CC BY
31
УДК 664.95
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ КРИОГЕННОГО СПОСОБА ОТДЕЛЕНИЯ СОДЕРЖИМОГО МОЛЛЮСКА ОТ СТВОРКИ
Л. И. Балыкова, В. А. Иодис
Проф., доцент, Камчатский государственный технический университет 683003 Петропавловск-Камчатский, Ключевская, 35 Тел., факс: (4152) 30-09-35; 8 909 839 95 87; 8 914 620 01 59 E-mail: firmametod@mail.ru, dosent. 07@mail.ru
КРИОГЕННОЕ ЗАМОРАЖИВАНИЕ, ДВУХСТВОРЧАТЫЕ МОЛЛЮСКИ, ЖИДКИЙ И ГАЗООБРАЗНЫЙ АЗОТ, СТВОРКА
В даннойработе обсуждаются вопросы, связанные с экспериментальными исследованиями криогенного способа отделения содержимого моллюска от створки с использованием жидкого и газообразного азота. Разработан новый способ извлечения содержимого раковин двухстворчатых моллюсков.
EXPERIMENTAL STUDY OF THE CRYOGENIC WAY OF THE BRANCH OF CONTENTS OF THE SHELLFISH FROM CASEMENT
L. I. Balykova, V. A. Iodis
Prof., senior lecturer, Kamchatka State Technical University 683003 Petropavlovsk-Kamchatsky, Kluchevskaya, 35 Tel., fax: (4152) 30-09-35; 8 909 839 95 87; 8 914 620 01 59 E-mail: firmametod@mail.ru, dosent. 07@mail.ru
CRYOGENIC FREEZE, TWO CASEMENTS SHELLFISHES, FLUID AND GASEOUS NITROGEN, CASEMENT
In given work are discussed questions, connected with experimental studies of the cryogenic way of the branch of the contents of the shellfish from casement with use fluid and gaseous nitrogen. It is designed new way of the extraction of the contents of the sinks two casements shellfish.
Существует несколько способов переработки двухстворчатого моллюска мидии, такие как варка с по-следующей заморозкой, варка с последующей сушкой и консервирование. Наиболее важной технологической операцией вышеперечисленных способов переработки является процесс отделения содержимого моллюска от створок, как наиболее трудоемкий и продолжительный (Артю-хова и др., 2001; Быков, 1980).
На производстве наибольшее распространение получили тепловые способы разделки моллюска, а именно варка и бланширование острым паром при температуре 100 °С - 105 °С (Патент 1Р №2895781).
Однако, как показывают исследования, вышеперечисленные способы обладают недостатками, к которым в первую очередь можно отнести термическую обработку сырца (Артюхова и др.,
2001).
Бланширование мидий острым паром приводит к:
- свариванию коллагена и его дезагрегации;
- денатурации белковых веществ. При температуре 60-65 °С начинается процесс коагуляции денатурированных белков, сопровождающийся уплотнением и потерей достаточно большого количества сока (в целом около 90% белков мидий
коагулирует при бланшировании различными способами);
- существенным изменениям экстрактивных азотистых веществ, и в первую очередь свободных аминокислот, формирующих специфический аромат и вкус бульона и мяса. Около 70% свободных аминокислот разрушается, причем в первую очередь разрушаются кислые аминокислоты.
Во время бланширования мидий их масса уменьшается на 50-55%, что обусловлено обезвоживанием, а также значительными потерями азотистых, минеральных веществ и гликогена (Артюхова и др., 2001; Быков, 1980).
Варка моллюсков сопровождается:
- потерей белковых веществ, количество которых колеблется в очень широких пределах (8-27%) и зависит от продолжительности обработки и состояния сырца;
- разрушением определенной части органических веществ и экстрагированию растворенных веществ в бульон.
В среднем потери массы при варке составляют в зависимости от размера мидий 14,2-24,3%, а при разделке вареных ракушек — 6-8,9%. Выход вареного мяса колеблется в пределах 6,9-12%.
При производстве варено-сушеного мяса потери качества сырца такие же, как и при варке. Однако по технологии производства такого продукта содержание воды в готовом продукте должно быть не более 16%, поэтому выход варено-сушеного мяса мидий составляет 1,5—4,7% массы сырца.
Другим значительным недостатком традиционных технологий переработки моллюска является низкая скорость процесса замораживания (до 0,01 м/ч по классификации Международного института холода (МИХ)) (Антонов, Венгер, 2002).
Следующий недостаток традиционных технологий при производстве варено-мороженых и варено-сушеных мидий — это потеря очень ценной по содержанию азотистых веществ межстворчатой жидкости, образовавшейся при разделке сырца.
Кроме тепловых способов разделки мидии, применяется ручная разделка двухстворчатых моллюсков, в которой с помощью специальных кусачек удаляют тонкий край створок моллюска и в образовавшееся отверстие вводят нож с целью разделки (Патент И8 №05399117). Недостатком данного способа является большая трудоемкость процесса отделения сырца от раковины, возможность попадания в мясо мелких осколков раковины, существенное увеличение времени технологического процесса.
