Споживні властивості нових пресервів на основі прісноводної риби

УДК 664.95

РОМАНЕНКО ОЛЕНА ВАЛЕРІЇВНА

Київ - 2007

Дисертацією є рукопис.

Диссертация на соискание научной степени кандидата технических наук по специальности 05.18.15-товароведение пищевых продуктов. - Киевский национальный торгово-экономический университет Министерства образования и науки Украины, Киев, 2007.

Диссертация посвящена научному обоснованию и разработке рецептур новых видов пресервов на основе пресноводной рыбы с растительными добавками и их товароведной характеристике. Доказана эффективность использования рыбного сырья: белого амура и толстолобика, а также растительного сырья: ягод калины, клюквы, барбариса, бузины; моркови, свеклы; морских водорослей при производстве рыбных пресервов.

Оптимизация рецептур пресервов осуществлена путем математического моделирования с применением многофакторного экспе-римента.

Разработано 5-балловые шкалы оценки органолептических показателей для соленых полуфабрикатов пресервов и для готовых изделий с учетом коэффициентов весомости.

Ключевые слова: соленые полуфабрикаты, пресервы, растительные добавки, потребительские свойства, биологическая ценность, безопасность.

ANNOTATION

Romanenko O. Consumer properties of new fresh-water fish preserves. - Manuscript.

Thesis for Candidate of Science degree, speciality 05.18.15 - science of commodities (foodstuffs). - Kyiv National University of Trade and Economics, Ministry of Education of Ukraine, Kyiv, 2007.

The thesis deals with scientific substantiation and development of receipts of new types of fresh-water fish preserves with vegetable additives and their commodity properties. There has been proved the use of fish raw materials in the production process: grass carp and silver carp; and also vegetable raw materials: snow-ball tree berries, cranberries, barberries, elder-berries; carrot, beetroot; sea weeds.

Preserves receipts optimization has been done by mathematical modeling with the use of complex experiment.

There have been developed original 5-point scales of evaluation of organoleptic indices for salty half-finished preserves and for finished products, taking into account the ponderability coefficients.

The thesis researches organoleptic, physical-chemical, structural-mechanical, microbiological and safety indices of new products and their storage changes. There was developed and patented the new method of foodstuffs consistence determination.

The results of chemical composition testify high content of essential amino acids, essential fatty acids, vitamins and balanced mineral composition of the new preserves.

There has been determined social and economic effect of production and selling of new types of preserves, and their competitiveness has been calculated. The normative documents for the new types of preserves have been developed and approved.

Key words: salty half-finished products, preserves, vegetable additives, consumer properties, biological value, and safety.

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Забезпечення населення повноцінними збалансованими харчовими продуктами є визначальним напрямом державної політики будь-якої розвиненої країни. Повноцінними і стратегічно важливими продуктами є риба і рибні продукти.

Рибні пресерви - смачні, делікатесні харчові продукти, які користуються на сьогодні підвищеним попитом у населення України. Вони мають високу біологічну цінність, оскільки містять білок, жир, мінеральні речовини, а також вітаміни у кількостях, притаманних нативній сировині. Простота виготовлення, досить високий вихід готової продукції, а також широкі можливості комбінування сировини дозволяють отримати продукт із заданою харчовою та біологічною цінністю, що відповідає формулі збалансованого харчування.

Останнім часом виробництво пресервів стає одним із перспективних напрямів використання рибної сировини для випуску цінної продукції, в тому числі й делікатесної. На сьогоднішній день їх асортимент представлений, в основному, пресервами із риб родини оселедцевих в різноманітних соусах та заливках. Це пояснюється, насамперед, вітчизняними традиціями споживання, а також більш низьким ціновим рівнем у порівнянні з пресервами з інших видів риб, таких як: горбуша, кета, сьомга тощо. Однак напрями розвитку світового і вітчизняного рибальства свідчать про скорочення виловів морських та океанічних риб та відповідне збільшення випуску продукції аквакультури. Основними видами риб, які інтенсивно вирощуються у водних господарствах нашої країни, є рослиноїдні риби, зокрема білий амур та товстолобик. Об'єми їх виробництва збільшуються, і, відповідно, постає проблема переробки рибної сировини з внутрішніх прісноводних водойм.

