авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ  БИБЛИОТЕКА

АВТОРЕФЕРАТЫ КАНДИДАТСКИХ, ДОКТОРСКИХ ДИССЕРТАЦИЙ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ

Обоснование и разработка технологии мороженой продукции из крабов с использованием ультразвука

На правах рукописи

ЯРИЧЕВСКАЯ НАТАЛИЯ НИКОЛАЕВНА ОБОСНОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ МОРОЖЕНОЙ ПРОДУКЦИИ ИЗ КРАБОВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ УЛЬТРАЗВУКА 05.18.04 – Технология мясных, молочных и рыбных продуктов и холодильных производств

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва – 2013

Работа выполнена в Федеральном государственном унитарном предприятии «Всероссийский научно-исследовательский институт рыбного хозяйства и океанографии» (ФГУП «ВНИРО»)

Научный консультант: Доктор технических наук, доцент Харенко Елена Николаевна – заведующая лабораторией нормирования ФГУП «ВНИРО»

Официальные оппоненты: Доктор технических наук Новикова Маргарита Владимировна – профессор кафедры технологии и организации ресторанного и гостиничного сервиса ФГБОУ ВПО «РГУТиС» (г. Москва) Доктор биологических наук Мухин Вячеслав Анатольевич – заведующий лабораторией биохимии и технологии ФГУП «ПИНРО» (г. Мурманск)

Ведущая организация: ФГБОУ ВПО СПб НИУ ИТМО «Институт холода и биотехнологий» (г. Санкт-Петербург)

Защита состоится «11» октября 2013 г. в 11 ч 00 мин на заседании диссертационного совета Д 307.004.03 при ФГУП «Всероссийский научно исследовательский институт рыбного хозяйства и океанографии» (ФГУП «ВНИРО») по адресу: 107140, г. Москва, ул. Верхняя Красносельская, дом 17.

Факс: (499) 264-91-87, е-mail: fishing@vniro.ru

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГУП «ВНИРО».

Автореферат разослан «06» сентября 2013 г.

Ученый секретарь диссертационного совета Татарников Вячеслав Александрович

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Концепцией развития рыбного хозяйства Российской Федерации до 2020 г. определены основные направления рационального использо вания водных биоресурсов, в том числе ракообразных, путем разработки и внедре ния технологий, обеспечивающих повышение качества и безопасности продукции.

Одним из перспективных направлений является использование физических способов обработки сырья с целью придания определенных качественных показате лей готовой продукции и увеличения ее выхода.

Известны такие физические способы обработки пищевого сырья, как акусти ческие;

обработка пищевых продуктов в электростатическом поле;

электроконтакт ные;

высокочастотные и сверхвысокочастотные;

обработка сырья различными ви дами излучений – инфракрасным, ультрафиолетовым, ионизирующим;

озонирование и другие (А.В. Кардашев, Н.Н. Сахарова, В.Н. Шерстюк, П.А. Беляев, В.В. Воробь ев, J.H. Ruello и др.).

Большой практический интерес для пищевой, в том числе рыбной промыш ленности, представляет метод ультразвуковой обработки (УЗ-обработки) сырья, ос нованный на явлении кавитации (Шестаков, 2003, 2005), возникающей вследствие распространения в воде механических колебаний ультразвуковой частоты.

На сегодняшний день доказана целесообразность использования ультразвука (УЗ) для снижения концентрации микроорганизмов в тузлуках при ультразвуковом фильтровании, увеличения скорости охлаждения, размораживания и посола рыбы, экстракции жира из жиросодержащего сырья (Маршак, Переплетчик, 1959;

За яс, 1971;

Окорокова, 1981;

Артемов, 2010).

Вместе с тем, в настоящее время в рыбной промышленности активно исполь зуются пищевые добавки. Так, для улучшения качественных показателей готовой продукции из водных биоресурсов и увеличения ее выхода, в том числе продукции из крабов, применяют фосфаты, являющиеся водоудерживающими агентами хими ческой природы (Федичкина, 2003;

Ким и др., 2006;

Сарафанова, 2007;

Kumazawa, 1990;

Park, 2004).

Применение фосфатов в производстве пищевых продуктов в последнее время является спорным. С одной стороны, доказана их эффективность в отношении со хранения качества и увеличения выхода продукции, с другой стороны, имеются све дения о повышении риска развития заболеваний, связанных с нарушением кальцие во-фосфорного обмена, при употреблении в пищу продуктов, выработанных с фос фатами (Спиричев, Белаковский, 1989).

Использование УЗ с целью интенсификации процесса гидратации белков мышечной ткани крабов при производстве мороженой продукции предположи тельно позволит исключить пищевые фосфаты, используемые в качестве водосвя зывающих агентов для улучшения качественных показателей готовой продукции и увеличения ее выхода и, тем самым, избежать их возможного негативного воздей ствия на организм человека. В связи с этим разработка технологии мороженой про дукции из крабов с использованием УЗ является актуальной.

