Авторефераты по всем темам  >>  Авторефераты по техническим специальностям

На правах рукописи

Пархутова Инга Ильдусовна

ОБОСНОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ РЫБНЫХ КУЛИНАРНЫХ ПРОДУКТОВ С ПРИМЕНЕНИЕМ ГЕЛЕОБРАЗУЮЩИХ КОМПОЗИЦИЙ

Специальность 05.18.04 - технология мясных, молочных и рыбных продуктов и холодильных производств

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Владивосток - 2012

Работа выполнена в ФГБОУ ВПО Дальневосточный государственный технический рыбохозяйственный университет

Научный консультант: Богданов Валерий Дмитриевич, доктор технических наук, профессор

Официальные оппоненты: Ярочкин Альберт Павлович, доктор технических наук, профессор, ст. научный сотрудник ФГУП ТИНРОЦентр, г.Владивосток Ковалёва Елена Анатольевна, кандидат технических наук, доцент, зав.

кафедры Технологии продуктов питания, ГОУ ВПО Институт технологии и бизнеса, г.Находка

Ведущая организация: Дальневосточный Федеральный Уни верситет, г.Владивосток

Защита диссертации состоится л 11 мая 2012г. в 14-00 часов на заседании диссертационного совета ДМ 307.006.01 при ФГБОУ ВПО Дальневосточный государственный технический рыбохозяйственный университет по адресу 690087, г. Владивосток, ул. Луговая 52-Б. Факс (423)2440309.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО Дальрыбвтуз.

Отзывы на автореферат диссертации с заверенными подписями просим направлять по адресу: 690087, г. Владивосток, ул. Луговая 52-Б, факс (423)2440309, email: oev@mail.ru

Автореферат разослан л 10 апреля 2012г.

Ученый секретарь диссертационного совета Е. В. Осипов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы исследований. Одним из основных направлений государственной политики в области рыбного хозяйства является разработка технологий новых видов продукции, обладающих высокими потребительскими свойствами и пищевой ценностью, в том числе рыбных кулинарных изделий в гелеобразующих заливках. Анализ ассортиментной политики предприятий рыбной отрасли свидетельствует о том, что рыбные кулинарные изделия с применением гелеобразующих заливок выпускаются в недостаточных количествах.

Вопросам расширения ассортимента, повышения качества рыбной кулинарной продукции с применением гелеобразующих заливок, внедрению рациональных технологий их производства посвящены работы отечественных и зарубежных ученых, таких как Аминина Н.М., Богданов В.Д., Бойцова Т.М., Вайнерман Е.С., Дроздо- ва Л.И., Купина Н.М., Остроумова Л.А., Подкорытова А.В., Сафронова Т.М., Якуш Е.В., Ярочкин А.П., Bhattacharya S., Roopa B.S., Jones R. Norziah M.H., Foo S.L., Karim A.A., Lee S.J., Kim Y.H., Hwang J.K.и др.

В настоящее время отрасль располагает рядом технологий рыбной кулинарной продукции с применением гелеобразующих заливок, к недостаткам которых относятся низкая температура плавления геля, сложность получения гелеобразующего компонента, его высокая стоимость. Совершенствование рыбной кулинарной продукции в гелеобразующих заливках возможно путем разработки высокофункциональных гелеобразующих композиций. С точки зрения рационального использования рыбного сырья актуальным является получение гелеобразующих сред на основе тепловых гидролизатов коллагенсодержащих рыбных отходов (головы, кости, кожа, плавники). Регулирование структурно-механических характеристик гелей целесообразно производить используя белково-полисахаридные комплексы различного состава и концентраций компонентов.

Использование функциональных гелеобразующих композиций, как в традиционных, так и во вновь разрабатываемых технологиях, позволит улучшить качественные характеристики готовых изделий, расширить их ассортимент, наиболее рационально использовать сырьё водного происхождения.

В этой связи разработка эффективной, ресурсосберегающей технологии кулинарных изделий из гидробионтов с применением гелеобразующих заливок, обеспечивающей высокие потребительские свойства готовой продукции и расширение их ассортимента является актуальной задачей для рыбной отрасли.

Цель и задачи исследований. Цель работы - научное обоснование технологии рыбных кулинарных изделий с применением гелеобразующих композиций.

Взаимосвязанные задачи, вытекающие из цели работы:

анализ современных исследований в области производства кулинарных продуктов из рыбы с применением гелеобразующих композиций;

обоснование применения тепловых гидролизатов коллагенсодержащих рыбных тканей в качестве гелеобразующей среды;

обоснование выбора гелеобразующих компонентов и способа получения гелеобразующей композиции;

разработка технологической схемы производства рыбных кулинарных продуктов с применением гелеобразующих композиций и обоснование операций её составляющих;

исследование пищевой и биологической ценности новых видов кулинарной продукции, подтверждение их сроков хранения и безопасности;

разработка нормативной документации, производственная проверка технологии нового вида продукции и расчёт экономической эффективности её производства.

Научная новизна работы Научно обоснована технология производства рыбной кулинарной продукции, высокой пищевой и биологической ценности, с применением новой функциональной гелеобразующей композиции.

Впервые исследованы тиксотропные свойства гелей, полученных на основе рыбного бульона и их композиций с желатином, каррагинаном, агаром, альгинатом натрия в зависимости от воздействия на них температурного фактора.

Экспериментально обоснованы гелеобразующие композиции на основе белково-полисахаридного комплекса, позволяющие повысить реологические и органолептические характеристики, пищевую и биологическую ценность рыбных кулинарных изделий.

Установлена математическая зависимость температуры плавления гелеобразующей композиции от концентрации в ней полисахаридных компонентов агара и альгината натрия при постоянном содержании белковых веществ.