На основании вышесказанного можно сделать вывод, что существует необходимость в проведении исследований по разработке нового способа извлечения содержимого моллюска от створки без ухудшения качественных и количественных показателей продукта после переработки.
Целью данных экспериментальных исследований являются изучение и разработка криогенного способа отделения содержимого моллюска от створки с использованием жидкого и газообразного азота, техническим эффектом которого станет возможность извлечения из раковины моллюска его содержимого без повреждения, без ухудшения вкусовых качеств и без разрушения биологически активных веществ и белковых соединений, снижение времени протекания технологического процесса.
Нами были проведены экспериментальные исследования по определению параметров процесса обработки моллюсков криоагентом, в качестве которого использовали жидкий и газообразный азот. Исследования проводили на специально разработанном экспериментальном стенде (Балыкова, Иодис, 2009), прототипом которого является азотный скороморозильный аппарат (Антонов, Венгер,
2002). Предусматривалось четыре варианта, обеспечивающие разные скорости замораживания, в
зависимости от расстояния между поверхностью (Ь, мм), орошаемой жидким азотом распылительными форсунками, и слоем моллюсков, и разные удельные расходы азота (О, кг/кг), отнесенного к 1 кг продукта.
МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКА
Варианты проведения исследований
Вариант 1.
Природные моллюски мидии (при обработке культивируемых мидий их предварительно выдерживают в морской воде в течение 12 часов) промывают от песка, ила и других загрязнений в проточной воде или ваннах с ложным дном, сортируют, расфасовывают в поддоны в один слой весом не более 1 кг и направляют на замораживание в азотный скороморозильный аппарат.
Процесс замораживания проводят в три стадии:
I стадия — охлаждение моллюска мидии от 10 °С до 0 °С в течение 40 с при температуре паров азота минус 70 °С;
II стадия — понижение температуры моллюска мидии от 0 °С до минус 11,5 °С при температуре среды минус 196 °С, расстоянии от поверхности орошаемого жидким азотом слоя моллюсков до распылительных форсунок 150 мм, удельном расходе криоагента, отнесенного к 1 кг продукта, 0,93 кг/кг, в течение 102 с;
III стадия — понижение температуры моллюска мидии от минус 11,5 °С до минус 25 °С при температуре паров азота минус 70 °С в течение 75 с.
После криогенного замораживания тело моллюска отделяют от раковины, процент раскрытия раковин моллюсков в данном случае составляет 93%, затем из него удаляют биссусную нить, глазируют, упаковывают и отправляют на хранение при температуре не выше минус 25 °С.
Вариант 2.
Природные моллюски мидии (при обработке культивируемых мидий их предварительно выдерживают в морской воде в течение 12 часов) промывают от песка, ила и других загрязнений в проточной воде или ваннах с ложным дном, сортируют, расфасовывают в поддоны в один слой весом не более 1 кг и направляют на замораживание в азотный скороморозильный аппарат.
Процесс замораживания проводят в три стадии:
I стадия — охлаждение моллюска мидии от
10 °С до 0 °С в течение 40 с при температуре паров азота минус 70 °С;
II стадия — понижение температуры моллюска мидии от 0 °С до минус 11,5 °С при температуре среды минус 196 °С, расстоянии от поверхности орошаемого жидким азотом слоя моллюсков до распылительных форсунок 250 мм, удельном расходе криоагента, отнесенного к 1 кг продукта, 1,11 кг/кг, в течение 148 с;
III стадия — понижение температуры моллюска мидии от минус 11,5 °С до минус 25 °С при температуре паров азота минус 70 °С в течение 75 с.
После криогенного замораживания тело моллюска отделяют от раковины, процент раскрытия раковин моллюсков в данном случае составляет 89%, затем из него удаляют биссусную нить, глазируют, упаковывают и отправляют на хранение при температуре не выше минус 25 °С.
Вариант 3.
Природные моллюски мидии (при обработке культивируемых мидий их предварительно выдерживают в морской воде в течение 12 часов) промывают от песка, ила и других загрязнений в проточной воде или ваннах с ложным дном, сортируют, расфасовывают в поддоны в один слой весом не более 1 кг и направляют на замораживание в азотный скороморозильный аппарат.
Процесс замораживания проводят в три стадии:
I стадия — охлаждение моллюска мидии от
10 °С до 0 °С в течение 40 с при температуре паров азота минус 70 °С;
II стадия — понижение температуры моллюска мидии от 0 °С до минус 11,5 °С при температуре среды минус 196 °С, расстоянии от поверхности орошаемого жидким азотом слоя моллюсков до распылительных форсунок 350 мм, удельном расходе криоагента, отнесенного к 1 кг продукта, 1,6 кг/кг, в течение 233 с;
III стадия — понижение температуры моллюска мидии от минус 11,5 °С до минус 25 °С при температуре паров азота минус 70 °С в течение 75 с.