Цель и задачи работы. Цель работы – обосновать и разработать технологию мороженой продукции из крабов с использованием ультразвука, базирующуюся на принципах кавитации и обеспечивающую повышение качества и увеличение выхода продукции без применения пищевых фосфатов.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

- исследовать размерно-массовый и химический состав, пищевую и биологи ческую ценность крабового сырья в зависимости от популяционной принадлежно сти;

- обосновать процесс УЗ-обработки крабового сырья в технологической схеме производства варено-мороженых конечностей краба;

- оптимизировать режимы УЗ-обработки крабового сырья;



- обосновать срок годности варено-мороженых конечностей краба, вырабо танных с использованием УЗ;

- провести сравнительный анализ изменений физико-химических показателей и выхода готовой продукции при использовании УЗ и фосфатов;

- изучить гистологическую структуру мышечной ткани крабов при использо вании УЗ и фосфатов;

- исследовать биологическую ценность мяса краба при использовании УЗ и фосфатов;

- разработать комплект технической документации на мороженую продукцию из краба с использованием УЗ;

- разработать программное обеспечение для обработки результатов опытно контрольных работ при производстве мороженой продукции из крабов;

- рассчитать экономическую эффективность от внедрения разработанной тех нологии мороженой продукции из крабов с использованием УЗ.

Научная новизна работы Обоснована замена пищевых фосфатов на УЗ-обработку крабового сырья, что приводит к интенсификации гидратации белков мышечной ткани, увеличению нежности, уменьшению водоотдачи мяса краба и повышению выхода готовой про дукции.

Впервые проведены исследования гистологической структуры мышечной тка ни крабов, подвергнутых УЗ-обработке, установлено, что гистологическое строение мышечной ткани крабов остается неизменным, как при использовании фосфатов, так и при заданных режимах ультразвукового воздействия в сравнении с контролем, что позволило обосновать замену фосфатов на УЗ-обработку.

Доказано увеличение сроков годности варено-мороженых конечностей краба при использовании УЗ в процессе их глазирования.

Практическая значимость работы. Разработан и утвержден пакет техниче ской документации – ТУ 9265-035-00472124-11 «Крабы варено-мороженые «Нежные» и ТИ. Разработанная технология апробирована в производственных усло виях ООО «Амуррыбпром», ООО РК «Лунтос», ОАО «Феникс». Практическая зна чимость документа подтверждена актами внедрения. Новизна технического реше ния подтверждена патентом РФ на изобретение «Способ подготовки ракообразных для переработки» № 2469542 от 20 декабря 2012 г. Разработано программное обес печение «Комплекс программ для обработки результатов ОКР при производстве мо роженой продукции из крабов». Получено свидетельство об официальной регистра ции программы для ЭВМ № 2009611074 от 18.02.2009 г.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Комплексные исследования крабового сырья в зависимости от популяцион ной принадлежности.

2. Способ обработки крабового сырья УЗ при мойке и глазировании для по вышения качественных показателей и выхода готовой продукции без применения фосфатов и увеличения ее срока годности.

3. Оптимизированный режим УЗ-обработки крабового сырья: продолжитель ность УЗ-воздействия в течение 16 мин при интенсивности УЗ-излучения 4 Вт/см2, обеспечивающий максимальный выход готовой продукции с высокими качествен ными показателями.

4. Эффективность применения УЗ-обработки для улучшения качественных показателей и увеличения выхода варено-мороженой продукции из крабов по срав нению с пищевыми фосфатами.

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы доложе ны и обсуждены на Третьей Международной научно-практической конференции «Морские прибрежные экосистемы. Водоросли, беспозвоночные и продукты их пе реработки», Владивосток, 2008;

Международной научно-практической конференции «Инновационные технологии в области холодильного хранения и переработки пи щевых продуктов», Краснодар, 2008;

Второй Международной научно-практической конференции «Повышение эффективности использования водных биологических ресурсов», Москва, 2008;

VIII Международной научно-практической конференции «Производство рыбной продукции: проблемы, новые технологии, качество». Кали нинград: АтлантНИРО, 2011 г., на заседаниях технологической секции Ученого со вета ФГУП «ВНИРО».

Публикации. По теме диссертации опубликовано 12 печатных работ, в том числе 3 – в научных изданиях, рекомендованных ВАК Министерства образования и науки РФ, 1 патент РФ, 1 свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, включающих обзор литературы, объекты и методы исследований, эксперименталь ную часть, результаты исследований и их обсуждение, практическое использование результатов исследований и расчет экономической эффективности от внедрения разработанной технологии, выводов и списка использованной литературы. Работа изложена на 129 страницах печатного текста, содержит 20 таблиц, 26 рисунков и приложений. Список литературы включает 172 наименования, в том числе 26 зару бежных авторов.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность, научная новизна, практическая значи мость работы, положения, выносимые на защиту.





В первой главе «Современные тенденции в технологии переработки кра бов» проведен анализ современного состояния запасов промысловых видов крабов и ассортимента выпускаемой продукции, описаны традиционные технологии пищевой продукции из крабов, рассмотрена роль пищевых фосфатов в решении вопроса улучшения качества и увеличения выхода продукции, приведены физические спосо бы обработки сырья, показано использование УЗ, как перспективного способа обра ботки сырья в пищевых технологиях, сформулированы цель и задачи исследования.

Во второй главе «Объекты и методы исследований. Методика постановки экспериментов» приведена характеристика объектов исследования, описаны мето ды исследований и условия постановки экспериментов. Методическая и экспери ментальная части работы выполнялись в соответствии с программно-целевой моде лью исследований, представленной на рисунке 1.

