CC BY
44
Известия ТИНРО
2006 Том 146
ТЕХНОЛОГИЯ ОБРАБОТКИ ГИДРОБИОНТОВ
УДК 577.114:664.951
И.А. Кадникова, C.B. Талабаева, В.М. Соколова
ВЛИЯНИЕ ПОЛИСАХАРИДНЫХ ГИДРОГЕЛЕЙ НА РЕОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА КОНСЕРВОВ ТИПА СУФЛЕ
Изучены реологические свойства пищевых систем рыбный фарш — полиса-харидный гидрогель (альгиновый, каррагинановый) в зависимости от содержания фарша и полисахарида. Определены водоудерживающая способность и предельное напряжение сдвига рыбного суфле после стерилизации. Установлено, что внесение смеси гидрогелей позволяет использовать сырой рыбный фарш без предварительного бланширования при получении паштетообразных консервов типа суфле. Показаны профилограммы характеристик их органолептических свойств.
Kadnikova I.A., Talabaeva S.V., Sokolova V.M. Influence of polysaccharide hydrogel on rheological properties of soufflé-like tinned goods // Izv. TINRO. — 2006. — Vol. 146. — P. 283-287.
Rheological properties of food systems as fish mince — polysaccharide hydrogel (alginate, carrageenan) are investigated in dependence on the mince-polysaccharide ratio. Yield stress and water hold ability of the fish soufflé after sterilization have been determined. Addition of a mixture of hydrogels to the raw fish mince allows to use it for producing of soufflé-like pate tinned goods without advance heating. Profilogramms of their organoleptics parameters are presented.
Водоудерживающая и эмульгирующая способность альгинатов и каррагина-нов обусловливает их применение в производстве паштетообразных рыбных изделий массового ассортимента и лечебно-профилактического назначения (Trout et al., 1990; Калаковский, 1991; Литвинова, 2004).
Использование рыбного фарша без добавления структурообразователей при получении консервов приводит к термической денатурации белка с сильным отделением воды и образованию плотной структуры продукта.
Для получения из фарша высококачественной продукции большое значение имеет использование добавок, обладающих гелеобразующими, эмульгирующими и стабилизирующими свойствами. Этим требованиям отвечают морские полисахариды — каррагинаны и альгинаты, гели которых совместимы с белками.
Целью настоящих исследований было изучение реологических свойств пищевых систем рыбный фарш — полисахаридный гидрогель (альгиновый, карра-гинановый) для получения консервов со структурой типа суфле.
Исследования проводили на фарше горбуши, полученном общепринятым способом: филе рыбы дважды измельчали, перемешивали, вносили соль в количестве 1,0 % и сухое молоко — 2,0-2,5 %. Содержание рыбного фарша в системе варьировали от 30,0 до 70,0 %, гидрогеля альгинового (в расчете на сухое вещество геля) — от 1,0 до 3,0 % или каррагинанового от 0,2 до 0,8 %, добавляли 10,0 % растительного масла.
Предельное напряжение сдвига фаршевых систем определяли с помощью ротационного вискозиметра "Реотест-2" на измерительных цилиндрах с пределом измерений вязкости 0-380 Па.
Водоудерживающую способность (ВУС) образцов определяли методом прессования по разности общего процентного содержания воды в фарше и количества отжатой воды (Мельникова, 1977). Проводили 3 параллельных определения и вычисляли среднеарифметическое значение и стандартную ошибку.
При определении режима стерилизации консервов типа суфле в качестве величины нормативного эффекта были использованы данные для консервов группы "Паштеты и икра" (F = 5,5 усл. мин) (Сборник технологических инструкций ..., 1989). Средняя величина фактического стерилизующего эффекта была определена из пяти сходных результатов теплофизических исследований образцов. Регистрация данных проводилась на приборе фирмы "Эллаб".
Исследование качества консервов проводили профильным методом (Сафро-нова, 1998). Для этого предварительно составили перечень признаков (запах, вкус, консистенция, отделение жидкости) и дали их подробное описание и индивидуальную оценку. Полученные результаты выразили в виде профилограмм.
В результате экспериментов было установлено, что для получения пластичной паштетообразной структуры растительное масло необходимо эмульгировать с раствором полисахарида, затем добавлять подготовленный рыбный фарш. Последовательность введения компонентов обеспечивает эффективное эмульгирование и получение однородной массы.
Исследование реологических характеристик полученных пищевых систем показало, что с увеличением содержания альгината в системе предельное напряжение сдвига (ПНС) возрастает (рис. 1). При этом значения ПНС при концентрации альгината до 1,5 % изменяются незначительно. При увеличении концентрации альгината от 1,5 до 3,0 % ПНС увеличивается в среднем в 2 раза. Наибольшие значения ПНС отмечены для систем с содержанием фарша 70 % — 380-740 Па. Высокие реологические показатели системы рыбный фарш — гидрогель альгиновый объясняются взаимодействием альгината с белками фарша. При этом, по-видимому, образуются комплексы полисахарид — белок за счет электростатического взаимодействия между отрицательно заряженными (-С02-2) группами альгината и положительно заряженными (-NH3+) группами белков (Dickinson, 1995). Результатом такого взаимодействия является получение стабильной эмульсионной системы с высокими реологическими и органолептичес-кими показателями.