Экспериментально подтверждено, что применение разработанных гелеобразующих композиций обеспечивает получение новых видов рыбной кулинарной продукции высокого качества.

Практическая значимость работы. Разработана технология производства рыбной кулинарной продукции с применением функциональных гелеобразующих композиций, позволяющая получать готовые кулинарные изделия, устойчивые к потере формы (таянию) при температурах до 340С.

Произведён расчёт экономической эффективности новых видов рыбной кулинарной продукции, свидетельствующий о целесообразности внедрения новой технологии в производство.

Результаты научных и экспериментальных исследований использованы в учебном процессе на кафедре технологии продуктов питания Дальрыбвтуза в лекционных курсах Технология отрасли и Холодильная и технологическая обработка гидробионтов по направлению Технология продуктов питания.

Практическая значимость, положенная в основу технологических решений, подтверждена патентом РФ № 2433744 от 20.11.2011г.

Разработана и утверждена нормативная документация на производство нового ассортимента кулинарной продукции СТО 00471515Ц026Ц2010 Кулинарные изделия из гидробионтов в термостойких гелеобразующих заливках.

ичный вклад автора состоит в получении исходных данных научных исследований, участии в разработке методологии и подборе методов исследований, проведении экспериментов и обработке их результатов, разработке технологии и нормативной документации, личном участии в апробации результатов исследований на производстве, участии в подготовке всех публикаций по теме исследований.

Реализация результатов исследования Разработанные новые виды кулинарной продукции представлялись на дегустационных советах Учебного производственно-технологического центра Даль- рыбвтуза (УПТ - Дальрыбвтуза) и ООО Регата.

Технология производства рыбной кулинарной продукции с применением гелеобразующей композиции прошла производственные испытания на технологических линиях УПТ - Дальрыбвтуза и ООО Регата.

Апробация работы. Материалы диссертации представлялись и обсуждались на ежегодной научно-технической конференции профессорскопреподовательского состава и аспирантов КамчатГТУ Научно-технические исследования в рыбохозяйственной отрасли Камчатского края (г.ПетропавловскКамчатский, 2009), Международной научно-технической конференции Актуальные проблемы освоения биологических ресурсов мирового океана (г.Владивосток, 2010), I Научно-практической конференции молодых ученых Современные проблемы и перспективы изучения мирового океана (г.Москва, 2010), Всероссийской конференции молодых учёных и специалистов, посвящённой 125-летию со дня рождения И.И.Месяцева (г.Мурманск, 2010), Международной научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых учёных Россия и страны АТР: проблемы и приоритеты интеграции науки, образования и производства (г.Владивосток, 2011), V международной научно-практической конференции Современное состояние и перспективы развития пищевой промышленности и общественного питания (г.Челябинск, 2011), II всероссийской конференции с международным участием Инновационные технологии в пищевой промышленности (г.Самара, 2011), Международной научно-практической конференции Питание в современном мегаполисе (г.Хабаровск, 2011).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 11 работ, в том числе 3 работы в изданиях, рекомендуемых ВАК Министерства образования и науки РФ, получен 1 патент.

Объём и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, 4 глав, выводов, списка литературы и приложений. Работа изложена на 176 листах машинописного текста и содержит 40 таблиц, 22 рисунка, 10 приложений. Список литературы включает 197 наименований, из них 38 на иностранном языке. В приложении приведены: техническая документация, акты о выпуске опытных партий, патент и др.

Работа выполнялась в соответствии с планом НИР по ГБТ Дальрыбвтуза № 452/2010 Технология продуктов из гидробионтов в термостойких желирующих заливках с композиционными структурообразователями.

Основные положения работы, выносимые на защиту 1. Применение гелеобразующей композиции на основе белковополисахаридного комплекса с температурой плавления 30-34С, позволяет улучшить реологические и органолептические характеристики, повысить биологическую и пищевую ценность рыбных кулинарных изделий.

2. Разработка нового ассортимента рыбной кулинарной продукции с применением гелеобразующих композиций, способствует комплексному и рациональному использованию сырья 3. Установление показателей пищевой, биологической и энергетической ценности рыбных кулинарных изделий с применением гелеобразующих композиций, свидетельствует о высоком качестве разработанной продукции.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы, определена цель исследования и намечены пути её достижения, сформулирована научная новизна, основные положения, выносимые на защиту, показана практическая значимость работы.

В первой главе представлен аналитический обзор отечественной и зарубежной научной литературы по теме диссертации. Рассмотрены пути совершенствования рыбных кулинарных изделий с применением гелеобразующих композиций, установлены наиболее часто применяемые при производстве различных видов пищевой продукции гелеобразователи и их концентрации. На основании проведённого анализа сформулированы цели и задачи исследований.

Во второй главе разработана общая схема исследований по научному и экспериментальному обоснованию технологии рыбных кулинарных продуктов с применением гелеобразующих композиций (рис.1), приведена характеристика объектов исследования и методов анализа. Объектом проводимых исследований являлась технология производства рыбной кулинарной продукции в гелеобразующих заливках. В качестве основного сырья использовали мороженую рыбу разных видов (горбушу, минтай, камбалу желтобрюхую), соответствующую ГОСТ 1168-86, вспомогательные материалы и тару, соответствующие требованиям действующей нормативной документации. Рыбные кулинарные продукты с применение гелеобразующих композиций получали по общепринятой технологии согласно ТУ 15-01-03-24-89 и в соответствие с разработанной нормативной документацией.

