Разработка технологии охлажденной рыбы с использованием электрохимически активированных растворов хлористого натрия (ЭХА-воды) тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.18.04, кандидат технических наук Мелехин, Дмитрий Владимирович

• Мелехин, Дмитрий Владимирович
• кандидат технических наук
• 2000

Оглавление диссертации кандидат технических наук Мелехин, Дмитрий Владимирович

Введение

1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ИССЛЕДОВАНИЙ 8 ПО ТЕХНОЛОГИИ ОХЛАЖДЕННОЙ РЫБЫ.

1.1. Посмертные изменения мяса рыбы.

1.2. Современные способы охлаждения рыбы.

1.3. Электрохимическая активация. История и 29 перспективы развития.

2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

2.1. Задачи и методы проведения исследования

2.1.1. Цель и задачи исследования

2.1.2. Объект и порядок проведения исследования.

2.1.3. Выбор и обоснование методов исследования.

2.2. Результаты исследований. 54 2.2.1. Исследование физико-химических характеристик ЭХА - воды установки СТЭЛ МТ-1 в зависимости от силы тока, напряжения и степени разведения.

2.2.2. Влияние условий и сроков хранения ЭХА - воды 61 на ее физико-химические и бактерицидные свойства.

2.2.3. Влияние ЭХА - воды на микрофлору свежей 69 и охлажденной рыбы.

2.2.4. Изменение физико-химических свойств ЭХА - 71 воды при контакте с рыбой.

2.2.5. Влияние ЭХА - воды на ферментативную 75 активность рыбы.

2.2.6. Влияние ЭХА - воды на посмертные 77 изменения рыбы.

3.2.7. Разработка технологических параметров 82 процесса мойки рыбного сырья ЭХА - водой.

2.2.8. Исследование влияния ЭХА - воды на качество 84 охлажденной рыбы. Обоснование сроков хранения продукции.

2.2.9. Технология охлажденной рыбы с 93 использованием ЭХА - воды.

2.2.10. Оценка эффективности применения ЭХА - 95 воды при производстве охлажденной рыбы.

3. ВЫВОДЫ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Разработка технологии охлажденной рыбы с использованием электрохимически активированных растворов хлористого натрия (ЭХА-воды)»

Из многих способов консервирования холодильная обработка, в том числе охлаждение, имеет преимущественное значение, так как обеспечивает максимальное сохранение натуральных свойств продукта. В связи с этим охлажденная рыба пользуется повышенным спросом на мировом рынке. Однако существенным недостатком консервирования свежевыловленного сырца посредством охлаждения является короткий срок хранения, обусловленный порчей под воздействием биохимических и микробиологических процессов.

Существующие технологические решения увеличения сроков хранения охлажденной рыбы не в полной мере отвечают предъявляемым к продукту требованиям, что не позволяет решить проблему создания экологически чистых и экономичных технологий.

Замедление порчи при охлаждении разделанной и неразделанной рыбы может быть обеспечено различными технологическими приемами.

На современном этапе развития технологии из нескольких известных способов осуществления этого процесса —охлаждение воздухом при температуре ниже 0°С, охлаждение жидкой средой (в холодном слабом солевом растворе плотностью 1,03 - 1,05 г/см3 или охлажденной морской воде), охлаждение во льду, приготовленном из пресной или морской воды, охлаждение во льду, приготовленном из воды с растворенными в ней бактерицидными веществами - последнее предпочтительнее, так как при этом консервирующим фактором является не только низкая температура, но и бактерицидное воздействие на микрофлору рыбы (Головкин и др. 1987).

Известные способы охлаждения рыбы льдом, приготовленным из воды с растворенным в ней антибиотиком (биомицином) или с использованием осветленного раствора хлорной извести недостаточно эффективно и не в полной мере соответствуют требованиям безопасности и экономичности.

Вследствие этого, поиск других эффективных консервирующих средств, обеспечивающих наряду со снижением температуры рыбы также замедление или прекращение развития микрофлоры, имеет определенное научное и практическое значение.

Применение таких консервирующих средств для повышения стойкости рыбы должно осуществляться с учетом следующих условий: безопасности, экономичности, простоты технологического процесса получения самого консерванта, а также его свойств, основным из которых должна быть способность значительно снизить влияние микрофлоры на качество охлажденной рыбы.

Решение поставленных проблем возможно на основе проведения специальных исследований новых бактерицидных хладагентов, используемых при охлаждении, изучения их действия на процессы посмертных изменений и бактериального разложения рыбы. Разработка технологии охлаждения рыбы с использованием перспективных хладоносителей может явиться новым решением задачи создания экологически чистой и экономически выгодной технологии охлажденной рыбы с увеличенными сроками хранения.