Рис. 1. Зависимость предельного напряжения сдвига пищевой системы рыбный фарш — гидрогель альгиновый — растительное масло от содержания фарша и полисахарида. Содержание фарша в системе: 1 — 30 %, 2 — 50, 3 — 70 %
Fig. 1. Dependence of fish mince-alginate hydrogel-oil system's yield stress from fish mince and polysaccha-ride contents. The fish mince content: 1 — 30 %, 2 — 50, 3 — 70 %
Концентрация альгината, %
Органолептическая оценка полученных пищевых систем показала, что их консистенция зависит от относительного содержания рыбного фарша. При содержании в пищевой системе 30 % рыбного фарша она после гомогенизации имеет консистенцию соуса, независимо от концентрации полисахарида. Увеличение содержания рыбного фарша в пищевой системе до 50 % приводит к изменению консистенции массы до текучей пастообразной. При содержании рыбного фарша в количестве 70 % структура продукта переходит в плотную пастообразную.
После стерилизации в системах, содержащих 30 % рыбного фарша, наблюдается значительное отделение воды, независимо от содержания полисахарида, при 70 % фарша структура суфле становится очень плотной и суховатой, при 50 % — структура умеренно плотная и соответствует требованиям для суфле. Поэтому в дальнейших исследованиях использовали системы с содержанием фарша 50 %.
Системы, содержащие 0,5 и 0,8 % каррагинана, готовили аналогично системам с альгиновым гидрогелем, предварительно получая эмульсию растительного масла и полисахарида. ПНС полученных систем составило соответственно 173 и 350 Па, что сравнимо с системами, содержащими альгинат в концентрации 2 и 3 %.
В случае совместного использования альгината и каррагинана — 1,5 и 0,5 % — значение ПНС составило 193 Па, что несколько выше показателей для систем с индивидуальными полисахаридными гидрогелями.
Стерилизация оказывает значительное влияние на реологические характеристики белковых пищевых систем, что главным образом связано с процессом термической денатурации белка и отделением воды. При стерилизации паштето-образных консервов для снижения отделения жидкости обычно используют предварительную бланшировку рыбного сырья (Калаковский, 1991). Известно, что термическая стабильность белков в составе образующегося комплекса белок — полисахарид увеличивается, что объясняется не только электростатическим, но и гидрофобным взаимодействием между полисахаридом и белком, которое выражается в защите гидрофобных участков белков полисахаридными молекулами (Tolstoguzov, 1986; Sato et al., 2003; Ibanoglu, 2005). Поэтому при получении паштетообразных консервов с использованием полисахаридных гидрогелей мы исключили предварительную бланшировку рыбного сырья и исследовали влияние однократной термической обработки при стерилизации на реологические свойства консервов типа суфле.
Совместно с лабораторией технологии и химии процессов консервирования был разработан режим стерилизации суфле 5-15-50-20 мин при 115 0С, который обеспечивает достаточный стерилизующий эффект. Установлено, что стерилизующий эффект для данного вида консервов составляет 7,5 усл. мин.
Приведенные в таблице экспериментальные данные свидетельствуют о том, что после стерилизации ПНС консервов увеличивается в 4,8-10,2 раза. Меньше всего изменяется ПНС фарша без внесения гидрогелей — в 4,8 раза. Влияние альгината в концентрации 1,5 % после стерилизации выражено в большей степени, чем в системах до стерилизации — ПНС изменяется в 6,2 раза. Значение ВУС увеличивается по сравнению с системой, не содержащей полисахарида. При дальнейшем увеличении концентрации альгината до 3 % ПНС повышается в 7 раз, ВУС — на 15,2 %.
Системы с каррагинановым гидрогелем характеризуются наибольшим увеличением ПНС после стерилизации, в 9,0-10,2 раза, что, вероятно, связано с образованием более прочных связей каррагинана с белком. Из литературных данных известно, что сульфатные группы каррагинанов образуют более сильные связи с аминогруппами белков, чем карбоксильные группы альгинатов (Dickinson,
2003). Высокие значения ВУС — 56,0 и 56,2 % — косвенно подтверждают образование более прочных связей между белком и каррагинаном. Системы, включающие смесь гидрогелей, имеют промежуточные значения ПНС и ВУС.
