CC BY
80
УДК 664.956
ПРИМЕНЕНИЕ ПИЩЕВЫХ ДОБАВОК В ТЕХНОЛОГИИ ФОРМОВАННОЙ РЫБНОЙ ПРОДУКЦИИ С ПРОМЕЖУТОЧНОЙ ВЛАЖНОСТЬЮ
Е. И. Степаненко, М. П. Андреев, Б. Л. Нехамкин
PRACTICE OF FOOD ADDITIVES IN THE TECHNOLOGY OF SHAPED FISH PRODUCTS WITH INTERMEDIATE MOISTURE
E. I. Stepanenko, M. P. Andreev, B. L. Nekhamkin
В настоящее время изменения рыбного рынка продукции с промежуточной влажностью обусловлены глубокой степенью разделки сырья, использованием ликвидных пищевых отходов. Большой интерес представляет производство продукции с пониженным содержанием поваренной соли. Новые продукты должны сохранять классические или иметь улучшенные органолептические качества. Для намеренного изменения органолептических показателей используют различные пищевые добавки. Кроме того, пищевые добавки применяют для повышения стойкости, сохранения и улучшения структуры продукта. В статье рассмотрены возможности использования структурообразующих и влагоудерживающих пищевых добавок. Исследована возможность использования лактата натрия и глицерина для продукции с пониженным содержанием соли. Определено их влияние на показатель «активность воды» (Aw), отражающий микробиологическую безопасность продукции. Лактат натрия и глицерин снижают значение Aw на 0,025^0,05, с увеличением концентрации соли отмечается возрастание разницы значений Aw. В пределах дозировки глицерина и лактата натрия до 1,0 % их влияние имеет прямолинейный характер. Рассмотрено воздействие альгината натрия, каррагинана и модифицированного крахмала на изменение органолептических и структурно-механических характеристик полуфабрикатов и готовых изделий, на динамику изменения показателя Aw в процессе обезвоживания. При добавлении структурообразователей значения влагоудерживающей способности (ВУС) полуфабрикатов увеличиваются, в наибольшей степени это наблюдается в образцах с натриевой солью альгиновой кислоты. Определено, что для упрочнения структуры полуфабриката количество исследуемых добавок достаточно в пределах до 1,0 %. По динамике изменения показателя Aw в процессе обезвоживания установлено, что использование каррагинана и натриевой соли альгиновой кислоты в дозировках менее 1,0 % не оказывает влияния на микробиологическую безопасность продукции. Исследуемые структурообразующие и влагоудерживаю-щие добавки могут быть успешно использованы в технологии формованной рыбной продукции с промежуточной влажностью для улучшения органолептических характеристик и с сохранением потенциальной стойкости в хранении.
соленая рыбная продукция с промежуточной влажностью, пищевые добавки, альгинат натрия, каррагинан, лактат натрия, глицерин, активность воды
Currently the main changes of market of fish products with intermediate humidity are dependent on deep degree of cutting of raw materials, use of marketable food waste. Of great interest is manufacturing of products with low content of salt. New types of products should retain traditional or have improved organoleptic qualities. For intentional changes of organoleptic characteristics, we can use a variety of nutritional supplements. In addition, food additives are used to enhance product stability, structure maintaining and improving. The article deals with possibilities of using water-retaining and structure-forming food additives. We explored a possibility of using sodium lactate and glycerol in products with a reduced content of salt is. We outlined their impact on water activity (Aw) which reflects microbiological safety of products. Sodium lactate and glycerol reduce Aw value by 0.025 ^ 0.05, and the more salt concentration is, the more is the difference of Aw values. Within the dosage of glycerol and sodium lactate of up to 1.0%, their effect on graph is rectilinear. We considered the effect of sodium alginate, carrageenan and modified starch on changing of organoleptic, structural and mechanical properties of semi-finished and finished products, and also on the dynamics of Aw variation in dehydration process. With adding structure-forming food additives, water-holding capacity increases significantly for the samples with the sodium salt of alginic acid. It was determined that for hardening of structure of semi-finished products, number of additives must be within 1.0%. According to the changing dynamics of of Aw indicator during dehydration, it was found that the use of carrageenan and sodium salt alginic acid in the amount less than 1.0% has no effect on the microbiological safety of the product. Structure-forming additives and humectants can be successfully used in technology of the fish products with intermediate humidity to improve organoleptic characteristics and potential stability in storage.
