CC BY
116
УДК [664.951.65(083.12):004.9] :664.951.014:633/635
И. В. Коцыло, М. Д. Мукатова
О ПИЩЕВОЙ И БИОЛОГИЧЕСКОЙ ЦЕННОСТИ ФОРМОВАННЫХ РЫБНЫХ ПОЛУФАБРИКАТОВ ИЗ СЫРЬЯ ПОНИЖЕННОЙ ТОВАРНОЙ ЦЕННОСТИ, РАЗРАБОТАННЫХ НА ОСНОВЕ КОМПЬЮТЕРНОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ РЕЦЕПТУР
I. V. Kotsylo, M. D. Mukatova
ON FOOD AND BIOLOGICAL VALUE OF MOLDED FISH PRODUCTS FROM RAW MATERIAL OF LOW MERCHANTABILITY,
BASED ON COMPUTER FORMULATION MODELING
Методом компьютерного моделирования разработаны четыре рецептуры формованных рыбных полуфабрикатов из комбинированной фаршевой смеси рыб пониженной товарной ценности и добавок растительного происхождения. Изготовлены опытные образцы полуфабрикатов, определены их органолептические характеристики. Изучена пищевая ценность формованных полуфабрикатов; определена биологическая ценность белка и жира, входящих в их состав.
Ключевые слова: комбинированная фаршевая смесь, пищевая и биологическая ценность, формованные рыбные полуфабрикаты.
Using the method of computer modeling four receipts of molded fish semi-products from combined minced mixtures of fish with low commodity value and herbal additives are developed. Experimental samples of semi-products are made and their organoleptic characterictics are determined. The food value of the molded semi-products is studied and their biological value of proteins and fats is determined.
Key words: combined minced mixture, food and biological value, fish molded semi-products.
Введение
Перспективные принципы создания пищевых продуктов из гидробионтов определяются обоснованием и выбором сырья в соотношениях, обеспечивающих достижение прогнозируемого качества продукции с высокими органолептическими показателями. Технологические и потребительские характеристики, максимальная сбалансированность пищевых компонентов определяются по их химическому составу в соответствии с принципами рационального питания, что, как следствие, расширяет ассортимент выпускаемой продукции и повышает экономическую эффективность производства [1].
На фоне уменьшения объемов добычи океанического и морского сырья, увеличения в уловах маломерных видов рыб пониженной товарной ценности вышеуказанным принципам отвечает разработка технологий фаршевых кулинарных изделий.
Производство формованных рыборастительных полуфабрикатов из сырья пониженной товарной ценности с добавками растительного происхождения, имеющих повышенное содержание полезных веществ, в том числе витаминов и эссенциальных микронутриентов, является актуальным направлением переработки имеющегося сырья и позволяет рационально его использовать.
Цель исследований состояла в разработке и оптимизации рецептур формованных рыбных полуфабрикатов из сырья пониженной товарной ценности, обогащенных добавками растительного происхождения.
Для достижения поставленной цели были решены следующие задачи:
1) исследован химический состав отсортированной мороженой и копченой рыбы пониженной товарной ценности;
2) выбраны добавки растительного происхождения для обогащения фаршевой смеси;
3) разработаны рецептуры формованных рыбных полуфабрикатов с применением компьютерного моделирования;
4) изготовлены опытные образцы; проведена дегустация кулинарно обработанных формованных полуфабрикатов;
5) изучена пищевая ценность формованных полуфабрикатов;
6) изучена биологическая ценность белка и жира формованных полуфабрикатов.
Материалы и методы исследования
Объектом исследования была рыба пониженной товарной ценности: мороженые сельдь, скумбрия с механическими повреждениями; горбуша мороженая с нерестовыми изменениями (мягкой, мажущейся консистенцией) и продукция холодного копчения из нее; полуфабрикаты рыборастительные формованные мороженые и жареные: фрикадельки, зразы с капустой, крокеты, палочки.
Химические показатели объектов исследования: содержание жира, белка, воды, минеральных веществ были определены стандартными методами по ГОСТ 7636 «Рыба, морские млекопитающие, морские беспозвоночные и продукты их переработки. Методы анализа» [2].
Содержание углеводов в полуфабрикатах определяли по цианидному методу [3]. Метод основан на способности железосинеродистого калия в щелочной среде окислять редуцирующие сахара. Реакцию осуществляют путем титрования раствором исследуемого сахара кипящего щелочного раствора железосинеродистого калия в присутствии метиленовой сини в качестве индикатора.
