент

Е. В. Осипов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Одной из основных задач рыбной отрасли в современных условиях является обеспечение населения страны качественными и безопасными продуктами, что нашло свое подтверждение в Указе Президента Российской Федерации № 120 от 30.01.2010 г «Об утверждении Доктрины продовольственной безопасности Российской Федерации».

Для Дальневосточного бассейна одним из таких продуктов является икра минтая - уникальный по питательному составу продукт. Он богат биологически активными веществами, аминокислотами, липидами, витаминами А, Bi, В2, С, РР и полноценным белком, который полностью усваивается организмом. При этом в нем отсутствуют углеводы и насыщенные жиры. Несмотря на относительно низкую стоимость, по своим питательным качествам икра минтая ничуть не уступает осетровой и лососевой икре.

В настоящее время икра минтая в основном экспортируется в виде мороженых ястыков в страны Юго-Восточной Азии. На внутренний рынок поступает соленая икра минтая с ограниченным сроком хранения и недостаточно благополучная в связи с использованием различных консервантов.

Совершенствованием технологии соленой икры минтая, обеспечения ее качества и безопасности, занимались многие отечественные ученые: Акулин В.Н., Быков В.П., Вахрушева М.Н., Головкин H.A., Кизеветтер И.В., Лапшин И.И., Леванидов И.П., Литвинова Ф.А., Маслова Г.В., Наседкина Е.А., Никитина И.Н., Орехова Н.В., Поваляева Н.Т., Репина З.С., Солинек В.А., Теп-лицкая A.M. и др.

Основные результаты проведенных исследований были направлены на использование химических методов консервирования икры. Все способы обладают одинаковыми недостатками, которые заключаются в невозможности изготовления деликатесной икорной продукции из-за высокого содержания соли в продукте и использования вредных для здоровья консервантов.

Техническим решением, позволяющим избавиться от указанных недостатков, является применение последовательных технологических процессов посола и замораживания икры. Благодаря консервирующему воздействию холода данное решение позволяет получить экологически благополучный продукт. Однако процесс замораживания соленой икры минтая практически не изучен, что определяет актуальность настоящих исследований.

Целью исследования является научное обоснование и разработка технологии соленой деликатесной икры минтая с использованием низкотемпературной обработки, позволяющей получать продукт с низким содержанием соли и длительным сроком хранения.

Основные задачи исследования. Для реализации поставленной цели решались следующие задачи:

— определение теплофизических характеристик соленой икры минтая с учетом фазовых превращений;

— обоснование выбора методики для расчета продолжительности и скорости замораживания соленой икры минтая;

— установление основных закономерностей процесса замораживания соленой икры минтая;

— исследование изменений показателей качества соленой икры минтая в процессе холодильного хранения;

— разработка нормативной документации и апробация новой технологии соленой икры минтая в производственных условиях.

Научная новизна. Впервые получены значения теплофизических характеристик (температуропроводность, теплопроводность, плотность и теплоемкость) соленой икры минтая в зависимости от содержания в ней соли и с учетом фазовых превращений.

Установлено влияние содержания соли и толщины слоя икры минтая, температуры и скорости потока охлаждающего воздуха на скорость ее замо-

раживания. Предложено уравнение для расчета скорости замораживания соленой икры минтая.

Установлено влияние скорости замораживания на физико-химические и реологические характеристики, а также органолептическую оценку икры минтая с различным содержанием соли. Установлены закономерности изменения указанных характеристик в процессе холодильного хранения соленой икры минтая.

Практическая значимость работы. На основании результатов исследований разработана технология соленой деликатесной икры минтая с использованием низкотемпературной обработки, позволяющая получать продукт с низким содержанием соли и длительным сроком хранения.

Разработанная технология прошла производственные испытания на предприятии «Рыболовецкий колхоз им. В. И. Ленина» (г. Петропавловск-Камчатский). Разработана и утверждена нормативная документация ФГБОУ ВПО «КамчатГТУ» на соленую деликатесную икру минтая СТО 7.3 - 2011.

Результаты научных и экспериментальных исследований использованы в учебном процессе на кафедре «Технология пищевых продуктов» ФГБОУ ВПО «КамчатГТУ» для студентов специальности 260302.65 «Технология рыбы и рыбных продуктов», направления 260200.62 «Продукты питания животного происхождения».

