Розробка технології консервів з піленгаса

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

Вступ

Актуальність теми. Виробництво консервованої теплом продукції залишається найбільш універсальним та надійним способом переробки гідробіонтів. В сучасних економічних умовах, для забезпечення високої якості консервів та їх конкурентноздатності, на ринку виникла наявна необхідність удосконалення процесу стерилізації. Перспективним напрямком такого удосконалення може стати застосування щадних режимів консервування, які забезпечують, з однієї сторони, одержання консервів підвищеної якості, харчової і біологічної цінності, з високими органолептичними показниками, з іншої сторони - безумовну нешкідливість з мікробіологічною стабільністю при зберіганні.

Удосконалення процесу теплової стерилізації дозволило розробити новий спосіб стерилізації, яка являє собою ряд заходів, спрямованих на весь технологічний процес консервування. Запровадження цього сучасного способу теплової стерилізації потребує наукового обґрунтування параметрів процесу відповідно діючого автоклавного парку країни.

Підвищенню попиту на консерви сприяє й розширення асортименту, яке можливе за рахунок освоєння нетрадиційних об'єктів лову, створення нових видів консервів і раціонального використання сировини. Саме Азово-Чорноморський басейн має велике дзеркало природних водойм (лиманів, озер, водоймищ) і характеризується багатим видовим складом фауни і флори і може стати джерелом нетрадиційної сировини.

Мета і задачі дослідження. Метою даної роботи є розробка та обґрунтування параметрів традиційної та основаної на принципах термостабілізації стерилізації нових видів консервів з акліматизованого об'єкта лову - піленгаса, з урахуванням особливостей його хімічного складу та властивостей.

Для досягнення поставленої мети необхідно було вирішити наступні задачі:

– провести аналіз сучасного стану і тенденцій в технології виробництва консервів з рибної сировини і дослідити напрямки удосконалення процесу теплової стерилізації консервів з гідробіонтів (ГБ);

– вивчити технологічні властивості, біохімічні показники, харчову та біологічну цінність нового об'єкта промислу Азово-Чорноморського басейну - піленгаса;

– дослідити можливість ферментування м'язової тканини комплексом пептидгідролаз (КПГ) ферментовмісних органів риб та розробити відповідні технології;

– розробити технологію та асортимент консервів, з урахуванням маловідходної переробки піленгаса;

– розробити та науково обґрунтувати режими традиційної та основаної на принципах термостабілізації стерилізації консервів з гідробіонтів з відповідним теоретичним аналізом впливу різних способів обробки на швидкість проникнення тепла вглиб продукту;

– вивчити особливості впливу різних способів теплової стерилізації на зміни біохімічних показників консервів;

– дослідити можливість використання скляної тари ІІІ типу закупорювання для виробництва рибних консервів;

– провести промислову апробацію розроблених режимів традиційної та основаної на принципах термостабілізації стерилізації та розробити відповідну НД.

1. Основні способи і проблеми теплової стерилізації, сучасні шляхи зменшення теплового впливу на компоненти сировини шляхом впровадження щадних способів стерилізації

На основі аналізу літературного огляду науково-технічних джерел вибрано напрямки модернізації процесу теплової обробки консервів. Встановлено тенденції використання нетрадиційної маловивченої сировини для виробництва консервів, а також перспективність впровадження маловідходних технологій переробки. Сформульовано мету та задачі досліджень.

2. Основні об'єкти і напрямки дослідницької роботи, послідовність їх вирішення і взаємодія етапів розробки технології консервів з піленгаса

Наведено характеристику об'єктів дослідження, методів досліджень як загальнонаукових, так і спеціальних хімічних, біохімічних і мікробіологічних.

Об'єктом досліджень був обраний піленгас чи акліматизована далекосхідна кефаль (Mugil so-iuy Basilewsky) осіннього лову лиманів Одеської області, ферментовмісні органи шпрота (Sprattus sprattus palaricus) та бичка (Neogobius melanostomus) чорноморських.

Наведено схеми експериментальних стендів, вірогідність експериментальних даних оцінювали методами математичної статистики за допомогою комп'ютерних програм Mathcad 2001 Professional, Microsoft Excel при довірчій імовірності ? 95 %.

3. Результати досліджень технологічних властивостей та біохімічних показників піленгаса лиманів Одеської області та можливість подальшого раціонального використання його для виробництва різноманітних нових видів консервів за розробленими рецептурами

Експериментальними дослідженнями встановлено, що стосовно загальної маси риби спостерігається високий вміст філе. Відсоток використовуваної частини тушки досягає 80 %, що особливо важливо при розробці маловідходних технологій переробки сировини.

