Изучение возможности улучшения качества рыбного фарша путем промывания органическими кислотами Текст научной статьи по специальности «Промышленные биотехнологии»

УДК 664.951.65.004.12:661.74

Н. В. Ярцева, Н. В. Долганова

ИЗУЧЕНИЕ ВОЗМОЖНОСТИ УЛУЧШЕНИЯ КАЧЕСТВА РЫБНОГО ФАРША ПУТЕМ ПРОМЫВАНИЯ ОРГАНИЧЕСКИМИ КИСЛОТАМИ

Введение

Российский рынок замороженных рыбных продуктов является небольшим по объему во многом потому, что потребителям до недавнего времени не были представлены качественные продукты этого сегмента. Пока российский рынок замороженных рыбных полуфабрикатов в панировке в 20 раз меньше европейского по потреблению на душу населения, но он увеличивается на 20-25 % ежегодно [1].

Улучшение качества пищевых продуктов является первостепенной задачей любых производств. В настоящее время рыбные фаршевые изделия не пользуются большим спросом, хотя могут являться основой для получения высокопитательных диетических продуктов. Для данного вида производства характерен большой ассортимент товаров, который продолжает постоянно расширяться. Однако объемы выпускаемой кулинарной продукции ограничены, поскольку в основном это скоропортящиеся изделия с ограниченными сроками реализации.

Рыбные полуфабрикаты и разнообразные кулинарные изделия не требуют трудоемкого процесса разделки рыбы и после несложной обработки могут быть быстро подготовлены к употреблению в пищу. Повышение конкурентоспособности рыбных фаршей может быть достигнуто только путем улучшения их качества. Это связано в первую очередь с улучшением органолептических и технологических характеристик готовых изделий [2].

Рыбный фарш получают из промытого водой измельченного мяса рыбы, которое после частичного обезвоживания и внесения специальных добавок замораживают в блоках при температуре -18...-25 °С и ниже. Все большей популярностью у потребителей пользуются быстрозамороженные полуфабрикаты - рыбные котлеты, биточки, фрикадельки, тефтели и др., изготавливаемые чаще всего из рыбного фарша, а также разнообразные готовые блюда, горячие и холодные закуски.

Производство рыбного фарша открывает новые возможности в области рационального использования морского сырья в связи с увеличивающейся долей в морских уловах малоценных в пищевом и технологическом отношении рыб. Фарш имеет высокую степень готовности для переработки - отпадает необходимость в первичной обработке рыбы, отсутствуют отходы, он легко комбинируется с различными вспомогательными ингредиентами. Производство рыбного фарша можно считать наиболее рациональным и современным способом переработки рыбного сырья. Выход съедобной части рыбы в этом случае достигает 40-60 %, тогда как при филетиро-вании ее доля составляет 28-33 %.

В настоящее время перспективным становится производство фаршевых изделий из пресноводной рыбы (карп, толстолобик, белый амур), использование которой связано с тенденцией развития аквакультуры в России [3].

Качество фарша можно значительно улучшить, применяя антиокислители и синергические вещества, например фосфорную, лимонную кислоту, глутамат натрия в небольших количествах. Добавки можно использовать непосредственно на стадии измельчения мяса рыбы или на стадии промывки, т. е. добавлять в промывную воду.

Как известно из литературных источников, эффективное влияние промывки на улучшение запаха фарша обусловлено тем, что многие вещества, придающие ему запах, относятся к растворимым в воде. Однако изменение качества мороженого фарша в процессе хранения определяется не только абсолютным содержанием пахучих соединений, но и прежде всего удалением соединений, которые превращаются в вещества, имеющие запах и катализирующие образование неприятных запахов. Особенно эффективно вымываются низкомолекулярные компоненты азотистых веществ - аммиак, амины, триметиламиноксид, свободные аминокислоты, а также вещества липидного характера - свободные жирные кислоты и альдегиды [4].

