автореферат диссертации по технологии продовольственных продуктов, 05.18.04, диссертация на тему:Совершенствование технологии пищевого хитозана



сг

С-'

На правах рукописи

МАКСИМОВА СВЕТЛАНА НИКОЛАЕВНА

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ПИЩЕВОГО ХИТОЗАНА

Специальность 05.18.04 - "Технология мясных, молочных и рыбных продуктов"

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

т

Владивосток - 1998

Работа выполнена в Дальневосточном государственном техническом рыбохозяйственном университете

Научные руководители:

доктор технических наук, профессор Т.М. Сафронова

кандидат химических наук, профессор Л.Н. Игнатюк

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор, Н.В. Щеникова

кандидат технических наук, доцент З.П. Швидкая

Ведущая организация:

ОАО "Дальрыба"

Защита диссертации состоится еЛ^оС<£_ 1998 г. на

заседании диссертационного совета К. 117.08.03 Дальневосточного государственного рыбохозяйственного университета по адресу: 690600, Владивосток, ГСП, ул. Луговая, 52-6.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Дальневосточного государственного технического рыбохозяйственного университета.

Автореферат разослан «Л/ 1998 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат технических наук

Т.Д. Мамедоьа

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА 11,1

Актуальность темы. В нааоящее время наука и пшцевое производство ориентируются на создание продуктов птанпя, обладающих профилактическими и лечебными свойствами в отношении наиболее распространенных хронических заболевании пли неблагоприятных внешних факторов.

В последние годы успешно проводятся исследования новых пищевых добавок, позволяющих получить продукты питания, в том числе из гндробион-тов. отливающиеся не только высокими потребительскими достоинствами, но и лечебно-профилактическими свойствами.

Одной из таких добавок является линейный полиамнносахарид — хиго-

зан.

Проблемам производства и использования хитозана посвятили многочисленные работы отечественные и зарубежные ученые: В.П. Быков. В.М. Быкова, В.Д. Богданов, В.П. Варламов, Г.А. Вихорева, А.И. Гамзазаде. Л.С. Гальбрайх, С.Н. Данилов, В.М. Дацун, Л.Н. Игнаткж, Л.А. Нудьга. Е.А. Плиско, Т.М. Сафронова, С.П. Феофилова, МиггагеШ Л.А.А., ЬНгапо и др.

В итоге многолетних исследований разработаны технология, нормативная документация на хитозан пищевой и обосновано его применение в качестве технологической и лечебно-профилактической добавки к пищевым продуктам, что при наличии сырьевой базы позволяет отечественной промышленности выпускать продукты лечебно-профилактического направления.

Вместе с тем использование хитозана в пищевых продуктах может сдерживаться наличием у полимера вяжущего вкуса, который отрицательно сказывается на вкусовых свойствах продуктов. Анализ литературных данных не дал информации о характере и причине этого явления.

В связи с этим изучение аспектов, касающихся вкусовых качеств хитозана и продуктов, содержащих его, представляется актуальным.

Цель и задачи исследования. Целью настоящей работы является совершенствование технологии хитозана, обеспечивающее высокие вкусовые да-

стоннства пищевых продуктов, изготовленных с хитозаиом как технологической и лечебно-профилактической добавкой.

Для достижения поставленной цели необходимо последовательно решить нижеперечисленные задачи:

— идентифицировать вкус хитозана как компонента пищевых продуктов:

— уточнить органолептический метод определения вкуса применительно к пищевым продуктам, содержащим хитозан;

— разработать технологические приемы получения хитозана, снижающие интенсивность его вяжущего вкуса:

— разработать рекомендации по декорированию вяжущего вкуса хитозана в продуктах, изготовленных с ним как пищевой добавкой;

— обосновать выбор пищевых продуктов, наиболее сочетаемых по вкусу с хитозаном.

Научная новизна. Научно обосновано совершенствование технологии хитозана как технологической и лечебно-профилактической добавки.

Установлено, что хитозан обладает специфическим вкусом, который идентифицирован как вяжущий и нежелательный.

Выявлены особенности сенсорного восприятия вкуса хитозана, состоящие главным образом в быстром возникновении, продолжительном и труд-ноустраняемом послевкусни вяжущего ощущения.

Методом гель-проникающей хроматографии в хитозане обнаружено наличие двух фракций: высокомолекулярной и низкомолекулярной. Определена обратная зависимость интенсивности вяжущего вкуса полимера от его молекулярной массы.

Установлено существенное и устойчивое во времени снижение интенсивности вяжущего вкуса хитозана в результате криогенного воздействия на полимер.

Показана возможность декорирования вяжущего вкуса хитозана в пищевых продуктах.

Определена различная сенсорная сочетаемость хитозана с пищевыми продуктами.