Выбор компонентов растительного происхождения проводился на основании изучения их распространенности (доступности для потребления), химического, аминокислотного и витаминного составов по справочным данным [4].
Разработка рецептур формованных рыбных полуфабрикатов осуществлялась с помощью программы компьютерного моделирования многокомпонентных рецептурных смесей Generic 2.0, созданной на кафедре «Технология мясных и рыбных продуктов» Кубанского государственного технического университета канд. техн. наук А. А. Запорожским [5].
Моделирование рецептур сводится к нахождению некоторой области G многофакторного «-мерного пространства Rn, отвечающей ограничениям, поставленным целью проектирования:
где хк - к-критерий проектирования.
В данном случае в качестве многомерного пространства выступает линейная форма вида
/=1 к=1
где хк - к-й ингредиент в рецептуре; С - массовая доля /-го компонента в хк ингредиенте, %. Область О определяется неравенством
представляющим собой двухсторонние ограничения, накладываемые на содержание Ъ, компонентов рецептуры.
После определенных преобразований задача сводится к отысканию экстремума линейной формы - задаче линейного программирования.
В качестве критерия оптимизации функции выбрана квалиметрическая мультипликативная модель вида
где В - обобщенный критерий моделирования, В е [0, 1]; ^ - частные критерии по каждому из /-х факторов.
Модель позволяет свести в одну единую формулу относительные комплексные и простые единичные показатели качества различного характера, обеспечивая независимость свойств каждого из них.
R = {-¥< xk
mn
f (x1... xn )=ZZ Ci • xk,
m
(1)
Частный критерий ^ - относительный коэффициент, принимающий значения от 0 до 1 в зависимости от значения фактора (массовой доли компонента, входящего в рецептуру). Для нахождения частного критерия используется функция желательности Харрингтона. Фактор моделирования преобразуется в безразмерную величину, которая выступает показателем соответствия его значения эталону. Значения функции группируются в шкалы желательности:
- очень плохо - de [0...0,2],
- плохо - de [0,2.0,37],
- удовлетворительно - de [0,37.0,63],
- хорошо - de [0,63... 0,8],
- отлично - de [0,8.1].
Задача моделирования с использованием мультипликативной модели сводится к нахождению максимума обобщенного критерия по вышеприведенной формуле (1).
В качестве критерия моделирования использовался обобщенный показатель качества. Во множестве вариантов массовых долей ингредиентов выделялось подмножество, имеющее максимальное значение обобщенного критерия.
Частные критерии показателей качества для алгоритма моделирования рецептуры заранее программировались в соответствии с эталонным значением данного критерия или компонента, его разбросом и видом ограничения.
Расчет Ъ, производился по уравнению материального баланса:
где ск - массовая доля сложного образования компонентов в хк ингредиенте смеси, %; Ъ/к - массовая доля /-го компонента, входящего в состав сложного макропитательного компонента ск в хк-ингредиенте рецептурной смеси.
Варьируя массовые доли ингредиентов хк, вычисляли массовые доли /-х компонентов в рецептурной смеси, в соответствии с которыми формируются значения частных функций желательности каждого компонента.
Аминокислотный состав белков формованных рыбных полуфабрикатов анализировался после предварительного гидролиза в 6 н соляной кислоте при температуре 105 °С в течение 24 часов на автоматическом аминокислотном анализаторе «НйасЫ» СЬЛ-5.
Жирнокислотный состав липидов, выделенных из полуфабрикатов, определяли методом разделения смеси метиловых эфиров жирных кислот на газовом хроматографе «Кристаллюкс-4000М». Метиловые эфиры жирных кислот были получены в результате переэтерификации липидов (в присутствии абсолютного метанола и хлористого ацетила) [6]. Процентное содержание жирных кислот рассчитывалось триангуляционным методом по соотношению площадей пиков полученных хроматограмм [7].
Результаты дегустации обрабатывались с использованием разработанной 5-балльной шкалы.
Результаты исследования и их обсуждение
Ранее проведенными исследованиями [8, 9] было установлено, что изучаемые объекты имеют высокое содержание белка (15,7-25,5 %); сельдь и скумбрия мороженые в зависимости от сезона вылова имеют значительное колебание по содержанию жира: от 6,5 до 31,2 %.
