Текст
Технология рыбы
рыбных продуктов
Под редакцией доктора технических наук,
профессора А. М. Ершова
Рекомендовано Учебно-методическим объединением по
образованию в области технологии сырья и продуктов жи-
вотного происхождения в качестве учебника для студентов
высших учебных заведений, обучающихся по направлению
260300 «Технология сырья и продуктов животного про-
исхождения», по специальности 260302 «Технология ры-
бы и рыбных продуктов»; 240902 «Пищевая биотехноло-
гия», 200503 «Стандартизация и сертификация»
Санкт- Петербург
ГИОРД
2006
Технология рыбы
и рыбных продуктов
Под редакцией доктора технических наук.
Предисловие
Материалы учебника могут быть использованы при подготовке инженеров-
технологов по специальности 27100 «Технология рыбы и рыбных продуктов*:
также они могут быть полезны для аспирантов, научных работников и инжене-
ров-технологов, работающих в рыбной отрасли.
В написании учебника принимали участие ведущие ученые разных вузов и
НИИ рыбной отрасли: Мурманского Государственного Технического Универси-
тета (МГТУ), Калининградского Государственного Технического Университета
(КГТУ), Астраханского Государственного Технического Университета (АГТУ),
Всероссийского Научно-исследовательского института Океанографии и Рыбного
Хозяйства (ВНИРО), Полярного научно-исследовательского института Океаног-
рафии и Рыбного Хозяйства (ПИНРО).
В учебнике обобщены как ранее опубликованные материалы известных уче-
ных рыбной отрасли, так и приведены данные собственных исследований авто-
ров. Наряду с теоретическим обоснованием производства того или иного продук-
та рассмотрены и прикладные аспекты технологий. Отличительной особенно-
стью представления материалов являются сведения о закономерностях ряда ос-
новных технологических процессов, имеющих место при переработке
гидробионтов.
В первой главе (А. М. Ершов, Б. Н. Семенов) рассмотрены сырьевая база и
диагностика добычи гидробионтов в Российской Федерации, состояние рыбо-
Предисловие
Материалы учебника могут быть использованы при подготовке инженеров-
технологов по специальности 27100 «Технология рыбы и рыбных продуктов»;
также они могут быть полезны для аспирантов, научных работников и инжене-
ров-технологов, работающих в рыбной отрасли.
В написании учебника принимали участие ведущие ученые разных вузов и
НИИ рыбной отрасли: Мурманского Государственного Технического Универси-
тета (МГТУ), Калининградского ТЪсударственного Технического Университета
(КГТУ), Астраханского Государственного Технического Университета (АГТУ),
Всероссийского Научно-исследовательского института Океанографии и Рыбного
Хозяйства (ВНИРО). Полярного научно-исследовательского института Океаног-
рафии и Рыбного Хозяйства (ПИНРО).
В учебнике обобщены как ранее опубликованные материалы известных уче-
ных рыбной отрасли, так и приведены данные собственных исследований авто-
ров. Наряду с теоретическим обоснованием производства того или иного продук-
та рассмотрены и прикладные аспекты технологий. Отличительной особенно-
стью представления материалов являются сведения о закономерностях ряда ос-
новных технологических процессов, имеющих место при переработке
гидробионтов.
В первой главе (А. М Ершов, Б. Н. Семенов) рассмотрены сырьевая база и
диагностика добычи гидробионтов в Российской Федерации, состояние рыбо-
добывающих и рыбообрабатывающих предприятий, орудия лова и их влияние
на качество гидробионтов, принципы и способы консервирования, а также на-
мечены некоторые перспективные пути научных подходов в технологии гидро-
бионтов.
Во второй главе (Т К. Лебская, Л. Л. Константинова, С. Ю. Дубровин) дана
характеристика гидробнонтного сырья: рыб, беспозвоночных, млекопитающих,
растений. Рассмотрено строение тканей гидробионтов, химический состав, пи-
щевая и биологическая ценность, прижизненные и посмертные изменения в ры-
бе. То есть, приведены все основные данные для инженера-технолога, которые
могут способствовать последующей оценке готовой продукции нз этого сырья.
Третья глава книги (Б. Н. Семенов) посвящена хранению и транспортировке
живой и охлажденной рыбы. Рассмотрены пороки живой рыбы, особенности ее
хранения и транспортировки.
5
Предисловие
В четвертой главе (Б. Н. Семенов. А. М. Ершов) привезены сведения о теоре-
тических основах и особенностях производства охлажденной, подмороженной и
мороженой рыбы и рассмотрены технологии размораживания ее. Предложены
методики расчетов процессов и перспективные пути увеличения сроков хранения
охлажденной, подмороженной и мороженой рыбы.
В пятой главе (А. М. Ершов, В. А. Гроховский, Н. Н. Рулев, В. В. Димова) рас
сматриваются теоретические и практические аспекты производства соленых,
пряных и маринованных продуктов. Проанализированы современные теории по-
сола рыбы, предложены новые подходы к расчетам продолжительности посола,
приведены сведения о современных технологиях и новых направлениях совер-
шенствования н развития технологии посола и маринования.
В шестой главе книги (А. М. Ершов, Ю. В. Шохина, И. Э. Бражная) приво-
дятся сведения о производстве сушеной, вяленой и копченой рыбы. Рассмотрены
физико-химические и биохимические изменения в рыбе в процессе переработки.
Предложены новые методы расчета процесса обезвоживания при сушке, вялении
и холодном копчении. Проанализированы основные аспекты получения коп-
тильного дыма и приведены технологии сушеной, вяленой и копченой рыбы.
Седьмая глава (А. М. Ершов, В. В. Баранов) посвящена производству кули-
нарной продукции. На примере тепловой обработки рыбных изделий в горячем
растительном масле и с применением инфракрасного излучения, а также энергии
сверхвысокой частоты, подробно рассмотрены тепломассообменные процессы,
протекающие при тепловой обработке рыбных изделий. В этой главе представле-
ны конкретные технологии основных кулинарных продуктов.