Научная новизна, положенная в основу разработанных технологических процессов, подтверждена патентами РФ 1692012 "Способ получения хитина из панциря краба", 1821471 "Способ получения хитозана", авторским свидетельством 1564764 "Способ дезодорации жидкостей, образующихся при переработке рыбы".

Практическая значимость работы. На базе выполненных исследований разработаны и предложены:

— совершенствование технологии получения хитозана пищевого путем криогенной обработки полимера, которая обеспечивает снижение интенсивности вяжущего вкуса хитозана более чем на 60%;

— методика количественной сенсорной оценки интенсивности вяжущего вкуса хитозана и продуктов, содержащих его в качестве пищевой добавки;

— технологические приемы снижения интенсивности вяжущего вкуса хитозана на 10-20% варьированием кратности обработки полуфабриката реагентами;

— рекомендации по декорированию вяжущего вкуса хитозана в пищевых продуктах внесением таких компонентов, как нуклеотиды, поваренная соль, сахар, растительное масло, лук, чеснок;

— перечень продуктов питания, наиболее сочетаемых по вкусу с хитоза-ном (хлебобулочные, кисломолочные, мясные и рыбные изделия);

— технология изготовления "Палочек, биточков рыбных хрустящих с хитозаном".

Реализация результатов исследований. Результаты исследований положены в основу нормативной документации:

— изменение 1 к технологической инструкции по изготовлению хитозана пищевого;

— изменение .\Ь 1 к техническим условиям на хитозан пищевой ТУ 9289435067-00 4 72 1 24-97 (проект);

— исходные требования на участок по криогенной обработке хитозана жидким азотом (проект);

— изменение № 1 к технологической инструкции по изготовлению "Палочек, биточков рыбныл хрустящих" ТИ 004-96.•

Результаты исследований реализованы в ТОО "Картэкс" (г. Москва), ХК "Дальморепродукт" (г. Владивосток), Дальневосточном государственном техническом рыбохояйственном университете (Дальрыбвтузе), Всероссийском научно-исследовательском институте рыбного хозяйства и океанографии 1.ВНИРО), Владивостокском государственном медицинском университете (ВГМУ).

Апробация работы. Материалы диссертации представлялись на: первой Всесоюзной научно-технической конференции по производству и использованию хитина и хитозана из панциря криля и других ракообразных (Владивосток. 1983); Всесоюзной научно-технической конференции 'Интенсификация технологических процессов в рыбной промышленности" (Владивосток, 1989); третьей Всесоюзной конференции "Совершенствование производства хитина и хитозана из панцирьсодержащих отходов криля и пути их использования" (Москва, 1991); четвертой Всероссийской конференции 'Производство и применение хитина и хитозана" (Москва, 1995); первой меж-зузовской научно-технической конференции "Студенты вузов — свободной экономической зоне "Находка" (Находка, 1997); пятом Международа ом симпозиуме "Экология человека: пищевые технологии и продукты на пороге XXI века" (Москва-Пятигорск, 1997), а также на заседаниях кафедры технологии продуктов питания Дальрыбвтуза (1987-1997).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 16 работ, в том числе методическое пособие, авторское свидетельство, два патента РФ.

Объем и структура диссертации. Диссертационное работа состоит из введения, шести глав, выводов, списка использованной литературы и приложений. Работа изложена на 142 е., включая 28 таблиц, 13 рисунков, 149 литературных источников. Приложения содержат 29 с.

В приложениях приведет»! пропись методики сенсорной оценки продуктов, содержащих хнтозан, нормативные документы, акты производственных испытании, патенты.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснованы актуальность работы, ее научная новизна, практическая значимость, определены основные направления исследований.

В первой главе "Хнтозан как пищевая и лечебно-профилактическая добавка" проведен аналитический обзор научно-технической литературы, посвященной теме диссертационной работы.

Рассмотрены современные представления о строении и свойствах хитина и хитозана, источниках и технологиях их получения, областях применения, проведен анализ требовании к качеству полимера. Обобщены сведения о возможном использовании хитозана в качестве технологической и лечебно-профилактической добавки. На основании литературных данных сделано .заключение о необходимости дальнейшего изучения аспектов, касающихся ор-ганолептических свойств хитозана и целесообразности совершенствования технологии получения полимера, направленного на сохранение высоких вкусовых достоинств продуктов питания, содержащих хнтозан как пищевую добавку. Сформулированы цель и задачи исследований.

Во второй главе "Объекты и методы исследования" приведен общий методический подход к научному и экспериментальному обоснованию совершенствования технологии пищевого хитозана с улучшенными органолепти-ческими свойствами. Представлены схема проведения эксперимента (рис. i), характеристика объектов исследований, режимов и параметров технологических воздействий, обоснованы изучаемые показатели, описаны методы их определения.