Объектами исследований являлись краб камчатский (Paralithodes camtschati cus) и продукты его переработки: конечности-сырец в панцире, конечности сыро мороженые в панцире, конечности варено-мороженые в панцире.

В настоящей работе использовали стандартные и общепринятые физико химические, биохимические, микробиологические, органолептические методы ис следований в соответствии с требованиями стандартных и унифицированных мето дик.

Химический состав мышечной ткани краба, органолептические и физические показатели определяли по ГОСТ 7636, ГОСТ 7631.

Содержание кальция и фосфора определяли в лаборатории химии пищевых продуктов НИИ питания РАМН в соответствии с требованиями «Руководства по ме тодам анализа качества и безопасности пищевых продуктов».

Содержание азотистых веществ определяли по методу Къельдаля на автома тическом анализаторе азота «Къельтек 1030» (Tecator, Швеция).

Рисунок 1 – Программно-целевая модель исследования Исследование аминокислотного состава белков мышечной ткани крабов про водили на автоматическом аминокислотном анализаторе «Хитачи ААА 835» (Япо ния) с использованием метода Мура и Штейна (Moore, Stein, 1954) в модификации лаборатории биохимии и технологии ФГУП «ПИНРО».

Фракционный состав белков мышечной ткани краба исследовали методом вы сокоэффективной жидкостной хроматографии (HPLC) на колонке TSK-Gel Alpha 4000 «Tosoh» (хроматограф LC-10Avp «Shimadzu», Япония).

Гистологическую структуру мышечной ткани крабов исследовали, руковод ствуясь стандартными методиками (Ромейс, 1953;

Роскин, Левинсон, 1957) в моди фикации ФГУП «ВНИРО».

Величину водоотдачи и показатель нежности мяса конечностей краба опреде ляли по методу Грау и Хамма в разработке ВНИИМП (Воловинская, Кельман, 1960). Навеску фарша прессовали 10 мин, затем фиксировали контуры пятен на фильтровальной бумаге от выделившегося тканевого сока и навески мяса краба по сле прессования. Нежность мышечной ткани конечностей краба вычисляли по фор муле (1):

S1 (см2/г N), Н (1) mN где: S1 – площадь, занимаемая остатком мяса после прессования, см2;

m – навеска фарша мяса краба, г;

N – содержание общего азота в мясе краба, %.

Водоотдачу мяса конечностей краба вычисляли по разности площадей пятен от тканевого сока и навески фарша после прессования, отнесенной к массе навески фарша до прессования по формуле (2):

S S (см2/г), В (2) m где: S – площадь пятна от выделившегося тканевого сока на фильтровальной бумаге, см2;

S1 – площадь, занимаемая остатком мяса после прессования, см2;

m – навеска фарша мяса краба, г.

Микробиологические исследования проводили в соответствии с ГОСТ 26669;

ГОСТ 10444.15;

ГОСТ 30518/ГОСТ Р 50474;

ГОСТ 30519/ГОСТ Р 50480;

ГОСТ 51921. Значения микробиологических показателей оценивали путем сопоставления со значениями, установленными в «Единых санитарно-эпидемиологических и гиги енических требованиях к товарам, подлежащим санитарно-эпидемиологическому надзору (контролю)». Срок годности устанавливали согласно требованиям МУК 4.2.1847 «Санитарно-эпидемиологическая оценка обоснования сроков годности и условий хранения пищевых продуктов».

Определение токсичных элементов проводили по ГОСТ 26929;

ГОСТ (кадмий, свинец);

ГОСТ 26930;

ГОСТ 26929 (мышьяк);

ГОСТ 26927;

МУ (ртуть).

Биологическую ценность образцов готовой крабовой продукции оценивали методом биотестирования с использованием в качестве индикаторного объекта ин фузорий Stylonichia mytilus в соответствии с Методическими рекомендациями для использования экспресс-метода биологической оценки продуктов и кормов (Мето дические рекомендации для использования экспресс-метода биологической оценки продуктов и кормов, 1990).

Опытно-контрольные работы (ОКР) по определению выхода продуктов пере работки краба проводили в соответствии с требованиями «Методик определения норм расхода сырья при производстве продукции из гидробионтов» (ВНИРО, 2002) с использованием «Комплекса компьютерных программ для обработки результатов опытно-контрольных работ при производстве мороженой продукции из крабов».

Для статистической обработки полученных экспериментальных данных и по строения графических зависимостей использовали пакет прикладных программ Mi crosoft Office (Excel) и Statistica 6.0.

В третьей главе «Разработка технологии мороженой продукции из крабов с использованием ультразвука (УЗ)» представлен размерно-массовый состав ис следуемых крабов, изучены химический состав мышечной ткани краба-сырца, ами нокислотный состав белков, проведен сравнительный анализ пищевой и биологиче ской ценности камчатского краба дальневосточных и северной популяций, обосно ван процесс УЗ-обработки в технологической схеме производства варено мороженых конечностей краба, разработаны оптимальные режимы УЗ-обработки крабового сырья, обоснован срок годности конечностей краба варено-мороженых, произведенных с использованием УЗ, приведена технологическая схема производ ства варено-мороженых конечностей краба с использованием УЗ.

Данные таблицы 1 свидетельствуют о том, что промысловые самцы камчат ского краба Баренцева моря по ширине карапакса и массе сопоставимы с камчат ским крабом Западно-Камчатской подзоны Охотского моря и в два раза крупнее краба Шантарской популяции.