В восьмой главе (В. А. Гроховский. М. Д. Мукатова, О. А. Николаенко,
Л. Т. Серпунина, С. А. Артюхова) предлагаются основные технологии стерилизо-
ванных консервов. Рассматриваются большинство процессов, протекающих при
изготовлении того или иного вида консервов. Особое внимание при изложении
материала уделено процессу стерилизации
Девятая глава (М. Д. Мукатова, Б. Ф. Петров, С. Ю. Дубровин, В И. Киселев)
посвящена производству кормовых и технических продуктов- кормовой муки,
кормов химического консервирования (кормового фарша, рыбного силоса, заме-
нителя цельного молока, кормового гидролизата), продуктов специального на-
значения (гуанина, жемчужного пата, перламутрового препарата, клея особых
кондиций, пищевого и технического клеев)
В десятой главе книги (С. Ю. Дубровин. Б. Ф. Петров. Б. Н. Семенов,
И Э Бражная) рассматриваются производства жиров, витаминных и медицин-
ских препаратов, в том числе: технического, ветеринарного, пищевого и меди-
цинского жиров.
В одиннадцатой главе (Т. К. Лебская, Л. Л. Константинова, В. Ф. Толкачева,
В. Ю. Новиков, Ю. В. Шохина, И. Э. Бражная) представлены материалы по про-
изводству продукции из промысловых беспозвоночных и водорослей, а именно —
переработка моллюсков, иглокожих, ракообразных, водорослей.
В двенадцатой главе (Е. Н. Харенко) приводятся сведении о классификации и
структуре норм расхода сырья и материалов, приводятся методы разработки
норм, а также порядок их разработки, согласования и утверждения.
6
Предисловие
Список учебных пособий с грифом УМО, на которых базируется учебник
< Технология рыбы и рыбных продуктов*:
• Семенов Б. Н., Ершов А. М. Научиые основы продуктов питания: Учебное по-
собие. — Мурманск: МГАРФ, 1996. — 150 с.
• Ершов А. М., Зотов В. В.. Ноздрин С. И. Копчение пищевых продуктов. По-
вышение энергетической эффективности: Учебное пособие. — Мурманск МГТУ,
1996.- 198с
• Семенов Б. Н., Ершов А. М., Рулев Н. И. Технология производства продукции
из животного сырья: Учебное пособие. Часть 1 и 2. — Мурманск: МГТУ, 1989. —
254 с.
• Мукатова М. Д. Технология стерилизованных консервов: Учебное пособие
В 2ч. — Мурманск: МГАРФ, 1992. — 163 с.
• Мукатова М. Д. Технология кормовой продукции и жиров из водного сырья
Учебное пособие. В 2ч. — Мурманск: МГАРФ, 1993. — 427 с.
• Ершов А. М.. Бохан В. Н.. Калинин Ю. Ф.. Мартышевский В. И. Тепловое ры-
бообрабатывающее оборудование предприятий и промысловых судов- Учебное
пособие. — Мурманск: МВИМУ, 1990. — 171 с.
• Баранов В. В. Производство кулинарной продукции: Учебное пособие. —
Калининград: КТИРПиХ, 1992. — 150с
Оглавление
ГЛАВА 1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ДОБЫЧИ
И ПЕРЕРАБОТКИ ГИДРОБИОНТОВ . .............. ... 16
1.1. Сырьевая база и добыча гидробионтов предприятиями Российской
Федерации................................................... 16
1.2. Рыбодобывающие и рыбоперерабатывающие предприятия России....... 18
1.3. Орудия лова и их влияние на качество гидробионтов .. ...........20
1.4. Принципы и способы консервирования . .............. ... 22
1.5. Перспективные пути научных подходов в технологии переработки
гидробионтов..... .......... .. .. .... . 30
Контрольные вопросы.................................................31
Список литературы к главе 1.........................................31
1ЛАВ^2. ХАРАКТЕРИСТИКА СЫРЬЯ ВОДНОГО ПРОИСХОЖДЕНИЯ... 32
2.1. Рыбы............................................ ........... 32
2.1.1. Зависимость технохимических параметров рыб от факторов
внешней среды .... . . 34
2.1.2. Возраст рыб.................... ... . . ..36
2.1.3. Характеристика основных промысловых семейств рыб .. .... 37
2.1.4. Неиспользуемые или малоиспользуемые промыслом рыбы... .48
2.1.5. Опасные рыбы........................................... .49
2.1.6. Строение тканей и органов рыбы .. .... 50
2.1.7. Физические свойства рыбы . . 58
2.2. Беспозвоночные ................................................67
2.2.1. Ракообразные . 68
2.2.2. Моллюски .... ..... 76
2.2.3. Иглокожие ........................................ .88
2.3. Морские млекопитающие...... ................................. 92
2.3.1. Китообразные. . ..93
2.3.2. Листоногие... ...101
2.4. Морские растения.................. . ....................... 103
2.4.1. Багряные (красные) водоросли............................ 104
8
Оглавление
2.4.2. Бурые водоросли...................................... 105
2.4.3. Зеленые водоросли, морские и пресноводные цветковые растения . .107
2.4 4. Сусак, стрелолист, лилии и другие пресноводные растения 109
2.5. Химическим состав тканей гидробионтов .. ....................109
2.5.1. Характеристика отдельных веществ, входящих в состав тканей
гидробионтов........................... ........ .. .110
2.5.2. Особенности химического состава тканей рыбы.... .156
2.5.3. Классификация мяса рыбы по химическому составу на категории .. .161
2.5.4. Особенности химического состава морских растений . 162
2.6. Пищевая и биологическая ценность гидробионтов............... 172
2.7. Прижизненные и посмертные изменения в рыбе.. .....................175
2.7.1. Прижизненные изменения в рыбе ... .. 175
2.7.2. Посмертные изменения .. .176
Контрольные вопросы......... ...................... ..............181
Список литературы к главе 2.............................................. 183
ГЛАВА 3. ХРАНЕНИЕ И ТРАНСПОРТИРОВАНИЕ ЖИВОЙ
И ОХЛАЖДЕННОЙ РЫБЫ................................................185
3.1. Хранение п транспортировка живой рыбы ... ................... 185
3.1.1. Качество живой рыбы. ...... ... .186
3.1.2. Основные пороки живой рыбы.... .186
3.2. Особенности хранения рыбы в состоянии эубиоза и наркоапабмоза ....... 187
3.3. Перспективные направления хранения рыбы в живом виде с помощью
электрошока ................................................... 187
3.4. Транспортировка и хранение рыбы-сыриа (уснувшей) и охлажденной
на судах . ..... . ....... ...... ... ................. 188
Контрольные вопросы ..................................... . ...189