Выбор видов растительных добавок проводился на основе анализа их аминокислотного и витаминного состава с использованием справочных данных [4]. Анализ показал, что крупы манная, «Геркулес» и рисовая по содержанию незаменимых аминокислот (лейцин, изолейцин, метионин + цистин, фенилаланин + тирозин, триптофан, валин) не уступают изучаемым гидро-бионтам; крупы манная и «Геркулес» богаты тиамином (В!) и витамином Е; капуста белокочанная, лук репчатый и морковь имеют повышенное содержание витамина С.
П
(2)
П
Выбранные для исследования виды сырья растительного происхождения не исчерпывают всей совокупности перспективных сырьевых ресурсов, которые могут быть вовлечены в производство формованных рыбных полуфабрикатов. Однако эти виды являются широко используемыми промышленностью и, благодаря наличию у них высоких биологических свойств, способны обогатить витаминами и незаменимыми аминокислотами продукцию из гидробионтов.
Для создания продуктов, отвечающих заданным требованиям, необходимо обеспечить их сбалансированный химический состав и наилучшие органолептические характеристики.
Моделирование рецептур формованных рыбных полуфабрикатов проводилось с учетом анализа суточной потребности взрослого человека в аминокислотах. Аминокислотный состав продукта должен соответствовать идеальному белку по шкале ФАО/ВОЗ, в 1 г на 100 г которого содержится: валина - 5,0 г, изолейцина - 4,0 г, лейцина - 7,0 г, лизина - 5,5 г, метионина + цис-тина - 3,5 г, фенилаланина + тирозина - 6,0 г, треонина - 4,0 г, триптофана - 1,0 г [4].
Применительно к аминокислотному составу уравнение материального баланса (2) принимает вид
П
2 а/кРкхк
А/ = --------, (3)
1П
2 Ркхк к=1
где А, - массовая доля /-й аминокислоты в белке моделируемой рецептуры; а^ - массовая доля /-й аминокислоты в белке к-го ингредиента, %; Рк - массовая доля белка в к-м ингредиенте, %; хк - массовая доля ингредиента, %.
Исходными данными для выполнения моделирования являлась совокупность данных по содержанию белка и аминокислот в сырье пониженной товарной ценности и выбранных компонентах растительного происхождения, а также аминокислотный состав идеального белка.
Компьютерное моделирование позволило сбалансировать виды формованных рыбных полуфабрикатов по основным пищевым компонентам и изготовить опытные образцы продукции, ингредиентный состав которых приведен в табл. 1.
Таблица 1
Компонентный состав полуфабрикатов
Компонент Ассортимент полуфабрикатов
Зразы с капустой Фрикадельки Крокеты Палочки
Горбуша мороженая + +
Сельдь мороженая + + +
Скумбрия мороженая +
Горбуша холодного копчения +
Морковь + + + +
Лук репчатый + + + +
Капуста белокочанная + + +
Капуста морская + +
Крупа «Геркулес» + + +
Крупа манная +
Рис + +
Вода + + + +
Масло подсолнечное +
Перец черный молотый + + + +
Соль + + +
Крахмал +
Льезон +
Сухари панировочные + + + +
Графическое изображение мультипликативной модели сбалансированности аминокислотного состава рецептуры полуфабриката «Зразы с капустой», полученной в результате моделирования, представлено на рисунке.
Частные и обобщенная функции желательности: й?„ В
Мультипликативная модель частных и обобщенной (Б) функций желательности аминокислотного состава рецептуры полуфабриката «Зразы с капустой»
С учетом значений частных функций желательности каждой из аминокислот (ё) обобщенный критерий желательности сбалансированности аминокислотного состава (Б) для всех четырех рецептурных композиций полуфабрикатов составил: для зраз с капустой - 0,85; для фрикаделек - 0,88; для крокетов - 0,85; для палочек - 0,83, что по шкале желательности соответствует оценке «отлично».
Пищевая ценность формованных полуфабрикатов устанавливалась на основе их химического состава. Результаты приведены в табл. 2.
Таблица 2
Пищевая ценность формованных полуфабрикатов
Объект исследования Содержание, % Энергетическая ценность, ккал
воды жира белковых веществ N • 6,25) минеральных веществ углеводов
Палочки 71,67 3,9 10,6 1,51 11 121.5
Фрикадельки 65,69 7,77 11,15 1,53 12,5 164.53
Зразы с капустой 69,78 4,41 12,01 1,49 11,2 132.53
Крокеты 68,76 4,21 9,82 1,56 14,1 133.57
Как видно из табл. 2, содержание белка в полуфабрикатах составляет в среднем порядка 10 %; содержание жира колеблется от 3,9 до 7,8 %, что связано с его уровнем в исходном рыбном сырье. Содержание углеводов достигает в среднем 12 %. Наибольшая энергетическая ценность (164,5 ккал) характерна для полуфабриката «Фрикадельки», наименьшая (121,5 ккал) -для палочек.