Встановлено, що вміст сухих речовин коливається в межах 21,10...20,08 %. За вмістом жиру (до 13 %) піленгас осіннього лову може бути віднесений до жирних риб.

Визначення жирнокислотного складу ліпідів м'язевої тканини дозволило визначити значну перевагу ненасичених жирних кислот над насиченими.

Встановлено високий рівень вмісту як мононенасичених, так і поліненасичених жирних кислот, який пояснює зростання перекисного числа (ПЧ). Поліненасичені жирні кислоти щ-3, щ-6 містяться в достатній кількості і можуть бути ефективним профілактичним засобом. Зміни кислотного числа (КЧ) ліпідів м'язевої тканини піленгаса в процесі 1,5 місячного зберігання при мінус 18 0С підтвердили практичні дані про високий рівень ліпазної активності м'язевої тканини піленгаса. КЧ прогресує з 2 до 7 мгКОН/г протягом 40 діб. Наявність фосфоліпіду кефаліну обумовлює специфічний запах піленгаса.

Отримані результати дозволили зробити висновок, що негативна динаміка КЧ, як показника псування ліпідів внаслідок теплового гідролізу виключає використання при попередній переробці піленгаса, операцій з елементами теплового впливу.

Результати вивчення протеолітичної активності комплексів пептидгідролаз ферментовмісних органів гідробіонтів дозволили розробити схему і параметри вилучення та концентрування ферментного препарату з нутрощів дрібних мезопелагічних риб - шпрота чорноморського. Запропонована рецептура і технологія пудингових консервів з ферментованого ним фаршу з піленгаса, енерго- та ресурсозберігаючою і дає можливість використання сировини з низькими показниками якості та харчових відходів виробництва.

Отже, як показали проведені дослідження, піленгас за своїми характеристиками не поступається основним промисловим рибам і є перспективною сировиною для рибоконсервної галузі. Однак при переробці в готову продукцію важливо враховувати його технологічні особливості, такі як висока ліпазна активність та обумовлений цим специфічний запах. Це дозволить раціонально використовувати сировину, одержати консерви з високими якісними показниками.

4. Результати розробки і наукового обґрунтування режимів традиційної стерилізації та за принципами термостабілізації консервів з гідробіонтів

Удосконалення традиційного способу теплової стерилізації - тиндалізації дозволило одержати дробну стерилізацію на принципах термостабілізації. Вона є найбільш ефективним способом підвищення якості стерилізованої продукції і являє собою ряд заходів, спрямованих на весь технологічний процес консервування. Дробна стерилізація складається з трьох етапів. Перший етап (короткочасний), який забезпечує рівень летальності у межах 0,5 ум. хв (F1), передбачає відмирання вегетативної мікрофлори і створення теплового шоку у спор. Другий етап - міжварильне витримування або „термопауза”, складає 0,5 години при температурі 50 єС. Це дозволяє зменшити тривалість третього періоду (другого варіння), але зберегти мінімальний рівень, необхідний для отримання промислово стерильних консервів.

Концепція наукового обґрунтування принципу термостабілізації базується на теоретичному аналізі й експериментальній перевірці математичної моделі процесу стерилізації консервів, що поєднує його теплофізичну і мікробіологічну складові.

На основі аналізу та математичної обробки банку даних констант термостійкості (D) тест-культури С. sporogenes, штам 25, була запропонована формула (1) для розрахунку нормативної летальності режимів стерилізації за принципами термостабілізації (.) з урахуванням експериментальних даних щодо обсіменіння консервів спорами мезофільних анаеробів до теплової обробки (В) та після неї (b):

, (1)

де - ступінь стерильності консервів.

Науково обґрунтовані параметри традиційної стерилізації, при дотриманні рівняння > н., та за принципами термостабілізації, при дотриманні рівняння = н.д. кількох видів консервів. Це дозволило достовірно порівняти мікробіологічну стабільність консервованої двома способами продукції.

Режими термостабілізації при загальній більшій тривалості (110 хвилин в порівнянні з традиційною стерилізацією 80 хвилин) дозволяють знизити перебування термолабільних компонентів консервів при термоушкоджуючих температурах 110...120 єС на 15...50 % у порівнянні з традиційними режимами стерилізації. В цьому випадку летальність режимів стерилізації можливо знизити у 1,6...1,8 раз.