Список литературы к главе 3................................ 189
ГЛАВА 4. ОХЛАЖДЕННАЯ, ПОДМОРОЖЕННАЯ, МОРОЖЕНАЯ
И РАЗМОРОЖЕННАЯ РЫБА... ..........................191
4.1. Охлажденная рыба.... .. ....... . ..... .191
4.1.1. Особенности консервирования рыбы с помощью охлаждения.. . 191
4.1.2. Производство охлажденной рыбы 193
4.1.3. Пороки охлажденной рыбы................................ 194
4.1.4. Способы подсчета необходимого количества холода для охлаждения
рыбы и продолжительности охлаждения...................... . 194
4.1.5. Современная технология хранения гидробионтов в охлажденном
состоянии........................................ . . 212
4.1.6 Перспективные пути увеличения продолжительности хранения
охлажденных гидробионтов.......................................213
9
Оглавление
4.2. Подморожен пая рыба. ..... .................................. 213
4.2.1. Особенности технологии производства подмороженной рыбы и мяса . ... 214
4.2.2. Расчет продолжительности подмораживания рыбы различными способами ... 215
4.2.3. Перспективные направления в технологии подмораживания и способы
удлинения срока хранения подмороженной рыбы.. ... 220
4.3. Мороженая рыба.................................. ........ .. ....223
4 3.1. Микроструктура мышечной ткани при холодильной обработке и хранении.... 224
4 3.2. Принцип термоанабиоза и повышение стойкости при хранении
мороженых продуктов.. . ........ ........ ........... ... 227
4.3.3. Способы замораживания ... ........... .. ... ... 228
4 3.4. Изменение теплофизическик характеристик мяса рыбы в процессе
замораживания.. ......................... .. .... ...231
4.3.5, Средняя объемная температура тела (tV). ...... ... 242
4.3.6. Влияние формы и размеров тела на внутренний теплообмен [71 ]..245
4.3.7. Продолжительность нестационарных теплообменных процессов
холодильной тсхноло1 ии (НТПХТ)............. .. . ............ .. . 247
4.3.8. Способы определения количества холода, отводимого от рыбы
в процессе замораживания, и продолжительности замораживания...........248
4.3.9. Способ замораживания с использованием жидкого взота и воздуха
по способу Б. Н. Семенова [43, 46,47] и установление влияния
различных показателей на продолжительность замораживания
и конечную температуру замораживания рыбы .. .... ... 259
4 3.10. Скорость замораживания ... ............ ... 263
4 3.11 Технология замораживания рыбы в современных условиях. ... 267
4 3.12. Производство мороженой рыбы . ... 271
4 3.13 Глазирование замороженных продуктов.. ... 278
4 3.14 Технология хранения замороженных продуктов.. ...... ... 280
4 3 15. Перекристаллизация при хранении замороженных пищевых
продуктов [28[................................... ... 297
4 3.16. Применение антиокислителей, антибиотиков [751............... 298
4.3.17. Особенности систем охлаждения добывающих, обрабатывающих
и приемно-транспортных судов [14, 53]................ ... 304
4.3.18 Погрузка и выгрузка мороженой рыбной продукции .. ... 308
4.3.19. Оценка качества мороженых гидробионтов... ... 308
4.3.20. Пороки мороженой продукции из гидробионтов.. . 311
4.3.21. Некоторые методы определения качества рыбы...................312
4.3.22. Возможный способ подхода к оценке качества и продолжительности
холодильного хранения рыбы.... .............. ...........314
4.3.23. Перспективные направления в холодильной технологии рыбы......315
4.4. Размораживание рыбы ............................................ 316
4.4.1. Современные способы размораживания .... 316
4.4.2. Теплофизические процессы размораживания... .319
4.4.3. Перспективные направления в технологии размораживания 324
4.4.4. Промышленные методы размораживания рыбы......... ... 325
4,4.5. Изменение качества мороженой рыбы при размораживании..........327
10
Оглавление
Контрольные вопросы ................................. — . .......332
Список литературы к главе 4..................................................333
ГЛАВА 5. СОЛЕНЫЕ, ПРЯНЫЕ И МАРИНОВАННЫЕ ПРОДУКТЫ.... 337
5.1. Способы посола............................................ 337
5.2. Свойства поваренной солм и их влияние иа процесс посола.. . .... .... 340
5.2.1. Научные основы посола рыбы . ............. .343
5.2.2. И змененне физико-химических показателей рыбы в процессе посола .. .345
5.3. Созревание соленых рыбных продуктов . ............ ...........357
5.4. Изменение микрофлоры соленой рыбы..... ...........361
5.5. Продолжительность посола рыбы...................... ...........363
5.6. Технология различных видов посола и приготовления соленых продуктов .... .371
5.6.1. Производство соленой рыбы.................................. . 371
5.6.2. Производство рыбы специального посола.. ... 373
5.6.3. Производство пряной и маринованной рыбы . .... ....... 373
5.6.4. Вкусоароматические вещества, применяемые при производстве пряной
и маринованной продукции....... ..378
5.6.5. Основные дефекты соленой рыбы . 389
5.7. Технология пресервов и пресервиых продуктов................... 391
5.7.1. Пресервы специального и пряного посолов .. 392
5.7.2. Пресервы из разделанной рыбы................................ . . 396
5.7.3. Технология производства пресервов из разделанной рыбы
в ароматизированном масле с использованием коптильных препаратов
в качестве ароматизатора................... .. 397
5.7.4. Технология производства пресервиых паст ... .. 400
5.7.5. Дефекты пресервов . .. 402
5.8. Приготовление икры... .... .. ............................ 403
5.8.1. Свойства икры-сырца......................................... . 403
5.8.2. Строение и размеры икринок .. 405
5.8.3. Цвет икры ...................... .. 406
5.8.4. Прочность оболочек икринок и вкус икры. .. 407
5.8.5. Химический состав икры...................................... . 408
5.8.6. Первичная обработка икры и изменение ее свойств на этой
сталии. Хранение икры-сырца ...... . 410
5.8.7, Способы консервирования икры ... ..411
5.8.8. Обработка икры осетровых рыб .......... ....... .... .. ...412