Материалы диссертационных исследований выполнены в соответствии с планом НИР ФГБОУ ВПО «КамчатГТУ» по ГБТ «Разработка новых и оптимизация существующих холодильных установок для создания современных условий переработки, транспортировки и хранения морепродуктов», номер государственной регистрации 01.2.005 07337.

Апробация работы. Материалы диссертации представлялись и обсуждались на международной научно-практической конференции «Наука и технологии: шаг в будущее - 2006» (Белгород, 2006 г.); межрегиональной научно-практической конференции «Экономические, социальные, правовые и

экологические проблемы Охотского моря и пути их решения» (Петропавловск-Камчатский, 2006 г.); международной научной конференции «Исследование Мирового океана» (Владивосток, 2008 г.); Четвертой всероссийской научно-практической конференции «Природные ресурсы, их современное состояние, охрана, промысловое и техническое использование» (Петропавловск-Камчатский, 2013 г.).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 8 научных работ, в том числе 1 работа в научном издании, рекомендованном ВАК Министерства образования и науки РФ.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 4 глав, выводов, списка литературы и приложений. Работа изложена на 198 страницах машинописного текста и содержит 22 таблицы, 57 рисунков и 7 приложений. Список литературы включает 173 наименования, из них 28 - зарубежных авторов.

Основные положения, выносимые на защиту:

- установленные теплофизические характеристики соленой икры минтая, позволяющие рассчитывать продолжительность и скорость процесса ее замораживания;

- температура замораживания и содержание соли в икре минтая оказывают влияние на ее ВУС, рН, липкость, вязкость и органолептические характеристики.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В общей характеристике работы обоснована актуальность темы, определены цель и задачи исследований, научная новизна и практическая значимость.

В первой главе приведена оценка сырьевого ресурса, конъюнктура внутреннего и мирового рынков икры минтая. Представлена технохимиче-ская и технологическая характеристики соленой икры минтая. На основании

проведенного анализа проблем производства соленой икры минтая сформулированы задачи исследований.

Во второй главе представлены методологический подход к проведению исследований (рисунок 1), объекты и методы исследований.

Рисунок 1 - Схема проведения исследований

В качестве сырья для приготовления соленой икры минтая использовали ястычную икру минтая (Theragra halcogramma), полученную при разделке рыбы-сырца, соответствующей требованиям ТУ 15-05 151. Для исследований готовили образцы икры с массовой долей поваренной соли 3, 4, 5 и 6 %. В соленую икру вносили растительное масло в количестве 0,3 % и расфасовывали в полимерные контейнеры емкостью 130 см3.

Для исследований процесса замораживания соленой икры минтая на кафедре «Холодильные и энергетические установки» ФГБОУ ВПО «Камчат-

ГТУ» был использован экспериментальный стенд по исследованию процессов охлаждения и замораживания в воздухе при температурах от 0 до минус 85 °С.

В работе использовали физико-химические, реологические, органолеп-тические и микробиологические методы анализа. Определение массовой доли воды, хлорида натрия, водоудерживающей способности (ВУС), азота летучих оснований (АЛО) и активной кислотности (рН) осуществляли по ГОСТ 7636 «Рыба, морские млекопитающие, морские беспозвоночные и продукты их переработки. Методы анализа».

Реологические свойства икры минтая на разных стадиях технологического процесса и при хранении определяли с использованием общеизвестных методов (Корячкина и др., 2011) по величине адгезионного напряжения на структурометре СТ-1М и по значениям вязкости на экспресс-анализаторе ЭАК-12.

Для объективной оценки органолептических показателей соленой деликатесной икры минтая использовали методы, изложенные в ГОСТ 7631, и разработанную пятибалльную шкалу с применением коэффициентов значимости (Сафронова, 1998).

Определение микробиологических показателей, отбор проб и обработку результатов микробиологических анализов проводили стандартными методами по ГОСТ 26669, ГОСТ 29185, ГОСТ 10444.12, ГОСТ 10444.15, ГОСТ Р 52814, ГОСТ Р 52816, ГОСТ Р 52815 на соответствие требованиям СанПиН 2.3.2. 1078-01 «Гигиенические требования безопасности и пищевой ценности пищевых продуктов».

