АПРОБИРОВАНИЕ ПРИБОРА «FOOD CHECKER» ПРИ ИЗУЧЕНИИ РЕОЛОГИЧЕСКИХ СВОЙСТВ СТРУКТУРИРОВАННОГО РЫБНОГО ПРОДУКТА, ИЗГОТОВЛЕННОГО С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ЖЕЛАТИНА
Журнал: ВЕСТНИК АСТРАХАНСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО ТЕХНИЧЕСКОГО УНИВЕРСИТЕТА. СЕРИЯ: РЫБНОЕ ХОЗЯЙСТВО
Том 2016 № 4
, 2016
Рубрики: ТЕХНОЛОГИЯ ПЕРЕРАБОТКИ ГИДРОБИОНТОВ
Авторы:
1.
Мурманский государственный технический университет
2.
Мурманский государственный технический университет
3.
Мурманский государственный технический университет
Тип:
Статья
Страницы:
с 139
по 144
Статус:
Опубликован
Получено:
05.12.2016
Одобрено:
18.01.2023
Опубликовано:
25.12.2016
Классификаторы:
УДК [664.951.002.612:665.931.7]:621
ГРНТИ 34.39 Физиология человека и животных
ГРНТИ 62.13 Биотехнологические процессы и аппараты
ГРНТИ 69.01 Общие вопросы рыбного хозяйства
ГРНТИ 69.25 Аквакультура. Рыбоводство
ГРНТИ 69.31 Промышленное рыболовство
ГРНТИ 69.51 Технология переработки сырья водного происхождения
ГРНТИ 87.19 Загрязнение и охрана вод суши, морей и океанов
ГРНТИ 34.39 Физиология человека и животных
ГРНТИ 62.13 Биотехнологические процессы и аппараты
ГРНТИ 69.01 Общие вопросы рыбного хозяйства
ГРНТИ 69.25 Аквакультура. Рыбоводство
ГРНТИ 69.31 Промышленное рыболовство
ГРНТИ 69.51 Технология переработки сырья водного происхождения
ГРНТИ 87.19 Загрязнение и охрана вод суши, морей и океанов
Язык материала:
русский
Ключевые слова:
структурированные продукты, рыбные продукты, реологические свойства, органолептические свойства, желатин
Аннотация (русский):
Исследовались реологические и органолептические свойства инновационного рыбного структурированного продукта, полученного методом выливания. Структурообразователь (щелочной желатин типа В) замачивали на 40 минут для набухания, вводили 0,1 % лимонной кислоты, растворяли на водяной бане при температуре 60 °С, добавляли наполнитель из солено-сушеной рыбы и разливали в формы. Полученный продукт по своим свойствам более всего соответствовал ближайшему нерыбному аналогу - мармеладу пищевому. Поскольку оценка органолептических показателей продукта экспертами носит субъективный характер, был разработан инструментальный метод оценки качества структуры гидробионтов с использованием прибора «Food Checker», позволяющий на основе таких объективных реологических параметров, как «усилие резания», «число пенетрации» инструментально оценить прочностные свойства продукта. Была доработана методика измерения реологических показателей: определен размер образца, оптимальное сечение реза (10 × 10 мм), выбран рабочий режущий орган прибора при измерении усилия резания (нож), глубина проникновения индентора при измерении значения коэффициента пенетрации (10 мм). Поскольку реологические свойства рыбного продукта на основе желатина определяются концентрацией структурообразователя, была исследована зависимость числа пенетрации и усилия резания от концентрации желатина в структурированном продукте. Была определена близкая к оптимальной (16 %) концентрация желатина типа В и, для сравнения, желатина марки П-11 (16 %), широко применяемого в общественном питании, при которой реологические свойства инновационного продукта остаются практически неизменными. Реологические свойства структурообразователей оказались сходными, оба одинаково подходят для производства, однако использование желатина марки П-11 более рентабельно, т. к. он имеет лучшие показатели оптимальной концентрации и более низкую стоимость. Усовершенствованную методику измерения реологических показателей прибором «Food Checker» можно использовать для оценки качества рыбных пищевых продуктов, совершенствования технологических процессов изготовления таких продуктов и возможных рыбных аналогов.
