Разработка технологии охлаждения рыбы с использованием жидкого и газообразного азота тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.18.04, кандидат технических наук Зангала, Мануэль

• Зангала, Мануэль
• кандидат технических наук
• 2000

Оглавление диссертации кандидат технических наук Зангала, Мануэль

1. ВВЕДЕНИЕ.

2 . СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ИССЛЕДОВАНИЙ В ОБЛАСТИ

ТЕХНОЛОГИИ ОХЛАЖДЕНИЯ РЫБЫ (ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ).

2.1. Современное состояние технологии охлаждения рыбы.

2.2. Современное представление о физико-химических изменениях при охлаждении пищевых продуктов.

2.2.1. Постмортальные изменения в теле рыбы и влияние охлаждения на ход этих изменений.

2.2.2. Изменение биохимических, физико-химических и технологических свойств сырья при охлаждении и зависимость этих изменений от продолжительности холодильного хранения.

2.3. Обзор наиболее распространенных способов охлаждения рыбы.

2.4. Цели и задачи исследования.

3. ОРГАНИЗАЦИЯ ЭКСПЕРИМЕНТА И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ.

3.1. Сырье и материалы.

3.1.1. Предпосылки выбора объектов исследования.

3.1.2. Общие сведения о биологии и промысле, размерно-массовая характеристика и массовый состав салаки.

3.1.3. Общий химический состав съедобных и несъедобных частей и органов тела салаки.

3.1.4. Общие сведения о биологии и промысле, размерно-массовая характеристика и массовый состав леща.

3.1.5. Общий химический состав съедобных и несъедобных частей и органов тела леща.

3.2. Описание лабораторной установки для получения жидкого азота.

3.3. Организация эксперимента.

3.4. Выбор методов исследования.

3.5. Методика исследования качества белковых веществ охлажденной рыбы в процессе хранения.

3.6. Методика исследования качества липидов охлажденной рыбы в процессе хранения.

3.7. Методика исследования органолептических характеристик охлажденной рыбы.

4. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ.

4.1. Исследование изменения качества охлажденной рыбы в процессе хранения.

4.1.1. Контрольная партия салаки - охлаждение и хранение рыбы на воздухе.

4.1.2. Охлаждение салаки с помощью жидкого азота до 0°С и хранение в полимерных пакетах на воздухе.

4.1.3. Охлаждение салаки с помощью жидкого азота до 0°С и хранение в модифицированной газовой среде (МГС) в полимерных пакетах на воздухе.

4.1.4. Контрольная партия салаки со льдом (охлаждение и хранение рыбы во льду).

4.1.5. Охлаждение салаки с помощью жидкого азота до 0°С и хранение со льдом в полимерных пакетах.

4.1.6. Охлаждение салаки с помощью жидкого азота до 0°С и хранение со льдом в

МГС в полимерных пакетах.

4.1.7. Сравнение показателей качества салаки различных способов охлаждения и хранения

4.1.8. Увеличение корреляции показателей кислотного и перекисного числа с органолептической оценкой качества салаки путем пересчета их на 100г мышечной ткани.

4 .1. 9 . Охлаждение леща льдом.

4.1.10.Охлаждение леща жидким азотом.

4.1.11.Охлаждение леща льдом с добавлением жидкого азота.

4.1.12. Сравнение показателей качества леща различных способов охлаждения и хранения

4.1.13. Увеличение корреляции показателей кислотного и перекисного числа с органолептической оценкой качества леща путем пересчета их на 100г мышечной ткани.

4.2. Технологическая схема производства рыбы, охлажденной с использованием жидкого азота.

4.3. Эффективность технологии производства рыбы, охлажденной жидким азотом.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Разработка технологии охлаждения рыбы с использованием жидкого и газообразного азота»

Актуальность темы. Важнейшей задачей холодильной технологии является длительное сохранение сырья или готовой продукции в качественном состоянии. Охлажденное сырье в максимальной степени сохраняет свои нативные свойства, биологически активные вещества, пищевая ценность его наиболее высока, однако срок хранения ограничен.