Целью данной работы явилось обоснование и разработка технологии охлажденной рыбы с использованием электрохимически активированных растворов хлористого натрия (ЭХА - воды).

На основании полученных экспериментальных данных разработана технология охлаждения рыбы с использованием ЭХА - воды и ЭХА -льда, позволяющая увеличить сроки хранения охлажденной рыбы на 30-50 %. Разработана и утверждена нормативная документация: ТУ 9261 - 002

00038155 - 98 «Рыба охлажденная с использованием электрохимически активированного раствора хлористого натрия» (приложение 1,2)

Научная новизна работы заключается в следующем:

Обоснована возможность совершенствования технологии охлажденной рыбы путем использования электрохимически активированных растворов хлористого натрия (ЭХА - воды), обладающих существенным антимикробным воздействием.

Экспериментально доказаны эффективность бактерицидных свойств ЭХА - воды и увеличение периода ее релаксации при замораживании и холодильном хранении;

Показана зависимость изменения свойств ЭХА - воды от длительности контакта с мышечной тканью рыбы и соотношения рыба : вода в системе;

Выявлено влияние ЭХА - воды на активность протеолитических и липолитических ферментов рыбы;

Установлены зависимости уровня органолептических, физико-химических и микробиологических изменений показателей качества рыбы от свойств ЭХА - воды;

Доказано, что ЭХА - вода существенно не влияет на развитие посмертных механо-химических процессов в рыбе.

Материалы диссертации представлялись: на международной научно-технической конференции «Ресурсосберегающие технологии пищевых производств» (г. Санкт-Петербург, 1998 г.), на Втором международном симпозиуме «Электрохимическая активация в медицине, сельском хозяйстве, промышленности» (г. Москва, 1999), на технологических секциях Ученого Совета АтлантНИРО (г. Калининград 1998-2000 гг.)

По основным результатам исследований опубликовано 6 работ, получен патент №2145405 «Способ приготовления бактерицидного льда и способ сохранения свежести пищевого продукта» от 10 февраля 2000 года (приложение 3).

Выполненный объем исследований систематизирован в настоящей работе, которая изложена на 112 страницах, иллюстрирована 32 рисунком и 11 таблицами. Список литературы включает 107 наименований, в том числе 22 иностранных.

Выражаю искреннюю благодарность и глубочайшую признательность за помощь в подготовке работы моим научным руководителям М.П Андрееву и В.И. Шендерюку. Искренне благодарю С.А. Артюхову за консультации по подготовке работы. Благодарю коллектив лаборатории общей технологии и сектор микробиологии АтлантНИРО за помощь в проведении исследований.

Заключение диссертации по теме «Технология мясных, молочных и рыбных продуктов и холодильных производств», Мелехин, Дмитрий Владимирович

ВЫВОДЫ.

1. Обоснована и разработана технология охлажденной рыбы с использованием электрохимически активированных растворов хлористого натрия (ЭХА - воды), обеспечивающая новое решение задачи повышения качества продукции и удлинение сроков ее хранения.

2. Разработаны методологический подход и режимно -технологическая карта установки СТЭЛ - МТ - 1 для получения электрохимически активированных растворов хлористого натрия (ЭХА -воды) с заданными значениями pH, окислительно-восстановительного потенциала (ОВП), концентрации активного хлора (Са.х.).

3. Установлены физико-химические и бактерицидные характеристики ЭХА - воды в зависимости от условий и сроков ее хранения: при температуре от 0 до +20°С ЭХА - вода сохраняет свойства в течение 3-х суток, при температуре от минус 1 до минус 20°С - в течении 25-40 суток в зависимости от состава воды.

4. ЭХА - вода оказывает выраженное бактерицидное воздействие на различные микроорганизмы, характерные для свежей и охлажденной рыбы. Условно-патогенная микрофлора полностью погибает при воздействии как кислого А так и нейтрального АН анолитов в процессе раститровывания микроорганизмов в изучаемой воде (на примере Е. Coli М-17 с концентрацией 1100 кл/мл).

Гибель психрофильной и споровой протеолитической мезофильной

S 7 микрофлоры отмечена при их концентрации в воде 10" и 10" степени соответственно.

5. Эффективность воздействия ЭХА - воды на физико-химические свойства системы зависит от условий ее взаимодействия с органическими компонентами рыбы. В фаршевых смесях при разведении фарш : ЭХА -вода до 1:9 значения рН и окислительно-восстановительный потенциал (ОВП) смеси практически не изменяются и равны значениям для фарша рыбы. При контакте с неразделанной рыбой и филе в течении 15 минут при соотношении рыба : вода 1:2 и более, значения рН, ОВП и Са.х. ЭХА -воды изменяются незначительно.