Традиційні способи виробництва рибних пресервів не враховують можливості використання в якості основної сировини для їх виробництва прісноводної риби та рослинних добавок для підвищення біологічної цінності і смакоароматичних властивостей готової продукції, тому виготовлення пресервів із риби внутрішніх водойм з використанням біологічно цінної рослинної сировини є надзвичайно актуальним.

Зв'язок роботи з іншими науковими програмами, планами, темами.

Мета і завдання дослідження. Метою роботи є формування споживних властивостей нових видів пресервів на основі прісноводної риби, збагачених біологічно цінними інгредієнтами рослинного походження.

Відповідно до мети були визначені наступні наукові завдання:

- аналіз сучасного стану вітчизняного ринку рибних пресервів та визначення перспективних напрямів удосконалення їх асортименту;

- вивчення технохімічних властивостей та показників безпечності рибної і рослинної сировини з метою обґрунтування можливості її використання для виготовлення пресервів високої якості;

- визначення впливу технологічного режиму обробки сировини на органолептичні та структурно-механічні властивості напів-фабрикатів;

- визначення раціональної концентрації добавок;

- розробка рецептур нових пресервів на основі прісноводної риби із використанням методів математичного моделювання;

- проведення комплексної оцінки якості нових продуктів в процесі дозрівання і зберігання;

- визначення біологічної цінності нових видів пресервів;

- оцінка харчової нешкідливості рибних пресервів;

- розроблення та затвердження нормативної документації на нові пресерви;

- апробація результатів наукових досліджень у промислових умовах;

- визначення соціально-економічної ефективності виробництва і реалізації нових продуктів;

Об'єкти досліджень - пресерви на основі прісноводної риби з використанням рослинних добавок та морських водоростей.

Предмет досліджень - споживні властивості нових пресервів.

Методи дослідження. Для досягнення поставленої мети було використано органолептичні, фізико-хімічні, мікробіологічні методи, метод математичного моделювання та математико-статистичної обробки результатів дослідження.

Наукова новизна одержаних результатів. На основі сучасних положень нутріціології, за допомогою методів математичного мо-делювання, з урахуванням результатів експериментальних досліджень, уперше розроблено та науково обґрунтовано рецептури нових видів рибних пресервів, отриманих на основі раціонального комбінування прісноводної рибної та рослинної сировини.

Науково обґрунтовано оптимальну концентрацію рослинних добавок, що сприяють покращенню смакових властивостей, зовнішнього вигляду, харчової цінності, стійкості до зберігання пресервів, і, в кінцевому результаті, виробництву конкурентоспроможного продукту за якісними та ціновими характеристиками.

Проведено товарознавчу оцінку нових виробів за комплексом органолептичних, фізико-хімічних, структурно-механічних, мікробіологіч-них показників та показників безпечності, визначено закономірності їх змін в процесі зберігання.

На основі експериментальних досліджень встановлено, що нові пресерви відрізняються достатньо високим вмістом вітамінів, збагаченим мінеральним складом, і як наслідок - високою біологічною цінністю.

Розроблено спільно з Національним університетом харчових технологій нову методику дослідження показників консистенції харчових продуктів, сутність якої полягає у визначенні показника пенетрації та міцності адгезії і подальшій обробці даних шляхом використання методів символьної комп'ютерної математики “Марle”.

Новизну технічних рішень підтверджено двома деклараційними патентами на корисну модель: “Спосіб виробництва рибних пресервів на основі прісноводної риби” (патент №6366 від 16.05.05), “Спосіб визначення консистенції харчових продуктів” (патент № 14496 від 15.05.06).