Расчет коэффициентов уравнений регрессии и проверку их адекватности осуществляли на ПК с использованием программы Statistica 6.0 компании StatSoft. Ins. Графическая обработка экспериментальных данных исследования процесса замораживания проводилась с помощью программного пакета «Microsoft Excel »-2010.

В третьей главе проведен анализ химического состава соленой икры минтая, который позволил с учетом фазовых превращений рассчитать основные теплофизические характеристики соленой икры минтая с различным содержанием соли (таблица 1).

Таблица 1 - Теплофизические характеристики соленой икры минтая

Температура, •с Плотность, Рм, кг/м3 Теплопроводность, Хш, Вт/м К Теплоемкость, кДж/кг К Температуропроводность, м*/с

Расчетная, Полная Со, Расчетная, Дзм -Ю"4 Полная, а,„-1 О*6

Содержание соли 3-4 %

—3,4/—3,8 1110,899 0,41 3,3018 3,3018 0,11197 0,11197

-4 1105,958 0,617956 3,097738 30,45812 0,183351 0,018648

-5 1094,958 0,7 2,866008 33,70943 0,225941 0,01921

-6 1086,7 0,745772 2,711044 23,18607 0,255657 0,029893

-7 1080,856 0,818435 2,599945 17,17137 0,293373 0,04442

-8 1076,496 0,870115 2,516263 13,41104 0,323174 0,060636

-9 1073,112 0,912567 2,450858 10,90315 0,348965 0,078442

-10 1070,406 0,947046 2,398247 9,146752 0,371487 0,097403

-25 1064,3 1,15633 7 2,100383 8,1 0,519374 0,134677

-30 1058,8 1,185687 2,062507 6,226725 0,545424 0,180663

-35 1055,343 1,209294 2,033404 5,106888 0,565317 0,225092

-40 1053,46 1,227891 2,009784 4,404118 0,58131 0,265276

-45 1052,017 1,244576 1,98982 3,930973 0,596255 0,301819

-50 1050,85 1,269545 1,972415 3,59445 0,61417 0,337019

-55 1049,866 1,271845 1,956871 3,344212 0,620289 0,37

-58,8 1047,715 1 »281101 1,94712 2,791823 0,627992 0,4

Содержание соли 5-6 %

-7,6 1119,884 0,41 3,3018 3,3018 0,11087 0,11087

-8 1115,97 0,525541 3,097738 30,45812 0,152019 0,015461

-9 1107,778 0,525446 2,866008 33,70943 0,165467 0,014068

-10 1101,276 0,599536 2,711044 23,18607 0,200859 0,023486

-12 1091,584 0,703141 2,599945 17,17137 0,24766 0,037499

-15 1081,901 0,813425 2,516263 13,41104 0,298768 0,056057

-19 1073,64 0,907229 2,450858 10,90315 0,36 0,077475

-20 1072,077 0,92474 2,398247 9,146752 0,37 0,09431

-25 1065,959 1,005706 2,100383 8,1 0,450019 0,116693

-30 1061,664 1,062024 2,062507 6,226725 0,484858 0,160602

-35 1058,4 1,100833 2,033404 5,106888 0,510731 0Д03357

-40 1055,776 1,123125 2,009784 4,404118 0,529194 0,241493

-45 1053,57 1,168522 1,98982 3,930973 0,557163 0,282031

-50 1049,985 1,203369 1,972415 3,59445 0,579942 0,29

-55 1048,458 1,225005 1,956871 3,344212 0,596192 0,31

-64,9 1047,082 1,281101 1,94712 2,791823 0,627932 0,38

Установленные теплофизические характеристики позволили с помощью методики К. П. Венгер рассчитать скорость замораживания соленой икры минтая с различным содержанием соли. Процесс замораживания идентич-

ных образцов исследовали экспериментально. Результаты аналитических и

экспериментальных исследований представлены в таблице 2.