6. Нейтральные анолиты АН и АНК способствуют некоторому повышению активности протеолитических ферментов рыбного фарша; кислый анолит и католит снижают их активность на 17-20%. Активность липолитических ферментов фарша под воздействием нейтрального анолита АНК снижается более, чем на 30%.

7. Установленной незначительное влияние ЭХА - воды на скорость протекания посмертных механо - химических изменений в мышечной ткани рыбы.

8. Обоснованы основные параметры рыбы ЭХА - воды при использовании для мойки рыбы: значения рН=6-7,5, концентрация активного хлора 150 мг/л, соотношение рыба : вода 1:2, температура не более 15 °С и продолжительность процесса 15 минут.

9. Установлена зависимость обобщенной численной характеристики качества и сроков хранения охлажденной неразделанной (салака) и разделанной (филе трески) рыбы от состава использованного льда. Значения ее колеблются от 3 до 1,5 единиц. Срок хранения охлажденной рыбы, полученной с использованием ЭХА - воды, увеличивается на 3050% и составляет для салаки 10 суток, для филе трески 13 суток.

10. Разработана и утверждена нормативная документация на рыбу охлажденную с использованием электрохимически активированного раствора хлористого натрия (ЭХА - вода) ТУ 9261 - 002 - 00038155 - 98.

11. Разработанная технология охлажденной рыбопродукции передана для промышленного освоения ООО «Калининградские морепродукты». В период с 1999 г по 2000 г заготовлено и реализовано 220 тонн охлажденной трески и салаки, охлажденных с использованием ЭХА - воды. Ориентировочная экономическая эффективность от внедрения разработанной технологии составила в условиях ООО «Калининградские морепродукты» около 500 тыс. руб.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Мелехин, Дмитрий Владимирович, 2000 год

1. Азгальдов Г.Г. Теория и практика оценки качества товаров. М.: Экономика, 1982. - 256 с.

2. Антипова H.H., Смирнова Г.А. Изменение жирнокислотного состава липидов севрюги при хранении. // Рыбное хозяйство. 1982. - №8. - С. 6667.

3. Балталон Ю.Ц. Очерк явления порчи в применении к рыбе. // Тр. Мосрыбвтуза. 1931. Вып. 1, - С. 9 - 44.

4. Баранов В.В. Обработка и транспортировка рыбы и морепродуктов. М.: Пищевая промышленность, 1975. - 144 с.

5. Бахир В.М. Медико-технические системы и технологии для синтеза электрохимически активированных растворов. М.: ВНИИИМТ, 1998. - 66 с.

6. Бендолл Дж. Мышцы, молекулы и движение. М.: Мир, 1970. - 256 с. Борисочкина Л.И. Консерванты, стабилизаторы, антиокислители, красители, вкусовые и ароматические вещества в рыбной промышленности. - М.: Пищевая промышленность, 1976. - 183 с.

7. Быков В.П. Белки и небелковые азотистые вещества рыб. В. кн.: Использование биологических ресурсов Мирового океана. М., 1980. - С. 106-130.

8. Быков В.П. Изменения мяса рыбы при холодильной обработке. М.: Агропромиздат, 1987. - 222 с.

9. Быков В.П., Бурменко Е.А. Состав мышечного сока карпа. // Рыбное хозяйство. 1968. - №11. - С. 70-71.

10. Быкова В.М., Белова З.И. Справочник по холодильной обработке рыбы. -М.: Агропромиздат, 1986. -208 с.

11. Воскресенский H.A. Структурно-механические свойства мышечной ткани леща. // Рыбное хозяйство, 1955, №5, С. 56-61.

12. Воскресенский H.A., Лагунов Л.Л. Технология рыбных продуктов. М.: Пищевая промышленность, 1968. -424 с.

13. Гауптман 3., Грефе Ю., Рамане Ч. Органическая химия: перевод с немецкого/ под ред. В.М. Потапова, пер. П.Б. Терентьева, С.С. Чуранова. -М.: Химия, 1979. 832 с.

14. Головкин H.A. Холодильная технология пищевых продуктов. М.: Легкая и пищевая промышленность. 1984. - 240 с.

15. Головкин H.A., Першина Л.И. Посмертные механо-химические изменения и их роль при консервировании рыбы холодом. // Тр. НИКИМРП ВНИРО. -1961.-Т. 1, вып. 2.-С. 5-100.