salted fish products of intermediate moisture, food additive, sodium alginate, carrageenan, sodium lactate, glycerol, water activity
ВВЕДЕНИЕ
При приготовлении соленой рыбной продукции с промежуточной влажностью на основе фарша важно, чтобы полуфабрикат изначально хорошо формовался для получения готового продукта с положительными структурными характеристиками. С этой целью возможно использовать функциональные пищевые добавки - структурообразователи. Выбор тех или иных структурообразующих добавок является ответственным этапом в производстве формованной продукции с промежуточной влажностью, поскольку данные добавки могут оказать существенное влияние на процесс удаления влаги, а также на сохранение микробиологической безопасности готового продукта.
В настоящее время соленая рыбная продукция с промежуточной влажностью выпускается с содержанием соли на уровне 7-12%, что не позволяет рекомендовать ее в качестве постоянного продукта питания. Поэтому достаточно актуально рассматривать данную продукцию со сниженным содержанием поваренной соли при условии сохранения стойкости при хранении и корректировки вкусовых показателей.
Исследования, направленные на поиск пищевых добавок для создания рыбной продукции с промежуточной влажностью и сниженным содержанием по-
варенной соли, не ухудшающих качественные показатели, а также повышающие показатели безопасности, являются актуальными.
Для продукции с промежуточной влажностью одним из показателей, характеризующих микробиологическую безопасность продукта, является показатель «активность воды» (Aw), который уже во многих странах используется как главный критерий прогнозирования потенциальной стойкости при разработке новых видов продукции [1, 2]. И поэтому оценивать возможность использования тех или иных пищевых добавок с точки зрения стойкости продукта необходимо через оценку их влияния на показатель Aw.
ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
Для исследования применения пищевых добавок в технологии формованной соленой рыбной продукции с промежуточной влажностью в качестве сырья использовали такие массовые объекты промысла, как путассу (Micromesistius poutassou) , которая привлекает относительно невысокой стоимостью, и треска балтийская (Gadus morhua), достаточно широко представленная на сырьевом рынке Западно-Балтийского региона.
Среди ключевых пищевых добавок, потенциально способных понизить значения Aw, для исследования были выбраны лактат натрия (ГОСТ 316422012 Добавки пищевые. Натрий молочнокислый (лактат натрия) Е325. Технические условия) и глицерин (ГОСТ 6824-96 «Глицерин дистиллированный»).
Лактат натрия - соль молочной кислоты, является синергистом антиокислителей и обладает антимикробными свойствами. Это действие (так называемый «лактатный эффект») основано на равновесии в растворе диссоциированных и недиссоциированных молекул. Недиссоциированная молекула легко проникает сквозь клеточную мембрану, диссоциирует внутри клетки и подкисляет её содержимое. Кроме того, эта соль является регулятором кислотности, так как сама или вместе со свободной молочной кислотой образует буфер [3, 4]. Лактаты обладают свойством связывать тяжелые металлы и постепенно выводить их из организма, а также стабилизируют цвет продукта [5, 6].
Глицерин - это трехатомный спирт, который относится к группе стабилизаторов, обладающих свойствами сохранять и увеличивать степень вязкости продукта [3].
Глицерин и лактат натрия - бесцветные жидкости, имеют нейтральное значение рН и практически не имеют запаха, что важно при использовании их в качестве пищевых добавок.
Для исследования влияния глицерина и лактата натрия на изменение Aw в соленой рыбной продукции с промежуточной влажностью подготовили четыре варианта образцов из фарша трески с содержанием хлористого натрия 2, глицерина 2 и 3, лактата натрия 1 и 3%. Контролем являлся фарш с внесением 2%-ного хлористого натрия.
С целью получения продукции, обладающей качественной структурой, были исследованы образцы с внесением каррагинана («Erol M 35», ООО «КС Витязь», г. Москва), модифицированного крахмала ("ColdSwell 1111», компания «КМС» Дания ) и альгината натрия (FD-120, фирма Danisco).
Все подготовленные образцы обезвоживали конвективным способом при температуре 22-24 0С, относительной влажности воздуха 50-60 % и скорости движения 0,5-1,0 м/с.
Влияние структурообразующих добавок на изменение предельного напряжения сдвига (ПНС), водоудерживающую способность, активность воды (Aw) определялось на фарше путассу с добавлением 2 %-ного хлористого натрия после уточнения технологических дозировок добавок для получения продукта с приемлемой структурой.