5.8.9. Изменение состава и свойств икорных продуктов в процессе хранения.429
5.8.10. Дефекты (пороки) икорных продуктов . ... .... ..431
5.9. Новые направления в технологии посола и маринования рыбы.......434
Контрольные вопросы.................................... .... ........439
Список литературы к главе 5....................................... . . 440
11
Оглавление
ГЛАВА 6. СУШЕНАЯ, ВЯЛЕНАЯ И КОПЧЕНАЯ РЫБА.. ............ 443
6.1. Сушка и вяление........ ... . .... ................... .443
6.1.1. Научные основы сушки рыбы Формы м энергия связи воды r рыбе .. 443
6.1.2. Изменение физико-химических показателей рыбы при ее обезвоживании . 457
6.1 3 Изменения биохимических показателей рыбы при сушке и вялении. 461
6.1.4. Технология производства сушеной и вяленой рыбы, перспективы
ее развития........................... .... . . . 464
6.2. Копчение рыбы.. .................................. .......... 472
6.2.1. Научные основы копчения рыбы.. 472
6.2.2. Физико-химия получения коптильного дыма.. 498
6.2.3. Техники ия рыбы холодного копчения... ... 529
6.2.4. Технология рыбы горячего копчения ...... ... 535
6.2.5. Коптильные жидкости и перспективы их применения в рыбной
промышленности . .................. ... 537
6.2.6. Экологичность технологии копчения и влияние этого фактора
на перспективу производства копченой продукции.... 543
6.2.7. Дефекты копченой рыбы.. 548
Контрольные вопросы.. . .. ................................ 549
Список литературы к главе б.............................................. •. • 550
ГЛАВА 7. КУЛИНАРНАЯ ПРОДУКЦИЯ............................................552
7.1. Научные основы производства кулинария............................553
7.1.1. Физико-химические изменения в продуктах при тепловой обработке.553
7.1.2. Особенности тепловой обработки рыбных изделий в горячем
растительном масле................................................ 557
7.1.3. Особенности тепловой обработки рыбных изделий с применением
энергии инфракрасного излучения .. ............................... . 568
7.1.4. Особенности обжаривания рыбы с применением СВЧ-энергии.. ... 576
7.2. Технология производства основных продуктов кулинарии.. ..........581
7 2.1. Производство отварной рыбы .... 581
7.2.2. Приготовление жареной рыбы.. ... 582
7 2.3. Производство печеной рыбы . . 585
7.2.4. Технология кулинарных изделий из фарша.... ... ... 586
7.2.5. Производство кулинарных излезий нз икры рыбы, рыбных масел
и пастообразных изделий ...... ... ... ... 597
7.2.6. Производство кулинарных изделий из нерыбного водного сырья ... ... 600
7.3. Современные и перспективные направления производства
кулинарной продукции.......... ......................................... 601
7.3.1. Технология приготовления структурированных белковых продуктов . ... 601
7.3.2. Технология производства сурими .......... . 603
7.3.3. Производство вторых замороженных рыбных блюд ... ... ...613
7 3.4. Производство рыбных супов..................................616
12
Оглавление
7.4. Методы оценки качества кулинарной продукции ........................ 617
Контрольные вопросы........ . . 619
Список гитературы к главе 7 ...................................... ..619
ГЛАВ4 8. ТЕХНОЛОГИЯ СТЕРИЛИЗОВАННЫХ КОНСЕРВОВ.... . .621
8.1. Ассортимент консервов и их классификация . ... .............. 622
8.2. Обобщенная схема изготовления консервов........................627
8.3. Общие процессы........... ................................ ...629
8.4. Предварительная термическая обработка .................... 632
8.5. Специальные процессы производства консервов.................. 639
8.6. Стерилизация.................................................. 652
8.6.1. Факторы, определяющие термостойкость микрофлоры при
стерилизации................................................. ..... 654
8.6.2 Прогревание консервируемых продуктов.. ... 664
8.6.3. Режимы стерилизации . .. . ..... ..................... 670
8.6.4. Давление, создаваемое в банке в процессе стерилизации . .. 680
86 5 Изменение состава и свойств продукта при стерилизации . 682
8.6.6. Совершенствование способов стерилизации ... .. 687
8.6.7. Щадящие способы стерилизации.. . 689
8.6.8. Способы -холодной» стерилизации.. .....691
8 6.9. Совершенствование конструкций автоклавов.. . .. ...... .... ..... 692
8.7. Технологические операции завершающего этапа производства консервов. .693
8.8. Особенности изготовления различных видов консервов из гидробионтов.. .697
Контрольные вопросы................................................ 709
Список литературы к главе 8........................................ 710
ГЛАВА 9. КОРМОВЫЕ И ТЕХНИЧЕСКИЕ ПРОДУКТЫ...............................711
9.1. Кормовая продукция и сырье для ее производства.................711
9.1.1. Классификация кормовой продукции из гидробионтов
и ее характеристика...... .................................... 711
9.1.2. Вцды сырья для производства кормовой продукции и его характеристика ..712
9.1.3. Состояние и перспективы производства.. .........717
9.2. Технология кормовой муки.......................................721
9.2.1. Способы производства кормовой муки........................ .721
9.2.2. Производство кормовой муки прессово-сушильным способом.... ..... 725
9.2.3. Особенности обработки нерыбного сырья..................... 731
9.2.4. Производство кормовой муки способом прямой сушки ... .. 732
9.2.5 Производство гранулированной муки..................... .... 734
9.2.6. Экологические аспекты производства кормовой муки... ........735
9.2.7. Качественный и количественный состав бульонов...............735
13
Оглавление
9.2.8. Технологическая схема обработки бульонов.................. 736
9.2.9. Качественный состав жира-сыриа. выделенного из бульона..... 738
9.2.10. Образование летучих и газообразных продуктов при производстве
и хранении муки, способы предупреждения и устранения .. 739
9.3. Кормовая и биологическая ценность кормовой муки................ 741
9.3.1. Характеристика качественных показателей готовой продукции 741