Совершенствование холодильной обработки рыбы состоит в увеличении сроков ее холодильного хранения с помощью применения различных хладагентов, наиболее эффективным из которых считается жидкий азот. Использование жидкого азота для этих целей в ближайшее время будет очень перспективным, так как он является побочным продуктом металлургической, газовой и химической промышленности и с дальнейшим их развитием производимое количество жидкого азота будет возрастать. Вследствие того, что жидкий азот способствует быстрому охлаждению рыбы, а также резко тормозит активность аэробной микрофлоры, негативно влияющей на технологические свойства гидробионтов, длительность ее холодильного хранения может быть значительно увеличена по сравнению с рыбой, охлажденной по традиционной технологии.

В настоящее время известны возможности использования жидкого азота для увеличения продолжительности хранения мороженых тунцов и рыб тунцового промысла, однако применение его для охлаждения, и конкретно рыб Балтийского региона России, изучено недостаточно, что подтверждает целесообразность и актуальность решения данной проблемы с целью реализации пользующихся спросом рыб в охлажденном виде в других регионах России и за рубежом.

Работа выполнялась в соответствии с планом научно-исследовательских работ кафедры технологии продуктов питания

КГТУ на 1995-1999 г. г. по теме «Совершенствование технологии и контроля производства, расширение ассортимента пищевых и кормовых продуктов из водного сырья».

Научная новизна работы. Впервые научно обоснована возможность комбинированного использования жидкого азота как для охлаждения рыбы Балтийского региона России, в частности салаки и леща, так и для увеличения сроков ее холодильного хранения при применении модифицированной газовой среды. Установлены закономерности изменения липидных показателей (кислотных и перекисных чисел) в процессе длительного холодильного хранения в зависимости от постмортального состояния рыбы. Определена динамика фракционного состава белков мышечной ткани рыб в условиях использования жидкого и газообразного азота.

Практическаяценность. По результатам исследования разработана технология и промышленные регламенты производства охлажденной рыбопродукции с использованием жидкого и газообразного азота.

Разработан проект нормативной документации на следующий вид продукции: «Лещ и салака охлажденные. Технические условия» ТУ 9261-002-00471545-2000.

Совместно с преподавателями кафедры созданы методические пособия, которые в настоящее время используются в учебном процессе.

Установлены сроки холодильного хранения рыбы при использовании азота (соотношение рыба:азот=10:1) и модифицированной газовой среды.

Реализация результатов исследований. Изученные и описанные в данной работе способы охлаждения рыбы могут быть использованы рыбной промышленностью для обновления производства на базе современных технологических исследований.

Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной работы были доложены на международной научно-технической конференции, посвященной 4 0-летию пребывания КГТУ на Калининградской земле (Россия, Калининград, 1998), на студенческой научно-технической конференции (Россия, Калининград, 1998), на Всероссийском научно-техническом семинаре с международным участием «Применение холода в пищевых производствах» (Россия, Калининград, 1999).

В заключение выражаю глубокую благодарность коллективу кафедры «Технология продуктов питания» за участие в проведении исследований по теме. На протяжении всего комплекса исследований мы находились под влиянием идей моего учителя - профессора, доктора технических наук, академика МАХ Семенова Б.Н., внесшего большой вклад в изучение холодильной технологии. Он привил мне любовь к предмету исследований в период учебы в аспирантуре и совместной работы, за что искренне признателен ему. Особую благодарность выражаю Доровских О.Н. за помощь в проведении исследований и написании работы, а также Слежкину В.А. (кафедра химии) за помощь в исследованиях по определению активной кислотности охлажденной рыбы в процессе хранения.

