CC BY
4УДК 664.951.3
Н.В. Самбурская, О.Я. Мезенова
Калининградский государственный технический университет, Калининград, 236022 e-mail: nadyasamburskaya@outlook.com
ЭКОЛОГИЧЕСКИ БЕЗОПАСНАЯ ТЕХНОЛОГИЯ
БЕЗДЫМНОГО ГОРЯЧЕГО КОПЧЕНИЯ РЫБЫ В ВОДОРОСЛЕВОМ БИОГЕЛЕ
Предложена технология изготовления трески горячего копчения с применением коптильно-водо-рослевого биогеля на основе коптильного препарата «Жидкий дым» и экстракта красной водоросли Furcellaria lumbricalis. Проведена органолептическая оценка качества копченой рыбной продукции по действующему стандарту и пятибалльной шкале. Физико-химическими методами определено содержание тяжелых металлов и полициклических ароматических углеводородов. Путем сравнения экспериментальных данных с нормативными показателями безопасности копченой рыбы показана токсико-гигиеническая безопасность продукции бездымного копчения. Технология может считаться экологически безопасной, поскольку применение гелеобразной коптильной среды исключает выбросы в атмосферу.
Ключевые слова: горячее копчение, бездымное копчение, коптильный препарат, коптильный биогель, Furcellaria lumbricalis, тяжелые металлы, полициклические ароматические углеводороды, бенз(а)пирен.
N.V. Samburskaya, O.Y. Mezenova
Kaliningrad State Technical University,
Kaliningrad, 236022 e-mail: nadyasamburskaya@outlook.com
ENVIRONMENTALLY SAFE TECHNOLOGY OF SMOKE FREE HOT SMOKING OF FISH IN ALGAE BIOGEL
A technology for the production of hot-smoked cod using a smoke-algae biogel based on the liquid smoke preparation and an extract of the red alga Furcellaria lumbricalis is proposed. An organoleptic assessment of the quality of smoked fish products was carried out according to the current standard and a five-point scale. Physical and chemical methods determined the content of heavy metals and polycyclic aromatic hydrocarbons. By comparing the experimental data with the normative indicators of the safety of smoked fish, the toxic and hygienic safety of smokeless smoked products was shown. The technology can be considered environmentally friendly, since the use of a gel-like smoking medium eliminates emissions into the atmosphere.
Key words: hot smoking, smokeless smoking, smoke preparation, smoke biogel, Furcellaria lumbricalis, heavy metals, polycyclic aromatic hydrocarbons, benzapyrene.
Технологии копченой рыбы находятся в постоянном совершенствовании. Среди потребителей данной продукции растет востребованность в экологически безопасных продуктах, которым копченая рыба традиционного дымового копчения не соответствует по определению, как содержащая высокомолекулярные продукты пиролиза древесины - полициклические ароматические углеводороды (ПАУ). Бездымное копчение становится практически единственной возможностью создания продукта с заданным химическим составом, без канцерогенных веществ, поскольку при переводе дыма в раствор ПАУ не растворяются в воде. При этом коптильная среда подлежит гигиеническому контролю на содержание вредных веществ [1]. Кроме того, бездымное копчение позволяет создавать продукцию с разнообразными оттенками запаха и вкуса при внесении в коптильную среду натуральных композиций с большим спектром вкусоароматиче-ских свойств.
Представляется актуальным и рациональным создание новой коптильной среды с улучшенными органолептическими и технологическими свойствами при синергическом соединении потенциалов безопасных по содержанию токсикантов коптильного препарата и экстракта красных водорослей Балтийского моря Furcellaria lumbricalis. В результате такого соединения образуется биогель коричневого цвета с ароматом копчености и повышенными структурно-адгезионными свойствами, позволяющими сформировать на поверхности рыбы биопленку с дополнительными барьерным и функциональным эффектами [2].