Анализ современного состояния технологии рыбной кулинарной продукции с применением гелеобразующих композиций (обзор литературы) Обзор технологий произ- Свойства геле- Характеристика гелеобводства кулинарных из- образователей и разователей на совределий из водного сырья с возможности менном этапе развития применением гелеобра- регулирования пищевой технологии зующих композиций структуры геля Экспериментальное обоснование состава гелеобразующих композиций в технологии производства рыбной кулинарной продукции Обоснование ис- Обоснование Математическое Обоснование направвыбора моделирование ления совершенство- пользования рыбных структурооб- процесса гелебульонов в составе вания технологии разователя образования в гелеобразующих рыбных кулинарных для получе- системе белкоизделий с примене- композиций и техния гелеобра- во-полисахариднием гелеобразую- нологических паразующей ком- ных комплексов метров их получения щих композиций позиции Экспериментальное обоснование технологии рыбных кулинарных изделий с применением гелеобразующих композиций Разработка технологиче- Исследование Оценка Производственная ской схемы производства функционально- качества проверка нового вирыбных кулинарных про- технологических готовой да продукции и расдуктов с применением ге- свойств кули- продук- чёт её экономичелеобразующих композиций нарных изделий ции ской эффективности Утверждение нормативной документации на новый ассортимент кулинарной продукции, реализация разработанной технологии на производстве Рисунок 1 Общая схема проведения исследований Для получения гелеобразующей композиции использовали бульоны, приготовленные из рыбных пищевых отходов (кожа, плавники, голова, хребтовая кость), агар, альгинат натрия. Рыбный бульон готовили при гидромодуле 1 и слабом кипении в течение 60 мин. Агар и альгинат натрия смешивали в сухом виде в соотношениях 0,4-0,5% и 0,05-0,10 соответственно, вносили в рыбный бульон, выдерживали для их набухания в течение 20 мин и нагревали до температуры 90950С для полного их растворения. Полученный раствор направляли на заливку при приготовлении рыбы заливной, или на гомогенизирование при приготовлении пудингов и суфле.

При проведении исследований применяли органолептические, физикохимические, микробиологические и биологические методы. Отбор проб для анализов проводили по ГОСТ 31339-2006, органолептические показатели качества рыбных кулинарных изделий определяли по ГОСТ 7631-85 с использованием закрытого способа анкетирования и экспертных оценок комплексных органолептических показателей по пятибалльной шкале. Динамическую вязкость гелей определяли по методу Тагер А.А. на приборе Rheolograph Sol-535 (Toyo Seki, Япония), гелеобразующую способность исследовали по методу Антиповой Л.В., температуру плавления гелей определяли по ГОСТ 26185-84, при проведении исследований микроструктуры гелей пользовались методом оптической микроскопии при помощи микроскопа марки Биолам (увеличение в 200 раз), фотографирование проводилось цифровым фотоаппаратом Nikon. Определение содержания воды, липидов, белков, углеводов, минеральных веществ проводили стандартными методами по ГОСТ 7636-85. Качественный состав минеральных веществ в исследуемых образцах определяли на атомно-абсорбционном спектрофотометре Hitachi (Япония). Содержание сухих веществ в рыбном бульоне определяли с помощью рефрактометра ИРФ 454Б2М, оптическую плотность рыбного бульона исследовали на фотоколориметре марки КФК 2УХЛ 4,2 при длине волны 590 Нм. Определение содержания желатиноподобных веществ в рыбном бульоне проводили по методу Воловинской В.П. Содержание белка в рыбной кулинарной продукции определяли методом Кьельдаля на приборе FOSS Kjeltec 2300 (Швеция) по ГОСТ 23327-98. Аминокислотный состав белка определяли на аминокислотном анализаторе Hitachi L-8800 (Япония) методом жидкостной хроматографии.

Микробиологические исследования проводили в соответствии с методами и требованиями, указанными в СанПиН 2.3.2 1078-01. Биотестирование готовой продукции осуществляли биологическим методом на инфузории Tetrahymena pyriformis. Подтверждение сроков хранения проводили с учётом требований Минздрава России, в соответствии с методическими указаниями МУК 4.2.1847-2004.

Для оптимизации температуры плавления гелеобразующей композиции проводили математическое моделирование с использованием ротатабельного планирования второго порядка.

В работе применяли методы математической, статистической и графоаналитической обработки опытных данных. Статистическую обработку результатов осуществляли на основе подсчёта средних значений величин и стандартной средней ошибки. Достоверность данных достигалась планированием количества экспериментов, необходимых и достаточных для достижения надёжности: в технологических разработках вероятность Р=0,85-0,90, в научных экспериментах Р=0,900,95, при доверительном интервале =10%. Для обработки полученных результатов и построения графических зависимостей использовали персональный компьютер с привлечением типового программного обеспечения Windows 2007 Максимальная, Excel 2007, Table Curve 3D v.2.06.

В третьей главе обосновывалась целесообразность применения тепловых гидролизатов коллагенсодержащих рыбных тканей в качестве гелеобразующей среды, исследовались функционально-технологические свойства (ФТС) полисахаридных гелеобразователей, разрабатывались гелеобразующие композиции.

Исследования гелеобразующей способности рыбных бульонов проводилось в зависимости от содержания в них сухих веществ, так как из данных литературы известно, что сухие вещества в рыбных бульонах на 80-90% состоят из азотистых веществ, в том числе желатиноподобных, проявляющих гелеобразующую способность.

Гелеобразующая способность рыбных бульонов и температура плавления гелей в зависимости от состава тканей различных видов рыб при содержании сухих веществ в рыбном бульоне 3,0-4,0% представлены в таблице 1.