Таблица 1 – Размерно-массовый состав камчатского краба Средняя Средняя Район Количество ширина масса 1-го экз.

лова особей, шт.

карапакса1), мм краба2), кг Охотское море Западно-Камчатская подзона 168 ± 12 2,3 ± 0, Северо-Охотоморская подзона (Шантарский район) 139 ± 6 1,1 ± 0, Баренцево море Западный район (Рыбачья банка) 170 ± 9 2,5 ± 0, Примечания. 1) Ширину карапакса определяли штангенциркулем, измеряя наибольшую ширину панциря краба без учёта шипов.

2) Массу каждого экземпляра краба определяли взвешиванием.

Анализ данных таблицы 2 показал, что мышечная ткань обеих популяций камчатского краба, выловленного в Охотском море, характеризуется несколько большим содержанием белка (в среднем на 3,4 %) и меньшим содержанием воды, по сравнению с мышечной тканью акклиматизированного краба, где данные показате ли составляют в среднем 13,8 % и 82,0 % соответственно.

Таблица 2 – Химический состав мышечной ткани конечностей краба-сырца Содержание, % Объект белка исследования воды жира золы гликогена (N6,25) Краб камчатский (Paralithodes camtschaticus) Охотского моря 1,6 ± 0,11) Западно-Камчатской подзоны 78,5 ± 0,2 17,4 ± 0,6 0,7 ± 0,2 1,8 ± 0, Северо-Охотоморской подзоны (Шантарский район) 1,8 ± 0,21) 78,8 ± 0,1 16,9 ± 1,2 0,8 ± 0,1 1,7 ± 0, 1,4 ± 0,11) Баренцева моря 82,0 ± 0,7 13,8 ± 0,5 0,9 ± 0,1 1,9 ± 0, Примечание. 1) Содержание гликогена рассчитано по разности.

По содержанию жира, минеральных веществ и гликогена мышечная ткань камчатского краба обеих популяций достоверно не различается.

Белки мышечной ткани исследуемых крабов содержат полный набор незаме нимых аминокислот (НАК). Установлено, что сумма НАК в значительной степени превышает сумму НАК в эталонном белке и скор большинства НАК (лизин, трип тофан, треонин, изолейцин, лейцин, тирозин + фенилаланин, гистидин) составляет более 100 %. Из заменимых аминокислот (ЗАК) доминирующими являются глута миновая и аспарагиновая кислоты, аргинин. Аминокислотный индекс НАК/ЗАК белков камчатского краба исследуемых популяций, составил 0,7.

Исследование фракционного состава белков мышечной ткани конечностей краба показало присутствие белков с различными молекулярными массами (ММ) с преобладанием пептидов низкомолекулярной части спектра в диапазоне ММ от 17, кДа до 3,5 кДа – более 75,0 % от содержания всех белков соответственно. В целом, можно говорить об аналогии данных химического состава, фракционного и амино кислотного состава белков мышечной ткани краба Охотского и Баренцева морей.

С целью обоснования процесса УЗ-обработки крабового сырья были проведе ны эксперименты по использованию УЗ на различных стадиях технологического процесса производства конечностей краба варено-мороженых в панцире.

УЗ-обработку конечностей краба проводили в специальной ультразвуковой ванне «ГРАД 140-35» рабочим объемом 14 л и регулируемой мощностью ультразву кового генератора от 90 до 300 Вт при средней рабочей частоте УЗ 35 кГц, интен сивности излучения от 2 до 7 Вт/см2 в течение 10-20 мин.

Варено-мороженые конечности краба изготавливали по следующим техноло гическим схемам: I схема (контроль – по ОСТ 15-159-2003) – разделка, мойка, сте кание варка охлаждение, стекание замораживание;

II схема – разделка, мойка под воздействием УЗ, стекание варка охлаждение, стекание замора живание;

III схема – разделка, мойка, стекание варка охлаждение вареных ко нечностей под воздействием УЗ, стекание замораживание;

IV схема – разделка, мойка под воздействием УЗ, стекание варка охлаждение под воздействием УЗ, стекание замораживание.

Проведенными исследованиями установлено, что УЗ-обработка наиболее эф фективна при мойке крабового сырья перед варкой, так как обеспечивает увеличе ние нежности мяса до 455 см2/г N, что на 39,0 % больше, чем в контроле (328 см2/г N), снижение величины водоотдачи в 2 раза по сравнению с контролем с 42,2 см2/г до 21,9 см2/г, способствует минимизации потерь массы сырья при варке, что позво ляет повысить выход готовой продукции на 5,8 %.

Оптимизацию режимов УЗ-обработки крабовых конечностей проводили мето дом математического планирования экспериментов по униформ-рототабельному плану второго порядка для двух варьируемых факторов. За основные факторы, определяющие влияние УЗ на качественные показатели (белково-водный коэффици ент – БВК;

коэффициент растворимого азота – КРА;

показатель нежности мяса краба – Н, см2/г N;

величина водоотдачи мяса краба – В, см2/г) и выход варено мороженых конечностей (Вп, %), были приняты: продолжительность УЗ-обработки, (, мин) и интенсивность УЗ-воздействия, (I, Вт/см2).