Для изучения биологической ценности полуфабрикатов был определен аминокислотный состав (АС) белков (табл. 3).
Из табл. 3 видно, что аминокислотные скоры (АКС) формованных рыбных полуфабрикатов превышают 100 %, за исключением суммы метионина и цистина, скор которых составляет не более 94 %.
Таблица 3
Биологическая ценность белка формованных полуфабрикатов
Аминокислоты Шкала ФАО/В ОЗ Зразы Фрикадельки Крокеты Палочки
АС, г/100 г АКС, % АС, г/100 г АКС, % АС, г/100 г АКС, % АС, г/100 г АКС, %
Незаменимые
Валин 5 5,6 112 5,8 116 5,4 108 5,4 108
Изолейцин 4 4,6 115 4,7 118 4,5 113 4,6 115
Лейцин 7 8,4 120 8,5 121 8,4 120 8,5 121
Лизин 5,5 8,9 162 8,6 156 8,1 147 8,3 151
Метионин + цистин 3,5 3 86 2,7 77 2,7 77 3,3 94
Треонин 4 4,6 115 4,6 115 4,6 115 4,5 113
Триптофан 1 - - - - - - - -
Фенилаланин + тирозин 6 8,6 143 6,7 112 7,4 123 8,2 137
Сумма незаменимых 43,7 41,6 41,1 42,8
Заменимые
Аспарагиновая - 9,9 - 9,8 - 9,9 - 9,5 -
Серин - 4,9 - 4,8 - 5,0 - 4,9 -
Глутаминовая - 16,3 - 17,1 - - 18,3 -
Пролин - 4,6 - 4,7 - 5,1 - 4,6 -
Глицин - 5,0 - 5,2 - 5,0 - 4,7 -
Аланин - 7,0 - 6,9 - 6,9 - 6,7 -
Г истидин - 2,4 - 3,4 - 2,2 - 2,2 -
Аргинин - 6,3 - 6,4 - 6,3 - 6,3 -
Сумма заменимых 56,4 58,3 58,9 57,2
Не определен.
Выявлено высокое содержание таких незаменимых аминокислот, как лизин, лейцин, треонин, а также фенилаланин в сумме с тирозином. Из заменимых кислот высоким уровнем содержания характеризуются аспарагиновая и глутаминовая кислоты.
В табл. 4 представлена биологическая ценность жира формованных полуфабрикатов.
Таблица 4
Биологическая ценность жира формованных полуфабрикатов
Жирные кислоты Полуфабрикат
Зразы с капустой | Фрикадельки | Крокеты | Палочки
Содержание жирной кислоты, %
Насыщенные 18,25 30,40 30,49 43,73
Мононенасыщенные 30,62 42,75 41,31 33,07
Полиненасыщенные: В том числе: линолевая линоленовая арахидоновая 51,13 26,84 28,20 23,20
45,92 5,25 5,93 8,54
1,36 6,39 0,93 1,85
0,20 0,29 0,36 0,00
Данные табл. 4 свидетельствуют о высоком содержании полиненасыщенных жирных кислот (ПНЖК) в жире формованных полуфабрикатов, имеющих большое значение для организма человека.
Высокий уровень ПНЖК в полуфабрикате «Зразы с капустой» следует объяснять обогащением ими продукта подсолнечным маслом, содержащим до 32 % линолевой кислоты, в процессе подготовки капусты для начинки.
В жире формованных рыбных полуфабрикатов идентифицировано более 20 жирных кислот, в том числе мононенасыщенных. Сумма насыщенных жирных кислот в жире фрикаделек, палочек, крокетов составляет в среднем порядка 35 %.
Сумма ПНЖК составила в среднем порядка 25 % без учета высокого уровня ПНЖК в зразах с капустой.
Специалистами ФГУП «КаспНИРХ», ФГБОУ ВПО «Астраханский государственный технический университет» (кафедра «Пищевая биотехнология и технология продуктов питания»),
ЗАО «Камышинский рыбозавод» было оценено качество четырех обжаренных полуфабрикатов по разработанной 5-балльной шкале с учетом коэффициентов значимости. Результаты дегустаций представлены в табл. 5.