После криогенного замораживания тело моллюска отделяют от раковины, процент раскрытия раковин моллюсков в данном случае составляет 50%, затем из него удаляют биссусную нить, глазируют, упаковывают и отправляют на хранение при температуре не выше минус 25 °С. Небольшой процент раскрытия раковин моллюсков объясняется ненаступлением эффекта деструкции (разрушения) мускула-замыкателя в момент распыления на поверхность слоя мидии жидкого азота.
Вариант 4.
Природные моллюски мидии (при обработке культивируемых мидий их предварительно выдер-
живают в морской воде в течение 12 часов) промывают от песка, ила и других загрязнений в проточной воде или ваннах с ложным дном, сортируют, расфасовывают в поддоны в один слой весом не более 1 кг и направляют на замораживание путем опускания продукта в жидкий азот при температуре криоагента минус 196 °С.
Процесс замораживания проводят в три стадии:
I стадия — охлаждение моллюска мидии от 10 °С до 0 °С в течение 2 с;
II стадия — понижение температуры моллюска мидии от 0 °С до минус 11,5 °С при удельном расходе криоагента, отнесенного к 1 кг продукта, 0,15 кг/кг, в течение 19 с;
III стадия — понижение температуры моллюска мидии от минус 11,5 °С до минус 25 °С, в течение 15 с.
После криогенного замораживания тело моллюска отделяют от раковины, процент раскрытия раковин моллюсков в данном случае составляет 100%, затем из него удаляют биссусную нить, глазируют, упаковывают и отправляют на хранение при температуре не выше минус 25 °С. Но после дефростации продукта наблюдался разрыв мантии моллюска вследствие возникновения значительных механических напряжений, приводящих к разрушению периферийных тканей мидии.
РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ Результаты опытов позволяют сделать вывод, что оптимальным технологическим режимом консервирования холодом моллюска мидии является замораживание в парожидкостной среде азота в три стадии: охлаждение моллюсков от 10 °С до 0 °С при температуре паров азота минус 70 °С в течение 40 с, понижение температуры моллюсков от 0 °С до минус 11,5 °С при температуре среды минус 196 °С, расстоянии от поверхности орошаемого жидким азотом слоя моллюсков до распылительных форсунок 150-250 мм, удельном расходе криоагента, отнесенного к 1 кг продукта, 0,93-1,1 кг/кг, в течение 100-150 с; и понижение температуры моллюсков от минус 11,5 °С до минус 25 °С при температуре паров азота минус 70 °С в течение 75 с.
Техническим эффектом нового способа является возможность извлечения из раковины моллюска его содержимого без повреждения, без ухудшения вкусовых качеств и без разрушения биологически активных веществ и белковых соединений, снижение времени протекания технологического процесса.
Эффект достигается тем, что при замораживании в парожидкостной среде азота (криогенное замораживание) с высокой скоростью процесса происходит деструкция мускулов-замыкателей моллюска, обеспечивающих прочность связи между створками, что приводит к раскрытию раковины и быстрому отделению тела моллюска от раковины.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В результате проведенной научно-исследовательской работы разработан криогенный способ отделения содержимого моллюска от створки, получены режимные параметры для осуществления такого способа, что позволяет:
- получить продукт высокого качества, с наименьшими качественными и количественными изменениями, выход готового продукта увеличивается на 28%, в сравнении с выходом вареномороженого продукта;
- существенно сократить время технологического процесса обработки в 19-21 раз;
- использование целых и чистых раковин для направления на дальнейшую переработку в различных производствах, до 2,6 тонн раковин при выпуске одной тонны готовой продукции.
Новизна разработанного способа подтверждена выдачей патента на изобретение «Способ
извлечения содержимого раковин двухстворчатых моллюсков», № 2368143 от 27.09.2009
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
Артюхова С.А., Богданов В.Д., Дацун В.М., Ким Э.Н., Мезенова О.Я., Межуева С.А., Одинцов А.Б., Сафронова Т.М., Семенов Б.Н., Слуцкая Т.Н., Терещенко В.П., Шендерюк В.И. 2001. Технология продуктов из гидробионтов / Под ред. Т.М. Сафроновой и В.И. Шендерюка. М.: Колос, 496 с.
Быков В.П. 1980. Технология рыбных продуктов. 2-е изд., перераб. и доп. М.: Пищ. пром-сть, 320 с.
Патент 1Р №2895781, МКИ А 22 С 29/04. Способ разделения содержимого и раковин у двухстворчатых моллюсков путем обработки паром.
Патент Ш №05399117, МКИ А 22 С 29/04. Механический способ извлечения тела двухстворчатых моллюсков.
Балыкова Л.И., Иодис В.А. 2009. Совершенствование технологии производства вареномороженых мидий // «Приморские зори — 2009»: Мат-лы междунар. науч. чтений (Владивосток, 9-11 апреля 2009 г.). Вып. 2. Владивосток: МАНЭБ. С. 382-385.
Антонов А.А., Венгер К.П. 2002. Азотные системы хладоснабжения для производства быстрозамороженных пищевых продуктов. Рязань: Узоречье, 205 с.