9.3.2. Изменение липидов муки при хранении .. 743
9.3.3. Причины самосогревания муки.. 745
9.3.4. Антиокислители, используемые при производстве муки 746
9.3.5. Патогенная микрофлора и способы обеззараживания муки . .. 747
9.3.6. Вредители кормовой муки. Способы профилактики и борьбы
с вредителями ... ... 749
9.4. Технология кормов химического консервирования .. . ....... ... ... 750
9.4.1. Характеристика консервантов и техники консервирования.. 750
9.4.2. Научные основы производства кормов химического консервирования . 753
9.4.3. Технология кормового фарша .... ...... 754
9.4.4. Технология рыбного силоса . 755
9.4.5. Технология заменителя цельного молока.. 756
9.4.6. Технология кормового гидролизата............................ 758
9.5. Технология продуктов специального назначения ....................761
9.5.1. Технология гуанина, жемчужного пата и перламутрового препарата .. 761
9.5.2. Технология клея особых кондиций.... 764
9.5.3. Технология технического и пищевого клеев .... 765
Контрольные вопросы......................................................766
Список литературы к главе 9 .................................... .. 767
ГЛАВА 10. ТЕХНОЛОГИЯ ЖИРОВ И ВИТАМИННЫХ
П РЕПАРАТОВ............. ..................................... 768
10.1. Жировая продукция и сырье для ее производства.................. 768
10.2. Биоюгическая ценность рыбного жира .... .......... . ......... 769
10.3. Способы выделения жира из жиросо держащего сырья. ....... .. 770
10.4. Способы рафинации жиров.. .........................................776
10.5. Технология жиров ... ... .................................... 783
10.5.1. Технология медицинского жира.. 783
10.5.2. Технология ветеринарного жира .. . 789
10.5.3. Технология пищевого жира.. ..... 793
10.5.4. Технология технических продуктов на основе рыбного жира ... .... 799
10.6. Экологические аспекты производства рыбных жиров ... .. ........ 800
Контрольные вопросы......... ...... ------........................ ВОЗ
Слисок литературы к главе 10 .............................................. ВОЗ
14
Оггоклвние
ГЛАВА И. ПРОДУКЦИЯ ИЗ ПРОМЫСЛОВЫХ
БЕСПОЗВОНОЧНЫХ И ВОДОРОСЛЕЙ......................................... 805
11.1. Технология первичной обработки морских беспозвоночных . .....805
11.2. Технология переработки морских беспозвоночных на пкшевые пели.807
112 1. Технология переработки моллюсков ...... . . 807
11.2.2. Технология переработки иглокожих .. . 822
11 2.3. Технология переработки ракообразных. 828
11.3. Современные направления производства биологически активных
веществ, медицинских препаратов и технических продуктов из морских
беспозвоночных....................................................836
I L3.1. Получение биологически активных веществ . .. .. .836
11.3.2. Получение L-а-ленитина, холестерина, жирных кислот. ДНК. РНК
и спермальных белков..... . . ....... . 839
11.3.3. Получение хитина и хитозана . . 844
11.3.4. Получение D-глюкозами на гидрохлорида .. .. 879
11.4. Технология переработки водорослей . . ...................... 883
11.4.1. Технология производства альгината. ... . 883
11.4.2. Технология производства маннита.... ....890
11.4.3. Технология производства агара.... .... 892
11.4.4. Технология производства каррагинана .. .. 894
11.4.5. Технология производства фуриелларана . . ...... 896
11.4.6. Технология производства технических продуктов из отходов
переработки водорослей.... . 897
Контрольные вопросы............... — .............. = =.................. 902
Список литературы к главе II......................... ........... 903
ГЛАВА 12. ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ НОРМИРОВАНИЕ
ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ ПРОДУКЦИИ ИЗ ГИДРОБИОНТОВ».......905
12.1. Общие вопросы нормирования ..... ......................905
12.2. Основные положения по проведению опытно-контрольных работ.....913
12.3. Обработка результатов опытно-контрольиых взвешиваний.............. 921
12.4. Особенности технологического нормирования .. .............. 925
12.4.1. Нормирование при производстве консервов . 925
12.4.2. Нормирование расхода сырья при производстве продукции
из осетровых рыб ..... ... 932
Контрольные вопросы — .............................................941
Список литературы к главе 12................................. . ..941
ГЛАВА 1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ДОБЫЧИ
И ПЕРЕРАБОТКИ ГИДРОБИОНТОВ
1.1. СЫРЬЕВАЯ БАЗА И ДОБЫЧА ГИДРОБИОНТОВ
ПРЕДПРИЯТИЯМИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
В настоящее время, поданным ФАО, в мнре ежегодно производится и добы-
вается около 115.9 млн т рыбы и других морепродуктов. В том числе производство
рыбы и беспозвоночных составляет 26,3млн т. В период перестройки в России
произошло резкое снижение уловов рыбы с.8,235млнт в 1989г. до 4,000млн т в
2000 г. До 95 % уловов приходится на океаническое рыболовство, в экономичес-
кой зоне России выловлено в 2000 г. 2,6 млн т гидробионтов (65,4%), в экономи-
ческих зонах иностранных государств — 0,893 млн т, в открытых районах мирово-
го океана — 0,202 млн т. во внутренних водоемах — 0,316 млн т 11, 3].
В экономических зонах других государств в 2000 г. было добыто около 40% от
объема, разрешенного в соответствии с международными соглашениями, а в ИВА,
ЮВА и ЮЗА освоено менее одной трети. Незначительное участие российских про-
мысловиков в международных проектах способствует вытеснению России из этих
зон, что объясняется сравнительно низким уровнем эффективности промысла.
Чтобы выправить эту негативную тенденцию, необходимо проведение государс-
твенной политики, направленной на поддержку предприятий, занимающихся до-
бычей рыбы в этих зонах. Из-за низкой эффективности добычи в доступных для
России открытых районах Мирового океана биологические ресурсы освоены в
2000 г. на 6,5 %. В экономической зоне России биоресурсы также используются не
полностью (57,1 %). Такая же тенденция наблюдается и во внутренних водоемах, в
которых биоресурсы на 01.01.2001 г. освоены лишь на 66,5%.