Предельное напряжение сдвига фаршевых полуфабрикатов определяли по ГОСТ Р 50814-95 «Мясопродукты. Методы измерения пенетрации конусом и игольчатым индентором», ВУС по ГОСТ 7636 «Рыба, морские млекопитающие, морские беспозвоночные и продукты их переработки. Методы анализа».
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ При исследовании влияния пищевых добавок - глицерина и лактата натрия на изменение Aw формованной соленой рыбопродукции с промежуточной влажностью в первую очередь проведена органолептическая оценка образцов. В сравнении с контролем в образцах с глицерином было отмечено положительное изменение консистенции. Образцы имели более плотную и эластичную структуру. Контрольный образец по окончании процесса обезвоживания оказался жестким и слегка крошливым.
Влияние глицерина и лактата натрия на изменение Aw образцов в процессе обезвоживания показано на рис. 1.
0,95 -/г-
0,9 0,85
| 0,75
0,65 -
0,6 0,55
0,5 10 15 20 25 30 35 40
концентрация, %
1 % лактата натрия 3 % лактата натрия Д контроль
Aw
V
ТлК
10 20 30 40 концентрация, % контроль -Л- 2 % глицерина А 3 % глицерина 0
(а)
(б)
Рис. 1. Динамика изменения показателя Aw соленых рыбных фаршей с добавлением лактата натрия (а) и глицерина (б) в процессе обезвоживания Fig. 1. Dynamics of Aw indicator of salted minced fish with addition of sodium lactate (a) and glycerol (b) in the process of drying
По данным рис. 1 видно, что и лактат натрия, и глицерин снижают значение Aw в сравнении с контролем ориентировочно на 0,025-0,05. В процессе обезвоживания с увеличением концентрации отмечается незначительное возрастание разницы значений Aw образцов.
По литературным данным для отдельных пищевых продуктов снижение значения Aw даже на 0,01 приводит к увеличению сроков хранения в два раза, что связано с ролью Аw в протекании микробиологических процессов [7]. Не следует ожидать такого отклика на небольшое снижение активности воды для значительно обезвоженной продукции. Но это необходимо учитывать при отработке технологических параметров (массовой доли соли и влаги) с повышенным значением А^ когда комплексное использование хлористого натрия и исследуемых пищевых добавок может явиться дополнительным барьерным фактором для предотвращения микробиологической порчи.
Исходя из принципов здорового питания, необходимо уменьшить количество потребляемой в России поваренной соли, а следовательно, оптимизировать ее содержание в различных продуктах. В этом случае роль синергистов соли может оказаться существенной.
В качестве примера на рис. 2 показано сравнительное влияние различной дозировки лактата натрия и глицерина на Аw фаршевого изделия с концентрацией соли 9%.
Рис. 2. Изменение Aw рыбного фарша с концентрацией соли 9 % в зависимости от дозировки глицерина и лактата натрия Fig. 2. Aw dynamics of minced fish with salt concentration of 9%, depending on the dosage of sodium lactate and glycerol
Так как в пределах дозировки добавок до 1,0 % влияние их носит практически прямолинейный характер, то возможно оценить их роль при незначительном внесении, что может быть оправдано с технологической точки зрения. В секторе А (рис. 2) представлены математические выражения этой прямолинейной зависимости.
На рис. 2 видно, что влияние лактата натрия в этом диапазоне дозировок значительно сильнее выражено в сравнении с глицерином.
В пределах дозировки 0,5% влияние лактата натрия на степень снижения активности воды показано на рис. 3. Причем это влияние, как показал расчет, не зависит от концентрации соли в продукте.
дозировка, %
Рис. 3. Влияние дозировки лактата натрия на снижение Aw в обезвоженной
продукции
Fig. 3. Effect of sodium lactate dosage on reduction of Aw in dehydrated products
По результатам оценки органолептических характеристик полуфабрикатов со структурообразующими добавками для исследования были выбраны образцы с внесением 0,5, 1,0 и 1,5% добавок. Динамика изменения и ПНС и ВУС полуфабрикатов показана на рис. 4.