Консистенция промывного рыбного фарша в значительной степени зависит от содержания воды в конечном продукте. Лучшую консистенцию имеет фарш, в котором содержание влаги по-

сле промывки и удаления избытка воды несколько выше, чем до промывки. Подкисление воды до значения рН, близкого к изоэлектрической точке белка, улучшает эффективность удаления небелковых азотистых веществ из мяса рыбы при значительном снижении потерь белка во время промывки. Осветление мяса по мере снижения рН воды свидетельствует о том, что подкисление облегчает также экстракцию гемопротеидных соединений, в основном гемоглобина и миоглобина.

Следует отметить, что слишком сильное подкисление воды для промывки иногда приводит к частичной денатурации белка мяса и ухудшает консистенцию фарша, особенно при рН воды ниже 5,5. Оптимальное значение рН промывки воды для фарша из рыбы составляет примерно 5,5.

В результате анализа литературных данных был сделан вывод, что наиболее эффективным способом решения всех вышеупомянутых проблем может быть промывка фарша растворами органических кислот, в частности лимонной и янтарной.

Лимонная кислота (Е 330) имеет наиболее мягкий вкус по сравнению с другими пищевыми кислотами, не оказывает раздражающего действия на слизистые оболочки пищеварительного тракта, способствует усвоению организмом кальция, оказывает активирующее или ингибирующее действие на некоторые ферменты [5].

Янтарная кислота (Е 363) является универсальным промежуточным метаболитом, образующимся при взаимопревращении углеводов, белков и жиров в растительных и животных клетках. Кроме того, янтарная кислота обладает и такими эффектами, как актопротекторный и противовирусный. Окисление сукцината является необходимым условием каталитического действия любой другой из карбоновых кислот для усвоения тканью кислорода (цикл три-и дикарбоновых кислот) [6].

Материалы и методы исследования

В качестве сырья для приготовления рыбного фарша была использована прудовая рыба -карп (Cyprinus carpio), белый амур (Ctenopharyngodon idella) и толстолобик (Hypophthalmichthys molitrix). Сырье было принято в соответствии с ГОСТ 7631-85. Рыба поступала по качеству, соответствующему нормативной документации. Объекты исследований были закуплены в охлажденном виде в ООО «Торговый комплекс «Лента» (г. Астрахань).

Фарши из прудовой рыбы приготовляли путем тонкого измельчения рыбного филе на коже с последующим промыванием в растворе органических кислот с концентрацией 0,1-0,5 % к массе фарша, гидромодуль фарш : вода - 1 : 3. Образцы ставили на электрическую мешалку «Экрос-6410М» с частотой 400 об/мин и каждые 5 минут в течение 40 минут замеряли выход фарша. В полученных модельных фаршах определяли ряд физико-химических показателей.

В работе использовали общепринятые органолептические и физико-химические методы исследования свойств сырья и полуфабрикатов. Определение размерно-массового состава рыб проводили согласно ГОСТ 1368-91 [7], определение влагоудерживащей способности (ВУС), влаги, массовой доли минеральных веществ, общего азота - методом отгона и титрования по Къельдалю согласно ГОСТ 7636-85 [8]. Определение общего водорастворимого азота проводили согласно модификации А. П. Черногорцева и Р. Г. Разумовской [9].

Результаты исследований обрабатывали методами математической статистики. Повторность опытов - трехкратная. Математическая обработка и графические интерпретации результатов исследований проводились с использованием пакета программ в MS 0ffice2007: MS Word2007, MS Excel2007.

Результаты исследований и их обсуждение

Разработка технологических режимов получения рыбного фарша с заданными технологическими характеристиками зависит от химического состава объектов переработки, критериальных показателей качества, позволяющих обосновать выбор сырья и возможные направления его использования.

Одним из главных критериев для рекомендации выбора переработки являются размерномассовый и физико-химический состав сырья (табл. 1, 2).