Считаю своим долгом выразить искреннею благодарность за мое обучение в аспирантуре ректору КГТУ профессору Иванову В.Е., заведующему кафедрой «Технология продуктов питания» доценту Одинцову А.Б., профессору Шендерюку В.И., а также Осиняговой Т.А. Кроме этого, особенно благодарен студенческому отделу посольства Республики Ангола в РФ за предоставленную возможность обучения в аспирантуре.

Заключение диссертации по теме «Технология мясных, молочных и рыбных продуктов и холодильных производств», Зангала, Мануэль

5. ВЫВОДЫ

1. Установлено, что интенсивность гидролитического расщепления и окисления липидов, изменение содержания белковых веществ, влагоотдачи мышечной ткани и органолептических показателей качества охлажденной рыбы зависимости от технологии применения криогенных жидкостей как в процессе охлаждения, так и в процессе холодильного хранения.

2. Доказано, что процессы гидролиза и окисления липидов зависят от постмортального состояния объекта. Для контрольной партии салаки максимум окоченения мышечной ткани (3-4 сутки) совпадает с интенсивным гидролизом липидов, а начало расслабления (6-8 сутки) - с началом их окислительной порчи.

3. Выявлено, что окислительная порча липидов замедляется при использовании жидкого азота в процессе охлаждения и последующего холодильного хранения в атмосфере газообразного азота.

4. Установлено, что характер изменения водо- и солерастворимых белков носит синусоидальный характер и подтверждает относительное улучшение качественного состояния и удлинение сроков холодильного хранения гидробионтов с использованием жидкого и газообразного азота.

5. Показано, что относительная численная характеристика качества охлажденной рыбы подтверждает целесообразность использования перспективных технологий в холодильной обработке рыбы на примере применения криогенных жидкостей.

6. Доказана возможность увеличения в два раза продолжительности хранения охлажденной рыбы за счет применения жидкого азота и в 2,5-3,0 раза - за счет использования модифицированной газовой среды.

7. Рекомендуемые сроки хранения салаки с использованием жидкого азота составляют не более 14 суток, леща - не более 16 суток, а при использовании модифицированной газовой среды не более 19 и 20 суток соответственно.

8. Разработан проект нормативной документации на производство охлажденной рыбопродукции с применением жидкого азота: ТУ 9261.002-00471545-99 «Лещ и салака охлажденные».

4.4. Заключение

Применение холода задерживает процесс качественного изменения рыбы.

В заключение можно сказать, что проведённые исследования свидетельствуют о перспективности использования жидкого азота для охлаждения рыб Балтийского региона России, в частности, салаки и леща.

При охлаждении с использованием льда постмортальные изменения в мышечной ткани рыбы выражены менее ярко. Это объясняется тем, что белки такой рыбы набухают в воде от таяния льда и подвергаются механическим повреждениям со стороны кусочков льда.

При использовании для охлаждения жидкого азота постмортальные изменения рыбы более растянуты во времени. Поэтому позднее происходит разрешение посмертного окоченения и, следовательно, увеличивается продолжительность хранения.

В период посмертного окоченения происходит снижение рН тканей с 7,1-7,0 до 6,7. При расслаблении мышечной ткани рН увеличивается.

При развитии окоченения в процессе хранения происходит уменьшение растворимости миофибриллярных белков. В период расслабления растворимость вновь возрастает, после расслабления понижается.

Посмертные процессы в мышечной ткани рыбы сопровождаются изменениями в составе липидов. Процессы гидролиза и окисления липидов находятся в прямой зависимости от глубины постмортальных изменений в мышечной ткани рыбы.

Гидролиз и окисление липидов мышечной ткани наступает раньше у рыбы, охлажденной льдом, т.к. она содержит больше свободной воды, способствующей этим процессам. Чем выше скорость гидролиза липидов, тем интенсивнее протекает процесс их окисления. Окислительная порча липидов такой рыбы наступает раньше.

У рыбы, охлажденной с использованием жидкого азота и, особенно, с последующем хранением в МГС, накопление продуктов гидролиза и окисления липидов мышечной ткани происходит более плавно и в гораздо меньших количествах, чем у рыбы контрольных партий.