Основным объектом исследование служил хитозан, полученный из сырья различных биологических видов и отвечающий требованиям ТУ 928943-0670047 124-97. Хитозан пищевой.

Источники получения хитозана. концентрации полимера и вид раствори-

телей менялись в зависимости от цели исследования.

Рис.1. Схема проведения основных этапов исследования

Объектами исследования служили также олигоаминосахариды, пищевые продукты и модельные системы, приготовленные с использованием различных добавок.

Идентификацию вида, вкуса осуществляли экспертным способом (Т.«.Родина. Г.А.Вукс) путем индивидуального очного анкетпровния и повторного опроса с взаимодействием экспертов на заседании комиссии.

Нами разработан и применен в работе метод сенсорной количественной оценки вяжущего вкуса хитозана (глава 3 настоящих исследований), на основании которого были отобраны и обучены дегустаторы, а также проведены

соответствующие анализы объектов исследования.

Для дополнительной оценки хитозана использовали такие показатели, как кинематическая вязкость, растворимость, содержание минеральных веществ, насыпная масса, степень измельчения, набухаемость, определение которых проводили по общепринятым методикам.

Исследование по обработке хитозана жидким азотом проводили в узкогорлых реакторах, выполненных из стекла группы ТС, объем которых превышает массу обрабатываемого препарата в соотношении масса :объем как 1:15 в течение 10 мин без перемешивания при давлении и температуре окружающей среды.

Фракционирование хитозана по молекулярной массе осуществляли методом гель-проникающей хроматографии в лаборатории химии ферментов Тихоокеанского института биоорганической химии (ТИБОХ) на системе LKB (Швеция), состоящей из коллектора сбора фракций, увикорда (LKB 2138), самописца и насоса.

Экспериментальные данные обработаны способом математической статистики по методу Э.Э. Рафалеса-Ламарка н В. Г. Николаева. В работе использовали персональный компьютер IBM PC/AT с привлечением типового программного материала.

В третьей главе "Исследование характера вкуса хитозана и содержащих его пищевых продуктов" приведены данные по идентификации вида вкуса хитозана, особенностям сенсорного восприятия вяжущего вкуса хитозана; разработка методики дополнительного испытания дегустаторов и балльной шкалы для количественной оценки интенсивности вяжущего вкуса хитозана (ИВВХ).

Наличие своеобразного вкуса у хитозана не требует особых доказательств, так как он легко обнаруживается и вызывает длительные неприятные ощущения.

Индивидуальное очное анкетирование экспертов после опробования раствора хитозана позволило установить, что хитозан имеет специфический

вкус, который идентифицирован как вяжущий.

Вяжущий вкус может быть вызван многими соединениями: полифенол ми, капсаицином. пиперином и его изомерами.

Психофизиологический механизм восприятия вяжущего ощущения из чен недостаточно. Известно сообщение о механизме восприятия вяжуще! вкуса объектов растительного происхождения, которое поясняет его как о рлзование поперечных связей между свободными гидроксильнымн группа?» вяжущих веществ и белками слюны. По этой причине происходит ингибир вание действия ферментов, обуславливающее ощущение терпкости, сухое: во рту.

Для подтверждения подлинности факта, что характерный вкус раствор; и продуктам, приготовленным с добавлением хитозана, придает действител но этот полимер, проводили сравнительные сенсорные исследования.

Присутствие вяжущего вкуса, вызванного хитозаном, исследовали 1 примере пищевых продуктов эмульсионного типа, где его безошибочно опр делили 94% дегустаторов.

Следовательно, нежелательный вяжущий вкус, обусловленный хитоз ком, обнаруживается достоверно и вызывает необходимость улучшения о плнолептических свойств пищевых продуктов, содержащих полимер.

При исследовании характера вяжущего вкуса хитозана дегустатора л были выявлены особенности его восприятия.

Экспериментально показано, что вяжущий вкус хитозана характеризуе с.1 длительным послевкусием, продолжительность которого составляет 2 25 мин и может быть сокращена в результате применения нейтрализаторов.

Установленные особенности сенсорного восприятия вяжущего вкуса х тозана, требующие от дегустаторов повышенной чувствительности, обусл вили необходимость в дополнительных испытаниях дегустаторов, котор! заключались в установлении порога чувствительности и порога разницы интенсивности вяжущего вкуса хитозана.

Отобранные лица были включены в состав дегустационной комиссии, которая привлекалась в дальнейшей работе по оценке растворов, модельных систем и пищевых продуктов с хитозаном.

На основе проведенных исследований разработана шкала, в которой предусмотрена характеристика вяжущего вкуса по пяти изменяющимся признакам, два из которых оцениваются дегустаторами по продолжительности и выражены в единицах времени, остальные носят описательный характер (табл.1).