дозировка структурообразователя, %
■с альгинатом натрия
70
0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 1,4 1,6 дозировка структурообразователя, %
| с каррагинаном ■ш с крахмалом ^^ с альгинатом натрия |
(а) (б)
Рис. 4. Динамика изменения показателей ПНС (а) и ВУС (б) соленых рыбных
фаршей
Fig. 4. Dynamics of yield value (a) and moisture-retaining capacity (b) of salted minced
fish
с крахмалом
По данным рис. 4 видно, что при добавлении структурообразователей значения ВУС увеличиваются, причем в наибольшей степени это наблюдается в образцах с натриевой солью альгиновой кислоты. В результате взаимосвязи белков и полисахаридов образуются комплексы, которые обуславливают получение вязкой структуры, тем самым препятствуя удалению воды.
При измерении предельного напряжения сдвига установили, что для упрочнения структуры полуфабриката количество исследуемых добавок должно быть менее 1 %. При повышении дозировки не происходит увеличение значений
ПНС. Это связано с образованием гелевой системы - структуры, состоящей из высокомолекулярных веществ, которые образуют непрерывную трёхмерную макромолекулярную сетку, выступающую в роли каркаса, пустоты в которой заполнены низкомолекулярным растворителем — дисперсионной средой. Таким образом, образованная пространственная структурная сетка обладает эластичностью.
По завершению сушки всех образцов была проведена органолептическая оценка готовой продукции, в результате которой отмечено, что наиболее оптимальные по консистенции - образцы с добавлением различных количеств каррагинана и натриевой соли альгиновой кислоты. У контрольных образцов структура была неравномерная, жесткая и крошащаяся.
На следующем этапе исследований нами определено влияние вышеописанных добавок на активность воды (Aw) образцов в процессе обезвоживания (рис. 5).
массовая доля влаги, %
контроль п с альгинатом натрия Ü с каррагинаном
Рис. 5. Динамика изменения показателя Aw в процессе сушки образцов Fig. 5. Aw dynamics during drying of samples
Из рис. 5 видно, что в сравнении с контрольным образцом разница в динамике изменения показателя Aw для образцов с добавлением каррагинана и натриевой соли альгиновой кислоты несущественна. Таким образом, использование данных добавок в дозировке менее 1% не оказывают значительного влияния на микробиологическую безопасность готовой продукции.
ВЫВОДЫ
Добавление глицерина в количестве до 3,0 % к массе соленого полуфабриката улучшает консистенцию готового продукта и не оказывает отрицательного влияния на другие органолептические показатели соленой рыбной продукции с промежуточной влажностью.
Применение лактата натрия в количестве 0,5 % к массе соленого полуфабриката снижает значение Aw для продукции с концентрацией соли 9 % на 0,017, что может стать дополнительным барьером для предотвращения микробиологической порчи продукции с пониженным содержанием хлористого натрия.
Добавление каррагинана или натриевой соли альгиновой кислоты в количестве менее 1 % к массе полуфабрикатов обеспечивает получение фаршей с хо-
рошими формующими свойствами, а также получение готовой продукции улучшенной равномерной структуры.
Добавление каррагинана или натриевой соли альгиновой кислоты в количестве менее 1 % к массе полуфабриката не оказывает существенного влияния на динамику изменения показателя Aw при обезвоживании соленого фарша, что важно с точки зрения микробиологической безопасности продукции
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ЛИТЕРАТУРНЫХ ИСТОЧНИКОВ
1. Water activity in foods: fundamentals and applications/ Gustavo V. Barbosa-Cánovas, Anthony J. Fontana Jr., Shelly J. Schmidt, Theodore P. Labuza Blackwell Publishing and Institute of Food Technologists, 2007. - Р. 405.
2. Christian, J.H.B. Drying and reduction of water activity / J.H.B. Christian // The microbiological safety and quality of food / edited by B. Lund, A. Baird-Parker, G. Gould. - Maryland (USA): Aspen Publishers, 2000. - Pp. 146-168.
3. Сарафанова, Л. А. Пищевые добавки: энциклопедия / Л. А. Сарафанова. - Санкт-Петербург: ГИОРД, 2003. - 688 с.
4. Shelef L.A. Antimicrobial effects of lactates: a review. J. of Food Protection, 1994, v.57, №5.
5. Кудряшов, Л. С. Изменение цветовых характеристик мяса в процессе технологической обработки / Л. С. Кудряшов, Г. В. Гуринович // Обзорная информация. Сер. «Мясная промышленность» [Background information: series "Meet industry"]. - Москва: АгроНИИТЭИ Мясомолпром., 1994. - С. 10-17.