Таблица 2 - Результаты анагагшческих и экспериментальных исследований процесса замораживания

№ варианта Параметр Скорость замораживания

Температура воздуха, °С Скорость воздуха, м/с Аналитическая, м/ч Экспериментальная, м/ч Расхождение, %

Содержание соли 3^4 %

Вариант 1 -40 3 0,023 0,021 8,69

Вариант 2 -60 0,035 0,031 11,43

Вариант 3 -80 0,045 0,040 11,11

Содержание соли 5- 6 %

Вариант 1 -40 3 0,021 0,019 9,52

Вариант 2 -60 0,033 0,030 9,09

Вариант 3 -80 0,043 0,038 11,63

Расхождение аналитических и экспериментальных исследований не превышает 12 %. Адекватность аналитических и экспериментальных результатов подтверждает возможность использования установленных тепло-физических характеристик соленой икры минтая для расчета скорости ее замораживания.

С этой целью проведен математический анализ данных таблицы 2. В результате предложено уравнение, описывающее зависимость скорости замораживания от температуры и скорости потока воздуха, различной толщины слоя икры и содержания в ней соли. Уравнение имеет следующий вид:

\=а+Ь^ + с- Іп-и^ (1)

где V — скорость замораживания, м/ч; і - температура замораживания, 0 С; и> - скорость потока воздуха, м/с; а, Ъ и с - эмпирические коэффициенты уравнения, значение которых представлены в таблице 3.

Таким образом, комплекс аналитических и экспериментальных исследований позволяет рекомендовать установленные теплофизические характеристики соленой икры минтая и предложенное уравнение для расчета скорости ее замораживания. Достоверность результатов расчета обеспечивается

при определенных граничных условиях: содержание соли в диапазоне 3-6 %, температура охлаждающего воздуха от минус 40 °С до минус 80 °С, толщина замораживаемого продукта 30-50 мм.

Таблица 3 - Эмпирические коэффициенты уравнения скорости замораживания соленой икры минтая ____

Толщина продукта, мм Содержание соли, % а Ъ с

30 -0,0045405957 -0,00046510833 0,0096993788

5-6 -0,0065131861 -0,00047190833 0,0092094159

50 3-4 -0,0028065549 -0,000375 0,0085128603

5-6 -0,0062769618 -0,0004 0,0088353853

В четвертой главе приведены результаты исследований влияния температуры замораживания икры минтая с различным содержанием соли на физико-химические, реологические и органолептические характеристики продукта.

Результаты экспериментальных исследований показывают, что ВУС соленой икры минтая с содержанием соли 3 и 4 % после размораживания снижается по отношению к ВУС соленой икры минтая до замораживания (рисунок 2а). Причем величина этого снижения неодинакова. ВУС икры с содержанием соли 3 % понижается на 15 % при температуре замораживания минус 40 °С; на 13 % при температуре минус 60 и минус 80 "С. При тех же температурах замораживания ВУС икры с содержанием соли 4 % уменьшается на 7; 5 и на 4 % соответственно, что свидетельствует о лучшем сохранении нативных свойств белков при замораживании в икре с более высоким содержанием соли.

ВУС икры с содержанием соли 5 % снижается в зависимости от температуры замораживания минус 40; минус 60 и минус 80 °С на 2,8; 1,8 и 0,7 % соответственно. Крайне незначительное снижение ВУС соответствует икре с содержанием соли 6 %. В данном случае ВУС снижается на 2,0 % при температуре замораживания минус 40 °С; на 1,3 % — при температуре замораживания минус 60 °С и не изменяется при температуре минус 80 °С.

нз? Из? "¡а? ™<ч? г? «г? ? Н? «?

а т рам д ет со со со^, са^, ра ^ м рэ

чО Со Ср

о4-г}- «П V") 5-, о сЛ о о4- ЧО

го — СП г4 со

СО СО со СО со со со

Рисунок 2 - Изменение ВУС (а), рН (5), адгезионного напряжения / соленой икры минтая, замороженной при температуре минус 40 °С (В.1), минус 60 °С (В.2) и минус 80 °С (В.З).

■До замораживания ИПосле размораживания

Исходя из приведенного анализа влияние температуры замораживания на водоудерживающую способность не так существенно. Это утверждение согласуется с литературными данными, которые показывают, что существенное понижение ВУС характерно только при медленном замораживании (Быков, 1987). Воздействие на продукт соли, которое сопровождается увеличением сил отталкивания между белковыми молекулами, препятствует значительному снижению водоудерживающей способности икры (Быков, 1987).