Поскольку в технологической практике при использовании хитозана вероятны значительные колебания таких основных параметров, как уровень содержания хитозана, температура, при которой рекомендуется употребление продукта, концентрация и вид растворителя, определено влияние этих факторов на интенсивность вяжущего вкуса хитозана.

Результаты экспериментов указывают на линейную зависимость ИВВХ от концентрации полимера, которая аппроксимируется в уравнение (рис. 2).

С повышением температуры от 20 до 60СС ИВВХ увеличивается на 20%. Концентрация уксусной кислоты и вид растворителя не оказывают влияния на вкус полимера.

I У=0.25 ♦3,8 X

;

■ ■

! ч

; 1.1.1.1

0.4 0.6 0,В 1,0 Концентрация хитозана, %

1.2

Рис. 2. Интенсивность вяжущего вкуса растворов хитозана различной концентрации

Таблица 1

Балльная шкала оценки интенсивности вяжущего вкуса хитозана

Очередность оценки признака Признаки Балл

1 2 3 4 5

1 Интервал времени между опробованием и возникновением вяжущего вкуса,с более 10 10-8 7-5 4-3 2-1

2 Участок ротовой полости, воспринимающий вяжущий вкус Мягкое небо Мягкое небо, спинка и задний край языка Мягкое небо, спинка и задний край языка, поверхность зубов Мягкое небо, спинка и задний край языка, поверхность зубов, гортань Мягкое небо, спинка и задний край языка, поверхность зубов, гортань и глотка

3 Продолжительность послевкусия в результате нейтрализации, мин Менее 1 1-3 4-6 7-10 10-15

4 Полнота снятия послевкусия Полностью Полностью Остается едва уловимый привкус Остается очень слабый привкус Остается слабый привкус

5 Общее впечатление о вяжущем вкусе Едва различим Достаточно различим Слабый Средний Сильный

Полученные результаты использованы в дальнейшей работе.

В четвертой главе "Исследование интенсивности вяжущего вкуса хитозана в сопоставлении с технологическими факторами его производства" определена зависимость качества хитозана в исследуемом аспекте от биологического вида сырья и технологии получения хитозана.

Предположительно интенсивность вяжущего вкуса хитозана может быть обусловлена "структурой полимера, молекулярной массой, характером соединений, связанных с хнгозаном в его нативном состоянии и др.

Известно, что структура хитозана в определенной степени зависит от вида хитинсодержащего сырья, биологического состояния животного.

Для промышленного производства хитозана используют в основном ланцирьсодержащие отходы, которые можно разделить на две группы: высокоминерализованные отходы (ВМО) и низкоминерализованные отходы (НМО). В настоящей работе использовалось сырье, представляющее оба вида отходов. Хитозаны получали в соответствии с технологической инструкцией из семи объектов (табл. 2), меняя очередность проведения операций деминерализации и депротеинизации при выделении хитина в зависимости от вида сырья.

Как видно, хитозаны из различных источников имели достоверное различие во вкусе. Наиболее интенсивным вяжущим вкусом обладали хитозаны из ракообразных (краба, креветки, криля, гаммаруса). Максимальное различие между хитозанами по ИВВХ составило 25%. Таким образом подтверждено, что источники полимера влияют на вкус хитозана.

Причина различий в значениях интенсивности вяжущего вкуса хитоза-нов, полученных из разнообразного сырья, может заключаться в наличии полимергомологов хитозана. Учитывая возможную полидисперсность полимера, мы росчитали целесообразным получить хитозан как можно более однородный по молекулярной массе и исследовать его вкус.

При фракционировании хитозана методом гель-проникающей хроматографии были получены две фракции: высокомолекулярная и низкомоле-

кулярная, первая — молекулярной массы несколько ниже 2000000, вторая — около 5000 ед. (рис. 3).

Таблица 2

Интенсивность вяжущего вкуса хитозанов, полученных го различного сырья

Наименование сырья для производства хитозана Физико-химическая характеристика хитозанов Сенсорная оценка ИВВХ, балл

Кинематическая вязкость, х104 м2/с Содержание минеральных веществ, %

ВМО: - панцирь ходильных конечностей краба 2700 1,0 4,5

- панцирь креветки 2200 0.9 4,7

- сепион каракатицы 300 1.0 4,0

НМО:

-гладиус кальмара 310 0.5 4.4

- панцирьсодержащне отходы криля 1700 0,7 4,6

- панцирь гаммаруса 6.0* 0,05 ' 4,7

- биомасса комнатной мухи: предкуколка 1772 не определяли 3,6

куколка II степени 1746 то же 3,4

куколка III степени 910 3,8

пустые оболочки 720 4.2

* характеристическая вязкость, да/г.