Достоинствами бездымного копчения являются обеспечение контроля над содержанием основных канцерогенных веществ путем их анализа в коптильной жидкости и высокая экологическая безопасность за счет практического отсутствия выбросов в атмосферу коптильных веществ. Как правило, коптильный препарат наносится на рыбу тонким диспергированием или обработкой в парообразном состоянии, что минимизирует выбросы в атмосферу. Однако из-за высокой летучести коптильных аэрозолей выбросы все равно присутствуют. Полностью ликвидировать их можно путем применения бездымной коптильной среды в гелеобразном состоянии с максимальными адгезионными свойствами и минимальной летучестью коптильных веществ.
Такая технология возможна при введении в коптильные жидкости водных экстрактов красных водорослей, обладающих вязко-коллоидной структурой за счет наличия полисахаридов кар-рагинанов. При этом имеет место образование коптильно-водорослевого биогеля со специфическими показателями. Для обоснования технологии горячего копчения рыбы с применением такой композиции необходимо обеспечить у нее заданные свойства, в том числе способность выдерживать высокую температуру, придавать продукту традиционные цвет и аромат, высыхать без деградации целостности, а также быть безопасной по содержанию ПАУ и тяжелых металлов, которые могут содержаться в экстрактах морских растений.
Целью работы являлось обоснование безопасной технологии бездымного горячего копчения рыбы с традиционными органолептическими показателями путем применения коптильного препарата в форме биогеля, полученного путем композиционного соединения отечественного коптильного ароматизатора «Жидкий дым» с экстрактом красной морской водоросли Furcellaria lumbricali.s
Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:
- обосновать технологический процесс экологически безопасного производства рыбы горячего бездымного копчения с применением коптильно-водорослевого биогеля;
- оценить органолептические показатели готового рыбного продукта по пятибалльной шкале качества;
- определить содержание тяжелых металлов в водорослях и готовой рыбе горячего копчения;
- определить содержание бенз(а)пирена в коптильном препарате и готовом копченом продукте.
Для исследования применяли мороженую треску, отвечающую требованиям ГОСТ 32366-2013 «Рыба мороженая». Органолептические показатели качества рыбы горячего копчения оценивали по ГОСТ 7447-2015. Коптильный препарат «Жидкий дым» отвечал требованиям ТУ 10.89.19-037-55482687-2017 «Ароматизатор коптильный. Технические условия».
Безопасность коптильного биогеля и рыбы горячего копчения оценивали по содержанию бенз(а)пирена по методике Европейского Союза SOP 3.IV.33_2. Содержание тяжелых металлов определяли по SOP 3.IV.42_0. Основные исследования проводили в Научно-исследовательской и консультационной лаборатории UBF (Альтландсберг, Германия).
При определении содержания тяжелых металлов в навеску исследуемой пробы добавляли заданное количество 65%-го раствора HNO3, предварительно обрабатывали в микроволновой печи сверхзвуковой электромагнитной энергией. Конечный результат достигается методом атомно-адсорбционной спектроскопии и масс-спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой.
При определении содержания полициклических ароматических углеводородов проводили предварительный гидролиз соединений пробы в DHF/H2O (9 : 1) с последующей экстракцией производных с циклогексаном. Из водной диметилформальдегидной фазы углеводороды реэкс-трагируются с циклогексаном. Циклогексановый экстракт очищали через силикагель при хроматографии методом ВЭЖХ с применением эталонных стандартов. Обнаружение бенз(а)пирена идет при длине волны 290 нм.
В результате исследований была обоснована технология бездымного горячего копчения рыбы с применением бездымной коптильно-водорослевой композиции.
Мороженое филе балтийской трески размораживали на воздухе, мыли, разделывали на куски массой 120-150 г, солили сухим способом, равномерно обсыпая поваренной солью поверхность рыбы (7% от массы рыбы), выдерживали 20 минут, после чего ополаскивали пресной водой. Параллельно готовили коптильно-водорослевый экстракт из красной водоросли Furcellaria lumbri-calis (ГОСТ 31412-2010) и коптильного препарата «Жидкий дым» (ТУ 9145-002-25800078-04). Изначально сухие водоросли замачивали на 2 часа в глубоких емкостях при температуре 20-25°С до набухания с целью промывки от песка и других загрязнений. Далее водоросли измельчали до степени дисперсности около 3 мм и смешивали с водой. Экстракцию проводили в течение 2-4 часов при повышенной температуре (85°С) в ультразвуковых ваннах с постоянным помешиванием. Экстракт фильтровали в горячем состоянии, после чего охлаждали до температуры 30-40°С и смешивали с коптильным препаратом в соотношении 2 : 1.