Установлено, что рН икры после размораживания смещается в кислую сторону (рисунок 26). Это связано с изменением концентрации растворов желточной массы икры и накоплением свободных кислот. В кислой среде активность протеолитических ферментов увеличивается, что приводит к ускорению денатурации белка икры (Журавская, 1985).

Как и в случае с изменением ВУС, наблюдается тенденция к снижению рН в большей степени по мере снижения содержания соли в продукте и в меньшей - понижением температуры замораживания.

При замораживании адгезионное напряжение икры увеличивается (рисунок 2в). Это связано с денатурационными изменениями белка желточной массы икры при замораживании, разрушением водородных связей и высвобождением молекул воды, которые после размораживания не возвращаются в свое исходное положение в структуре белка. В результате этого разжижается желточная масса и уменьшаются упругие свойства икры в целом (Леванидов и др., 1974). Однако, по мере понижения температуры замораживания и увеличения содержания соли, липкость размороженной икры в меньшей степени отличается от значения данного показателя соленой икры до замораживания.

Снижение разрушительного воздействия замораживания на продукт по мере увеличения солености находит объяснение в проведенных исследованиях посола пробойной икры минтая, согласно которым увеличение содержания соли в икре способствует упрочнению коагуляционной структуры ик-

ры. Сделанные выводы согласуются с данными, полученными при исследовании вязкости соленой икры минтая до и после замораживания (рисунок 2г).

Для обоснования сроков хранения исследовано изменение АЛО в икре минтая с различным содержанием соли и замороженной при различной температуре в процессе холодильного хранения (рисунок 3). Хранение замороженной соленой икры минтая в полимерных банках вместимостью 130 см3 производили при температуре минус 18 °С. Для сравнения использовали контрольные образцы, изготовленные из мороженой икры, с содержанием соли 4 % и БКН в количестве 0,1 %, хранившейся при температуре минус 2 °С.

12 ■ |11 - —»-В.1.(5%) —»— В.2.15%) —В3.(5"*> —В.146К)

у

§10 -а'

—•—ВЗ.(бМ)

Г ё я -

7 ■

20 40 60 80 100

Продолжительность хранения, суг.

20 40 60 80 100

Продолжительность хранения, сут.

а) б)

Рисунок 3 - Накопление АЛО в соленой икре минтая с содержанием соли 3-4 % (а) и 5-6% (6), замороженной при температуре замораживания минус 40 °С (В. 1), минус 60 °С (В.2) и минус 80 "С (В.З) в процессе холодильного хранения

Результаты экспериментальных исследований показали незначительный рост АЛО в экспериментальных образцах соленой икры минтая в процессе холодильного хранения. Причем рост АЛО менее выражен с понижением температуры замораживания соленой икры минтая, и с повышением в ней содержания соли.

В контрольном образце доля АЛО в течение первого месяца хранения увеличилась незначительно, и ее значение приблизительно соответствовало таковому в опытных образцах 7,3-7,6 мг%. В конце исследуемого срока

Продолжительность хранения, сут.

а)

нения значение АЛО в контрольном образце составило 11,9 мг%, что значительно превышает это значение в опытных образцах.

Рост АЛО связан с действием протеолитиче-ских ферментов, активность которых в основном зависит от наличия воды (Быков, 1987). В результате заморозки доля невыморо-женной воды снижается до значения, необходимого для инактивации ферментов. Хранение икры в охлажденном виде с добавлением консерванта БКН в количестве 0,1 % не обеспечивает снижение активности протеолитических ферментов, что приводит к распаду белка и значительному накоплению азота летучих оснований.

В процессе холодильного хранения икры минтая происходят денатурацион-ные изменения белка, что приводит к изменению ВУС

20 40 60 80 100 Продолжительность хранения, сут.

б)

20 40 60 80 100 Продолжительность хранения, сут.

Рисунок 4 -Изменение ВУС (а), липкости (б) и вязкости (г) соленой икры минтая, замороженной при температуре минус 40 °С (В.1), минус 60 °С (В.2) и минус 80 °С (В.З) в процессе холодильного хранения

(рисунок 4а). Более интенсивно они протекают в опытных образцах с содержанием соли 3 %. Это подтверждают данные изменения липкости, которая в про-

цессе хранения повышается, и вязкости, которая при хранении снижается, что закономерно (Кизеветтер и др., 1976).