Вперше було запропоновано ряд технологічних заходів, які значно удосконалюють сам процес дробної стерилізації на принципах термостабілізації. З метою скорочення “термопаузи” були використані електромагнітні поля вкрай низьких частот в 15 Гц на протязі 5 хвилин при магнітній індукції 30 мТл за результатами відповідних досліджень по виживанню спор збудника специфічного псування C.sporogenes. Такий спосіб можливо запроваджувати для консервів в скляній та полімерній тарі.

Враховуючи нормативну летальність консервів за збудником псування С.botulinum величиною ум. хв, розробили режим термостабілізації напівконсервів “М'ясо криля натуральне” з відповідною у розмірі лише 1,71 ум. хв. Цей захід та зниження до нетрадиційної - 109 єС температури стерилізації дозволили отримати мікробіологічно стабільні, високоякісні за органолептичними і фізико-хімічними показниками делікатесні напівконсерви.

Вперше для гомогенних консервів “Пудинг з піленгаса “Особливий”, що прогріваються шляхом теплопровідності, було використано комбінований спосіб стерилізації - ступінчасту дробну стерилізацію.

Ефективність такого способу була теоретично доказана шляхом розрахунку та порівняння коефіцієнтів термічної інерції (fh).

Всі запропоновані режими термостабілізації і стерилізації були оцінені за допомогою коефіцієнта термічної інерції fh. fh консервів “Філе піленгаса з морською капустою в желе” в б. 3 на другому етапі дробної стерилізації складав 17,5 хв, що в 1,3 рази менше, ніж на першому, а в порівнянні з традиційним режимом вже на першому етапі fh зменшується в 1,6 рази, а на другому у 2,1- відповідно. Така ж тенденція спостерігається і для гомогенних продуктів типу “пудингу”. Це дозволило запропонувати наступні формули (2 та 3) розрахунку орієнтованої фактичної тривалості процесу термічної обробки шляхом дробної стерилізації гомогенних (ф.гомог.д.) та гетерогенних (ф.гетероген.д) продуктів:

 (2)

(3)

де р.т. - тривалість традиційного режиму стерилізації, хв.

Розраховані константи fh показали, що принцип термостабілізації значно інтенсифікує прогрівання консервів на основному третьому етапі в порівнянні з традиційною стерилізацією.

За результатами експериментальних досліджень була розроблена математична модель прогрівання продукту в центрі банки у вигляді відповідного алгоритму.

Використання принципу термостабілізації дозволяє ефективно зберегти біологічну цінність у порівнянні з консервами стерилізованими за традиційними параметрами, що підтверджується кращим загальним хімічним складом, збалансованістю амінокислот, збільшенням ступеня перетравлення білка і складом поліненасичених жирних кислот.

Більшість запропонованих режимів теплової стерилізації пройшли усі необхідні етапи наукового обґрунтування. Методом експериментального інокулювання консервів тест-культурою С. sporogenes, штам 25 доказано, що розроблені режими термостабілізації та стерилізації забезпечують мікробіологічну стабільність при зберіганні та відповідають нормативам промислової стерильності. Надійність розроблених режимів була підтверджена відсутністю мікробіологічного браку при виробничій перевірці.

5. Можливість використання скляної тари ІІІ типу закупорювання для виробництва рибних консервів

В ній наведені результати досліджень міцності закупорювання такої тари та визначення величини тиску в процесі стерилізації.

Скляна тара ІІІ типу була створена для пастеризації консервів, тобто для використання в апаратах відкритого типу. Це пов'язано зі здатністю тари цього виду “скидати” надлишковий тиск в банці і цим забезпечувати самоексгаустування. При стерилізації малокислотних рибних консервів у водяному середовищі не можна допускати відкриття “затвору”. Тому вирішувалася задача як провести процес таким чином, щоб не відбулося відкриття “затвору” кришки та не було її зриву, з подальшим псуванням продукції.

Проведені досліди показали, що чим більша температура фасування продукту, тим більший тиск відкриття клапана. Було визначено, що при фасуванні холодного продукту в тару, розгерметизація може відбутися вже на перших хвилинах стерилізації, при досягненні внутрішнього тиску 0,055 МПа. У випадку гарячого фасування “скидання” надлишкового тиску відбудеться при досягненні 0,092 МПа. При охолодженні продукту, тобто при зниженні критичного тиску всього на 0,002 МПа, затвор закривається і відбувається герметизація за рахунок пластизолевої прокладки, що було встановлено експериментально. Для проведення стерилізації рекомендований ступінь наповнення тари ІІІ-63-250 складає 0,90 чи 0,91. Відповідно до цього запропоновано таблицю протитиску в автоклаві при стерилізації рибних консервів в тарі ІІІ-63-250.