Таблица 1 Гелеобразующая способность и температура плавления рыбного бульона в зависимости от состава тканей и вида рыбы Гелеобразующая Температура Вид рыбы Композиционный состав тканей способность, % плавления, СХребтовая кость, плавники, голова, кожа 50 Горбуша Хребтовая кость, плавники, голова не обладает - Хребтовая кость, плавники, голова, кожа 40 Минтай Хребтовая кость, плавники, голова не обладает - Хребтовая кость, плавники, голова, кожа Камбала Хребтовая кость, плавники, голова Анализ полученных результатов позволил установить, что лучшей гелеобразующей способностью обладают гели, приготовленные из отходов камбалы желтобрюхой - 60% как в композиции с кожей, так и без кожи, температура плавления 120С. Гелеобразующая способность рыбных бульонов с применением отходов горбуши в композициях с использованием кожи составляет 50%, температура плавления гелей 100С. Рыбные бульоны с применением отходов минтая в композициях с использованием кожи обладают 40 %-ной гелеобразующей способностью и температурой плавления гелей 80С. В композициях без кожи рыбные бульоны из минтая и горбуши гели не образуют. Таким образом, гели на основе рыбного бульона имеют низкую температуру плавления (8-120С), в связи с этим возникает необходимость исследования рыбного бульона в композициях с полисахаридными гелеобразователями. Композиции, обладающие наиболее высокими ФТС, представлены в таблице 2.

Таблица 2 ФТС белково-полисахаридных гелей Температура плавлеКомпозиция Содержание, % Консистенция геля ния геля, оС Рыбный бульон 100,0 жёстковатая, Каррагинан 0,5 упругая Рыбный бульон 100,0 жёсткая, Агар 0,5 ломкая Рыбный бульон 100,упругая, Агар 0,5 мягкая Альгинат натрия 0,Рыбный бульон 100,слегка Агар 0,5 жёстковатая Альгинат натрия 0,Примечание: альгинат натрия при самостоятельном применении существенно повышает вязкость раствора, но геля не образует Из приведённых результатов исследований видно, что гелеобразующая композиция рыбный бульон - каррагинан имеет температуру плавления геля 280С, композиция рыбный бульон-агар - 640С, однако недостатком этих гелей является их жёсткая консистенция. Внесение в композицию рыбный бульон-агар альгината натрия позволяет получать гели с упругой мягкой консистенцией и в то же время приемлемой температурой плавления 32-340С.

Для более глубокого изучения структурно-механических характеристик рассматриваемых белково-полисахаридных гелей исследовались их тиксотропные свойства в зависимости от воздействия температурного фактора (термообратимость). Содержание сухих веществ в рыбном бульоне (РБ) составило 3,0-4,0%. Результаты исследований представлены на рисунках 2-4.

, , Пас 6 Пас 10 15 20 25 30 35 12 17 22 27 t,оС t,oC Агар-РБ прямой ход Каррагенан-РБ прямой ход Агар-РБ обратный ход Каррагенан-РБ обратный ход Рисунок 3 Петля гистерезиса 0,5%-ного геля Рисунок 2 Петля гистерезиса 0,5%-ного геля агар-рыбный бульон каррагинан-рыбный бульон Данные исследования позволили ус, Пас тановить, что гель каррагинан-рыбный бульон проявляет степень термообратимости 61%, при восстановлении структуры разрыв петли гистерезиса составляет 2,3 Пас. Разрыв петли гистерезиса в геле агар-рыбный бульон после восстановле10 15 20 25 30 35 t,oC ния составляет 11,4 Пас, степень термоАгар-альгинат натрия-РБ прямой ход Агар-альгинат натрия-РБ обратный ход обратимости - 62%. Добавление в комРисунок 4 Петля гистерезиса геля агар (0,5%)-альгинат натрия (0,1%)-рыбный позицию агар-рыбный бульон альгината бульон натрия позволяет существенно увеличить термообратимость системы - разрыв петли гистерезиса в геле агар-альгинат натрия-рыбный бульон после восстановления составляет 7,2 Пас, что составляет 87%.

Таким образом, по совокупности проведённых экспериментов для дальнейших исследований выбрана гелеобразующая композиция агар (0,5%) альгинат натрия (0,1%) рыбный бульон.

Для установления рациональных концентраций компонентов гелеобразующей композиции проводились исследования по определению температуры плавления гелей и их структурных характеристик. Результаты исследований представлены в таблице 3.

Таблица 3 Сравнительная характеристика структуры и температуры плавления гелей Структура/температура плавления геля (0С) с содержанием сухих веществ Содержание в рыбном бульоне, % компонентов меньше 3,0 3,0 - 4,0 больше 4,0,2% агар + 0,05% мягкая / 27 мягкая, рыхлая / 27 рыхлая, мажущая / альгинат натрия 0,3% агар + 0,05% мягкая, рыхловатая / мягкая, плотная / 29 мягкая, упругая / альгинат натрия 0,4% агар + 0,05% плотная, жестковатая / мягкая, рыхловатая / упругая, плотная / альгинат натрия 32 0,5% агар + 0,05% плотная, жёстковатая жёсткая, хрупкая / 34 жёстковатая / альгинат натрия / 0,6% агар + 0,05% очень жёсткая, ломкая / жёстковатая, ломкая / жёсткая, ломкая / альгинат натрия 35 0,2% агар + 0,1% мягкая упругая / 26 мягкая, рыхловатая/ 26 рыхлая / альгинат натрия 0,3% агар + 0,1% очень мягкая, плохо мягкая, упругая / 28 мягкая / альгинат натрия держит форму / 0,4% агар + 0,1% плотная, жёстковатая / мягкая, плохо держит мягкая, упругая / альгинат натрия 30 форму / 0,5% агар + 0,1% мягкая, плохо держит жёсткая / 32 мягкая, упругая / альгинат натрия форму / 0,6% агар + 0,1% жёсткая, пластичная / жёсткая, ломкая / 34 жесткая / альгинат натрия Примечание: жирно выделены композиции, проявившие лучшие свойства.