Исследования изменений микробиологических показателей соленой икры минтая в процессе замораживания показали, что температура замораживания не оказывает влияния на уменьшение общей обсемененности икры. Влияние соли на уменьшение общей обсемененности наблюдается лишь при повышении ее содержания с 3-4 % до 5-6 %. Также установлено, что ни замораживание, ни соль в данном количестве не уничтожают Е. coli и дрожжи, а способствуют лишь снижению их численности.

Изменения КМАФАнМ соленой икры минтая в процессе холодильного хранения приведены в таблице 4.

Таблица 4 - Изменение КМАФАнМ соленой икры минтая в процессе холодильного

хранения

Продолжительность хранения, сут. КМАФАнМ, 103 х КОЕ/г

ПДК Содержание соли

КО Опытные образцы

4% 3^1% 5-6%

0 10 - 2,9 1,7

30 10 1,5 2,6 1,4

60 10 1,2 2,5 1,2

90 10 0,74 1,9 0,85

120 10 0,32 1,3 0,46

При хранении происходит снижение общей обсемененности продукта в исследуемом периоде и достигает значения 1,Зх103 КОЕ/г в икре с содержанием соли 3-4 % и 0,46х 103 КОЕ/г в икре с содержанием соли 5-6 % (таблица 4). В контрольном образце наблюдается снижение КМАФАнМ до значения 0,32х103 КОЕ/г, которое на порядок ниже ПДК.

В процессе хранения наблюдается отрицательная динамика развития дрожжей в икре с разным содержанием соли (таблица 5). После трех месяцев ее хранения количество микроорганизмов уменьшается ниже предельно-допустимой концентрации. В конце четвертого месяца хранения икры конечное количество микроорганизмов снижается в 7,6-13,4 раза по сравнению с

начальным и составляет 11-22 % ее ПДК в зависимости от содержания соли. В контрольном образце к концу срока хранения количество дрожжей снизилось более чем в 2 раза, однако их величина на порядок была выше, чем в опытных образцах.

Таблица 5 - Изменение дрожжей в соленой икре минтая в процессе холодильного хранения

Продолжительность хранения, еут. Дрожжи, Ю'хКОЕ/г

ПДК Содержание соли

КО Опытные образцы

4 % 3-4 % 5-6 %

0 3,0 - 5,1 4,3

30 3,0 5,1 4,6 4Д

60 3,0 4,7 4,3 3,9

90 3,0 3,9 1,7 0,89

120 3,0 2,0 0,67 0,32

Анализ данных, представленных в таблице 6, показал, что для полной гибели Е. соН в соленой икре минтая потребовалось четыре месяца хранения ее при температуре минус 18 °С.

Таблица 6 - Изменение Я соН в соленой икре минтая в процессе холодильного хранения

Продолжительность хранения, сут. Е. coli, 10і х КОЕ/г

ПДК Содержание соли

КО Опытные образцы

4% 3-4 % 5-6 %

0 Не допускается - 9,3 6,6

30 5,5 6,4 3,5

60 2,4 3,6 1,4

90 0,9 1,8 0,7

120 Не обнаружено

Данные экспериментальных исследований согласуются с данными литературных источников (Долганова и др., 2005), в соответствии с которыми гибель Е. coli наступает в течение 3-6 месяцев хранения при температуре минус 18 °С. Известно, что при содержании соли в продукте 8 % тормозится рост Е. coli. Однако, исходя из проведенных исследований, можно утверждать, что применение низких температур позволяет снизить содержание соли до 3-6 %

не только для инактивации Е. coli, но и ее гибели. Присутствие консерванта в контрольном образце икры также приводит к гибели Е. coli.