ПНС и ВУС рыбного суфле после стерилизации Yield stress and water hold ability of fishing sufle after sterilization
Содержание гидрогеля, % ПНС, Па ПНС после стерилиз ВУС, %
альгинового каррагинанового ПНС до стерилиз
- - 672 ± 20 4,8 46,2±0,1
1,5 - 930 ± 29 6,2 50,8±0,1
2,0 - 1311 ± 31 6,9 53,7±0,1
3,0 - 2520 ± 33 7,0 54,5±0,1
- 0,5 1557±28 9,0 56,0±0,1
- 0,8 3570 ± 51 10,2 56,2±0,1
1,0 0,2 988 ± 25 6,5 53,1±0,1
1,5 0,5 1891 ± 37 9,8 53,9±0,1
Исследования качества консервов профильным методом показали, что готовый продукт без добавления гидрогелей имеет рыхлую консистенцию, отмечаются крупинчатость и отделение воды до 5,3 % от массы фарша; их профилограм-мы далеки от идеальной модели (рис. 2). Использование альгината в концентрациях до 1,5 % позволяет снизить отделение жидкости до 1,3 %, однако остается ощущение крупинчатости. В консервах, содержащих альгинат в концентрации 2-3 %, отделения воды не происходит, они имеют однородную плотную консистенцию типа суфле, хорошо режутся. Тем не менее применение альгината в концентрации 3 % несколько снижает вкусовые качества готового продукта — появляется вяжущий привкус.
Внесение 0,8 % каррагинана ведет к отделению геля до 4,0 %, при концентрации 0,5 % — до 1,5 %. Консистенция суфле с каррагинановым гидрогелем плотная, крупинчатость отсутствует. При совместном использовании альгината (1,5 %) и каррагинана (0,5 %) наблюдается отсутствие отделения воды или геля в консервах и достигается умеренно плотная консистенция, в связи с чем этот образец получил наивысший балл.
Таким образом, показано влияние концентраций и вида гидрогелей на изменение реологических характеристик систем рыбный фарш — гидрогели. Установлено, что содержание в системе рыбного фарша в количестве 50 % достаточно для получения консервов типа суфле. Использование 1,5 % альгината и 0,5 % каррагинана в виде гидрогелей делает возможным использование рыбного фарша без предварительного бланширования и получение продукта, обладающего высокими реологическими показателями.
Литература
Калаковский Э. Технология рыбного фарша. — М., 1991. — 220 с.
Литвинова Е.В. Кальцинированный наполнитель для паштета // Мясная индустрия. — 2004. — № 7. — С. 30-31.
Мельникова О.М. О водоудерживающей способности мышечных тканей // Рыб. хоз-во. — 1977. — Вып. 2. — С. 72-74.
Сафронова Т.М. Справочник дегустатора рыбной продукции. — М.: ВНИРО, 1998. — 244 с.
Сборник технологических инструкций по производству рыбных консервов и пресервов. — Л., 1989. — 286 с.
Dickinson E. Emulsion stabilization by polysaccharides and protein-polysaccharide complexes // Food polysaccharides and their applications. — N.Y.: Dekker, 1995. — P. 501-515.
Рис. 2. Профилограммы описательных характеристик свойств консервов типа суфле (содержание фарша 50 %): а — идеальная модель фаршевых консервов; б — без добавления гидрогелей; в—д — с добавлением альгинового гидрогеля (в — 1,5 %, г — 2,0, д — 3,0 %); е—ж — с добавлением каррагинанового гидрогеля (е — 0,5 %, ж — 0,8 %); з — с добавлением 1,5 % альгинового гидрогеля и 0,5 % каррагинанового гидрогеля
Fig. 2. Profilogramms of characteristics of sufle canned organoleptic properties: a — ideal model of sufle canned; б — without hydrogel; в—д — with alginate hydrogel (в — 1,5 %, г — 2,0, д — 3,0 %); е-ж — with carrageenan hydrogel (е — 0,5 %, ж — 0,8 %); з — with 1,5 % alginate hydrogel and 0,5 % carrageenan hydrogel
Dickinson E. Hydrocolloids at interfaces and the influence on the properties of dispersed systems // Food Hydrocolloids. — 2003. — Vol. 17. — P. 25-39.
Ibanoglu E. Effect of hydrocolloids on the thermal denaturation of proteins // Food Chemistry. — 2005. — Vol. 90, iss. 4. — P. 621-627.
Sato R., Katayama S., Sawabe T., Saeki H. Stability and emulsion-forming ability of water-soluble fish myofibrillar protein prepared by conjugation with alginate oligosaccharide // J. Agric Food Chem. — 2003. — Vol. 51, iss. 15. — P. 4376-4381.
Tolstoguzov V.B. Functional properties of protein-polysaccharide mixtures // Functional properties of food macromolecules. — L.: Elsevier, 1986. — Р. 385-415.
Trout Q., Chen C., Dale S. Effect of calcium carbonate and sodium alginate on the textural characteristics, color and color stability of restructured pork chops // J. Food Sci. — 1990. — Vol. 55, № 1. — P. 38-42.
Поступила в редакцию 22.03.06 г.