Образцы высокомолекулярного и исходного хитозанов классифицировали по ИВВХ. В результате было установлено, что высокомолекулярный образец хитозана обладал вяжущим вкусом в два раза меньшей интенсивности, чем исходный.

Высокая реакционная способность низкомолекулярной фракции, вероятнее всего представленная олигомерами хитозана, не позволила провести сенсорную оценку ее, так как при подготовке к дегустации претерпела существенные изменения.

С целью уточнения вклада низкомолекулярного хитозана в общее восприятие вяжущего вкуса полимера был проведен сравнительный анализ ор-ганолептических свойств трех крабовых хитозанов лиофильной сушки различной молекулярной массы (4, 23, 80 кДа), любезно предоставленных нам В.П. Варламовым, д.б.н. (центр "Биоинженерия" РАН, г. Москва) (рис. 4).

В результате было установлено, что с повышением молекулярной массы хитозана интенсивность его вяжущего вкуса снижается.

2.4

; ;

■

.. - А, ...,1 1,1 Л. . •

20 30 40 50 60 Молекулярная масса. кДа

Рис.4. Интенсивность вяжущего вкуса хитозана различной молекулярной массы

Проведенный эксперимент позволяет пояснить эффект снижения интенсивности вяжущего вкуса высокомолекулярного хитозана после гель-

проникающей хроматографии отделением низкомолекулярной фракции полимера, обладающей более интенсивным вяжущим вкусом.

Учитывая этот факт, мы планировали очистить хитозан более технологичными, чем гель-проникающая хроматография, способами, ожидая при этом снижения интенсивности вяжущего вкуса.

С этой целью была увеличена кратность промывания хитозана водой (для удаления возможно сорбировавшихся при дезацетилировании продуктов реакции), деминерализации и депротеинизации (для снижения в продукте остаточного количества белков и минеральных веществ); введены дополнительные операции очистки, лереосаждения, удаления из полимера красящих веществ.

Результаты сенсорного исследования показали снижение ИВВХ до 3,8 балла по сравнению с контрольным (4,5 балла) при введении дополнительной операции.

Поскольку предпринятые попытки значительно снизить интенсивность вяжущего вкуса хитозана не принесли желаемого результата, нами была применена криогенная обработка как известный способ воздействия на свойства полимеров.

Обработка хитозана, полученного из ходильных ног камчатского краба, с целью максимально эффективного воздействия осуществлялась жидким азотом в различных интервалах времени (10-60 мин).

Результаты исследования (табл. 3) свидетельствуют о значительных положительных изменениях во вкусе хитозана.

Воздействие на хитозан жидким азотом в течение 10 мин позволило снизить ИВВХ почти на 3 балла (с 4,5 до 1,6 балла). Отмеченный образец отличался также большей вязкостью и достаточно высокой растворимостью.

При увеличении продолжительности криообработки ИВВХ вновь нарастала, а вязкость снижалась до первоначального значения и ниже.

В связи с удаленностью мест заготовки панцирьсодержащего сырья и

возможностью получения хитина как полуфабриката хитозана имело смысл исследовать влияние криогенной обработки этих объектов па вкусовые свойства конечного продукта.

Таблица 3

Характеристика хитозанов, обработанных жидким азотом

Продолжитель- Физико-химическая характеристика хитозанов Интенсивность

ность вяжущего.

криогенной обработки, мин Кинематическая вязкость, х|06м:/с Растворимость, % вкуса, балл

0 (контроль) 2529 99,8 4,5

10 3540 99,2 1,6

20 2448 99.0 2,5

30 2554 99,3 2,8

40 2433 96,4 2,9

60 2193 95,9 4,3

Экспериментальные данные (рис. 5) указывают на достоверное снижение интенсивности вяжущего вкуса хитозана, полученного из образцов сырья и хитина, обработанных жидким азотом.

20 ЭО «3

Продолжительность, мин

Рис. 5. Интенсивность вяжущего вкуса образцов хитозана, обработанных жидким азотом на различных стадиях . получения полимера: 1 — сырье, 2 — хитин,3 — хитозан

Таким образом установлено, что наиболее эффективными способами воздействия на хитозан с целью снижения интенсивности его вяжущего вку-

са следует считать криогенную обработку жидким азотом, снижающую интенсивность вяжущего вкуса хитозана более чем в два раза.

В пятой главе "Изучение интенсивности вяжущего вкуса хитозана в различных пищевых средах" в качестве альтернативного направления улучшения вкуса пищевых продуктов с хитозаном исследована возможность направленного декорирования вяжущего вкуса полимера в различных пищевых средах и осуществлен выбор наиболее сочетаемых с препаратом продуктов питания.