Собственно копчение, т. е. операция по приобретению рыбой признаков копчености, - это важнейшая стадия новой технологии, обусловливающая помимо придания рыбе заданных аромата и вкуса копчености полную проварку мышечной ткани рыбы до кулинарной готовности. Копчение проводили осторожным окунанием предварительно подсушенных кусков трески в коптильную композицию гелеобразной консистенции, вязкость которой соответствовала уровню, при котором биогель обладал текучестью для равномерного обволакивания поверхности рыбы, но не стекал в виде капель при размещении продукта вертикально для тепловой обработки. Такое состояние обеспечивалось за счет превышения сил адгезии геля к поверхности рыбы над силами его текучести. После нанесения влажного коптильного геля рыбный полуфабрикат подсушивали для закрепления биопленки [2], которая плотно прилегала к поверхности куска. В таком состоянии рыбу помещали в камеру с температурой 100-120°С, в которой выдерживали в течение 30-40 мин. В процессе тепловой обработки термодиффузия ускоряла массоперенос основных компонентов коптильного биогеля в продукт (фенольные и карбонильные вещества, органические кислоты, каротиноидные пигменты водорослей и др.). В результате рыба приобретала заданные свойства и одновременно проваривалась, при этом коптильный биогель обезвоживался и полностью сращивался с поверхностью рыбы, превращаясь в своеобразную «вторичную» оболочку. Далее рыбу охлаждали до комнатной температуры, хранили около 24 часов, после чего определяли ее органолептические свойства стандартными методами и по 5-балльной органолептической шкале.
При оценке безопасности разработанной технологии горячего бездымного копчения рыбы сравнивали полученные в эксперименте данные с требованиями следующих документов: Технического регламента Таможенного Союза 029/2012 «Требования безопасности пищевых добавок, ароматизаторов и технологических вспомогательных средств», Технического регламента Таможенного Союза ТР ТС 021/2011 «О безопасности пищевой продукции» и Технического регламента Евразийского экономического союза ТР ЕАЭС 040/2016 «О безопасности рыбы и рыбной продукции». Они являются основным правовыми документами в регулировании безопасности пищевых продуктов, в том числе копченой рыбы, приготовленной с применением новой коптильной среды [3].
Результаты органолептического анализа экспериментальных образцов трески горячего копчения, полученных путем бездымной обработки коптильно-водорослевым гелем и оцененных с применением 5-балльной шкалы (табл. 1) [4] дегустационной комиссией с суммарной оценкой 87 баллов, приведены в табл. 2. Полученные значения позволяют констатировать «отличный» уровень качества и предопределяют высокие потребительские свойства готовой продукции.
Таблица 1
Пятибалльная шкала для определения качества копченой рыбы
Словесная характеристика качества Процент качества Балл
Отличное 80-100 5
Хорошее 60-80 4
Среднее 40-60 3
Неудовлетворительное 20-40 2
Очень плохое 0-20 1
Таблица 2
Органолептическая характеристика и балльная оценка экспериментальных образцов трески горячего бездымного копчения
Комплексный показатель Единичный показатель Словесная характеристика Балл
Внешний вид Разделка Правильная с малозаметными отклонениями 4
Механические повреждения Отсутствуют 5
Сбитость чешуи Отсутствует 5
Морщинистость Легкая 3
Отслаивание кожи от мяса Отсутствует 5
Увлажненность по поверхности Слегка влажная поверхность 1
Налет соли Отсутствует 5
Белково-жировые натеки Отсутствуют 5
Запах Степень свойственности Свойственный копченой треске, выражен умеренно 5
Вкус Степень свойственности Свойственный копченой треске, выражен умеренно 5
Консистенция Плотность Уплотненная 4
Сочность Сочная 4
Нежность Очень нежная 5
Крошливость Некрошливая 5
Итого: 87
Из табл. 2 следует, что разработанная бездымная технология горячего копчения рыбы, апробированная при изготовлении трески, позволяет получать продукцию аналогичную традиционной дымовой технологии по органолептическим характеристикам.