Исследовались реологические и органолептические свойства инновационного рыбного структурированного продукта, полученного методом выливания. Структурообразователь (щелочной желатин типа В) замачивали на 40 минут для набухания, вводили 0,1 % лимонной кислоты, растворяли на водяной бане при температуре 60 °С, добавляли наполнитель из солено-сушеной рыбы и разливали в формы. Полученный продукт по своим свойствам более всего соответствовал ближайшему нерыбному аналогу - мармеладу пищевому. Поскольку оценка органолептических показателей продукта экспертами носит субъективный характер, был разработан инструментальный метод оценки качества структуры гидробионтов с использованием прибора «Food Checker», позволяющий на основе таких объективных реологических параметров, как «усилие резания», «число пенетрации» инструментально оценить прочностные свойства продукта. Была доработана методика измерения реологических показателей: определен размер образца, оптимальное сечение реза (10 × 10 мм), выбран рабочий режущий орган прибора при измерении усилия резания (нож), глубина проникновения индентора при измерении значения коэффициента пенетрации (10 мм). Поскольку реологические свойства рыбного продукта на основе желатина определяются концентрацией структурообразователя, была исследована зависимость числа пенетрации и усилия резания от концентрации желатина в структурированном продукте. Была определена близкая к оптимальной (16 %) концентрация желатина типа В и, для сравнения, желатина марки П-11 (16 %), широко применяемого в общественном питании, при которой реологические свойства инновационного продукта остаются практически неизменными. Реологические свойства структурообразователей оказались сходными, оба одинаково подходят для производства, однако использование желатина марки П-11 более рентабельно, т. к. он имеет лучшие показатели оптимальной концентрации и более низкую стоимость. Усовершенствованную методику измерения реологических показателей прибором «Food Checker» можно использовать для оценки качества рыбных пищевых продуктов, совершенствования технологических процессов изготовления таких продуктов и возможных рыбных аналогов.
Ключевые слова:
структурированные продукты, рыбные продукты, реологические свойства, органолептические свойства, желатин
структурированные продукты, рыбные продукты, реологические свойства, органолептические свойства, желатин
Введение В связи с недавними политическими событиями особую роль в социально-экономической политике Российской Федерации стала играть стабилизация продовольственного рынка, расширение ассортимента продуктов общественного питания, а также возможный экспорт их за рубеж, особенно в Скандинавию, где традиционно предпочитают рыбную продукцию со специфическим для среднего европейца вкусом. Важнейшим средством решения данной задачи является увеличение объемов производства с использованием новейшего оборудования, а также расширение ассортимента выпускаемых товаров. В своем большинстве необходимые технологии предусматривают для рыбных продуктов использование глубокой разделки рыбы и применение различных пищевых добавок [1] и структурообразователей. Производство структурированных продуктов является наиболее актуальной и инновационной сферой развития общественного питания, поскольку имеет отношение к категории продукции нового поколения с заданными составом, структурой и свойствами. Структурированные продукты можно реализовывать широкому кругу потребителей в качестве снеков, их характеристики делают их востребованными в спортивном, диетическом и медицинском питании. Для создания подобных продуктов широко используются специальные компоненты, позволяющие изделиям сохранять заданную форму, которые называются структурообразователями. Но не только структурообразователи играют важную роль в составе исследуемого продукта. Одним из современных и, к сожалению, малоизученных направлений использования белка, содержащегося в мелких рыбах и рыбах пониженной товарной ценности, например путассу, является получение фарша сурими и производство из него формованной продукции, в том числе аналогов гастрономических продуктов морского происхождения (крабового мяса, мускула гребешка) [2, 3]. Данный белок можно использовать и для улучшения питательных свойств структурированных продуктов, поскольку белковая продукция, в связи с модой на здоровый образ жизни и диетическое питание, становится все более востребованной. В процессе технологической обработки данного типа сырья большое практическое значение имеет сохранение влагоудерживающей способности мяса рыбы на уровне свежего, поскольку низкая влагоудерживающая способность сопровождается самопроизвольным отделением тканевого сока, содержащего важнейшие пищевые вещества - белки, органические экстрактивные и минеральные вещества [1]. Отметим, что влагоудерживающая способность позволяет увеличить выход и улучшить качество готовой продукции. Из веществ, стабилизирующих влагоудерживающую способность, наиболее известны фосфаты и протеолитические ферменты [4]. В настоящее