В результате математической обработки экспериментальных данных получе ны уравнения и построены поверхности откликов, описывающие изменение каче ственных показателей и выхода готовой продукции в зависимости от используемых режимов УЗ-обработки.

Изменение БВК мышечной ткани краба описывается уравнением (1):

БВК=А(-0,12+0,2710-1'+7,1510-2I'-0,0710-2'2-0,1410-2'I'-0,6210-2I'2), (1) где: БВК – белково-водный коэффициент, не имеет размерности;

– про должительность УЗ-обработки, мин;

I – интенсивность УЗ, Вт/см2;

' и I' – относи тельные величины, равные: ' = ист. /, при = 1;

I' = I ист. /I, при I = 1;

А – эмпириче ский коэффициент, не имеющий размерности и равный 1.

Анализ данного уравнения и построенной по нему поверхности отклика (ри сунок 2) показал, что БВК мышечной ткани краба достигает максимальных значе ний 0,222-0,238 при продолжительности УЗ-обработки крабовых конечностей от до 22 мин и интенсивности УЗ-излучения от 2 до 6 Вт/см2.

Рисунок 2 – Изменение БВК мышеч ной ткани конечностей краба в зави симости от продолжительности УЗ обработки и интенсивности излучения УЗ КРА мышечной ткани краба возрастает с увеличением основ ных факторов, при этом область максимальных значений КРА (29,8 39,6) расположена в центре экспе римента при продолжительности УЗ-обработки от 12 до 19 мин и интенсивности УЗ-излучения от 3 до 5,5 Вт/см2.

При увеличении интенсивности УЗ до 7 Вт/см2 и продолжительности обработки бо лее 22 мин данный показатель постепенно снижается.

При продолжительности УЗ-обработки от 10,5 до 21 мин и интенсивности УЗ излучения от 2 до 5,5 Вт/см2 мясо конечностей краба характеризуется наибольши ми показателями нежности 494-583 см2/г N и имеет самые низкие значения величи ны водоотдачи.

Изменение выхода варено-мороженых конечностей краба под влиянием ос новных факторов описывается уравнением (2):

Вп =А(7,06+3,87'+14,84I'-0,12'2-0,02'I'-1,71I'2), (2) где: Вп – выход готовой продукции, %;

– продолжительность УЗ-обработки, мин;

I – интенсивность УЗ, Вт/см2;

' и I' – относительные величины, равные: ' = /, при = 1;

I' = I ист. /I, при I = 1;

А – эмпирический коэффициент, имеющий раз ист.

мерность % и равный 1.

Анализ полученного уравнения и построенной по нему поверхности отклика (рисунок 3) показал, что максимальный выход варено-мороженых конечностей (65, %) установлен при следующих значениях основных варьируемых факторов: про должительности УЗ-обработки 11,5-21 мин и интенсивности УЗ – 3,0-5,5 Вт/см2.

Рисунок 3 – Изменение выхода ва рено-мороженых конечностей кра ба в зависимости от продолжитель ности УЗ-обработки и интенсивно сти излучения УЗ В результате совокупного анализа изменений качественных показателей мяса конечностей краба и выхода готовой продук ции под влиянием заданных ре жимов УЗ установлено, что продолжительность УЗ-воздействия в течение 16 мин при интенсивности УЗ излучения 4 Вт/см2 – являются оптимальными режимами УЗ-обработки крабовых конечностей при мойке, обеспечивающими максимальный выход готовой продукции с высокими качественными показателями.

Рассмотрена возможность использования УЗ для повышения эффективности глазирования крабовых конечностей с целью увеличения их срока годности. Замо роженные конечности краба опускали в УЗ ванну с пресной водой температурой не выше 3 С при непрерывном воздействии УЗ интенсивностью 7,0 Вт/см2, обеспе чивая равномерное сплошное их покрытие глазурью. По окончании глазирования конечности обсушивали в течение 10-15 с и упаковывали. Образцы готовой продук ции хранили в течение 16 мес (с учетом резервного срока – 2 мес) при температуре не выше минус 18 С.

Рисунок 4 – Измене ние содержания НБА в мясе конечностей краба при хранении Установлено (рисунок 4), что ко личество небелко вого азота (НБА) в период хранения образцов увеличи валось, при этом в контрольных образцах это происходило несколько быстрее и че рез 16 мес хранения составило 17,1 %, что на 1,8 % выше, чем в мясе конечностей краба, подвергнутых УЗ-обработке при мойке и глазировании (15,3 %).

Рисунок 5 – Измене ние содержания АЛО в мясе конечностей краба при хранении Содержание азота летучих ос нований АЛО (ри сунок 5) в исследу емых образцах также увеличива лось в течение всего периода хранения, однако в мясе конечностей краба, произве денных с использованием УЗ при мойке и глазировании, образование АЛО было менее интенсивно и к концу срока хранения (16 мес) составило 18,9 мг/100 г, что на 1,9 мг/100 г меньше, чем в контроле.

По микробиологическим показателям и содержанию токсичных элементов ва рено-мороженые конечности соответствовали «Единым санитарно эпидемиологическим и гигиеническим требованиям к товарам, подлежащим сани тарно-эпидемиологическому надзору (контролю)» (индекс 3.7.7.). КМАФАнМ по истечении 16-ти мес хранения не превышало значения, принятого для варено мороженой продукции из ракообразных (2104 КОЕ/г). БГКП (колиформы), S. aure us, патогенные микроорганизмы, в том числе сальмонеллы и L. monocytogenes не обнаружены.