Исследовали пищевые продукты с хитозаном, внесенным в виде раствора или порошка. Если целью внесения хитозана являются технологические функции, например придание продукту определенной структуры, то хитозан вводится в виде растворов. В лечебно-профилактических целях полимер может быть использован в нерасгворенном виде.

Исследование возможности декорирования вкуса хитозана проводили с учетом установленной нами способности полимера модифицировать вкус и запах технологических жидкостей (а.с. 1564764). Определяли вкус растворов хитозана в сочетании с рядом пищевых добавок (агаром, меланоиди-нами, з'-нуклеотидами) и пищевых продуктов из различных видов сырья (соками растений, молочной сывороткой, бульонами из разных гидробион-тов).

При этом осуществляли различные способы взаимодействия компонентов: смешивание соков с раствором хитозана, фильтрование соков через сухой хитозан с растворением последнего в уксусной кислоте, фильтрование раствора хитозана через тертую массу овощей. Обнаружено индивидуальное влияние вида овощей на ИВВХ: при одинаковом разбавлении снижение вяжущего вкуса вызывал сок лука и чеснока.

При использовании декорирующих добавок отмечалось незначительное снижение ИВВХ, за исключением применения нуклеотидов, позволившего снизить исследуемый показатель на 2 балла.

Также показали себя системы, основой которых служили бульоны из

различных видов гидробионтов. Наименее интенсивным вяжущим вкусом обладал образец, приготовленный с бульоном кальмара. Влияние на ИВВХ основных компонентов, используемых в рыбных продуктах, было установлено на модельных системах из мышечной ткани горбуши, содержащих (%): хитозана — 0,3; растительного масла — 5; сахара и поваренной солило 3; уксусной кислоты — 1; крахмала — 2 (табл. 4).

Полученные данные позволяют сделать вывод, что рыба хорошо сочетается с хитозаном, а исследуемые компоненты изменяют ИВВХ (уксусная кислота повышает, остальные компоненты снижают, в большей степени — поваренная соль).

С целью нивелирования вяжущего вкуса хитозана в пищевых продуктах был осуществлен выбор продуктов питания, в которых порошкообразный хитозан может быть использован в качестве лечебно-профилактической добавки с минимальным отрицательным влиянием его на органолептические свойства продуктов.

Таблица 4

Состав модельных систем и их характеристика

Наименование компонента Номер образцов

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

Мышечная ткань горбуши + + + + + + + + + + +

Раствор хитозана + + + + + + + + +

Растительное масло + + + + +

Сахар + + + + +

Поваренная соль + + + +

Уксусная кислота + + +

Крахмал + +

Величина рН 7 6,7 6,8 6,8 6,8 6,5 6,5 6,? 6,8 6,5 6.8

Сенсорная оценка ИВВХ, балл 0 3,2 3,0 1,8 1,6 2,7 2,6 2,4 1,2 3,4 2.8

Для эксперимента были приготовлены модельные системы четырех видов пищевых продуктов, используемых в диетическом питании, с различ-

ным содержанием хитозана в них: хлебобулочные, кисломолочные, мясные и рыбные изделия (рис. 6).

Рис. 6. Интенсивность вяжущего вкуса хитозана в различных пищевых продуктах: 1 — рыба, 2 — мясо, 3 — кефир, 4 — творог, 5 — хлеб

Анализируя полученные данные, можно сделать вывод, что внесение хитозана вызывает появление в исследованных модельных системах вяжущего вкуса, интенсивность которого повышается с увеличением массовой доли добавки. Однако различные пищевые продукты в присутствии хитозана приобретали вяжущий вкус неодинаковой интенсивности. В хлебобулочных изделиях отмечено полное отсутствие вяжущего вкуса, однако хи-тозан вызвал изменение внешнего вида образцов — появление мелких вкраплений на поверхности. В модельных системах из животных тканей повышалась ИВВХ, и изменялась консистенция продуктов (ощущение скрипа на зубах).

Отмеченные недостатки можно устранить путем внесения в рыбные и мясные продукты хитозана, обработанного жидким азотом, в растворенном виде и введения операций предварительной обработки полимера: измельчение до размера частиц 1 мм и менее и набухание до 200-250%.

Анализ полученных результатов позволяет нам говорить о различной сенсорной сочетаемости хитозана с продуктами питания, которая в порядке

убывания представлена рядом: хлебобулочные -> кисломолочные мясные рыбные продукты.

В шестой главе "Практическое использование результатов исследований" рассмотрено практическое применение результатов выполненных теоретических и экспериментальных исследований.

