CC BY
35
Раздел 2. ПИЩЕВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ
УДК 664.951.037(06)
Влияние жидкого и газообразного азота на удлинение сроков хранения мороженой рыбы
О.Н МАРКОВА, О.П. ЧЕРНЕГА, канд. техн. наук О.Н. АНОХИНА, д-р техн. наук, академик МАХ Б.Н. СЕМЕНОВ
Калининградский государственный технический университет
In given work are brought the results of studies dedicated to influence fluid and gaseous nitrogen on lengthening of shelf times of frozen fish depending of bar of different batches.
В процессе замораживания происходит перераспределение кристаллической фазы внутри продукта [2]. Мороженое сырье в максимальной степени сохраняет свои нативные свойства, пищевую ценность в течение длительного времени. Для увеличения сроков холодильного хранения рыбы применяют различные хладагенты, наиболее эффективным из которых считается жидкий азот.
В лаборатории криогенной технологии гидробионтов КГТУ были заготовлены мороженые образцы плотвы, взятой непосредственно после вылова, из которых вырабатывали следующие партии:
• контрольную (замораживание рыбы на воздухе до температуры -18 °С и хранение рыбы в полимерных пакетах при -18 °С);
• опытную № 1 (замораживание рыбы с помощью жидкого азота в соотношении рыба:азот 1:1 до -18 °С и хранение в полимерных пакетах при температуре -18° С);
• опытную № 2 (замораживание рыбы с помощью жидкого азота в соотношении рыба:азот 1:1 до -18 °С и хранение в модифицированной газовой среде (МГС), содержащей 90 - 95 % азота, при температуре -18 °С).
Для характеристики качественного состояния исследуемого объекта в процессе хранения определяли следующие показатели:
• перекисное число - по методу Якубова в пересчете на 100 г продукта [6];
• кислотное число - по методу Лазаревского в модификации Б.Н. Семенова применительно к получению липидной навески в пересчете на 100 г продукта [6];
влагоотдачу - методом центрифугирования в специальных центрифужных пробирках [2];
• содержание АТФ — по количественному изменению легкогидролизуемого фосфора (ЛГФ) методом осаждения уксуснокислой ртутью [2];
• показатель pH с помощью иономера И-130 [2];
• органолептическую оценку сырой и отварной рыбы по четырем показателям: внешнему виду, запаху, консистенции, вкусу [3];
• обобщенную численную характеристику качества [4].
В результате исследований, проведенных на кафедре технологии продуктов питания КГТУ, получены данные о качественном состоянии рыбы в зависимости от продолжительности ее хранения в мороженом виде. Уровень доверительной вероятности значений составил 95 %, т.е. в 95 % образцов разница достоверна.
Результаты биохимических изменений мышечной ткани показали, что при быстром замораживании наблюдается значительное замедление посмертных изменений, протекающих в мышечной ткани мороженой рыбы при хранении, и достаточная аккумуляция холо-
1А *
о 14 ^
Q ГО
% 12 о
I
Месяцы
а
Контроль --Д ■ Жидкий азот —А— МГС
О 2 4 6 8 10 12 14
Месяцы б
Рис. 1. Изменение кислотного числа (а) и перекисного числа (б) липидов мышечной ткани мороженой плотвы при хранении
да, что в совокупности обеспечивает более продолжительное хранение рыбы по сравнению с контрольным образцом.
Кислотное число свежей рыбы минимально и составляет для плотвы (согласно исследованиям) 5 мг КОН на 100 г продукта (рис. 1 ,а). При хранении у плотвы контрольной партии кислотное число резко возрастает уже на 2-й месяц и достигает максимума через 4 мес. Использование жидкого азота при замораживании рыбы замедляет процесс порчи жиров. Пик значений кислотного числа у рыбы, замороженной жидким азотом, зафиксирован только через 6 мес хранения (рис.1 ,а), а у рыбы, замороженной жидким азотом с последующим хранением в модифицированной газовой (азотной) среде (концентрация газообразного азота в среде 90 - 95 %), лишь через 8 мес хранения. После достижения максимума кислотное число снижается за счет образования перекисных соединений (рис. 1,6).
У свежевыловленной рыбы перекисное число равно нулю. Увеличение перекисного числа свидетельствует об образовании перекисей в уже частично гидролизованном жире, снижение после прохождения пика - об образовании вторичных продуктов окисления. Время появления этих продуктов в тканях рыбы соответствует предельному сроку хранения [1,5]. У медленно замороженной плотвы контрольной партии максимум перекисного числа наблюдается через 8 мес хранения при температуре -18 °С. При быстром замораживании рыбы скорость накопления перекисных соединений, а также их максимальное содержание уменьшаются. Пик значений перекисного числа у рыбы, замороженной с помощью жидкого азота, достигается через 10 мес, а при криогенном замораживании с последующим хранением в МГС - через 12 мес (рис. 1,6).