время пищевая промышленность располагает рядом технологий производства гелеобразующих сред, в которых белково-полисахаридные комплексы часто применяются в качестве структурообразователей для получения гелей с определёнными структурно-механическими свойствами. Как правило, используется традиционный технологический процесс, где основу гелеобразующей среды составляет желатин или коллагенсодержащее рыбное сырьё [5]. В пищевой промышленности желатин применяется при производстве мороженого, для приготовления заливных мясных и рыбных продуктов, студней, а также в качестве стабилизаторов эмульсий при изготовлении муссов, майонезов и пр. [6, 7]. Для производства продукта применяются желатин, агар, гуммиарабик, а также другие структурообразователи. В технологии продукта заложена также возможность использования бульонов, обогащенных витаминами и минералами, например бульона морской водоросли фукуса. Актуальность исследования заключается в разработке проекта инновационного структурированного рыбного продукта, базирующегося на изучении его реологических и органолептических свойств. Помимо этого приведена методика определения реологических параметров продукта, на ее основании выполнено сравнение двух типов желатина. Цель исследования - отработать основные параметры технологии инновационного рыбного структурированного продукта с использованием желатина в качестве структурообразователя, а также сравнить реологические свойства двух типов желатина. Основными задачами являлись определение оптимальной концентрации желатина в инновационном продукте и связанные с этим усовершенствование методики изучения прочностных свойств исследуемого продукта, определение влияния концентрации желатина на реологические характеристики продукта и изучение органолептических свойств полученного продукта. Материалы и методы исследования Нами исследовались свойства структурированного продукта с использованием желатина, который в целом проявляет способность к гелеобразованию. В водных растворах макромолекулы желатина находятся в виде гибких цепей (или, иначе, клубков), однако при температуре 35-40 °С в макромолекулах желатина имеет место конформационный переход от клубка к спирали, в результате чего система приобретает состояние геля. Физические свойства гелей зависят от концентрации белка, размера молекулярного порядка компонентов, температуры, присутствия солей и других реагентов [8]. Прочность и жесткость гелей из желатина пропорциональны концентрации белков и увеличиваются с ростом молекулярной массы полипептидов. Гидролиз происходит интенсивнее при высоких значениях температуры и экстремумах рН [8-10]. Реологические свойства рыбного продукта на основе желатина напрямую зависят от его концентрации. В работе над структурируемым продуктом использовали щелочной желатин типа B с твёрдостью по Блуму 225 (GelatinType B from bovine skin 225 Bloom) производства Sigma-Aldrich (США), изоэлектрическая точка которого pI 5.0. Массовая доля влаги 10,2 %, массовая доля золы (в сухом остатке) 1,6 %, средневязкостная молекулярная масса = 81000 [11]. Желатин замачивали на 40 минут для набухания, а затем вводили 0,1 % лимонной кислоты, после чего растворяли на водяной бане при температуре 60 оС. В полученный раствор желатина добавляли наполнитель из солено-сушеной рыбы и разливали в предварительно подготовленные формы. К исследованию был подготовлен и широко применяемый в общественном питании желатин марки П-11, имеющий желирующую способность 170-280 блюм/г. Кислотность данного желатина регламентируется по ГОСТ 11293-89 и составляет для 1 %-го раствора 5-7 ед. рН, массовая доля влаги 16 %, массовая доля золы (в сухом остатке) 2 % [12]. Структурированный продукт на желатиновой основе получен методом выливания. Подготовленная расплавленная масса, которая применялась на стадии застывания, выливалась в специальные пластмассовые формы, предварительно смазанные, чтобы готовые изделия можно было отделить от них в последующем. В настоящее время не для всех органолептических показателей, оценивающих структурно-механические свойства пищевых продуктов, существуют адекватные методы объективной оценки. Взамен субъективных показателей, зависящих от индивидуальных сенсорных ощущений дегустатора, предложено использовать такие объективные реологические параметры, как «усилие резания», «число пенетрации», с помощью которых можно инструментально оценить прочностные свойства продукта. На кафедре технологий пищевых производств Мурманского государственного технического университета нами был разработан инструментальный метод оценки качества структуры гидробионтов с использованием прибора «Food Checker» (прочностномер, гелометр) [13]. «Food Checker» (Япония) представляет собой комплекс испытательного прибора и измерительного устройства, оснащённого самописцем. Прибор укомплектован набором рабочих органов - инденторов и режущих насадок различной конфигурации и размеров. На вертикальной стойке прибора находится измерительный столик, на который помещается образец продукта. Столик перемещается в