Данные таблицы 3 свидетельствуют, что рациональные концентрации агара составляют 0,4-0,5%, альгината натрия 0,05-0,10%, при этом консистенция геля характеризуется мягкой упругой или плотной жестковатой, а температура плавления составляет от 30 до 340С. Рыбный бульон с содержанием сухих веществ в пределах 3,0-4,0%, способствует получению геля с мягкой, нежной консистенцией, повышает пищевую ценность готового геля за счёт водорастворимых белков, содержащихся в нём. Кроме того, использование рыбного бульона позволяет ограничиться небольшим количеством вносимых гелеобразующих компонентов агара и альгината натрия, поскольку он содержит желирующие компоненты в виде продуктов теплового гидролиза коллагена. При использовании рыбного бульона с концентрацией сухих веществ менее 3,0%, гель получается ломкий, жёстковатый.

Рыбный бульон с концентрацией сухих веществ более 4,0% образует гель со слишком мягкой, мажущейся консистенцией.

Под действием температуры при варке рыбных отходов разрываются водородные связи между макромолекулами коллагена, образуются гидратированные полярные амино-, амидо- и карбоксильные группы, вступающие во взаимодействие с полярными группами агара и альгината натрия, обусловливая построение геля определённой структуры. Для установления характера формирующейся структурной сетки гидрогеля, а так же для обоснования участия рыбного бульона в построении этой сетки проводили исследования микроструктуры гелей, полученных с применением агара и альгината натрия на основе воды и на рыбном бульоне. Результаты исследований представлены на рисунке 5.

1 а 2 а б б в а - агар (жёлтая сетка) а - агар (розовая сетка) б - альгинат натрия (розовая сетка) б - альгинат натрия (зелёная сетка) в - рыбный бульон (фиолетовая сетка) Рисунок 5 Структура сетчатого гидрогеля, состоящая из:

1 - агар-альгинат натрия-вода; 2 - агар-альгинат натрия-рыбный бульон При взаимодействии двух полисахаридов - агара и альгината натрия на основе воды образуется взаимопроникающая сетка (ВПС) гидрогеля, что способствует формированию плотной консистенции, устойчивой к повышению температуры.

Кроме того, в формировании ВПС гидрогеля участвует вся свободная вода, что в дальнейшем способствует снижению степени синерезиса. При взаимодействии двух полисахаридов - агара и альгината натрия на основе рыбного бульона, так же как и в предыдущем случае, формируется ВПС гидрогеля, включающая в себя агрегативные частицы макромолекул агара, альгината натрия и глютина. Включение в сетку геля глютина значительно укрепляет прочность геля, при этом полученный гель обладает мягкой консистенцией, устойчив к потере формы (таянию), в нем не наблюдается синерезис.

При проведении математического моделирования процесса получения гелеобразующей заливки параметром оптимизации принималась температура плавления геля, количественной характеристикой являлось содержание агара (Х1) и альгината натрия (Х2), при постоянном содержании сухих веществ в рыбном бульоне 3,5%. С учётом особенностей ротатабельного планирования второго порядка, уравнение математической модели имеет вид:

= 30,0 + 1,59х1 + 0,57х2 - 0,52 - 0,По уравнению регрессии построили график зависимости функций отклика от факторов (рис.6).

температура Графическое описание поплавления, 0С верхности откликов позво31.лило установить, что при увеличении концентрации 30.агара и уменьшении альгината натрия температура 29.плавления геля повышается. Построенная поверхность, описываемая уравконцентрация концентрация альгината натрия,% агара, % нением, позволяет разрабоРисунок 6 График зависимости температуры плавления тать оптимальные рецепту- геля от концентрации полисахаридных компонентов ры основываясь не только на эмпирическом опыте, но и на полученных конкретных результатах исследований.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

Таким образом, обоснованная гелеобразующая композиция рыбный бульонагар (0,4-0,5%)-альгинат натрия (0,05-0,1%) удовлетворяет современным требованиям для применения в производстве рыбной кулинарной продукции.

В четвёртой главе на основании обоснованного способа получения гелеобразующей композиции разрабатывались технологии кулинарных продуктов, в частности технология производства цельнокусковой рыбной кулинарной продукции и рыбной кулинарной продукции из измельчённой мышечной ткани (рис. 7,8).

Рыбные отходы Приём сырья, мойка пищевые Разделка на Варка бульона гидрофиле модуль 1, =60-80 мин.

Мойка Осветление Внесение агара 0,4- Приготовление Порционирование 0,5%, альгината гелеобразую- филе натрия 0,05-0,10% щей заливки Варка кусков рыбы Подготовка и внесеФасование ние компонентов изделий Гелеобразование t=5-80С, =40 мин Упаковывание, маркирование Рыба заливная Хранение t=5-80С, =72 ч По-приморски Рисунок 7 Технологическая схема производства цельнокусковой рыбной кулинарной продукции с применением гелеобразующих композиций Примечание: выделенные операции разработаны автором Технологические схемы приготовления рыбных кулинарных изделий расширяют видовой состав рыбного сырья (горбуша, минтай, камбала желтобрюхая) и нерыбных объектов промысла (гребешок, креветка, морская капуста), допускают применение помимо кускового сырья фаршей, позволяют использовать рыбный бульон на всех этапах приготовления гелеобразующей композиции. Кроме того, в разработанных технологиях изменена последовательность выполняемых операций, позволяющая снизить уровень микробиологического обсеменения готового продукта, использована новая гелеобразующая композиция, введена дополнительная технологическая операция - гомогенизирование фарша с гелеобразующей композицией, позволяющая создать продукты с нежной воздушной консистенцией.