Практична апробація результатів досліджень. На основі результатів досліджень розроблено та затверджено нормативну документацію: ТУ У 15.2-01566117-020-2004 “Пресерви риборослинні з риби внутрішніх водойм” та технологічну інструкцію на їх виробництво.

Соціальний ефект від впровадження розробок полягає у забезпеченні споживачів продукцією з високою харчовою цінністю, що дозволить поліпшити раціон харчування населення України. Виробництво нових пресервів сприятиме розширенню асортименту рибних товарів, доступних для масового споживання за ціновими та якісними характеристиками.

Отримані результати досліджень підтверджені у промислових умовах ТОВ “Прод Імпекс”, ТОВ “Дисконт” та ДП “Підсобне господарство СБ України”, про що свідчать акти виробництва дослідних партій пресервів.

Особистий внесок здобувача полягає у постановці завдань та плануванні експерименту, проведенні аналітичних і експериментальних досліджень у лабораторних і виробничих умовах, науковому аналізі та узагальненні отриманих результатів, розробці патентів, нормативної документації, впровадженні нових пресервів у виробництво; автором сформульовано висновки та пропозиції.

У наукових працях, виконаних у співавторстві, здобувачеві належать організація та проведення експерименту, обробка та аналіз результатів досліджень, підготовка їх до друку.

Апробація результатів дисертації. Основні положення дисертаційної роботи доповідалися і обговорювалися на міжнародних науково-практичних конференціях: “Науки про торгівлю у ХХІ столітті” (Київський національний торговельно-економічний університет, м. Київ, 2004), “Техника и технология пищевых производств” (Могилевский государственный университет продовольствия, Беларусь, 2004), “Товарознавство та ринок споживчих товарів у 3-му тисячолітті” (Донецький державний університет економіки і торгівлі ім. М. Туган-Барановського, м. Донецьк, 2004), “Наукові дослідження - теорія та експеримент 2005” (ПУСКУ, Полтава, 2005), ІІ Міжнародній науково-практичній конференції “Морские прибережные экосистемы: водоросли, беспозвоночные и продукты их переработки” (Архангельськ, 2005), І міжгалузевій міжнародній науково-практичній конференції “Харчові добавки. Харчування здорової та хворої людини” (Донецький державний університет економіки і торгівлі ім. М. Туган-Барановського, м. Донецьк, 2005), на конкурсі наукових проектів “Інтелект молодих - на службу столиці” (Київ, 2005), на 15-му Симпозіумі Міжнародного товариства товарознавців та технологів “Глобальна безпека товарів та довкілля. Якість життя”(Київський національний торговельно-економічний університет, м. Київ, 2006), ІV Міжнародній науково-практичній конференції “Актуальні питання гігієни харчування та безпечності харчових продуктів. Міжнародні, європейські і національні підходи до вирішення. Нові критерії оцінки ризику, показники, методи та регламенти. Питна вода - харчовий продукт №1. Проблеми функціонального харчування” (Інститут екогігієни і токсикології ім. Л.І. Медведя, м. Київ, 2006).

Публікації. За результатами досліджень опубліковано 12 робіт, у тому числі 5 статей у наукових фахових виданнях, затверджених ВАК України, 5 тез доповідей та матеріалів конференцій, 2 деклараційні патенти на корисну модель.

Структура та обсяг дисертації. Дисертаційна робота складається зі вступу, 6 розділів, висновків, списку використаних джерел і додатків.