В российской экономической зоне в Тихом океане вылавливается большая часть
гидробионтов — 50 % в 1990 г. и 60,1 % в 2000г. В северо-западной части Тихого океана
в Российской экономической зоне добывается около 98% всего вылова России в Ти-
хом океане. Почти прекратился отечественный промысел в юго-западной и юго-вос-
точной частях Тихого океана. Наметилась тенденция снижения удельного веса рыбо-
хозяйственных предприятий Дальневосточного бассейна в общих объемах добычи,
если в 1999г. предприятия Дальнего Востока добыли 62.5% от общего улова, то в
2000г. — 58,0%. Уменьшение добычи предприятиями дальневосточного бассейна
объясняется снижением квот на вылов минтая в 2000 г. Его добыча уменьшилась на
1217,8тыс.т, или на 18% по сравнению с предыдущим годом. Снижение квот вызва-
но уменьшением численности минтая в Японском море, у Южных и Северных Ку-
рил, Восточной Камчатки н Сахалина, в Охотском море. Падение запасов минтая не
16
1.1 Сырмаая баэа и добыча гидробионтов предприятиями Российской Федерации
компенсируется расширением промысла сельди, камбалы, мойвы, треск», сайки,
терпуга, так как запасы последних несопоставимы с запасами минтая [3]. Происходит
снижение вылова гидробионтов и В Атлантическом океане, например, вылов России
в 2000 году составил в этой зоне 1,05 млн т, что на 20% меньше, чем в предыдущем го-
ду. Вылов гидробионтов в Атлантическом океане характерен тем, что наибольшая
часть его добычи производится в экономических зонах иностранных государств
(66,9%). Например, в экономических зонах Норвегии доля улова составила 20,7%,
Фарерских островов — 8,6%, Мавритании — 10,8%, Намибии — 5,8%, Марокко —
4,3%. Снижение уловов Российских промысловых судов в Атлантическом океане
объясняется еше и ужесточением позиций в вопросах оплаты за право вылова, в этой
связи некоторыми странами были закрыты продуктивные промысловые районы.
На Северном бассейне в 2000 г. было выловлено 1015,2тыс. т рыбы и нерыб-
ных объектов. По сравнению с предыдущим годом произошло увеличение добы-
чи на 5 % В полном объеме освоены квоты на треску и пикшу.
На сравнительно низком уровне находится добыча рыбы на Западном бассей-
не: уловы в 2000 г. составляли 338,6тыс. т. Здесь не полностью освоена предостав-
ленная квота. В основном вылавливались салака и килька (89% общего улова),
запасы трески в Балтийском море находятся на сравнительно низком уровне.
Увеличилась (на 7,1 %) в 2000г. добыча рыбы фирмами Южного бассейна. Об-
щий вылов в 2000 г. здесь превысил 55,Отыс. т.
Вылов рыбы во внутренних водоемах в 2000г составил 296тыс. т против 305тыс. т
в 1999 году. К внутренним водоемам относят Каспийское, Белое, Черное и Азовское
моря, реки, озера, водохранилища и товарные рыбоводные хозяйства. Доля морских
водоемов в общем улове во внутренних водоемах находится в пределах 40,3%. Из
морских водоемов наиболее продуктивным является Каспийское море (88,0%), в ко-
тором основную долю вылова (88,6%) составляет каспийская килька. Возможный
годовой улов полупроходных рыб в Каспийском море находится в пределах 50тыс. т.
Утовы на Черном море невелики; возможный улов здесь оценивается вЗОтыс. т, око-
ло 80% которого составляет шпрот. В Азовском море промысловый интерес пред-
ставляют осетровые, хамса, тюлька, пиленгас. В настоящее время имеет место пол-
ный запрет на промышленный лов осетровых из-за резкого падения их численности.
Биологические ресурсы Азовского моря невелики и не превышают 20тыс. т.
На таком же уровне находятся биорссурсы Белого моря. Но и эти ресурсы ис-
пользуются слабо. Объемы добычи гидробионтов в Белом море составили в 2000 г.
около 1 тыс. т.
Биоресурсы пресноводных водоемов (51,6%) сравнимы с таковыми внутрен-
них морских водоемов. Основными промысловыми объектами этих водоемов яв-
зяются сиговые, леш. судак, корюшка, щука. В прудовых хозяйствах доминируют
карп И толстолобик (около 75 %).
Уловы в пресноводных водоемах в 2000 г. возросли примерно на 9,4% по срав-
нению с таковыми в 1999г Однако, запасы таких видов рыб, как лещ, тарань,
вобла, судак, сом недоиспользовались на 40...65 %, а потенциал прудовых хо-
зяйств сократился примерно на две трети.
Основная часть уловов России — это рыба (96%) Нерыбные объекты (мол-
люски. ракообразные, водоросли, морские звери) составляют около 4% улова
17
Глава 1 Современно* состояние добычи и переработки гидробионтов
2000 г. Можно выделить шесть групп видов рыб, составляющих основу улова в
2000 г: тресковые (минтай, треска) — 49%, сельдевые — 20%. ставридовые, кефа-
левые, скумбриевые — 7 %, лососевые, сиговые, корюшковые — 12 %, прочих ви-
дов — 9 %, пресноводных — 3%.
1.2. РЫБОДОБЫВАЮЩИЕ И РЫБОПЕРЕРАБАТЫВАЮЩИЕ
ПРЕДПРИЯТИЯ РОССИИ
Состояние предприятий рыбохозяйственного комплекса можно косвенно
оценить по динамике их хозяйственной деятельности. Товарный выпуск продук-
ции за годы перестройки снизился в 1,64 раза, консервов — в 6,8 раза, муки кор-
мовой — в 3,3 раза Потребление рыбы и морепродуктов за период с 1989г. по
2000 г. уменьшилось в 2,33 раза в пересчете на душу населения (табл. 1.1).
Та б 1 и на 1.1 Основные показатели деятельности рыбохозяйственного комплекса
России за 1989..-2000 гг.