Однако в целом можно сказать, что предельные сроки хранения рыбы мало зависят от использования льда или воздуха. На продолжительность хранения большее влияние оказывает интенсивность процесса охлаждения.

Сроки хранения рыбы, охлаждённой с помощью азота, в 2 раза больше по сравнению с рыбой, изготовленной по существующей нормативно-технической документации.

Рыба, охлаждённая с помощью жидкого азота, обладает большой холодовой стойкостью по сравнению с другими способами холодильной обработки, так как азот, убивая аэробную микрофлору, способствует более длительному хранению гидробионтов, а его инертность позволяет тормозить негативные изменения качественного состояния продукта (гидролиз и окисление липидов).

С целью увеличения сроков холодильного хранения можно использовать модифицированное хранение гидробионтов в азотной среде, позволяющее увеличить продолжительность холодильного хранения этой рыбы ещё на 20-30%.

Анализируя полученные данные по изменению кислотного числа и перекисного числа можно установить, что максимум окоченения мышечной ткани совпадает с началом гидролиза липидов, а расслабление мышечной ткани коррелирует с началом окислительных процессов. Кроме того, указанные изменения хорошо соотносятся с органолептической оценкой качества охлаждённой рыбы.

Для наибольшего увеличения продолжительности хранения охлажденной рыбы рекомендуем охлаждать её жидким азотом с последующим хранением в МГС.

Обобщая результаты исследований по охлаждению салаки и леща, можно сказать, что с технологической точки зрения немедленное охлаждение жидким азотом значительно сказывается на увеличении продолжительности хранения рыбы.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Зангала, Мануэль, 2000 год

1. Андрусенко П.И. Биохимические изменения рыбы при некоторых видах обработки. Калининград: Ин-т повышения квалификации руководящих работников и специалистов рыб. пром-сти, 1979. - 41с.

2. Антипова Н.Н. Влияние посмертных изменений и применяемого защитного покрытия на сохраняемость осетровых рыб (на примере севрюги); Автореферат диссертации на соиск. учен, степ. канд. техн. наук. М., 1987. - 23с.

3. Борисочкина Л.И., Дубровская Т.А. Технология продуктов из океанических рыб. М.: Агропромиздат, 1988. - 208с.

4. Быков В.А. и др. Новые исследования в области холодильной техники и технологии. М. : ЦНИИТЭИмясомолпром, 1982. 22с.

5. Быков В.П. Изменения мяса рыбы при холодильной обработке. -М.: Агропромиздат, 1987. 220с.

6. Быков В.П. Технохимические свойства океанических рыб. М.: Пищевая пром-сть, 1972. - 246с.

7. Головин А.Н. Контроль производства и качества продуктов из гидробионтов. М.: Колос, 1997. - 256с.

8. Головкин Н.А. Холодильная технология пищевых продуктов. -М.: Легкая и пищевая пром-сть, 1984. 240с.

9. Головкин Н.А., Першина Л.И. Посмертные механохимические изменения и их роль при консервировании рыбы холодом // Труды НИКИМРП. Л.: ВНИРО, 1961. - Т.1., вып.2. - С.3-100.

10. Журавская Н.К. и др. Исследование и контроль качества мяса и мясопродуктов. М.: Агропромиздат, 1985. - 295с.

11. Зайцев В. П. Анализ основных процессов холодильной обработки рыбопродуктов; Диссертация на соиск. учен. степ, канд. техн. наук. М., 1951. - 336с.

12. Кизеветтер И.В. Биохимия сырья водного происхождения. -М.: Пищевая пром-сть, 1973. 424с.

13. Лазаревский А. А. Технохимический контроль в рыбообрабатывающей промышленности. М.: Пищепромиздат, 1955. - 519с.

14. Марх А.Т. и др. Технохимический контроль консервного производства. М. : Агропромиздат, 1989. - 303с.