Робота викладена на 160 сторінках комп'ютерного тексту, ілюстрована 56 таблицями, 34 рисунками та містить 17 додатків. Список використаних джерел включає 229 робіт, з них 32 зарубіжних авторів.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

Y=-2,3712+1,427Х₃-4,2649Х₁²-7,9593Х₂²+2,4656Х₃²+4,8608Х₁Х₂-1,0929Х₁Х₃

В результаті розрахунків визначено, що максимальний інтегральний показник якості (Y = 0,9435) досягається при Х₁=5,08; Х₂=0,97; Х₃=7. Таким чином, встановлено, що оптимальний вміст солі складає 5,08%, оцту - 0,97%, а час дозрівання становить 7 діб.

Оптимізація рецептур рибних пресервів здійснювалася за вмістом рослинних добавок. Концентрації ягід та овочів визначалися з урахуванням їх впливу на загальний хімічний склад готового продукту. Шляхом математичного моделювання було досліджено вплив концентрації добавок на амінокислотний, жирнокислотний, віта-мінний, мінеральний склади продукту, а також вплив на органолептичні показ-ники, міцність адгезії та термін зберігання. Було розраховано інтегральний показник якості досліджуваних пресервів.

Відповідно, за графіками нами було розраховано рівняння апроксимації поліно-міального типу для кожного виду пре-сервів, де Y - це інтегральний показник якості (ІПЯ), а Х - вміст рослинних добавок, %, а також розраховано рівень достовірності апроксимації рівнянь.

В результаті диференціювання рівняння нами було отримано раціональну концентрацію добавок, яка склала для ягід від 4,94 до 5,38%, а для овочів - 9,96-10,19%. Для полегшення розрахунків дозування добавок в процесі виробництва пресервів доцільно проводити в кількості -5% для ягід та 10 % для овочів.

Розробка і конструювання рецептур та технології виготовлення пресервів проводилися за результатами експериментальних досліджень з урахуванням впливу окремих сировинних компонентів на якість готових виробів. Вихідні компоненти підбирали, враховуючи показники оптимізації та споживацькі переваги. Дослідні роботи по виготовленню пресервів проводилися в лабораторних умовах КНТЕУ та у промислових умовах ТОВ “Дисконт”, ТОВ “Прод Імпекс”, ДП “Підсобне господарство СБ України”.

З метою визначення ступеня готовності дослідних зразків пресервів нами проводилося комплексне вивчення динаміки змін їх органолептичних, фізико-хімічних, мікробіологічних та структурно-механічних показників.

Дослідження проводилися протягом 2-х місяців при температурі зберігання пресервів від мінус 4 до мінус 8 ^оС.

Оцінка динаміки азотовмісних спо-лук дослідних зраз-ків пресервів у період їх зберігання засвідчила наяв-ність біохімічних процесів зміни біл-ків внаслідок про-цесу гідролізу, що супроводжуються зменшенням вмісту білкового і збіль-шенням вмісту усіх форм небілкового азоту у продукті.

Динаміка буфер-ності пресервів ви-явилася найбільш інтенсивною протя-гом 30 діб їх зберігання, що ко-релює з органолеп-тичними та струк-турно-механічними показниками. В по-дальшому збіль-шення буферності було незначним.

Таким чином, встановлено, що додавання ягід калини, барбарису, журавлини, бузи-ни; моркви та буряку сприяє інгі-буванню процесів деструкції білків.

За показником пенетрації досліджувані зразки пресервів з рослинними добавками, зокрема пресерви з барбарисом і журавлиною відрізнялися кращим ступенем дозрівання і зберігання у порівнянні зі зразком без добавок.

Дослідні зразки із рослинними добавками характеризуються значно меншою міцністю адгезії. Це пояснюється тим, що додавання рослинної сировини уповільнює деструктивні процеси розпаду ліпідів і зумовлює більш пружну консистенцію шматочків риби. Завдяки цьому пресерви із рослинними добавками краще зберігають свої споживні властивості під час товароруху.

У п'ятому розділі “Товарознавча характеристика нових пресервів та зміни їх якості в процесі зберігання” охарактеризовано органолептичні, фізико-хімічні, мікробіологічні показники та показники безпечності нових пресервів.