Таблица 5
Органолептические показатели формованных рыбных продуктов с учетом коэффициентов значимости (К)
№ об- разца Продукт Органолептическая оценка продуктов
Вкус Внешний вид Запах Конси- стенция Цвет поверхно- сти Состоя- ние фарша Общая оценка с учетом К
Коэффициент значимости К
1,0 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5
Высший балл с учетом К 5,0 4,5 4,0 3,5 3,0 2,5 3,75
1 Зразы с капустой 4,8 4,4 4,4 3,4 2,8 2,4 3,7
2 Фрикадельки 4,8 4,3 4,3 3,3 2,9 2,3 3,65
3 Крокеты 4,8 4,4 4,4 3,3 2,9 2,3 3,68
4 Палочки 4,8 4,3 4,3 3,3 2,9 2,3 3,65
Из данных табл. 5 следует, что дегустаторы высоко оценили такие показатели, как вкус, внешний вид и запах.
Санитарно-микробиологический анализ формованных полуфабрикатов, проведенный специалистами Центра гигиены и эпидемиологии, подтвердил их соответствие требованиям СанПиН 2.3.2.1078-01 п. 1.3.13.
Выводы
1. Подобран ингредиентный состав для разработки рецептур опытных образцов формованных полуфабрикатов на основе компьютерного моделирования.
2. Осуществлена органолептическая оценка качества изготовленных опытных образцов по 5 балльной шкале, после проведения кулинарной обработки.
3. Установлена высокая пищевая и биологическая ценность формованных полуфабрикатов из сырья пониженной товарной ценности.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Студенцова Н. А., Криницкая Н. В. Разработка технологии рыборастительных продуктов для школьного питания // Рыбное хозяйство. - 2004. - № 2. - С. 60-61.
2. ГОСТ 7636-85. Рыба, морские млекопитающие, морские беспозвоночные и продукты их переработки. Методы анализа. - М.: Изд-во стандартов, 1985. - 141 с.
3. Практикум по агрохимии / Б. А. Ягодин, Н. П. Дерюгин, Ю. П. Жуков и др. - М.: Аргопромиздат, 1987. - 511 с.
4. Химический состав пищевых продуктов. Кн. 2: Справочные таблицы содержания аминокислот, жирных кислот, витаминов, макро- и микроэлементов, органических кислот и углеводов / под ред. И. М. Скурихина, М. Н. Вологарева. - М.: Агропромиздат, 1987. - 360 с.
5. Касьянов Г. И., Запорожский А. А., Юдина С. Б. Технология продуктов питания для людей пожилого и преклонного возраста. - Ростов н/Д: Изд. центр «МарТ», 2001. - 192 с.
6. ТУ 9281-036-72108157-07 «БИАФИШЕНОЛ». Биологически активная добавка к пище из рыбного пищевого жира. - М.: ВНИРО, 2007. - 15 с.
7. Ржавская Ф. М. Жиры рыб и морских млекопитающих. - М.: Пищ. пром-сть, 1976. - 470 с.
8. Коцыло И. В., Киричко Н. А. Расчет критерия химического состава и эффективной вязкости фаршей из первосортной и второсортной мороженой рыбы и солено-копченой рыбной продукции // Вестн. Астрахан. гос. техн. ун-та. Сер.: Рыбное хозяйство. - 2009. - № 1. - С. 145-150.
9. Коцыло И. В., Мукатова М. Д. Рыба пониженной товарной ценности в производстве формованных продуктов // Рыбпром. - 2010. - № 1. - С. 58-61.
Статья поступила в редакцию 6.07.2011
ИНФОРМАЦИЯ ОБ АВТОРАХ
Коцыло Ирина Викторовна - Астраханский государственный технический университет»; аспирант кафедры «Пищевая биотехнология и технология продуктов питания»; [email protected].
Kotsylo Irina Victorovna - Astrakhan State Technical University; Postgraduate Student of the Department "Food Biotechnology and Technology of Foodstuff"; [email protected].
Мукатова Марфуга Дюсембаевна - Астраханский государственный технический университет; д-р техн. наук, профессор; профессор кафедры «Пищевая биотехнология и технология продуктов питания»; [email protected].
Mukatova Marfuga Dyusembaevna - Astrakhan State Technical University; Doctor of Technical Science, Professor; Professor of the Department "Food Biotechnology and Technology of Foodstuff"; [email protected].