Гс- Улоа сего, гыс т Товарный выпуск лишсвой рыбопро дукции. включая консервы, тыс т Консер- вы. ыуа Мука кор- мовая. ТЫС Т Рыба и отходы Экспорт рыботоваров, тые т Погрейте ине рыбо- товаров на 1 душу, кг
нужд увсро- олствя. тыс Т тыс т млн долла- ров США
1989 8235,1 4136,1 2235,2 572,3 473,1 592 580 21
1990 7819,4 4096.8 2264,1 533,7 469.1 499 492 20
1991 6929.4 3674.6 1983.7 421.3 386.9 486 442 18
1992 5313,6 3279,5 1288,7 261,7 322.4 870 1149 12.3
1993 43687 2790.6 914,7 226,9 233,0 1061 1198 12
1994 3542,5 2432,9 582.1 179.2 113.1 1322 1325 10
1995 4236,9 2577,2 535.8 193,9 89,6 1204 1610 10
1996 4564,0 2600,0 457,2 207,0 94,4 1580 1715 9
1997 4750.0 2654,0 442.0 191,0 88.0 1621 1758 9
1998 4517.0 3014,1 325,2 174,0 95,0 10
1999 4200,0 2958,7 365,1 154.5 963,7 10
2000 14000.0 3029,27 353.7 125.6 1057,8 10
Снижение добычи и переработки рыбы произошло по ряду причин: переход на
новую систему хозяйствования способствовал резкому росту цен на топливо, поэто-
му традиционный промысел в отдаленных районах стал нерентабельным, разруши-
лись традиционные связи между добывающими и перерабатывающими предприяти-
ями. уменьшилась покупательская способность населения, в цепочке между добычей
— переработкой и покупателями возник ряд посредников, способствовавших наряду
с объективными другими причинами росту иен на добытую продукцию. Были и дру-
гие факторы, способствовавшие спаду производства, такие как несовершенство на-
логовой системы, не всегда корректно проведенная приватизация, и тому подобное.
На начало 1999 г. было приватизировано около 90% предприятий рыбной отрас-
ли; 57 % добывающих судов стали собственностью акционерных обществ: в собст-
18
1.2. Рыбодобывающие и рыбоперерабатывающие предприятия России
венности рыболовецких колхозов находится 24% судов. На долю различных това-
риществ и частных предпринимателей приходится 15,5% судов и 2,5% находится в
собственности совместных предприятий. В государственной собственности оста-
лось 4,5% рыбодобывающих судов. Одновременное приватизацией флота проис-
ходил процесс перехода в частные руки владельцев рыбоперерабатывающих бере-
говых производств. Этот процесс сопровождался разукрупнением высококонцент-
рированных производств. В результате общее количество предприятий в рыбной
отрасли к 1998 г. увеличилось до 2398 единиц, при этом у свыше 1500 малых пред-
приятий отсутствовали оборотные средства, и ощущалась нехватка основных фон-
дов, что предопределяло низкую эффективность их деятельности. Емкости холо-
дильников в рыбной отрасли сократились за десятилетний период в 1,3 раза.
В 1999 г. наметилась тенденция к некоторой производственной активности в
рыбной отрасли. Эту тенденцию можно проследить по поступлению налоговых
платежей в бюджетную систему. Например, общие поступления налоговых плате-
жей от предприятий рыбной отрасли за 9 месяцев 1999 г. составили 2132,5 млн руб.,
а непосредственно в федеральный бюджет — 696,6 млн руб. Эти поступления пре-
вышают таковые за весь 1998 г. в 3,2 раза [2]. Однако, рассматривая современное со-
стояние флота России, можно проследить ряд негативных тенденций. Около 40%
судов имеют сроки службы, превышающие нормативные. Поэтому наблюдается
постепенное снижение численности самоходного флота рыбной промышленности.
Например, на 01.01.2000г. численность флота составляла 5620 единиц мощностью
4923,2тыс. л. с., а на 01.01.2001г. она составила уже 5464 единиц мощностью
4850.9тыс. л. с. По составу — самоходный флот рыбного хозяйства России состоит
примерно из 61 % добывающих судов, 23% обрабатывающих судов, 11,5% транс-
портных судов, 4,5% судов оперативной и перспективной разведки, вспомогатель-
ных, специальных и технических судов [3].
В настоящее время на правительственном уровне принимают систему мер за-
конодательного, организационного и экономического содержания, направлен-
ную на выход предприятий рыбной отрасли из кризиса.
В соответствии с Концепцией развития рыбного хозяйства планируется пос-
тепенное увеличение вылова водных биологических ресурсов и постройка но-
вых судов различных типов, в том числе и крупных, на российских верфях
(табл. 1.2) [2].
Таблица 1 2. Перспективы развития рыбной отрасли
Показатель 2000г 2003 г 2010 г 2015г
Вылов водных биологических ресурсов, тыс т 4630 4770 5190 5500
Строительство судов, единиц — — 735 1120
В том числе:
крупных и больших 330
средних 540
малых 260
Предполагаемый объем капиталовложений, млрд дол 1аров США — — 14 20
19
Глава 1. Современное состояние добычи и переработки гидробионтов
До 2015 года планируется существенно обновить промысловый флот России,
тем более, что у судов старой постройки имеют место большие затраты топлива на
единицу выпускаемой продукции. Расход топлива по типам судов Северного бас-
сейна, работающих в Баренцевом море;
Тнл судил
Ссврыба I..
Ссврыба 2..
Шаньковы
стм..
пет. .
СРТМ ..
СТР...
Удельный расход
топлива т/т
. 0.52
.0,652
.0.640
1.078
.0.761
.0.698
.0,817
Суда современной постройки имеют меньший расход топлива, поэтому они
эффективнее. К 2015 году планируется построить 1120 судов, из них 330 крупных
и 540 средних судов. С постройкой высокоэффективных крупных судов возрас-
тет, вероятно, доля добычи рыбы в открытой части океана и в экономических зо-
нах иностранных государств.
Однако постройка новых судов слабо стимулируется государством, поэтому
при существующей политике развития рыбной отрасли, вряд ли прО1рамма об-
новления флота будет выполнена.