При органолептической оценке выявлено, что мясо конечностей краба, под вергнутых УЗ-обработке при мойке и глазировании, в течение всего периода хране ния имело вкус и запах, свойственный данному виду продукта, обладало сочной и нежной консистенцией, в отличие от контрольных, которые имели суховатую кон систенцию мяса без признаков сочности и нежности с запахом «стареющего» белка.

Таким образом, использование УЗ при глазировании варено-мороженых ко нечностей краба позволило увеличить срок их годности до 14 мес при температуре не выше минус 18 С без потери качества.

На основании результатов исследований разработана технологическая схема производства конечностей краба варено-мороженых с использованием УЗ (рисунок 6).

В четвертой главе «Сравнительный анализ эффективности использова ния УЗ и фосфатов в технологии мороженой продукции из крабов» изучены из менения физико-химических, органолептических показателей мяса конечностей краба при обработке растворами фосфатов различных концентраций;

рассмотрено влияние фосфатов на общее содержание фосфора и соотношение Р : Са в готовом продукте, представлены результаты экспресс-оценки безопасности мяса конечно стей краба, выработанного с использованием фосфатов, проведен сравнительный анализ эффективности использования УЗ и фосфатов в технологии варено мороженой продукции из крабов.

Рисунок 6 – Технологическая схема производства варено-мороженых конечностей краба с использованием УЗ Крабовые конечности обрабатывали растворами фосфата «КУРАВИС- УН» в концентрациях: с = 3,5;

5,0;

10,0 % с рН 8,2;

8,4;

8,5 соответственно. Конечности погружали в емкость с фосфатным раствором при соотношении раствор : конечно сти – 4 : 1. Для лучшей проницаемости раствора конечности предварительно прока лывали в местах сочленений. Время замачивания составляло – 10;

20;

30 и 40 мин, далее проводили стекание.

Установлено увеличение массы конечностей по сравнению с контролем (65, %) в среднем на 7,4 % – при замачивании в 3,5 % растворе, на 8,8 % и 12,2 % – при концентрациях раствора 5,0 % и 10,0 % соответственно. Наиболее значимое измене ние массы конечностей происходит при продолжительности обработки 30 мин. С повышением концентрации используемого раствора и времени обработки, рН мы шечной ткани конечностей краба смещается в щелочную сторону по сравнению с контролем (рН 6,73), что обусловлено щелочной природой используемого фосфата (рН 1,0 % раствора 8,2-8,6). Наибольшие значения ВУС отмечены в образцах мяса краба, обработанного 10,0 % раствором фосфата «КУРАВИС УН».

При обработке мяса конечностей краба фосфатными растворами наблюдается увеличение общего содержания фосфора и, как следствие, сдвиг фосфорно кальциевого равновесия по сравнению с контролем и образцами, изготовленными с применением УЗ.

Рисунок 7 – Потери массы конечностей краба при варке и выход готовой про дукции различных способов обработки Сравнительный анализ эффектив ности использова ния УЗ-обработки и пищевых фосфа тов в технологии варено-мороженых крабов (рисунок 7) показал, что УЗ-обработка способствует уменьшению потерь массы сырья при варке до 3,1 % по сравнению с контролем (12,9 %) и при обработке фосфатами (4,6 %).

Выход варено-мороженых крабовых конечностей, произведенных с использо ванием УЗ, на 6,3 % выше, чем в контроле и на 1,1 % – с обработкой фосфатами и составляет 68,2 %.

Установлено увеличение количества связанной воды в мышечной ткани краба, как при использовании фосфатов, так и под действием УЗ по сравнению с контро лем (таблица 3). Наибольшее содержание связанной воды – 33,4 % отмечено в мясе краба, обработанном УЗ, что свидетельствует о высокой степени гидратации мы шечных белков.

Таблица 3 – Физико-химические показатели мяса варено-мороженых конечностей краба различных способов обработки Содержание воды в вареном полуфабрикате, % Способ обработки Wсвободная1) Wсвязанная1) Wобщая Контроль (без обработки) 82,5±0,1 74,8±0,1 25,2±0, Обработка фосфатами 81,4±0,1 71,2±0,2 28,8±0, Обработка УЗ 81,1±0,2 66,6±0,2 33,4±0, Примечание. 1) В % к общему содержанию воды.

Исследование биологической ценности мяса конечностей краба показало, что скорость роста численности инфузорий Stylonichia mytilus ( = 0,95) на экстрактах образцов, обработанных УЗ, значительно превышает значения ( = 0,61), получен ные на дрожжах и экстрактах, выделенных из образцов мяса краба без обработки ( = 0,72), что свидетельствует об их высокой биологической ценности. При исполь зовании среды, приготовленной из мяса краба, обработанного фосфатами, наблюда ется подавление жизнедеятельности и частичная гибель ( = – 0,48) тест организмов.

В результате изучения гистологической структуры мышечной ткани конечно стей краба (рисунок 8) отмечено, УЗ-обработка и фосфаты способствуют сохране нию структурной целостности мышечных волокон и миофибрилл, обеспечивая лучшую консистенцию мяса конечностей краба, чем в контрольном образце (без об работки), за счет удержания тканевого сока внутри мышечного волокна.