З урахуванням проведених досліджень за параметрами протитиску, а також всього комплексу наукового обґрунтування режиму стерилізації, вперше для рибних консервів був розроблений науково обґрунтований режим стерилізації в скляній тарі ІІІ типу закупорювання.

Висновки

рибний консервований стерилізація гідробіонт

1. Встановлено, за результатами аналізу масового складу, біохімічних властивостей нового акліматизованого об'єкт аквакультури - піленгаса, що за харчовою цінністю не поступається основним промисловим рибам і може бути використаний при виробництві консервів з урахуванням специфічності технологічних властивостей, а саме високої ліпазної активності. Так, амінокислотний склад м'язової тканини відповідає нормам ФАО/ВОЗ і включає всі незамінні амінокислоти, а ліпіди представлені широким спектром ненасичених, у тому числі щ-3 та щ-6, жирних кислот.

2. Розроблено п'ять рецептур консервів з піленгаса з елементами маловідходної технології. При виробництві консервів з філе, в желе і бульйоні використовувались харчові відходи для виготовлення заливки, а для виробництва гомогенних консервів типу “пудингів” - некондиційна сировина з механічними пошкодженнями. Додавання в рецептуру консервів, за біологічно активну речовину, ламінарії, в кількості до 18 %, а також овочів та зелені, підвищило харчову цінність та органолептичні властивості готового продукту. Ламінарія, що має радіопротекторні та імуномоделюючі властивості, виконує роль природного загусника и компенсує дефіцит мінеральних речовин, який виникає внаслідок філетування.

3. Досліджено механізм концентрування пептидгідролаз ферментовмісних органів риб шляхом іммобілізації при включенні в пори гелю рослинного полісахариду - пектину. Встановлені умови комплексоутворювання білок-пектин: ступінь етерифікації пектину 73-78 %, рН=5,0, температура 20 єС та співвідношення екстракту та розчину пектину - 2:1. Запропонований спосіб дозволяє підвищити мікробіологічні показники ферментного препарату в 4 рази, а також зберегти початковий рівень активності. На даний спосіб отримано деклараційний патент.

4. Розроблено маловідходну, енергозберігаючу технологію отримання харчового фаршу шляхом ферментування КПГ ферментовмісних органів гідробіонтів на протязі 90 хвилин при температурі 20 єС з подрібнених та розібраних тушок за допомогою концентрату КПГ. Технологія дозволяє виключити використання енергоємних порціонуючих та протиральних машин. Пріоритет на запропоновану технологію підтверджено відповідним деклараційним патентом.

5. Науково обґрунтовані параметри сучасного способу термостабілізації трьох видів консервів при використанні дробної стерилізації, яка складається з трьох етапів: перший етап, на якому відбувається знищення вегетативної мікрофлори та створення теплового шоку у спор, другий - витримування при 50 °С або ”термопауза” та третій - друге варіння. Цей спосіб дозволив знизити термостійкість спор тест-культури C. sporogenes на 40 % і зменшити тривалість перебування термолабільних компонентів консервів при термопошкоджуючих температурах 110...120С на 15...50 %, а також знизити летальність в 1,6...1,8 разів у порівнянні з традиційними режимами при заданому ступені промислової стерильності.

6. Вперше запропоновано ряд технологічних заходів, які значно удосконалюють сам процес стерилізації на принципах термостабілізації: використані поля вкрай низьких частот в 15 Гц при магнітній індукції 30 мТл, що дозволяє скоротити з 30 до 5 хвилин “термопаузу” для консервів в скляній та полімерній тарі; з урахуванням нормативної летальності консервів за збудником псування C. botulinum розроблено режим термостабілізації крилевих напівконсервів при нетрадиційному температурному рівні у 109 єС з нормативною летальністю 1,71 ум. хв; використано комбінований спосіб - ступінчастої термостабілізації для інтенсифікації прогріву гомогенних консервів.