За результатами оцінки органолептичних показників дослідних зразків пресервів було зроблено висновок, що рослинні добавки та прянощі сприяють утворенню приємного, характерного, гармонійного смаку і запаху готових пресервів, а також мають позитивний вплив на їх структурно-механічні властивості, зокрема на консистенцію.

Аналіз загального хімічного складу пресервів засвідчив, що вміст білку у дослідних зразках пресервів коливається від 8,1 % до 11,3 % .

Вміст жиру у готових пресервах становив від 2,29 до 4,18 % (контрольний зразок), що позитивно впливає на смакові властивості продукту. За вмістом мінеральних речовин дослідні зразки відрізняються у порівнянні із контролем. На нашу думку, це пояснюється тим, що рослинні добавки: ягоди та овочі, а також морські водорості містять широкий спектр мінеральних речовин, що сприяє оптимізації мінерального складу готових пресервів.

Домінуючою амінокислотою у всіх зразках пресервів є лізин. Відмічено також високий вміст треоніну, тирозину та фенілаланіну. Лімітуючими амінокислотами є триптофан, а також цистин і метіонін.

За результатами дослідження жирнокислотного складу нових пресервів встановлено, що у всіх зразках пресервів були присутні окрім ліноленової, інші поліненасичені жирні кислоти родини омега 3, зокрема, ейкозопентаєнова та докозогексаєнова кислоти. Серед поліненасичених жирних кислот родини омега 6 у дослідних зразках виявлено лінолеву, арахідонову та ейкозодієнову кислоти.

З метою вивчення якісних характеристик жиру пресервів під час зберігання нами визначалися такі показники, як: кислотне та перекисне числа. Встановлено, що після 60 діб зберігання значення кислотного числа у дослідних зразках зростає в середньому в 1,8 рази, тоді як у контролі - в 2,7 рази. Це свідчить про більш інтенсивне біохімічне окиснення нена-сичених жирних кислот контрольного зразка ліпоксигеназами. Значення перекисних чисел також зростає у порівнянні з початковим етапом збері-гання. У процесі зберігання ліпіди дослідних зразків пресервів з ягодами менше піддаються окиснювальним змінам, що пов'язано з наявністю в ягодах калини, журавлини, барбарису, бузини речовин поліфенольної природи: антоціанів, катехінів, хлорогенових кислот; аскорбінової кислоти, які мають антиокиснювальну і інгібуючу дію.

Досліджувані пресерви характеризуються більш збагаченим віта-мінним складом порівняно з контрольним зразком. Нові види пресервів відрізняються високим ступенем задоволення потреб людини у рибофлавіні, аскорбіновій та фолієвій кислотах. При споживанні 250 г пресервів з барбарисом потреба у зазначених вітамінах задовольняється відповідно на 32,6 %, 61,9 % та 45,9 %.

Пресерви з калиною дозволяють задовольнити потребу у вітаміні В₂ на 19,6 %, у вітаміні С на 40,9 %. Для пресервів з журавлиною характерним є високий ступінь задоволення у фолієвій кислоті - 96,7 %. Пресерви з бузиною на 38 % задовольняють потребу у рибофлавіні та на 43,3 % - потребу у вітаміні В_9. Наявність багатого антиокиснювального комплексу, яким характеризуються обрані рослинні добавки, позитивно діє на стабільність більшості вітамінів під час зберігання пресервів.

Аналіз вмісту мінеральних елементів пресервів засвідчив наявність у їх складі широкого спектру макро- та мікроелементів. Мінеральний склад дослідних зразків пресервів є більш збагаченим порівняно з контрольним зразком, що можна пояснити різноманітним якісним вмістом мінеральних сполук у рослинній сировині. Враховуючи різну потребу організму людини у мінеральних речовинах, нами розраховано ступінь задоволення добової потреби людини у макро- та мікроелементах за умови споживання 250 грамів пресервів.