На основании полученных данных по исследованию характера вкуса хитозана и содержащих его пищевых продуктов (глава 3) разработана методика определения интенсивности вяжущего вкуса хитозана, которая внедрена в научные исследования и учебный процесс кафедры технологии продуктов питания Дальрыбвтуза, кафедры гигиены ВГМУ и ВНИРО.

В результате исследования интенсивности вяжущего вкуса хитозана в :опоставлении с технологическими факторами его производства (глава 4) толучены приоритетные научные данные, которые позволили дифференцировать оценку интенсивности вяжущего вкуса хитозана по его молекуляр-^й массе, а также снизить интенсивность вяжущего вкуса полимера путем обработки его жидким азотом. Выбраны параметры режимов криогенной >бработки.

Экспериментальные данные по криогенной обработке хитозана жид-;им азотом оформлены патентами 1692012, 1821471; изменениями к техно-югической инструкции по изготовлению хитозана пищевого и техническим 'словиям ТУ 928943-067-00472124-97. Хитозан пищевой (проект), а также ¡сходными требованиями на участок криогенной обработки (проект).

Разработаны рекомендации по декорированию вяжущего вкуса хито-ана, выбору сочетаемых с ним по вкусу продуктов питания, предваритель-ой обработке сухого полимера.

Указанные рекомендации реализованы в технологии рыбных продук-

« п

о» на примере Палочек рыбных хрустящих, где хитозан исп'ользуется как шлепая и лечебно-профилактическая добавка в панировке изделий.

Приведенная технологическая схема предполагает четыре варианта несения хитозана: в сухой материал и панировочные сухари — сухой, в

жидкое тесто — сухой, набухший или растворенный. Способ внесения растворенного хитозана в жидкое тесто является наиболее технологичным, поскольку позволяет снизить расход компонентов панировки (теста, сухарей) и масла, увеличить выход продукта, улучшить качество масла и органолеп-тические показатели готового продукта.

На основе предложенной технологической линии разработан нормативный документ по использованию хивдзана в качестве технологической и

« <|

лечебно-профилактической добавки к Палочкам рыбным хрустящим.

ВЫВОДЫ

Полученные .результаты экспериментов позволяют сформулировать следующие выводы.

1. Научно обосновано совершенствование технологии хитозана, состоящее в химическом и криогенном воздействии на полимер, которое обеспечивает высокие вкусовые достоинства пищевых продуктов, изготовленных с хитозаном как технологической и лечебно-профилактической добавкой.

2. Установлено, что хитозан обладает специфическим вкусом, который идентифицирован как вяжущий и нежелательный. В пищевых продуктах, приготовленных с хитозаном, вкус полимера сохраняется, снижая их орга-нолептическую характеристику.

3. Выявлены особенности сенсорного восприятия вкуса хитозана, состоящие главным образом в быстром возникновении, продолжительном и трудноустраняемом послевкусии вяжущего ощущения, на базе которых разработана и внедрена методика органолептического анализа пищевых продуктов, содержащих хитозан.

4. Методом гель-проникающей хроматографии в хитозане обнаружено наличие двух фракций полимера: высокомолекулярной и низкомолекулярной. Установлена обратная зависимость интенсивности вяжущего вкуса полимера от его молекулярной массы.

5. Установлено существенное и устойчивое во времени изменение вкуса хитозана в результате криогенного воздействия на полимер. Усовершенствована технология хитозана. Обоснован рациональный режим обработки хитозана жидким азотом (т=10 мин, расходный коэффициент азота от 2 до 20), позволяющий снизить интенсивность вяжущего вкуса хитозана на 64% по сравнению с первоначальным его значением. Рекомендации по получению хитозана с использованием криогенной обработки подтверждены патентами и включены в нормативные документы на производство хитозана пищевого.

6. Экспериментально показана возможность снижения интенсивности вяжущего вкуса хитозана варьированием таких технологических факторов производства полимера, как биологический вид сырья, кратность обработки полуфабриката водой и реагентами, отбеливание хитина. Эффективность снижения составляет 10-20%.

7. Экспериментально установлена возможность декорирования вяжущего вкуса хитозана в пищевых продуктах посредством внесения таких компонентов, как нуклеотиды, поваренная соль, сахар, растительное масло, лук, чеснок и другие, эффективность которых колеблется от 15 до 40%.

8. Установлена различная сочетаемость хитозана с пищевыми продуктами, по вкусу которая в убывающей последовательности представлена рядом: хлебобулочные -> кисломолочные —> мясные -» рыбные изделия,- и определены способы предварительной обработки полимера, на основании чего разработаны рекомендации и нормативный документ по нспользова-

« л

нию хитозана в Палочках рыбных хрустящих.