После прохождения пика значения перекисного числа уменьшаются, что свидетельствует о накоплении в липидах мышечной ткани вторичных продуктов окисления (рис. 2,а), что проявляется в росте тиобарбиту-
рового числа (ТБЧ). При медленном замораживании (у плотвы контрольной партии) показатель ТБЧ резко повышается на 10-й месяц хранения. У рыбы, замороженной с использованием жидкого азота, ТБЧ достигает максимума на 12-й месяц, а у рыбы, замороженной жидким азотом с последующим хранением в МГС, -лишь на 14-й месяц хранения.
В связи с этим предельный срок хранения рыбы нужно ограничивать при максимальном изменении перекисного числа (рис. 1,6) и значительном росте ТБЧ (рис.2,а).
В мороженой рыбе при хранении идут процессы накопления и взаимодействия продуктов окисления липидов с важными химическими соединениями, в частности с белками, что является одной из причин ухудшения качества сырья. Определение вновь образованных вторичных липопротеидных комплексов служит дополнительным показателем при оценке качества рыбного сырья.
Из приведенных на рис.2,6 данных видно, что нативные липопротеиды распадаются уже к 1 -му месяцу хранения у рыбы контрольной партии, ко 2-му месяцу у рыбы, замороженной с использованием жидкого азота, и к 3-му месяцу у рыбы, замороженной с использованием жидкого азота и хранящейся в МГС. Затем у плотвы всех трех экспериментальных партий значительно увеличивается содержание Р-липопротеидов за счет преобладания двух процессов: высвобождения р-липо-протеидов из клеточных структурных образований (тем самым легкости их экстрагируемости) и образования вторичных липопротеидных комплексов.
Мышечная ткань рыбы сразу после вылова имеет низкую влагоотдачу. Однако при хранении в тканях мороженой рыбы происходят постмортальные изменения. Значительное увеличение влагоотдачи мышечной ткани рыбы наблюдается при прохождении рыбой стадий посмертного окоченения из-за уплотнения мышечной ткани вследствие синерезиса актомиозина. При наступлении расслабления показатели влагоотдачи уменыиа-
' Контроль
Жидкий азот
■ МГС
Месяцы
а
Месяцы
б
Рис. 2. Изменение тиобарбитурового числа липидов (а) и динамика содержания (3-липопротеидов (б) мышечной ткани
мороженой плотвы в процессе хранения
1 Контроль И Жидкий азот —А- МГС
О 2 4 6 8 10 12 14
Месяцы а
О 2 4 6 8 10 12 14
Месяцы б
Рис. 3. Изменение показателя влагоотдачи (а) и количества ЛГФ (б) мышечной ткани мороженой плотвы при хранении
ются, в конце расслабления мышечной ткани и при автолизе происходит гидролиз белковых веществ и показатели снова начинают увеличиваться [1,3]. Пики пост-мортальных изменений выражены ярче, и процессы протекают быстрее при медленном замораживании (контрольная партия). У рыбы этой партии максимум влагоотдачи, а следовательно, и максимум посмертного окоченения зафиксированы через 1 мес хранения (рис.2,а). Минимум влагоотдачи, т.е. конец расслабления мышечной ткани, отмечен через 4 мес хранения. Более медленно постмортальные изменения протекают при замораживании рыбы жидким азотом. Так, максимум посмертного окоченения рыбы, замороженной с использованием жидкого азота, зафиксирован через 2 мес, а конец расслабления - лишь на 5-й месяц (рис.3,а), а для партии, при хранении которой использовали МГС, максимум окоченения наблюдается через 3 мес, а максимум расслабления — лишь через 6 мес хранения.
В течение первых 2 мес морозильного хранения в результате ферментативного воздействия распадается 70 - 80 % АТФ. При понижении температуры распад АТФ замедляется [2]. Показатель АТФ в момент наступления максимума окоченения имеет минимальное значение. При расслаблении мышечной ткани у рыбы всех партий наблюдается ресинтез АТФ (рис. 3,6).
Растворимость белка рыбы сразу после вылова высокая вследствие диссоциации комплекса актомиози-на под влиянием присутствующей в мышце АТФ.
При распаде АТФ актомиозиновый комплекс переходит в недиссоциированное состояние и растворимость ухудшается.
После достижения минимума (время наступления которого для различных способов замораживания и хранения неодинаково) экстрагируемость белков увеличивается, а при автолизе снова начинает уменьшаться.