16. Головкин H.A., Першина Л.И. Растворимость актомиозина как биохимический показатель процессов в мышцах рыбы при ее холодильной обработке. // Рыбное хозяйство, 1958, №12, С. 58-63.

17. ГОСТ 18190-72. Вода питьевая. Методы определения содержанияостаточного активного хлора.

18. ГОСТ 7631-85 Правила приемки и отбор проб.

19. ГОСТ 7635-85 Рыба и продукты переработки рыбы и морских млекопитающих. Методы химического и физического исследования. ГОСТ 8756.1 70 Методы определения органолептических показателей, соотношения составных частей и массы нетто

20. Григорьев А.А., Семенов Б.Н. Изменение качества пятнистых тунцов в процессе холодильной обработки и хранения. // Тр. АтлантНИРО, 1979. -вып. 29.-С. 43-47.

21. Ионизированная вода // Информация японской фирмы «Iónica Co., Ltd.» 2577-8, Ikku, Kochi City Kochi, 780, Japan.

22. Кизеветтер И.В. Биохимия сырья водного происхождения. М.: Пищевая промышленность, 1973. -423 с.

23. Комбинированный электрохимический способ очистки воды. // А С73294 СССР, 1948.

24. Крешков А.П. Основы аналитической химии. Количественный анализ. -М.: Химия, 1976, т. 2.-480 с.

25. Лазаревский А.А. Объективные способы оценки свежести пресноводной рыбы. Дис. докт. техн. Наук. М. - 1940. - 519 с.

26. Лазаревский А.А. Технохимический контроль в рыбообрабатывающей промышленности. — М.: Пищепромиздат, 1955. 519 с. Ленинджер А, Основы биохимии. В 3-х т. / Пер. с англ. // Мир. - 1985. -1056 с.

27. Леонов Б.И. Электрохимические технологии для мира и человека // Второй международный симпозиум «Электрохимическая активация в медицине, сельском хозяйстве, промышленности». Сб. докл. Москва: ВНИИИМТ, 1999.-С.З-10.

28. Микробиология продуктов животного происхождения. / Г. Д. Мюнх, X. Зауне, М. Шрайтер и др. / Пер. с нем. Токаря Е.Г. // Агропромиздат. -1985.-592 с.

29. Мухина Л.Б., Дужик Н.В., Дмитриева Е.Ю., Алынтуль Э.Б.

30. Никитин Б.П. Повышение качества рыбных продуктов. М.: Пищевая промышленность, 1970. - 319 с.

31. Никитин Б.П. Приемка и хранение рыбных продуктов. М.: Экономика, 1972.- 128 с.

32. Павловский П.Е., Пальмин В.В. Биохимия мяса и мясопродуктов. М.: Пищепромиздат, 1963, - 324 с.

33. Паничева С.А. Выбор ЭХА систем для технологии переработки мяса птицы. // Второй международный симпозиум «Электрохимическая активация в медицине, сельском хозяйстве, промышленности». Сб. докл. -Москва: ВНИИИМТ, 1999. - С.205-208.

34. Патент РФ № 2145405 от 10.02.2000./ Способ приготовления бактерицидного льда и способ сохранения свежести пищевого продукта./ Андреев М.П., Мелехин Д.В.

35. Ржехина В.П., Сергеева А.Г. Руководство по методам исследования, технохимичеекому контролю и учету производства в масложировой промышленности. Ленинград, 1965, т.П. - 420 с. Роуз Э. Химическая микробиология. - М.: Мир, 1971. - 294 с.

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

37. Сборник технологических инструкций по обработке рыбы. М.: ВНИРО, 1992.-Т.1.-256 с.

38. Семенов Б.Н., Григорьев A.A., Жаворонков В.И. Технологические исследования обработки тунца и рыб тунцового промысла. М.: Легкая и пищевая промышленность, 1981. - 184 с.

39. Сикорский Э.Е. Технология продуктов морского происхождения: перевод с польского / пер. В.Е. Тишина. М.: Пищевая промышленность, 1974. -520 с.

40. Соловьев В.И. Созревание мяса (теория и практика процесса). М.: Пищевая промышленность, 1966. - 338 с.

41. Способ получения ионизированной металлической воды. // A.C. 133864 СССР, 1969.

42. Способ удаления солей из воды. // Пат. 5935 СССР, 1928 Техническая микробиология рыбных продуктов. / E.H. Дутова, М.М Гофтарш, И.И. Призренова, A.C. Сазонова. М.: Пищевая промышленность, 1976. - 270 с.

43. Технология обработки водного сырья / В.П. Зайцев, И В. Кизеветтер, Л.Л. Лагунов, Т.И. Макарова, Л.П. Миндер, В.Н. Подсевалов. М.: Пищевая промышленность, 1976. - 696 с.