Рыбные отходы пищевые Приём сырья, мойка Варка бульона гидроФормование тефмодуль 1, t=95-980С, телей =60-80 мин.

Разделка на филе Фильтрование Варка тефтелей Мойка Внесение агара 0,4-0,5%, альгината натрия 0,05-0,10% Измельчение Охлаждение Приготовление гелеНабор рецептуры образующей заливки фаршевой смеси Подготовка и Бланширование фарша t=95- внесение яичных 980С, =5 мин белков Подготовка и внесение морГомогенизирование =3-5 мин ской капусты Фасование Подготовка и внесение морепродуктов Подготовка и Гелеобразовавнесение компоние t=5-80С, нентов изделий =40 мин Упаковывание, маркирование Хранение t=5-80С, =72 ч Пудинг Изум- Пудинг Мра- Пудинг Пи- Суфле Мор- Рыба заливная рудный морный кантный ской бриз Нежная Рисунок 8 Технологическая схема производства рыбной кулинарной продукции из измельчённой мышечной ткани с применением гелеобразующей композиции Примечание: выделенные операции разработаны автором Для приготовления гелеобразующей композиции в рыбный бульон вносят в сухом виде, равномерно распределяя по поверхности, агар в количестве 0,4-0,5% и альгинат натрия 0,05-0,10% и оставляют для набухания на 20-30 мин, затем нагревают до полного растворения гелеобразователей. Применение полученной гелеобразующей композиции в производстве рыбных кулинарных изделий позволяет значительно улучшить качественные характеристики готовой продукции.

При производстве кулинарной продукции из цельномышечной ткани предварительно термообработанные куски рыбы фасуют в потребительскую тару, затем вносят гелеобразующую композицию в соотношении согласно рецептурам (табл.4) и проводят процесс гелеобразования.

Таблица 4 Рецептура кулинарных изделий с применением гелеобразующей композиции, в кг на 100 кг продукции Рыба заливПудинг Пудинг Пудинг Суфле Рыба заливНаименование ингреная ПоПикант- Мрамор- Изумруд- Морской ная Неждиентов приморски ный ный ный бриз ная Гелеобразующая заливка 50,0 50,0* / 60,0** 50,0* 45,0 57,0 57,Рыбный фарш 49,3 24,6* / 39,6** - 19,6 27,3 - Рыбное филе - - - - - 38,Морская капуста сы- 25,0* / 2,0** 49,6* - - - рая*/сушёная** Белок яичный - - - 10,0 10,0 - Чеснок свежий очищенный 0,3 - - - 0,3 - Соль 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 - Перец чёрный молотый 0,02 0,01 0,01 0,02 0,02 - Перец красный молотый 0,02 - - - 0,02 - Перец душистый - 0,01 0,01 - - - молотый Кислота лимонная - - - 0,01 - - Морепродукты: креветка - - - 25,0 - и (или) гребешок Зелень петрушки - - - - 0,2 0,Лимон - - - - 0,8 0,Морковь - - - - 4,0 4,Примечание:

- содержание сухих веществ в рыбном бульоне 3,0-4,0%;

* - соотношение и содержание компонентов при применении сырой морской капусты;

** - соотношение и содержание компонентов при применении сушёной морской капусты.

Для приготовления рыбы заливной с использованием измельчённой мышечной ткани составляют фаршевые смеси, формуют тефтели, проводят их термическую обработку, фасуют и вносят гелеобразующую заливку. Для приготовления пудингов и суфле составляют фаршевые смеси, бланшируют их в растворе гелеобразующей заливки, гомогенизируют и фасуют. Затем для всех кулинарных продуктов проводят процесс гелеобразования. Рецептуры фаршевых смесей и соотношения фаршей и гелеобразующей заливки приведены в таблице 4.

Соотношение компонентов в фаршевой смеси, для приготовления рыбной кулинарной продукции из измельчённой мышечной ткани устанавливалось эмпирическим путём, при этом предпочтение отдавалось изделиям, обладающим наиболее высокими органолептическими характеристиками.

Для оценки качества новых видов кулинарной продукции исследовали её химический состав, относительную биологическую ценность (ОБЦ) и рассчитывали её энергетический потенциал (табл. 5).

Таблица 5 Химический состав, ОБ - и энергетическая ценность кулинарных изделий Содержание, % Энергетическая Наименование ценность в 100 г ОБЦ, % угле- минеральные продукции вода белки липиды продукта, ккал воды вещества Рыба заливная По85,7 10,1 2,31 0,74 1,15 64,15 91,приморски Рыба заливная Нежная 81,7 15,1 1,31 0,68 1,21 74,91 91,Пудинг Пикантный 84,2 10,8 0,69 3,07 1,24 61,69 83,Пудинг Мраморный 84,6 10,4 0,53 3,05 1,42 58,57 81,Пудинг Изумрудный 93,4 4,4 0,1 1,48 0,62 24,42 75,Суфле Морской бриз 86,7 11,6 0,46 0,21 1,05 51,38 102,Из данных таблицы 5 следует, что рыбная кулинарная продукция, полученная по новым технологиям, имеет достаточно высокое содержание белка при относительно небольшом содержании углеводов и липидов и низкую энергетическую ценность (24,4 Ц74,9 ккал/100 г), что позволяет её применять в диетическом питании и рекомендовать для питания любой возрастной категории потребителей.

Она так же в зависимости от вида кулинарных изделий обладает высокой относительной биологической ценностью, составляющей 75,0-102,2 %.

Биологическая ценность отражает качество белков в продукте, их аминокислотный состав, перевариваемость и усвояемость организмом. Состав незаменимых аминокислот рыбных кулинарных изделий с применением гелеобразующих композиций представлен в таблице 6.