6. Кудряшов, Л. С. Использование молочной кислоты и ее солей при производстве мясопродуктов / Л. С. Кудряшов // Проблемы глубокой переработки сельскохозяйственного сырья и экологической безопасности в производстве продуктов питания XXI века: мат-лы науч.-практ. конф. - Углич , 4-7 сентября 2001.
7. Технология продукции общественного питания: в 2 т. / под ред. д-ра техн. наук, проф. А. С. Ратушного. - Москва: Мир, 2003. - Т. 1. - Физико-химические процессы, протекающие в пищевых продуктах при их кулинарной обработке. - 351 с.
REFERENCES
1. Water activity in foods: fundamentals and applications/ Gustavo V. Barbosa-Cánovas, Anthony J. Fontana Jr., Shelly J. Schmidt, Theodore P. Labuza Blackwell Publishing and Institute of Food Technologists, 2007, 405 p.
2. Christian J.H.B. Drying and reduction of water activity. The microbiological safety and quality of food / edited by B. Lund, A. Baird-Parker, G. Gould. Maryland (USA): Aspen Publishers, 2000, pp. 146-168.
3. Sarafanova L. A. Pishhevye dobavki: jenciklopedija [Food additives: encyclope-dia]. Saint-Petersburg, GIORD, 2003, 688 p.
4. Shelef L. A. Antimicrobial effects of lactates: a review. J. of Food Protection, 1994, vol. 57, no. 5.
5. Kudrjashov L. S., Gurinovich G. V. Izmenenie cvetovyh harakteristik mjasa v processe tehnologicheskoj obrabotki [Change of colour characteristics of meet during processing treatment]. Obzornaja informacija: serija "Mjasnaja promyshlennost'"
[Background information: series "Meet industry"]. Moscow, AgroNIITJel Mjasomolprom, 1994, pp. 10-17.
6. Kudrjashov L. S. Ispol'zovanie molochnoj kisloty i ee solej pri proizvodstve mjasoproduktov [Using lactic acid and its lactates in manufacturing of meat products]. Materialy nauchno-prakticheskoj konferencii "Problemy glubokoj pererabotki sel'skohozjajstvennogo syr'ja i jekologicheskoj bezopasnosti v proizvodstve produktov pitanija XXI veka" [Proceedings of scientific conference "Problems of deep freeze of agricultural products and ecological safety in production of food of XXI century]. Uglich, 4-7 sentjabrja, 2001.
7. Ratushnyj A. S., Hlebnikov V. I., Baranov B. A. Tehnologija produkcii obshhestvennogo pitanija. Tom 1. Fiziko-himicheskie processy, protekajushhie v pishhe-vyh produktah pri ih kulinarnoj obrabotke [Technology of catering products. Vol. 1. Physical-chemical processes occurring in food products during their cooking]. Moscow, Mir, 2003, 351 p.
ИНФОРМАЦИЯ ОБ АВТОРАХ
Степаненко Екатерина Игоревна - Атлантический научно исследовательский институт рыбного хозяйства и океанографии; научный сотрудник лаборатории технологии соленой, копченой и вяленой рыбопродукции; E-mail: katestepanenko@yandex.ru, e.stepanenko@ atlantniro.ru
Stepanenko Ekaterina Igorevna - Atlantic Research Institute of Fisheries and Oceanography, (AtlantNIRO); research worker of department of salted, smoked and dried fish products; E-mail: katestepanenko@yandex.ru, e.stepanenko@ atlantniro.ru
Андреев Михаил Павлович — Атлантический научно-исследовательский институт рыбного хозяйства и океанографии; доктор технических наук заместитель директора Атлантического научно-исследовательского института рыбного хозяйства и океанографии; E-mail: andreev@atlantniro.ru
Andreev MichaelPavlovich - Atlantic Research Institute of Fisheries and Oceanography, (AtlantNIRO); doctor of Sciences, Deputy Director of Atlantic Research Institute of Fisheries and Oceanography; E-mail: andreev@atlantniro.ru
Нехамкин Борис Лазаревич - Атлантический научно-исследовательский институт рыбного хозяйства и океанографии; заведующий лабораторией технологии соленой, копченой и вяленой рыбопродукции; E-mail: posol@ atlantniro.ru
Nekhamkin Boris Lazarevich - Atlantic Research Institute of Fisheries and Oceanography, (AtlantNIRO); head of the department of salted, smoked and dried fish products; E-mail: posol@ atlantniro.ru