Таблица 1

Размерный состав прудового сырья

Показатель Вид сырья

Белый амур Карп Толстолобик

Масса, кг 0,71-1,77 0,52-0,71 0,85-1,22

Длина рыбы, см 34,0-41,0 28-37 45,0-49,0

Длина головы, см 8,0-10,0 7,5-8,0 11,0-13,0

Длина хвостового плавника, см 9,0-11,0 5,0-7,5 8,0-9,5

Высота тела, см 8,0-10,0 10,0-11,0 11,0-14,0

Согласно ГОСТ 1368-91 «Рыба всех видов обработки. Длина и масса», исследуемые образцы рыб прудовых хозяйств соответствуют требованиям п. 5 настоящего ГОСТ и могут быть использованы в пищевых целях.

Основной частью по пищевой значимости и количеству в рыбе является мясо. К съедобным частям относят также развитые гонады (икра и молоки), печень, к несъедобным - кожу, кости, плавники, чешую, желудочно-кишечный тракт. На рис. 1 представлено соотношение всех частей тела рыб при ручной разделке.

Рис. 1. Массовое соотношение отдельных частей тела рыб прудовых пород

Выход готового фарша составляет 30-50 %. Наибольшее количество отходов представлено головами - 20-30 %, наименьшее чешуей - 2-5 %. Таким образом, отходы составили 40-60 %, потери при разделке - 5,5-8,0 %.

Таблица 2

Физико-химический состав прудового сырья

Вид сырья Часть тела Химический состав

Влага, % Липиды, % Сырой протеин, % Минеральные вещества, %

Белый амур Г олова (без жабр) 64,8 11,7 14,2 7,8

Плавники 59,4 11,0 17,2 12,3

Кость хребтовая 61,6 10,8 16,6 10,9

Мясо с кожей 73,8 6,0 18,7 1,5

Толстолобик Голова 67,2 14,5 12,7 6,7

Кости 56,7 15,0 16,5 12,7

Плавники 55,5 11,5 18,5 14,2

Мясо с кожей 67,4-67,7 8,4-15,3 16,5-18,1 1,2-1,8

Карп Мясо с кожей 77,8 4,5 16,4 1,2

Результаты исследования физико-химического состава прудового сырья свидетельствуют

о том, что выбранные объекты исследования можно отнести к белковым (16-18 % белка) среднежирным (2-8 % липидов) рыбам [4]. Содержание белка в диапазоне 16-18 % подразумевает сбалансированный набор почти всех незаменимых аминокислот. Количество жира в пределах 1,0-20,0 % легко усваивается, в нем преобладают ненасыщенные жирные кислоты, включая незаменимые, что обусловливает высокую пищевую ценность сырья [10].

Так как ткани рыбы и состоящие из низ органы различны по своему химическому составу и представляют собой неоднородное пищевое и техническое сырье, было решено исследовать химический состав фаршей мышечной ткани прудовых рыб (табл. 3).

Таблица 3

Физико-химический состав фарша из прудового сырья

Показатель Вид сырья

Белый амур Карп Т олстолобик

ра 6,0 6,0 6,0

Влага, % 76,6 79,2 79,4

ВУС, % 69,9 72,5 71,6

Минеральные вещества, % 1,2 1,1 1,1

Липиды, % 6,4 6,0 4,5

Сырой протеин, % 18,1 17,5 16,9

Небелковые азотистые вещества, % 2,7 2,6 2,5

Водорастворимая белковая фракция, % 5,4 5,6 5,6

Формольно-титруемый азот, мг/100 г 136,6 107,5 129,2

Белково-водный коэффициент 0,236 0,221 0,213

Жиробелковый комплекс 0,353 0,343 0,266

Именно мышечная ткань содержит значительное количество белковых веществ - 16-18 % и воды - 76,6-79,4 %, но меньше минеральных веществ - 1,1-1,2 %. Особенно значительным колебаниям подвержено содержание липидов в фарше - 4,5-6,0 %.