а – контроль (ув. 1040) б – обработка фосфатами (ув. 1040) в – обработка УЗ (ув. 1040) Рисунок 8 – Микроструктура мышечной ткани краба различных способов обработки Мясо конечностей краба, подверг нутых УЗ-воздействию, характеризуется лучшими органолептическими показате лями, оно имеет умеренно выраженный запах, свойственный данному виду продук та, обладает более сочной и нежной консистенцией по сравнению с контролем. При оценке вкуса крабового мяса, обработанного фосфатами, ощущался посторонний привкус.

Таким образом, использование УЗ в технологии варено-мороженых конечно стей крабов способствует увеличению их выхода по сравнению с контролем и явля ется эффективным способом обработки крабового сырья, позволяющим повысить качественные показатели готовой продукции без использования фосфатов.

В пятой главе «Практическое использование результатов исследований и расчет экономической эффективности технологии мороженой продукции из крабов с использованием УЗ» представлен расчет экономической эффективности разработанной технологии, приведено описание программного обеспечения «Ком плекс программ для обработки результатов ОКР при производстве мороженой про дукции из крабов», показано практическое использование результатов исследова ний.

Расчет экономической эффективности технологии варено-мороженых конеч ностей краба с использованием УЗ показал, что при увеличении выхода готовой продукции с высокими качественными показателями на 5,8 %, объем ее производ ства за период промысла увеличивается до 107,6 тонн, что на 9,6 тонн больше, чем по традиционной технологии. Дополнительная экономическая выгода составит 3840,00 руб. на 1 тонну варено-мороженых конечностей краба или 412,70 тыс. руб.

на годовой объем производства. При стоимости дополнительного оборудования (УЗ-ванна «Град 1500-35») 300,00 тыс. руб. и рентабельности производства 16,0 % срок его окупаемости составит 3 мес.

Разработано программное обеспечение «Комплекс программ для обработки результатов ОКР при производстве мороженой продукции из крабов», которое поз воляет автоматизировать расчеты по всей технологической цепочке производства варено-мороженой продукции из крабов, накапливать результаты ОКР в единой базе данных, формируя массив показателей технологического нормирования и влияю щих на них нормообразующих критериев, использовать систему запросов. В про граммный комплекс объединены три компьютерные программы: «Мороженые ко нечности и целый краб»;

«Мороженая продукция из краба»;

«Мороженое мясо кра ба».

ВЫВОДЫ:

1. Обоснована и разработана технология мороженой продукции из крабов с использованием УЗ, в которой воздействие ультразвуковых колебаний на компонен ты обрабатываемого сырья в режимах кавитации способствует повышению качества и увеличению выхода продукции без применения пищевых фосфатов.

2. Подтверждено, что промысловые самцы камчатского краба Баренцева моря по ширине карапакса и массе сопоставимы с камчатским крабом Западно Камчатской подзоны Охотского моря и в два раза крупнее краба Шантарской попу ляции. Показано, что мышечная ткань баренцевоморского камчатского краба со держит меньше белка и больше воды по сравнению с крабом дальневосточных по пуляций. Выявлено отсутствие существенных отличий по сумме незаменимых и за менимых аминокислот в белках мышечной ткани, как обеих популяций камчатского краба Охотского моря, так и камчатского краба Баренцева моря, что позволяет ис пользовать УЗ для обработки крабового сырья вне зависимости от районов промыс ла.

3. Обоснован процесс УЗ-обработки крабового сырья на стадии мойки перед варкой, что способствует поддержанию рН мышечной ткани краба на уровне 6,7;

увеличению показателя нежности в 1,5 раза и снижению величины водоотдачи в раза по сравнению с контролем.

4. С использованием методов математического планирования эксперимента установлена возможность увеличения выхода готовой продукции и повышения ее качественных показателей за счет варьирования продолжительности и интенсивно сти УЗ излучения. Разработан оптимальный режим УЗ-обработки крабового сырья в процессе мойки: продолжительность УЗ-воздействия в течение 16 мин при интен сивности УЗ-излучения 4 Вт/см2.

5. Установлено, что глазирование крабовых конечностей водой, обработанной УЗ интенсивностью 7,0 Вт/см2, позволяет увеличить срок годности конечностей краба варено-мороженых при температуре не выше минус 18 С до 14 мес, о чем свидетельствуют отсутствие значимых изменений небелкового азота и азота летучих оснований, а также стабильность микробиологических показателей.

6. Установлено увеличение количества связанной воды в среднем на 6,0 % и ВУС на 6,2 % в мышечной ткани краба, как под действием УЗ, так и при использо вании фосфатов, при этом выявлен сдвиг рН среды в щелочную сторону, что обу словлено колебаниями ионной гидратации, и обеспечивает увеличение выхода ва рено-мороженых крабовых конечностей в среднем на 4,5 % по сравнению с контро лем.

7. Установлено, что гистологическое строение мышечной ткани крабов оста ется неизменным как при использовании 3,5 % раствора фосфата «КУРАВИС УН», так и при заданных режимах ультразвукового воздействия в сравнении с контролем, что позволило обосновать замену фосфатов на УЗ-обработку.