Результаты влияния скорости замораживания и содержания соли в икре минтая на ее органолептическую оценку представлены на рисунке 5. Замораживание образцов с содержанием соли 3 и 4 % при более низкой температуре (минус 60 и минус 80 вместо минус 40 °С) отрицательно влияет на органо-лептические свойства продукта, т.к. приводит к разрушению периферийных слоев продукта. Замораживание на органолептические свойства икры соленостью 5 и 6 % не оказывает отрицательного влияния. Более того, такое содержание соли в икре оказывает благоприятное действие на ее плотность и липкость, в связи с чем они не изменяются при замораживании. Однако высокая соленость продукта отрицательно сказывается на его вкусе и запахе в частности и, соответственно, на органолептических свойствах в целом.

Рисунок 5 - Зависимость органолептической оценки икры от содержания соли и скорости замораживания

В течение срока хранения происходят незначительные изменения вкуса и запаха образцов с содержанием соли 3 и 4 %. Не свойственный свежей соленой икре вкус и запах, присутствующая во вкусе горечь, проявившаяся в контрольном образце, говорят о глубоких качественных изменениях продукта и невозможности его дальнейшего использования. В образцах с содержанием соли 5 и 6 % в течение срока хранения органолептические свойства не изменяются.

Математическая обработка данных органолептических исследований позволила получить уравнение зависимости органолептической оценки икры минтая от скорости замораживания и содержания соли, которое имеет следующий вид:

2 = 2,29+0,89-х-19,96-у-0,14-х2+5,08-х-у-56,48у2, (2)

где г — органолептическая оценка, балл; х - содержание соли, %; у — скорость замораживания, м/ч;

Из уравнения 2 следует, что лучшие органолептические показатели соленой икры минтая соответствуют скорости замораживания 0,02-0,027 м/ч и содержанию соли 3,7-4,6 %.

На основании экспериментально полученных данных разработана технология соленой деликатесной икры минтая, схема которой приведена на рисунке 6.

Разработанная технология соленой деликатесной икры минтая была апробирована в условиях Береговой фабрики переработки рыбы р/к им. В.И. Ленина (г. Петропавловск-Камчатский).

По органолептическим характеристикам соленая икра минтая, изготовленная по разработанной технологии, превосходила образцы готовой продукции, изготовленные по известной технологии с использованием консервантов. Выход готовой продукции при низкотемпературной обработке на 7,28 % выше по сравнению с традиционной технологией.

Рисунок 6 - Технологическая схема производства соленой деликатесной икры минтая Оценка показателей безопасности копченой продукции, изготовленной

по известной и разработанной технологии, показали их соответствие требованиям СанПиН 2.3.2.1078-01 (таблица 7). Таблица 7 - Показатели безопасности соленой икры минтая

Наименование продукции Величина показателя безопасности соленой икры минтая

КМАФАнМ, КОЕ/г Дрожжи, Ю^хКОЕ/г

Нормативное значение Фактическое значение Нормативное значение Фактическое значение

Икра, изготовленная с использованием низкотемпературной обработки не более 1х104 1,ЗхЮ3 не более ЗхЮ1 0,67x10'

Икра, изготовленная с использованием консервантов не более 1хЮ4 0,32х 103 не более ЗхЮ1 2x10'

Экономические расчеты показали, что рентабельность разработанной технологии составляет 34,3 % и превышает значение рентабельности традиционной технологии на 13,7 %.

ВЫВОДЫ

1. Научно и экспериментально обоснована и разработана технология соленой деликатесной икры минтая с использованием низкотемпературной обработки, позволяющая получать продукт с низким содержанием соли и длительным сроком хранения.

2. В результате анализа литературных данных и математических расчетов получены значения теплофизических характеристик соленой икры минтая в зависимости от содержания в ней соли и с учетом фазовых превращений, позволяющие производить расчет продолжительности и скорости ее замораживания.

3. Аналитически и экспериментально обоснована возможность применения методики Венгер К.П. для расчета по продолжительности и скорости замораживания соленой икры минтая с использованием установленных теплофизических характеристик соленой икры минтая.

4. Экспериментально получена математическая зависимость скорости замораживания от температуры и скорости движения воздуха, что позволяет рассчитывать технологические параметры процесса замораживания соленой икры минтая в производственных условиях.

5. Установлено влияние скорости замораживания и содержания соли на изменение физико-химических, микробиологических и органолептических показателей соленой икры минтая. Проведенные исследования позволили установить рациональную скорость замораживания 0,02-0,27 м/ч и содержание соли 3,7-4,6 %.