Основным процессом, улучшающим качество и повышающим стойкость фарша при хранении, является промывка измельченного мяса для удаления веществ, прямо или косвенно вызывающих неблагоприятные химические и физические изменения в процессе хранения мороженого фарша - гемопротеидов, небелковых азотистых веществ, например триметиламмониевых оснований (ТМАО), ферментов саркоплазмы. Дополнительным результатом промывки является увеличение содержания в фарше миофибриллярных белков и улучшение его реологических свойств - эластичности и плотности после термической обработки. Увеличение содержания миофибриллярных белков происходит, однако, за счет уменьшения содержания белков саркоплазмы, которые из многократно промытого фарша вымываются практически полностью. Промывка оказывает благоприятное воздействие на свойства фарша, особенно на его цвет, запах и консистенцию, кроме того, промывка улучшает реологические свойства - способность к образованию геля, эластичность и др.

Динамика химического состава при промывании различными растворами отражена в табл. 4.

Таблица 4

Результаты физико-химической оценки фарша

Время промывки, мин Физико-химическии'^^ показатель, % Белый амур Карп Толстолобик

5 10 15 20 30 40 5 10 15 20 30 40 5 10 15 20 30 40

Промывание водой

Вода 85,7 86,7 87,1 87,8 88,0 88,1 85,2 86,3 86,9 87,3 87,9 88,1 83,8 84,5 84,6 84,7 84,9 85,0

Минеральные вещества 0,39 0,22 0,26 0,18 0,15 0,12 0,35 0,27 0,24 0,18 0,12 0,10 0,49 0,42 0,35 0,22 0,17 0,11

Липиды 2,0 2,0 1,9 1,9 1,7 1,5 1,8 1,8 1,7 1,6 1,4 1,4 2,4 2,1 1,8 1,7 1,7 1,6

Белок 17,1 15,6 14,2 14,0 13,3 12,1 16,0 13,2 13,1 12,7 10,8 9,7 18,0 14,3 13,5 13,3 12,9 10,7

Промывание 0,1 % раствором лимонной кислоты

Вода 79,4 79,6 79,8 80,1 81,4 84,1 79,6 79,9 80,1 80,7 80,9 81,3 77,6 78,2 78,4 78,6 79,4 79,6

Минеральные вещества 0,80 0,70 0,65 0,45 0,35 0,26 0,75 0,64 0,52 0,41 0,31 0,21 0,6 0,5 0,4 0,35 0,34 0,30

Липиды 4,9 4,1 3,4 3,1 2,8 2,2 3,7 3,1 2,8 2,4 2,2 1,7 5,4 5,0 4,5 4,0 3,4 2,7

Белок 15,8 14,3 13,6 12,8 12,0 11,2 15,4 14,2 13,4 11,6 10,8 9,9 17,9 17,8 17,7 13,4 13,0 12,0

Промывание 0,1 % раствором янта рной кислоты

Вода 84,6 85,9 86,3 86,4 86,8 87,2 86,6 86,9 87,3 88,1 89,4 89,7 82,4 83,5 84,6 84,8 84,9 85,3

Минеральные вещества 0,6 0,55 0,45 0,30 0,25 0,20 0,54 0,45 0,31 0,23 0,21 0,17 0,6 0,5 0,49 0,40 0,37 0,30

Липиды 4,2 3,6 3,0 2,5 2,1 1,9 3,1 2,8 2,6 2,1 1,9 1,7 4,8 3,8 3,2 2,7 2,4 2,1

Белок 17,9 17,7 17,6 13,0 12,8 12,0 15,4 15,1 14,8 14,3 14,0 12,8 17,9 17,3 16,5 16,0 15,22 14,9

Промывание 0,1 % раствором смеси органических кислот

Вода 89,8 90,3 91,1 91,5 91,29 92,9 89,7 90,6 91,5 91,7 92,1 92,6 82,4 87,8 90,4 92,6 92,9 93