Таблица 6 Состав незаменимых аминокислот рыбных кулинарных изделий Содержание аминокислоты, г на 100 г белка / значение аминокислотного скора, % Наименование Пудинг Пудинг Пудинг Суфле Рыба заливная аминокислоты Рыба заливная Мрамор- Пикант- Изумруд- Морской ПоНежная ный ный ный бриз приморски Треонин 4,15/103,8 4,19/104,8 3,03/75,8 3,98/100,0 4,20/105,0 4,8/120,Валин 4,53/90,6 4,97/99,4 3,01/60,2 4,49/89,8 4,89/97,8 5,69/113,Изолейцин 4,13/103,3 4,07/101,8 1,89/47,3 3,64/91,0 3,91/97,8 4,51/112,Лейцин 7,99/114,1 7,93/113,3 3,94/56,3 7,02/100,3 7,26/103,7 8,26/118,Лизин 8,19/148,9 8,51/154,7 5,00/90,9 7,51/136,5 8,15/148,2 8,95/162,Метионин + 2,89/82,6 2,62/74,8 1,7/49,2 2,89/82,6 2,63/75,1 3,33/95,Цистин Фенилаланин + 6,83/113,8 6,65/110,8 3,2/53,3 6,06/101,0 6,7/111,7 7,8/111,Тирозин Данные таблицы 6 свидетельствуют о том, что белки кулинарных изделий содержат в достаточном количестве все незаменимые аминокислоты и являются полноценными. Аминокислотный скор превышает или близок к стандартной шкале ФАО/ВОЗ.

Исследования жирнокислотного состава показали, что употребление в пищу разработанной кулинарной продукции повысит уровень потребления жирных кислот омега-3 типа, так как их содержание составляет 19,9-45,6% от суммы всех жирных кислот в зависимости от вида изделия. Кроме того, отмечена низкая активность окислительных процессов при хранении готовой продукции, за счёт того, что сумма мононенасыщенных кислот составляет 25,1-55,0% от количества всех жирных кислот.

Изменение микробиологических показателей рыбной кулинарной продукции в процессе хранения при температуре 42C представлено на рисунке 9.

Результаты микробиологических испытаний показывают, что общее микробное число через 120 ч хранения во всех видах разработанной продукции не превышает нормируемого санитарными правилами значения. Это можно объяснить тем, что после термической обработки наличие ручного труда минимально, в связи с чем существенно снижается риск вторичного микробиологического обсеменения. В результате проведённых микробиологических исследований установлено, что все виды кулинарной продукции безопасны на протяжении всего периода хранения, составляющего 72 часа.

1пудинг "Пикантный" пудинг "Мраморный" Пудинг "Изумрудный" Рыба заливная "Поприморски" Рыба заливная "Нежная" Суфле "Морской бриз" 0 24 48 72 96 1время хранения, ч Рис. 9 Изменение микробиологических показателей рыбной кулинарной продукции в процессе хранения Органолептическими методами проводилась комплексная оценка качества готовых кулинарных продуктов с использованием специально разработанных пятибалльных шкал по следующим показателям: 1 - внешнему виду, 2 - цвету, 3 - консистенции, 4 - вкусу, 5 - запау, 6 - солёности (рис.10).

6 6 2 6 3 2 5 5 5 б а в 6 3 6 6 3 1 5 3 5 5 д г е Рисунок 10 Профилограммы комплексной оценки качества готовой продукции а - пудинг Пикантный; б - пудинг Мраморный; в - пудинг Изумрудный;

г - суфле Морской бриз; д - рыба заливная По-приморски; е - рыба заливная Нежная КМАФАнМ, КОЕ/г, В результате проведённых органолептических исследований готовых изделий установлено, что все образцы рыбной кулинарной продукции с применением гелеобразующих композиций имеют хорошие вкусовые качества и привлекательный внешний вид. Результаты оценки находятся в интервале от 4 до 5 баллов.

Максимальную сумму комплексных органолептических показателей, графически характеризующихся занимаемой площадью профиллограммы, по всем определяемым характеристикам, получили пудинг Изумрудный и суфле Морской бриз, результаты их оценки находятся в интервале от 4,7 до 5,0 баллов.

На основании проведённой работы утверждена нормативная документация на рыбную кулинарную продукцию СТО 00471515Ц026Ц2010 Кулинарные изделия из гидробионтов в термостойких гелеобразующих заливках. Требования к качеству и безопасности. Требования к производству, хранению, реализации. Технология прошла производственную проверку на технологических мощностях УПТ - Дальрыбвтуза и ООО Регата, на основании чего рассчитана экономическая эффективность. Показатель рентабельности внедрения в производство составляет 21,222,2 % в зависимости от вида продукции.

ВЫВОДЫ 1. Научно обоснована технология рыбных кулинарных продуктов, обладающих высокой пищевой ценностью и органолептическими характеристиками, стабильной структурой, диетическими свойствами за счёт применения новой гелеобразующей композиции, позволяющая расширить ассортимент кулинарных изделий и повысить комплексность использования сырья за счёт применения пищевых рыбных отходов.

2. Разработан способ получения белково-полисахаридного гелеобразователя агаральгинат натриярыбный бульон, установлены рациональные соотношения гелеобразующих компонентов заливки - агара 0,4-0,5%, альгината натрия 0,05-0,10% при содержании сухих веществ в рыбном бульоне 3,5-4,0%, имеющего высокую степень термообратимости (83%).

3. Установлена математическая зависимость процесса формирования геля в системе комплексного белково-полисахаридного гелеобразователя, позволяющая регулировать температуру плавления геля с различными концентрациями компонентов полисахаридных гелеобразователей агара и альгината натрия при фиксированном содержании сухих веществ в рыбном бульоне - 3,5%.