Представлені дані свідчать, що ступінь забезпечення кальцієм при вживанні пресервів із журавлиною та пресервів з морквою є найбільшим, і складає відповідно 41,7 та 35,0 % його добової потреби. Пресерви із барбарисом та бузиною забезпечують потребу у даному макроелементі на 34,1 та 33,9 %.

Потреба у калії задовольняється більше, ніж на 40 % при споживанні пресервів з барбарисом, журавлиною та морквою.

Визначення ступеня задоволення потреб у мікроелементах засвідчило, що споживання пресервів з журавлиною дозволяє забезпечити 75 % добової потреби у марганці, 57,1% у бромі, 49% у залізі та 22,4% у міді.

Найбільший ступінь забезпечення бромом та марганцем характерний для пресервів з бузиною.

Пресерви з барбарисом дозволяють задовольнити 22,8% потреби у міді та 9,4% потреби у цинку. Найбільший відсоток задоволення потреби у цинку характерний для контрольного зразка, що пояснюється високим вмістом даного елементу у вихідній сировині.

Дослідження мікробіологічної безпечності пресервів засвідчило, що у всіх зразках пресервів на всіх етапах технологічного процесу були відсутні бактерії групи кишкової палички, золотистий стафілокок, пліснява, дріжджі, сальмонели, а також сульфідредукуючі клостридії. Впродовж першого місяця зберігання пресервів загальна кількість мезофільних аеробних та факультативно-анаеробних мікроорганізмів істотно не змінилася, але визначилася тенденція до збільшення їх кількості. На наш погляд, це можна пояснити тим, що в процесі зберігання відбувається зміна активної кислотності пресервів та накопичення мікро-організмів, стійких до дії солі і антисептиків.

На підставі дослідження змін органолептичних, фізико-хімічних, структурно-механічних, мікробіологічних показників та показників безпечності встановлено гарантійні терміни зберігання нових пресервів: при температурі від 0 до С -14 діб; при температурі від мінус 2 до мінус 4 С - 1 місяць, при температурі від мінус 4 до мінус 8 ^оС - 2 місяці від дати виготовлення.

Аналіз розрахунку показника конкурентоспроможності засвідчив, що найвищу конкурентоспроможність серед пресервів на основі білого амуру має зразок з барбарисом - 114,3 бали, що на 41,8% більше контролю. Конкурентоспроможність зразків із калиною та журавлиною, відповідно складає 113,8 та 113,4 балів, що також значно перевищує контроль. Інші зразки пресервів за показником конкурентоспроможності оцінені від 111,9 балів (пресерви з буряком) до 112,8 балів (пресерви з бузиною).

У шостому розділі “Соціальна та економічна ефективність виробництва і реалізації нових пресервів на основі прісноводної риби” наведено розрахунки техніко-економічних показників виробництва нових пресервів. Розрахунки здійснювалися на основі даних, отриманих в результаті виробництва та реалізації дослідно-промислових партій продуктів на ТОВ “Прод Імпекс”. Розрахунки чистого прибутку та терміну окупності засвідчили, що виробництво пресервів є економічно ефективним, оскільки дозволяє отримати 431,88 тис. грн. чистого прибутку. Роздрібна ціна однієї упаковки нових пресервів масою нетто 250г із урахуванням торговельної надбавки 25% складає 5,67 грн. для контролю, 5,75 грн. для пресервів з калиною та бузиною, 5,70 грн. для пресервів з барбарисом, 5,76 грн. для пресервів з журавлиною, 5,36 грн. для пресервів з морквою та буряком.

Соціальний ефект від впровадження розробок полягає у забезпеченні споживачів продукцією з високою харчовою цінністю, що дозволить поліпшити раціон харчування населення України. Виробництво нових пресервів сприятиме розширенню асортименту рибних товарів доступних для масового споживання за ціновими та якісними характеристиками.

ВИСНОВКИ