Минеральные вещества 0,60 0,55 0,50 0,41 0,34 0,29 0,56 0,53 0,50 0,46 0,44 0,41 0,49 0,46 0,46 0,40 0,37 0,31

Липиды 3,77 3,02 2,66 2,21 2,01 1,87 1,67 1,66 1,66 1,62 1,50 1,30 3,4 2,9 2,4 2,3 2,2 1,98

Белок 17,2 16,4 15,0 10,0 8,6 7,3 15,3 14,0 12,7 12,3 12,0 10,5 17,9 17,3 16,0 12,2 11,9 10,5

На основании полученных экспериментальных данных были построены трехмерные графики, отражающие зависимость динамики консистенции фарша от времени его промывания различными растворами (рис. 2).

ЗМ График поверхности (Таблица данных 1 19v 26с)

ВУС = -4147,2975 - 10,9589*х + 103,5352*+ + 0,013*х*х + 0,1196*х*у - 0,633»

■ 80 ГИ 70

I I 60

I I 50

I I 40

I I 30

I I 20

I I 10

ЗМ График поверхности (Таблица данных 1 19v 26с)

ВУС = -6259,9194 - 13,5154*+ + 154,5145*у + 0,0163*х*х + 0,1687*x*y - 0,942*у*у

б

■ 70 I I 60

I I 50

I I 40

I I 30

Рис. 2. Динамика содержания влаги (Ш, %) и влагоудерживающей способности (ф, %) в зависимости от времени промывания (т, мин) и типа промывного раствора (с, %): а - для белого амура; б - для карпа

а

ЗМ График поверхности (Таблица данных 1 11у*26с)

ВУС = -1764,2498 - 5,4165*х + 42,6013> + 0,0062*х*х + 0,0681» - 0,2666»

I I 840 ГЛ 820 I I 800

I I 80

I I 60

I I 40

в

Рис. 2. Динамика содержания влаги (Ж, %) и влагоудерживающей способности (ф, %) в зависимости от времени промывания (т, мин) и типа промывного раствора (с, %): в - для толстолобика

Повышение влажности продукта напрямую зависит от времени промывки. Как видно из графиков, значительное увеличение влажности продукта происходит после промывки в течение более 15 минут, следовательно, лучше данный промежуток времени не превышать.

Как известно, повышение влажности сопровождается повышение ВУС, что неблагоприятно сказывается на продукте, вызывая его излишнюю обводненность и размазываемость. Из рис. 2 видно, что ВУС способна понижать только янтарная кислота. Однако промывка смесью кислот по сравнению с промывкой одной лимонной кислотой повышает ВУС меньше. Кроме того, после промывки в течение более 20 минут ВУС фарша снижается, что негативно отражается на таком параметре, как консистенция. Следовательно, выгоднее остановиться на промывке в среднем в течение около 15 минут.

Что касается белковых веществ, то наибольшие потери составляет водорастворимая фракция белков - саркоплазматические белки. С водорастворимой фракцией вымывается также не только часть полезных веществ, но и побочные вещества, ухудшающие качество продукта -производные гуанина (креатин, креатинин), ТМАО. Больше всего потерь общего азота происходит при промывке смесью кислот, но содержание водорастворимой фракции и небелковых веществ не изменяется, как и при промывке по отдельности теми же кислотами. Следовательно, можно предположить, что промывка смесью кислот удаляет как раз продукты белкового обмена веществ в тканях рыбы, негативно влияющих на реологические и физико-химические свойства продукта. Кроме того, промывка свыше 15 минут не дает каких-либо резких перемен состава белковых веществ, поэтому наиболее выгодной является именно промывка в течение 15 минут.

Содержание минеральных веществ меняется так же, как и содержание белковых веществ: с увеличением времени промывки увеличиваются потери минеральных веществ. Наименьшие потери минеральных веществ характерны при промывке смесью органических кислот, потери при промывке кислотами по отдельности продолжают увеличиваться.