8. Определена высокая биологическая ценность образцов, подвергнутых УЗ обработке, по скорости роста численности инфузорий Stylonichia mytilus ( = 0,95), в то время как в экстрактах из мяса краба, обработанного фосфатами, регистрирова лось подавление жизнедеятельности и частичная гибель ( = – 0,48) тест организмов, что очевидно обусловлено сдвигом фосфорно-кальциевого равновесия с 1,2:1,0 до 1,5:1,0.

9. Разработан и утвержден комплект технической документации по техноло гии мороженой продукции из крабов с использованием ультразвука – ТУ 9265-035 00472124-11 «Крабы варено-мороженые «Нежные» и ТИ.

10. Разработано программное обеспечение «Комплекс программ для обработ ки результатов ОКР при производстве мороженой продукции из крабов» для авто матизации расчетов по всей технологической цепочке производства мороженой продукции из крабов, накопления результатов ОКР в единой базе данных и форми рования массива показателей технологического нормирования.

11. Расчет экономической эффективности от внедрения разработанной техно логии показал, что при рентабельности производства 16,0 % дополнительная при быль от увеличения выпуска продукции составит 412,70 тыс. руб. на годовой объем производства или 3840.00 руб. за 1 тонну готовой продукции. При стоимости до полнительного УЗ-оборудования 300,00 тыс. руб. срок окупаемости производства составит 3 месяца.

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

1. Яричевская Н.Н., Харенко Е.Н. Анализ пищевой и биологической ценно сти камчатского краба Охотского и Баренцева морей // М.: Рыбпром. – 2007. – № 3.

– С. 44-45.

2. Яричевская Н.Н., Харенко Е.Н. Изменение фракционного состава белков мышечной ткани крабов при производстве мороженой продукции // М.: Рыбпром. – 2010. – № 4. – С. 20-23.

3. Яричевская Н.Н., Харенко Е.Н., Бедина Л.Ф. Изменение физико химических показателей варено-мороженых крабов при различных способах обра ботки // Хранение и переработка сельхозсырья. – М.: «Пищевая промышленность», № 6. – 2012. – С. 42-44.

Публикации в других изданиях и материалах конференций:

4. Харенко Е.Н., Помельников М.Ю., Яричевская Н.Н., Глебова Е.В. Влияние пищевых добавок на выход и качество рыбного филе повторного замораживания // Рыбохозяйственные исследования мирового океана: Материалы III Международной научной конференции. – Владивосток: Дальрыбвтуз, 2005. – С. 53-55.

5. Яричевская Н.Н., Харенко Е.Н. Влияние способов дефростации на влаго удерживающую способность мышечной ткани крабов // Повышение эффективности использования водных биологических ресурсов Мирового океана. Международная научно-практическая конференция: Материалы конференции. – М.: Изд-во ВНИРО, 2005. – С. 260-261.

6. Яричевская Н.Н., Харенко Е.Н. Влияние способов замораживания на со стояние мышечной ткани крабов // Проблемы качества, безопасности и конкуренто способности замороженной продукции. 1-ая Всероссийская научно-практическая конференция: Материалы научно-практической конференции. – Москва: ГНУ ВНИХИ Россельхозакадемии, 2006. – С. 30-31.

7. Яричевская Н.Н., Харенко Е.Н. Влияние фосфорсодержащей пищевой до бавки на структуру и свойства мышечной ткани камчатского краба // Морские при брежные экосистемы. Водоросли, беспозвоночные и продукты их переработки: те зисы докладов Третьей Международной научно-практической конференции. – Вла дивосток: ТИНРО-Центр, 2008. – С. 397.

8. Яричевская Н.Н., Харенко Е.Н., Бедина Л.Ф. Использование ультразвука в технологии варено-мороженой продукции из краба // Материалы VIII Международ ной научно-практической конференции «Производство рыбной продукции: пробле мы, новые технологии, качество». Калиниград: ФГУП «АтлантНИРО», 2011. С. 166 172.

9. Яричевская Н.Н., Харенко Е.Н., Мосейчук А.Г., Цвылев О.П. Использова ние метода биотестирования для определения безопасной концентрации фосфорсо держащих пищевых добавок в рыбопродукции // Инновационные технологии в об ласти холодильного хранения и переработки пищевых продуктов. Международная научно-практическая конференция: Материалы конференции. – Краснодар:

КНИИХП, 2008. – С. 268-269.

10. Яричевская Н.Н., Харенко Е.Н., Цвылев О.П. Биотестирование мяса краба с фосфорсодержащими пищевыми добавками // Повышение эффективности исполь зования водных биологических ресурсов. Вторая Международная научно практическая конференция: Материалы конференции. – М.: Изд-во ВНИРО, 2008. – С. 330-331.

Патенты РФ и свидетельства:

11. Патент 2469542 Российская Федерация, МПК А22С 29/00. Способ подго товки ракообразных для переработки [Текст] / Харенко Е.Н., Яричевская Н.Н., Бе дина Л.Ф. Заявл. 29.07.2011 г., опубл. 20.12.2012 г. Бюл. № 35.

12. Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ № 2009611074 РФ. «Программа по определению выхода готовой продукции и расхода сырья при производстве мороженой продукции из крабов» // Харенко Е.Н., Сопина А.В., Ким Э.Н., Филлипов О.А., Яричевская Н.Н. Заявл. 23.12.2008 г., опубл.

18.02.2009 г.



 

Похожие работы:





 
2013 www.netess.ru - «Бесплатная библиотека авторефератов кандидатских и докторских диссертаций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.