7. Проведено аналіз теплофізичної ефективності параметрів традиційної та основаної на принципах термостабілізації стерилізації, який дозволив встановити, що в порівнянні з традиційним режимом при термостабілізації вже на І етапі коефіцієнт термічної інерції зменшується на 36 %, на ІІ етапі - на 51,5 %. Запропоновані аналітичні формули, які дозволяють прогнозувати тривалість процесу термостабілізації, як для гомогенних, так і для гетерогенних продуктів на підставі наявних режимів традиційної стерилізації. Розроблена математична модель розрахунку температури в центрі банки при тепловій обробці в автоклавах періодичної дії, за допомогою якої можна аналізувати і з достатньою імовірністю, прогнозувати, а також коректувати характер прогрівання вмісту консервної банки.

8. Встановлена перевага використання параметрів термостабілізації в порівнянні з параметрами традиційної стерилізації на основі аналізу вмісту білка, жиру, вологи, амінокислотного, жирнокислотного складів, ступеня перетравності білків досліджених зразків консервів. При ранжуванні білків консервів на три класи термостабілізовані консерви можна віднести до другого класу з хорошим балансом амінокислот. Низький показник надмірності (менше 20 %) і високий показник утилітарності свідчать про те, що білки таких консервів засвоюються організмом людини в максимальному ступені.

9. Вперше науково обґрунтована можливість використання скляної тари ІІІ типу закупорювання для виготовлення рибних консервів. Було встановлено, що критичним тиском, при якому відбувається відкриття клапану тари (що неприпустимо) є 0,092 МПа. З урахуванням проведених досліджень щодо параметрів протитиску, а також всього комплексу наукового обґрунтування режиму стерилізації, вперше для рибних консервів був розроблений науково обґрунтований режим стерилізації консервів з піленгаса в скляній тарі ІІІ-63-250, з відповідною таблицею протитиску.

10. Розроблено проект нормативної документації на виробництво консервів “Філе піленгаса з морською капустою в желе”. Затверджено науково обґрунтовані режими термостабілізації 2 видів консервів. Промислова апробація розроблених режимів в умовах Білгород-Дністровського ТОВ “Істок” підтвердила дієвість та надійність запропонованих режимів. Отримано соціальний ефект від покращення якості готової продукції та економічний ефект від впровадження нових щадних параметрів теплової стерилізації, який склав 150 гривень на 1000 фізичних банок.

Література

1. Добробабіна Л.Б. Розробка та обгрунтування технології консервів з гідробіонтів за параметрами термостабілізації / Л.Б. Добробабіна, Т.М. Новікова // Наук. праці ОДАХТ. - Одеса, 2002. - вип. 23. - С. 23-27.

2. Добробабина Л.Б. Использование пиленгаса для производства консервов / Л.Б. Добробабіна, Т.М. Новікова // Рибне господарство України. - 2003. - № 3-4. - С.49-51.

3. Добробабіна Л.Б. Особливості використання піленгаса для виробництва консервів / Л.Б. Добробабіна, Т.М. Новікова // Наук. праці ОНАХТ. - Одеса, 2003. - вип. 25. - С. 71-76.

4. Безусов А.Т. Використання біотехнологічних прийомів у виробництві фаршевих термостабілізованих консервів / А.Т. Безусов, Л.Б. Добробабіна, Т.М. Новікова // Наук. праці ОНАХТ. - Одеса, 2004. - вип. 27. - С. 58-63.

5. ПАТ. 67565 А Україна, МПК 7 С12N9/64. Спосіб концентрування ферментного препарату / А.Т. Безусов, Л.Б. Добробабіна, Т.М. Новікова - № 2003109622; Заявл. 27.10.2003. Опубл. 15.06.2004. Бюл. № 6.

6. ПАТ. 4722 U Україна, МПК 7 A23L1/325. Спосіб отримання харчового рибного фаршу / А.Т. Безусов, Л.Б. Добробабіна, Т.М. Новікова - № 2004010028; Заявл. 08.01.2004. Опубл. 15.02.2005. Бюл. № 2.

7. Добробабина Л.Б. Определение эффективности теплового воздействия при различных способах стерилизации / Л.Б. Добробабіна, Т.М. Новікова // Рибне господарство України. - 2006. - № 1. - С. 36-39.

8. Добробабина Л.Б. Повышение пищевой ценности гидробионтов при использовании параметров термостабилизации / Л.Б. Добробабина, Т.Н. Новикова // Материалы ІV международной конференции "Техника и технология пищевых производств". - Могилев, 2003. - С. 120-121.

Размещено на Allbest.ru