вертикальном направлении, образец приводится в контакт с рабочим органом, вследствие чего прилагаемая нагрузка передаётся с помощью электромагнитной схемы на стрелочный индикатор. Поскольку инновационный структурированный продукт имеет существенные качественные отличия от известных рыбных продуктов, доработана методика измерения его реологических показателей: определён размер образца, оптимальное сечение реза (10 × 10 мм), выбран рабочий режущий орган прибора (нож) - при измерении усилия резания, глубина проникновения индентора (10 мм) - при измерении значений коэффициента пенетрации. Результат измерений определяли по пиковому значению приложенной нагрузки на стрелочной шкале прибора. Результаты исследования и их обсуждение Доработанная нами технология выливания позволила получить прототип структурированного рыбного продукта, его органолептические и реологические показатели были измерены после охлаждения и отделения от форм. Органолептические свойства продукта представлены в таблице. Органолептические свойства структурированного рыбного продукта. Показатель Характеристика Вкус, запах и цвет Созревшей солено-сушеной/вяленой рыбы, характерно выраженные, без постороннего привкуса и запаха Консистенция Студнеобразная, затяжистая Форма Правильная, соответствующая формам, с четким контуром, без деформации Поверхность Матовая Согласно полученным данным, исследуемый продукт по своим свойствам более всего соответствует ближайшему нерыбному аналогу - мармеладу пищевому [12]. Для щелочного желатина типа В и желатина марки П-11 были получены зависимости числа пенетрации (рис. 1) и усилия резания (рис. 2) от концентрации желатина в структурированном продукте: Рис. 1. Зависимость числа пенетрации от концентрации желатина в структурированном продукте Рис. 2. Зависимость усилия резания от концентрации желатина в структурированном продукте Согласно данным на рис. 1 и 2, реологические свойства исследуемых марок желатина в целом сопоставимы, однако 1 кг щелочного желатина производства компании Sigma-Aldrich обойдется практически в 5 тыс. руб. по состоянию цен на май 2016 г., в то время как оптовая цена 1 кг желатина марки П-11 составит примерно 400 руб. Очевидно, что для любого предприятия закупка желатина марки П-11 является более чем рентабельной. Для обеих марок желатина найдена его оптимальная концентрация в продукте (16 %), после достижения которой прочностные характеристики продукта не изменяются. Заключение Таким образом, в ходе исследований получены следующие результаты. 1. Усовершенствована методика измерения реологических показателей качества структуры изделия на приборе «Food Checker», которую можно использовать как для оценки качества рыбного пищевого продукта, так и для совершенствования технологических процессов изготовления продукта, а также возможных рыбных аналогов. 2. Определена близкая к оптимальной концентрация желатина, при которой реологические свойства продукта остаются практически неизменными. 3. Методика позволила получить и проанализировать реологические показатели желатина двух марок, значения которых оказались в целом близкими; на основе сравнения цен сделан вывод о большей рентабельности использования для производства структурированного рыбного продукта желатина марки П-11.
1. Бессмертная И. А., Агеева М. С., Петрова Ю. А. Технология вяленой и сушено-вяленой рыбной продукции глубокой разделки с использованием ВАД // Изв. Калининград. гос. техн. ун-та. 2009. № 16. С. 50-58.
2. Богданов В., Сафронова Т. Структурообразователи и рыбные композиции. М.: ВНИРО, 1993. 178 с.
3. Куранова Л. К. Разработка технологии аналоговых продуктов из водных биоресурсов Северного бассейна: дис.. канд. техн. наук. Мурманск, 2010. 217 c.
4. Антипова Л. В., Толпыгина И. Н. Пищевые добавки и ингредиенты для лучшего вкуса // Рыбное хозяйство. 2002. № 4. С. 66-68.
5. Данкбарас И. В. Разработка технологии производства рыбы в желейной заливке с использованием казеината: дис. … канд. техн. наук. Кемерово, 2006. 123 с.
6. Джафаров А. Ф. Производство желатина. М.: Агропромиздат, 1990. 284 с.
7. Киладзе А. Б. Рыбные отходы - ценное сырье // Рыбное хозяйство. 2004. № 3. С. 58-60.
8. Панков С. М. Студнеобразное состояние полимеров. М.: Химия, 1974. 255 c.
9. Kinsella I. E. Functional properties of food proteins: thermal modification involving denaturation and gelation. Food science and technology: Present Status, and Future // Dir. Proc., 6-th tot. Cong., Dublin, Sept. 1983. P. 226-246.
10. Маклакова А. А., Кондратюк Ю. В., Воронько Н. Г., Деркач С. Р. Реологическое поведение гелей желатины с добавками анионного полисахарида // Изв. Калининград. гос. техн. ун-та. 2012. № 25. С. 90-97.
11. ГОСТ 11293-89. Желатин. Технические условия. М.: Изд-во стандартов, 1989. 26 с.
12. Куранова Л. К., Корчунов В. В. Реологические показатели качества пищевой продукции и инструментальные методы их оценки на приборе «Food Checker» (Япония) // Молодой учёный. 2013. № 2. С. 39-43.
13. ГОСТ 6442-89. Мармелад. Технические условия. М.: Изд-во стандартов, 1989. 7 с.