В табл. 3 представлены допустимые и полученные в эксперименте уровни содержания токсичных веществ в разработанном копченом продукте и коптильном биогеле, использованном при бездымном адгезионном копчении трески [3].
Таблица 3
Нормативные и полученные в эксперименте значения содержания потенциально токсичных веществ в рыбе горячего копчения
Показатель Допустимый уровень, мг/кг, не более Полученное значение, мг/кг Примечание
Свинец 1,0 Все виды рыбной продукции (кроме видов тунец, меч-рыба, белуга)
0,5 1,25 Водоросли и травы морские
5,0 Коптильный ароматизатор
Общее по продукту не более 0,5 0 Треска горячего бездымного копчения в биогеле из красной водоросли Furcellaria lumbricalis
Мышьяк 5,0 Все виды рыбной продукции (кроме икры, молоки, рыбного жира)
5,0 3,62 Водоросли и травы морские
3,0 Коптильный ароматизатор
Общее по продукту не более 3,0 0 Треска горячего бездымного копчения в биогеле из красной водоросли Furcellaria lumbricalis
Кадмий 0,2 Все виды рыбной продукции и морских млекопитающих (кроме икры, молок и печени)
1,0 0,17 Водоросли и травы морские
1,0 Коптильный ароматизатор
Общее по продукту не более 0,2 0 Треска горячего бездымного копчения в биогеле из красной водоросли Furcellaria lumbricalis
Ртуть 0,5 Все виды рыбной продукции (кроме видов тунец, меч-рыба, белуга и продукции икра, молоки, печень, рыбный жир)
0,1 0,01 Водоросли и травы морские
1,0 Коптильный ароматизатор
Общее по продукту не более 0,1 0 Треска горячего бездымного копчения в биогеле из красной водоросли Furcellaria lumbricalis
Бенз(а)пирен 0,005 Копченая рыбная продукция
2 0, 00017 Коптильный ароматизатор
Общее по продукту не более 0,005 0 Треска горячего бездымного копчения в биогеле из красной водоросли Furcellaria lumbricalis
Бенз(а)нтрацен | 20 0, 001 Коптильный ароматизатор
Полученные данные (табл. 3) доказывают, что экспериментально установленные значения содержания тяжелых металлов и бенз(а)пирена значительно ниже регламентированных в действующей документации. Таким образом, технология является безопасной по составу коптильной среды и выкопченной продукции, а также экологически благополучной для окружающей среды и человека.
Результаты исследования позволяют констатировать, что применение коптильно-водо-рослевых композиций на основе отечественного коптильного препарата «Жидкий дым» и экстракта красной водоросли Балтийского моря Furcellaria lumbricalis существенно упрощает технологический процесс приготовления рыбы горячего копчения. При этом готовая продукция отличается высокими органолептическими свойствами, аналогичными традиционно выкопченной рыбе, содержит полезные вещества водорослей, повышающих ее пищевую ценность, а по содержанию основных токсичных веществ является безопасной.
Разработанная технология может быть названа экологически безопасной и гигиенически безупречной, поскольку при обработке рыбы коптильной средой в гелеобразном состоянии исключаются выбросы вредных коптильных веществ в атмосферу.
Литература
1. Мезенова О.Я. Технология и методы копчения пищевых продуктов. - СПб.: Проспект Науки, 2018. - 288 с.
2. Сушина А.Д, Мезенова О.Я. Исследование получения и применения коптильной композиции на основе экстрактов красных водорослей FurceПaria LumbricaHs // Вестник Международной академии холода. - 2022. - № 1. - С. 53-60.
3. Технический регламент Таможенного союза ТР ТС 021/2011 «О безопасности пищевой продукции».
4. Сафронова Т.М. Справочник дегустатора рыбной продукции. - М.: Изд-во ВНИРО, 1998. - 244 с.