4. Разработаны технологические схемы и рецептуры рыбных кулинарных изделий, в которых используется функциональная гелеобразующая композиция.

Кулинарные изделия, изготовленные по новым рецептурам, имеют достаточно высокое содержание белка (10,1-15,1%) при низкой калорийности (энергетическая ценность 100 г изделий 24,4-74,9ккал). Относительная биологическая ценность составляет 75,0-102,2%.

5. Установлен и экспериментально подтвержден срок хранения рыбных кулинарных изделий, составляющий 72 часа. Подтверждены показатели безопасности в течение установленного срока хранения.

6. Разработана и утверждена нормативная документация на новые виды рыбных кулинарных изделий с применением функциональной гелеобразующей композиции (стандарт организации СТО 00471515Ц026Ц2010).

7. Технология производства новых видов кулинарной продукции с применением гелеобразующих композиций внедрена в производство на технологических мощностях ООО Регата, в соответствии с разработанной нормативной документацией выпущена производственная партия готовых изделий, показатель рентабельности внедрения в производство которых составляет 21,222,2 % в зависимости от вида продукции.

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих работах Работы, опубликованные в изданиях перечня ВАК 1. Пархутова И.И. Научно-экспериментальное обоснование использования структурорегулирующих композиций при производстве рыбных кулинарных изделий в термостойких гелеобразующих заливках. - Владивосток, Изв. ТИНРО, 2010, Т. 163, С. 414-429.

2. Богданов В.Д., Пархутова И.И. Оценка качества кулинарных изделий из гидробионтов в термостойких гелеобразующих заливках / Исследования водных биологических ресурсов Камчатки и северо-западной части Тихого океана // Петропавловск-Камчатский, Сборник научных трудов КамчатНИРО, 2011, Вып. 22, С. 97-103.

3. Богданов В.Д., Пархутова И.И., Петрова Л.Д. Получение гелеобразующей заливки на основе рыбного бульона. - М.: Хранение и переработка сельхозсырья, 2012, № 1, С.45-48.

Работы, опубликованные в других изданиях 4. Пархутова И.И. Научно-экспериментальное обоснование использования рыбных бульонов в качестве основы при производстве кулинарной продукции из гидробионтов // Всероссийская конференция молодых учёных и специалистов, посвященная 125-летию со дня рождения И.И.Месяцева. - Мурманск: ПИНРО, 2010, С. 124-126.

5. Пархутова И.И. Исследование реологических характеристик термотропных гелей на основе рыбного бульона, воды с использованием структурообразователей // Актуальные проблемы освоения биологических ресурсов мирового океана: Международная научно-техническая конференция. - Владивосток:

Дальрыбвтуз, 2010, Ч.2, С. 120-123.

6. Богданов В.Д., Пархутова И.И. Влияние температуры нагрева раствора структурообразователя на реологические свойства термотропных гелей. - Владивосток: Сборник трудов Дальрыбвтуза, 2010, В.22, Ч1, С. 332-37. Богданов В.Д., Пархутова И.И. Использование гелеобразующих заливок при производстве кулинарных изделий из гидробионтов - Владивосток: Сборник трудов Дальрыбвтуза, 2011, Т.24, С. 129-134.

8. Богданов В.Д., Пархутова И.И. Технология рыбных кулинарных изделий с применением гелеобразующих заливок // Питание в современном мегаполисе:

Международная заочная научно-практическая конференция. - Хабаровск:

ХГАЭиП, 2011, С. 14-19.

9. Богданов В.Д., Пархутова И.И. Математическое моделирование процесса гелеобразования в системе белково-полисахаридного гелеобразователя // Инновационные технологии в пищевой промышленности: II Всероссийская научнопрактическая конференция с международным участием. - Самара: СГТУ, 2011, С. 135-138.

10. Богданов В.Д., Пархутова И.И. Обоснование применения структурорегулирующей композиции рыбный бульон-агар-альгинат натрия в технологии продуктов питания // Современное состояние и перспективы развития пищевой промышленности и общественного питания: V Международная научнопрактическая конференция. - Челябинск: ЮУрГУ, 2011, С. 68-70.

11. Пархутова И.И. Обоснование совместного применения рыбного бульона, агара и альгината натрия при разработке нового комплексного структурообразователя // Россия и страны АТР: проблемы и приоритеты интеграции науки, образования и производства: Международная научно-техническая конференция студентов, аспирантов и молодых учёных. - Владивосток: Дальрыбвтуз, 2011.

- Т.2.-С. 263-2Патенты 12. Пат. 2433744 Российская Федерация МПК51 А 23L 1/06, А 23L 1/325.

Способ получения желирующей заливки / Богданов В.Д., Пархутова И.И.; заявитель и патентообладатель ФГОУ ВПО Дальневосточный государственный технический рыбохозяйственный университет - № 2010105780/13; заявл.

17.02.2010; опубл. 20.11.2011, Бюл. № 32. - 10с.

Пархутова Инга Ильдусовна ОБОСНОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ РЫБНЫХ КУЛИНАРНЫХ ПРОДУКТОВ С ПРИМЕНЕНИЕМ ГЕЛЕОБРАЗУЮЩИХ КОМПОЗИЦИЙ Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Подписано в печать 06.04.2012. Формат 60х84/16.

Печать цифровая. Гарнитура Time New Roman Бумага писчая. Уч.- изд. л. 1,0. Тираж 100 экз. Заказ № 9Отпечатано в типографии ООО Копи-Центр 690091, г.Владивосток, ул. Смёновская 3, тел./факс (423)22299 Авторефераты по всем темам  >>  Авторефераты по техническим специальностям