6. На основании проведенных исследований разработана и утверждена нормативная документация ФГБОУ ВПО «КамчатГТУ» на соленую делика-

тесную икру минтая СТО 7.3-2011 . Проведенная промышленная апробация разработанной технологии на предприятии «Рыболовецкий колхоз им. В. И. Ленина» показала её воспроизводимость в промышленных условиях. Установлено, что реализация разработанной технологии позволит повысить выход готовой продукции на 7,28 % и повысить ее рентабельность на 13,7 % по сравнению с традиционной технологией.

По теме диссертации опубликованы следующие работы:

1. Балыкова, Л. И. Оценка эффективности использования плиточных и воздушных скороморозильных аппаратов для замораживания гидробионтов / Л. И. Балыкова, К. В. Алтухов // Наука и технологии: шаг в будущее - 2006: материалы I Международной научно-практической конференции. - Белгород : Руснаучкнига, 2006. - Т. 1 - С. 22-25.

2. Балыкова, Л. И. Эксергетический анализ скороморозильных аппаратов на базе экологически безопасных холодильных агентов для замораживания гидробионтов / Л. И. Балыкова, К. В. Алтухов, В. А. Иодис // Экономические, социальные, правовые и экологические проблемы Охотского моря и пути их решения : материалы региональной научно-практической конференции. - Петропавловск-Камчатский : КамчатГТУ, 2006. - С. 79-81.

3. Балыкова, Л. И. Исследования процессов замораживания соленой пробойной икры минтая без консервантов / Л. И. Балыкова, К. В. Алтухов // Электронный научный журнал Кубанского государственного аграрного университета. - 2007. - № 33(9). - С. 1-13.

4. Балыкова, Л. И. Исследования по замораживанию соленой пробойной икры минтая без консервантов / Л. И. Балыкова, К. В. Алтухов // Исследование Мирового океана : материалы международной научной конференции, посвященной 100-летию со дня рождения И. В. Кизеветтера. - Владивосток : Дальрыбвтуз, 2008. - С. 461^64.

5. Алтухов, К. В. Исследования физико-химических изменений, происходящих в процессе посола пробойной икры минтая / К. В. Алтухов, М. В. Ефимова, Н. С. Салтанова, И. В. Шарун, А. В. Алейникова // Вестник Камчатского государственного технического университета. — 2010. - № 12. — С. 25-30.

6. Алтухов, К. В. Исследования физико-химических изменений, происходящих в процессе замораживания соленой пробойной икры минтая / К. В. Алтухов, М. В. Ефимова, Л. И. Балыкова, Н. С. Салтанова // Исследования водных биологических ресурсов Камчатки и северо-западной части Тихого океана. - 2010. - № 17. - С. 87-92.

7. Алтухов, К. В. Микробиологический аспект производства экологически безопасной деликатесной солено-мороженой икры минтая / К. В. Алтухов // Комплексное обеспечение региональной безопасности : сборник трудов. - Петропавловск-Камчатский : КамчатГТУ, 2011. - С. 208-213.

8. Алтухов, К. В. Анализ существующих способов производства икры минтая / К. В. Алтухов, М. В. Ефимова, Л. И. Балыкова // Природные ресурсы, их современное состояние, охрана, промысловое и техническое использование : материалы Четвертой всероссийской научно-практической конференции. - Петропавловск-Камчатский : КамчатГТУ, 2013. - С. 9-14.

Алтухов Константин Викторович

РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ СОЛЕНОЙ ДЕЛИКАТЕСНОЙ ИКРЫ МИНТАЯ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ НИЗКОТЕМПЕРАТУРНОЙ ОБРАБОТКИ

Автореферат-диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

В авторской редакции Набор текста К. В. Алтухов Верстка, оригинал-макет О. А. Лыгина

Подписано в печать 25.11.2013 Формат 60*84/16. Печать цифровая. Гарнитура Times New Roman Авт. л. 1,48. Уч.-изд. л. 1,7. Усл. печ. л. 1,39. Тираж 100 экз. Заказ № 456

Издательство

Камчатского государственного технического университета

Отпечатано участком оперативной полиграфии издательства КамчатГТУ 683003, г. Петропавловск-Камчатский, ул. Ключевская, 35