15. Методические указания по изучению техно-химического состава и технологических свойств объектов промысла в экспедиционных условиях / Л.И. Перова, Б.Н. Семёнов, А.Б. Одинцов, В.Т. Смирнов. Калининград: Атлант НИРО, 1983. -7 бс.

16. Миронова О. В. Исследование изменений свойств мяса рыбы осетровых пород при холодильной обработке в условиях совершенствования балычного производства; Автореферат диссертации на соиск. учен. степ. канд. техн. наук. Л., 1967. - 16с.

17. Павловский П.Е. Исследования биохимических превращений при различных видах холодильной обработки мяса; Автореферат диссертации на соиск. учен. степ, доктора техн. наук. М., 1969. - 48с.

18. Павловский П.Е., Пальмин В.В. Биохимия мяса. М. : Пищевая пром-сть, 1975. - 344с.

19. Пискарев А.И., Руус В.В. Хранение охлажденной салаки в газообразном азоте // Холодильная техника. 1980.- №7 -С.32-35.

20. Применение азотных технологий в процессах охлаждения, замораживания, хранения и транспортирования скоропортящихся продуктов / Б.Н. Семенов, Л.А. Акулов, Е.И. Борзенко и др. Калининград: КГТУ, 1994. - 278с.

21. Промысловые рыбы Атлантического океана / М.С. Биденко, Л.И. Перова, Е.И. Кукуев, В.В. Суховершин. . М. : Легкая и пищевая пром-сть, 1981. - 177с.

22. Расулова Т.А. Методические указания по исследованию содержания белка в мышечной ткани гидробионтов биуретовым реактивом. Калининград: АтлантНИРО, 1984. - 12с.

23. Ржавская Ф.М. Жиры рыб и морских млекопитающих. М. : Пищевая пром-сть, 1976. - 470с.

24. Родин Е.М. Справочник по холодильной обработке рыбы. М., 1977. С.71-75.

25. Саускан В.И. Промысловые рыбы Атлантического океана. М.: Агропромиздат, 1988. 360с.

26. Сафронова Т.М. Органолептическая оценка рыбной продукции. М.: Агропромиздат, 1985. - 216с.

27. Сафронова Т.М. Сырье и материалы рыбной промышленности. -М.: Агропромиздат, 1991. 190с.

28. Сборник технологических инструкций по обработке рыбы. Т.1 / Под ред. А.Н. Белогурова, М.С. Васильевой. М. : Колос, 1992. - 256с.

29. Семёнов Б.Н. и др. Технологические исследования обработки тунца и рыб тунцового промысла / Семёнов Б.Н., Григорьев А.А., Жаворонков В.И.. М.: Лёгкая и пищевая пром-сть, 1981. - 184с.

30. Семенов Б.Н. Разработка холодильной технологии тунца; Автореферат диссертации на соиск. учен. степ, доктора техн. наук. Л., 1990. - 31с.

31. Терещенко В. П. Холодильная обработка водного сырья. Калининград: КТИРПиХ, 1994. 151с.

32. Технология обработки водного сырья / И. В. Кизеветтер, Т.И. Макарова, В.П. Зайцев и др. М. : Пищевая пром-сть, 1976. - 696с.

33. Технология продуктов из водного сырья: Метод, указания к лабораторной работе по определению обобщённой численной характеристики качества рыбных продуктов по спец. 27.09 "Технология рыбных продуктов" / Б.Н. Семёнов. Калининград: КТИРПиХ, 1992. 30с.

34. Уитон Ф.У., Лосон Т.Б. Производство продуктов питания из океанических ресурсов. М., 1989. - Т.1. - С.256-257.

35. Химический состав пищевых продуктов. / Под ред. И.М. Скурихина, М.Н. Волгарева. М. : Агропромиздат, 1987. -Т.1. - 224с.

36. Шаробайко В. И. Биохимия продуктов холодильного консервирования. М.: Агропромиздат, 1991. - 255с.