Заключение

По результатам исследований можно сделать следующие выводы:

1. Использование различных органических растворов благоприятно сказывается на физико-технологических параметрах получаемых продуктов. В частности, применение раствора янтарной кислоты повышает влагоудерживающую способность продукта, улучшая тем самым органолептические и формообразующие свойства фарша. При промывании раствором янтарной кислоты наблюдаются также наименьшие потери белка. Использование лимонной кислоты уменьшает вывод минеральных компонентов из фаршевой системы и благоприятно влияет на влагоудерживающую способность фаршевой системы.

2. Совместное использование янтарной и лимонной кислот показало лучшие физикотехнологические результаты. В данном случае происходит взаимодополнение свойств янтарной и лимонной кислот. При повышении массовой доли влаги происходит повышение влагоудерживающей способности и улучшение технологических параметров: улучшается текстура фарша, его консистенция и внешний вид. При данном способе промывки наблюдаются также наименьшие потери белковых веществ, липидов и минеральных соединений.

3. С увеличением времени промывания фарша, независимо от типа промывного раствора, наблюдаются потери питательных веществ: белков, жиров и минеральных веществ, поэтому время промывки рыбного фарша не должно превышать 15-20 минут. Повышенная влажность продукта негативно влияет на структурно-реологические показатели фарша, консистенция ослабляется, продукт получается расслаивающимся, формование затрудняется.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Потребление рыбы в РФ растет / Материалы российской интернет-газеты // www.Rerail.ru.

2. Колаковский Э. Технология рыбного фарша / под. ред. к. т. н. Л. И. Борисочкиной. - М.: Агропром-издат, 1991. - 220 с.

3. Тихомирова Е. К., Бредихина О. В., Абрамова Л. С. Современное производство кулинарных изделий из рыбного сырья // Рыбпром. - 2010. - № 1. - С. 54-57.

4. Сафронова Т. М. Справочник дегустатора рыбы и рыбной продукции. - М.: Изд-во ВНИРО, 1998. - 244 с.

5. О свойствах перспективных пищевых консервантов / Л. С. Кузнецова, А. Г. Снежко, О. И. Ходор-

ковская, Э. Т. Розанцев // Мясная индустрия. - 2001. - № 1. - С. 26-28.

6. Люк Э., Ягер Р. Консерванты в пищевой промышленности. - СПб.: ГИОРД, 2000. - 236 с.

7. ГОСТ 1368-91. Рыба всех видов обработки. Длина и масса. - М.: Минздрав, 1991. - 13 с.

8. ГОСТ 7631-85. Правила приемки, органолептические методы оценки и качества. Методы отбора проб для лабораторных испытаний. - М.: Минздрав, 1985. - 96 с.

9. Черногорцев А. П., Мижуева С. А., Разумовская Р. Г. Методические указания к лабораторным работам по дисциплине «Контроль производства продуктов из водного сырья». - Астрахань: Астрахан. техн. ин-т рыбной пром-сти и хоз-ва, 1985. - 70 с.

10. Сафронова Т. М. Сырье и материалы рыбной промышленности. - М.: Агропромиздат, 1991. - 191 с.

Статья поступила в редакцию 2.03.2011

STUDY OF AN OPPORTUNITY TO IMPROVE THE QUALITY OF FISH FORCEMEAT BY ORGANIC ACIDWASHING

N. V. Yartseva, N. V. Dolganova

The complex processing of pondfish requires the essentially new approaches to creation of products of functional purpose, including fish forcemeat products. The addition of organic acids in washing solution is offered for the first time and its influence on physical and technological parameters of food fish forcemeats from pondfish is shown. The received results can be used in fish industry for creation of functional products from pondfish forcemeat.

Key words: carp, grass carp, silver carp, fish forcemeat, washing, citric acid, amber acid, dimensional and mass structure, physical and technological parameters.