По материалам диссертации опубликованы следующие работы соискателя:

1. Дацун В.М., Городинцев В.А., Максимова С.Н. Возможности сбора и заготовки хитинсодержащего сырья на судах // Производство и использование хитина и хитозана из панциря криля и других ракообразных: Ма-

териалы первой Всесоюз. науч.конф. - Владивосток: Дальрыбвтуз, 1985. -С.136-142.

2. Сафронова Т.М., Дацун В.М., Максимова С.Н. Рациональное использование панцирьсодержаших отходов II Технология криля: Сб. науч. трудов ВНИРО. - М.: ВНИРО, 1988. - С.116-121.

3. Богданов В.Д., Патрышев С.М., Максимова С.Н. Исследование возможности улучшения вкуса пищевого хитозана// Интенсификация технологических процессов в рыбной промышленности: Тез.докл. Всесоюз. науч. конф. - Владивосток: Дальрыбвтуз, 1989. - С. 183-184.

4. Дацун В.М., Максимова С.Н., Крахмилец Н.Ф. Технология производства хитина и хитозана из отходов крабоконсервного производства И Интенсификация технологических процессов в рыбной промышленности: Тез. докл. Всесоюз. науч. конф. - Владивосток: Дальрыбвтуз, 1989. - С.184-185.

5. Сафронова Т.М., Бондаренко И.В., Максимова С.Н. Обработка бланшкрово'шых бульонов перед их использованием на пищевые цели II Рыб. хоз. - 1989. - Вып.1. - С.7-10.

6. Игнатюк Л.Н., Сафронова Т.М., Максимова С.Н. Поиск способов улучшения вкуса пищевого хитозана // Совершенствование производства хитина и хитозана из панцирьсодержаших отходов криля и пути их использования: Материлы третьей Всесоюз. конф. -М.: ВНИРО, 1992. - С. 83-89.

7. Способ дезодорации жидкостей, образующихся при переработке рыбы / Сафронова Т.М., Шнейдерман С.И., Ткаченко Т.А., Томилко И.В., Максимова С.Н. - A.c. № 1564764. - 1987.

8. Способ получения хитозана / Игнатюк J1.H., Максимова С.Н. - Пат. № 1821471. - 1993.

9. Способ получения хитина из панциря краба / Игнатюк Л.Н., Максимова С.Н. - Пат. № 1692012,- 1993.

10. Игнатюк Л.Н., Максимова С.Н. Некоторые аспекты подготовки технологов пищевой промышленности // Наука и учебный процесс: Тез.

докл. межвузовской науч.-метод, конф. - Владивосток: Дальрыбвтуз, ¡996. -С. 72.

11. Сафронова Т.М., Богданов В.Д., Максимова С.Н., Патрышев С.М. Технология использования хитозана в пищевых продуктах как структурообразующей и лечебно-профилактической добавки II Производство и применение хитина и хитозана: Тез. докл. четвертой Всесоюз. конф. - М.: ВНИРО, 1995.-С.63-65.

12. Сафронова Т.М., Игнатюк JT.H., Максимова С.Н. Перспективные профилактические добавки в производстве пищевых продуктов // Рыбохо-зяпственное исследование океана: Материалы юбилейной науч. конф. ■ Владивосток: Дальрыбвтуз, 1996. - С. 34-35.

13. Игнатюк Л.Н., Исай С.В., Максимова С.Н. Исследование липидно-го состава в структурах хитина и хитозана II Рыбохозяйственное исследование океана: Материалы юбилейной науч. конф. - Владивосток: Дальрыбвтуз, 1996. - С.83-84.

14. Сафронова Т.М., Максимова С.Н., Игнатюк Л.Н., Навалоакэ Е.Д. Совершенствование технологии перспективной профилактической добавки II Студенты вузов - свободной экономической зоне "Находка" :Тез. докладов первой межвузовской науч. конф. - Находка: ИТиБ, 1997. - С.127-128.

15. Сафронова Т.М., Тунгусов Н.Г., Максимова С.Н. Аминосахара гидробнонтов в лечебно-профилактическом питании // Экология человека: пищевые технологии и продукты на пороге XXI века: Тез.докл. пятого Международного симпозиума. - М.-Пятигорск, 1997. - С. 214-215.

16. Сафронова Т.М., Максимова С.Н. Определение вкуса пищевых продуктов, содержащих хитозан: Метод, указания. - Владивосток: изд-во ЦВГУ, 1997. - 15 с.

МАКСИМОВА СВЕТЛАНА НИКОЛАЕВНА

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ПИЩЕВОГО ХИТОЗАНА

Автореферат диссертации

Редактор - Хахамиди В.И.

Подписано в печать 17.04.98. Печать офсетная.

Формат 60x84/16. Уч.-изд. л. 1,4.

Тираж 100 экз. Заказ 53.

Ротапринт Дальрыбвтуза (ТУ) Владивосток, Светланская, 25