44. Технология обработки водного сырья / И В. Кизеветтер, Т.И. Макарова, В.П. Зайцев, Л.П. Миндер, В.Н. Подсевалов, Л.Л. Лагунов. М.: Пищевая промышленность, 1976. - 696 с.

45. Тильгнер Д.Е. Органолептический анализ пищевых продуктов: перевод с польского / под. ред. А.Л. Мельченко, пер. Ю.К. Заяс. М.: Пищепромиздат, 1962. - 388 с.

46. Торопков В.В., Алынтуль Э.Б., Пересы пкин О.И., Труш М.В.

47. Уитон Ф.У., Лосон Т.Б. Производство продуктов питания из океанических ресурсов. Т.2. М.: Агропромиздат, 1989

48. Ушакова H.H., Николаева Е.Р., Моросанова С. А. Пособие по аналитической химии. Количественный анализ. М.: Московский университет, 1978. - 224 с.

49. Ушкалова В.Н. Стабильность липидов пищевых продуктов. М.: Агропромиздат, 1978. - 152 с.

50. Филиппович Ю.Б., Егорова Т.А., Севостьянова Г.А. Практикум по общей химии. М.: Просвещение, 1975. - 318 с.

51. Филоненко В.И., Спирина С.И., Офицеров В.А., Абрамов K.M.

52. Санитарная обработка оборудования в цехах переработки мяса птицы. // Второй международный симпозиум «Электрохимическая активация в медицине, сельском хозяйстве, промышленности». Сб. докл. Москва: ВНИИИМТ, 1999. - С.200-202.

53. Чижов Г.Б. Обобщенные численные характеристики изменения качества мяса при холодильной обработке и хранении. Обзорная информация. Сер. Холод. М.: ЦНИИТЭИмясомолпром, 1976. - 36 с.

54. Ш а робай ко В.И. Биохимия холодильного консервирования пищевых продуктов. Л.: Изд. Ленинградского университета, 1986. - 224 с. Шендерюк В.И. Производство слабосоленой рыбы. - М.: Пищевая промышленность, 1976. - 175 с.

55. Электрогидроаэроионизатор Острякова. // A.C. 124039 СССР, 1959. Электрохимическая активация: история состояние, перспективы.

56. Академия медико-технических наук Российской федерации. Под ред. В.М. Бахира. М.: ВНИИИМТ, 1999. - 256 е.: ил.

57. Amlacher Е. Rigor in Fish. In: Fish as Food. v. 1, Ed. E. Borgstrom. New York and London: Academic Press, 1961, p. 385-406.

58. Auclair G., Billeau L. Influence du mode de refrigeration sur la qualité de la crevette au débarquement // Can. inf. Min. agr. peche et alim. Dir. rech. sei. et teshn. 1986. - #120. - P. 1-28.

59. Belleau L., Simard RE. Effect d'atmosphères de dioxide de carbone et d'azote sur des filets de poisson // Sei. alim. 1987. - V.7. - #.3. - P. 433-448.

60. Bramstedt F., Auerbach M. The spoilage of fresh water fish. - In: Fish as Food, v. 1, Ed. G. Borgstrom, New York and London: Academic Press, 1961, p. 613-634.

61. Chattopadhyay P., Boy A.K., Lala S. Studies on transportation of wrt fish. IV. Use of liquid nitrogen as a secondary refrigerant // J. Food Sci. And Technol. -1987.-V.24. -#4.-P.178-180.

62. Cheuk W.L., Finne G., Nickelson R. Stability phosphate deaminase during ice storage of pink and brown shrimp from the Gulf of Mexico. J. Food Science, 1979. - V.44. - #6. - P. 1625-1628.

63. Flores S.C., Grawford D.L. Postmorten quality changes in iced pacific shrimp (Pandalus jordani). J. Food Science, 1973. - V.38. - #4. - P. 575-579. Graikoski J.T. Microbiology of Cured and Fermented Fish./Press. New York, 1973.-C. 97-112

64. Siebert G., Schmitt A. Fish Enzymes and their Role in Deteriorative Changes in Fish. In: The Technology of Fish Utilization. Ed. Kreuzer. London. Fishing News (Books), 1965, p. 47-53.

65. Utilistion en France de l'eau de mer ozonée pour le lavage des produits de lamer // France pêche. 1986. - #314. - P.47-50.

66. Veranth M.F., Robe K. C02-enriched atmosphere keeps fish fresh more than twice as long // Food Process. 1979. - V.40. - #4. - P. 76-79. Yearbook of fishery statistics. - FAO, 1987, V 61 - 166 p.