На рис. 4 показано изменение содержания солерастворимых белков и показателя pH (по величине которого судят о скорости прохождения рыбой стадий посмертных изменений) мороженой плотвы в процессе хранения. Из приведенных данных видно, что применение жидкого азота позволяет значительно замедлить процесс снижения растворимости белков и скорость постмортальных изменений. Так, минимальное содержание солерастворимых белков и минимум значения pH контрольной партии наступает уже через 4 мес хранения; партии, замороженной жидким азотом, - через
5 мес; а партии, замороженной жидким азотом с последующим хранением в МГС, - лишь через 6 мес хранения, что соответствует максимуму расслабления.
Результаты биохимических исследований хорошо
%
Месяцы
6
б
Рис. 4. Изменение содержания солерастворимых белков (а) и показателя pH (б) в мышечной ткани мороженой плотвы
в процессе хранения
R,
i/>
■ Контроль
Жидкий азот
МГС
Месяцы Месяцы
б б
Рис. 5. Изменение органолептической оценки (а) и относительной численной характеристики качества мороженой плотвы (б)
в процессе хранения
согласуются с органолептическими показателями рыбы. В начале хранения качество рыбы всех партий соответствует 5 баллам. По мере увеличения продолжительности хранения в рыбе протекают постморталь-ные изменения и качество ее ухудшается.
Минимальную продолжительность хранения имеют образцы, замороженные воздухом (контрольная партия). Эти образцы получили трехбалльную оценку, принятую за предельную оценку качества, уже через 8 мес хранения (рис.5,а). При использовании для замораживания и хранения рыбы жидкого и газообразного азота (МГС) интенсивность постмортальных изменений замедляется и хорошее качество рыбы сохраняется до 10 и 14 мес соответственно (см. рис.5,а).
Понятием «качество» пользуются постоянно, но редко в практике и даже в исследованиях ему придают четкий однозначный смысл. Качество всегда является сложной совокупностью многих свойств или признаков объекта, большинство которых измеряется и выражается численно. Следовательно, необходимо объединение численного выражения признаков таким образом, чтобы их совокупность создавала обобщенную численную характеристику качества объекта. Таким и является метод, основанный на законе аддитивности [5]. В данном исследовании находили относительное изменение численных характеристик качества (меру обратимости Я,ц).
На рис. 5,6 представлено изменение относительной численной характеристики качества мороженой плотвы в процессе холодильного хранения. С увеличением продолжительности хранения относительная численная характеристика качества мороженой плотвы уменьшается, особенно значительно и быстро у рыбы контрольной партии (от единицы в начале до 0,2 - в конце хранения).
Согласно вычислениям относительной численной характеристики качества по [4] мороженая плотва опытных партий в конце хранения обладает более хорошим
качеством (относительная численная характеристика качества составляет 0,4), чем рыба контрольной партии. Таким образом, интенсификация процесса замораживания с помощью жидкого азота способствует лучшему сохранению рыбы по сравнению с контрольным способом замораживания.
Изучение биохимических процессов в рыбе, замороженной с помощью жидкого азота, показало, что вследствие быстрого замораживания в период последующего хранения при низких температурах посмертные процессы в рыбе в значительной мере затормаживаются. Рыба, замороженная с использованием жидкого азота, сохраняется в 1,3 раза дольше (10 мес), чем рыба контрольной партии (8 мес), а рыба, замороженная с использованием жидкого азота и хранящаяся в МГС в 1,7 раза дольше (14 мес) по сравнению с контрольной партией.
Список литературы
1. Быков В.П. Изменения мяса рыбы при холодильной обработке. -М.: Агропромиздат, 1987.
2. Головкин H.A., Першина Л.И. Посмертные механохимические изменения и их роль при консервировании рыбы холодом //Труды НИКИМРП.-Л., 1961. Т. 1. Вып.2.
3. Применение азотных технологий в процессах охлаждения, замораживания, хранения и транспортирования скоропортящихся продуктов. Ч. 1 и 2 / Б.Н. Семенов, Л.А. Акулов, Е.И. Борзенко и др. - Калининград: АтлантНИРО, 1994.
4. Технология продуктов из водного сырья. Методические указания к лабораторной работе по определению обобщенной численной характеристики качества рыбных продуктов по специальности 27.09 «Технология рыбных продуктов» / Б.Н. Семенов.-Калининград. 1992.
5. Чижов Г.Б. Обобщенные численные характеристики изменения мяса при холодильной обработке и хранении. ЦНИИТЭИ обзорная информация, серия: холодильная промышленность и транспорт. № 2. - М: 1976.
6. Якубов Г.З. Метод контроля качества быстрозамороженных готовых мясных блюд. - М.: ВНИКТИХОЛОДПРОМ, 1981.