1.3. ОРУДИЯ ЛОВА И ИХ ВЛИЯНИЕ НА КАЧЕСТВО
ГИДРОБИОНТОВ
Орудия лива — это специальные устройства для добычи рыбы и других море-
продуктов. Классификация орудий лова приведена на рис. 1.1.
| Орудия промышленного рыболовства
j Отцеживающие j | Обшчеимющис
Тралы
Кошельковые
невода
Дрифтерные
| Ловушки j | Крючковые |
L*Hpycii
Спвныс
неводя
Вентери
Рыбонвсосные
установки
Центробежные
Бортовые ловушки
Конусные сети
Эрлифты
Рис. 1.1. Классификация орудий г ромы шлейного рыболовства
Отцеживающие орудия лова — орудия, лов которыми основан на охвате рыбы
сетной стенкой и отделением ее от воды при перемещении орудий лова. К ним
относятся тралы, кошельковые невода, бортовые ловушки и конусные сети.
20
1У
1.3. Орудии лова и их влияние на качество гидробионтов
Объячеиваютие орудия — лов ими основан на том, что они в виде сетной стенки
выставляются на пути движения рыбы (она натыкается на сеть и запутывается в
ней — объячеивается). К такого рода орудиям промысла относятся дрифтерные сети.
Ловушки — орудия лова, принцип лова которыми основан на том, что рыба
произвольно заходит в сетное устройство, установленное на дне. Выход из сетно-
го лабиринта затруднен. К ловушкам относятся ставные невода и вентери.
Крючковые орудия лова — лов ими основан на заглатывании рыбой крючка с
наживкой. К ним относятся яруса.
Рыбонасосные установки — принцип лова ими заключается в том, что рыба за-
сасывается в залавливающее устройство и по шлангу подается на борт судна, где
отделяется отводы. К ним относятся центробежные насосы и эрлифты.
В зависимости от организации лова, орудия промысла делятся на активные и пас-
сивные. Активные — это такие орудия лова, которые наводятся на рыбу. К ним отно-
сятся тралы, кошельковые невода и др. Пассивные — это такие орудия лова, в кото-
рые рыба заходит сама. К ним относятся дрифтерные сети, яруса, ловушки и др.
Важным свойством орудия лова является его уловистость, которая позволяет
судить о способности облавливать рыбу. Под уловистостью понимают отношение
количества рыбы, пойманной за один цикл работы орудия лова, к количеству ры-
бы, оказавшейся в зоне его действия.
Основными параметрами при подборе условий добычи рыбы являются время
работы орудия лова и его наполняемость, которые выбираются в зависимости от
вида рыбы и орудия лова, температуры воды, качества грунта (для донного трала),
погодных условий и некоторых других факторов.
Из всех способов лова наиболее неблаго-
приятно на качестве рыбы отражается ее до-
быча донными тралами при длительном трале-
нии. С увеличением количества рыбы в трале
качество ее значитетьно снижается. На
рис. 1.2 показана зависимость количества ры-
бы с механическими повреждениями от про-
должительности траления. Как видно из гра-
фика, при продолжительности траления более
2 ч наблюдается резкое увеличение количества
поврежденной рыбы. Количество некондици-
онной рыбы зависит также от ее вида. Так, при
продолжительности траления 3,5ч количество
скумбрии с механическими повреждениями
составляет 24%, а сардины — 47%. Для заго-
товки живой рыбы предпочтительно исполь-
зовать неводы или ловушки. Особенно быстро
портится рыба, если трал по какой-либо при-
Ряс. 1.2. Зависимость количества рыбы
с механическими повреждениями от
продолжительности траления:
1 скумбрия 2 ставрид*
чине выбран не полностью и его мешок находится в воде под действием струй
воды, отбрасываемых движителем (винтом).
В технологической инструкции по сохранению качества рыбы-сырца при тра-
ловом лове установлена рекомендуемая продолжительность траления, которая
21
Глава 1. Современное состояние добычи и переработки гидробионтов
рассчитывается с момента постановки ваерного барабана лебедки на стопор пос-
ле травления ваеров до подхода траловых досок к транцу судна после выборки ва-
еров трала. В табл. 1.3 представлена рекомендуемая величина улова за одно трале-
ние для некоторых промысловых рыб. При этом задержка рыбы в траловом меш-
ке не допускается.
Таблица 1.3. Рекомендуемая величина улова за одно
траление для некоторых видов промысловых рыб
Видрыбы Рекомендуемый улов, т Максимальная продол- жительность траления, ч
Сардина 10 1.0
Хек серебристый 10 2.0
Скумбрия обыкновенная 12 2,0
Путассу 15 2.0
Ставрида 15...2O 2,0
В пассивных орудиях лова (дрифтерные сети, яруса, ловушки, ставные невода
и др.) рыба накапливается продолжительное время, некоторые экземпляры засы-
пают и начинают портиться. Особенно это заметно, если орудия лова по каким-
либо причинам, например, штормовая погода, длительное время не извлекались
из воды. Поэтому рыбу, изъятую из таких орудий лова, необходимо сразу сорти-
ровать. Кроме того, при извлечении рыбы из объячеиваюших орудий лова или
снятии с крючка у нее могут образовываться механические повреждения. Харак-
тер повреждений зависит, прежде всего, от вида рыбы.
1.4. ПРИНЦИПЫ И СПОСОБЫ КОНСЕРВИРОВАНИЯ
Для правильного использования и переработки гидробионтов необходимо
знать их химический состав, подразделяемый на элементарный и молекулярный
состав объекта, его отдельных частей и органов тела.
Элементарный химический состав характеризует содержание отдельных хими-
ческих элементов, а молекулярный — отдельных веществ (или групп родственных
веществ — например, белков) в целой рыбе или в ее отдельных частях тела. В теле
рыбы найдено около 60 химических элементов, которые, встречаясь в больших
количествах, называются макроэлементами (Нг, О2, С, Са, S, Р), а в малых —
микроэлементами (Си, Fe, Ni).
Химический состав гидробионтов меняется в зависимости от временных, био-
логических и кормовых факторов, что придает им особые питательные и вкусо-
вые качества. Так, при технологической оценке рыбного сырья учитывают содер-
жание в нем воды, белка, липидов, минеральных веществ. Характерная особен-
ность химического состава рыб — наличие определенной взаимосвязи между жи-
ром и водой. По этому показателю рыбы подразделяются на 3 группы: тощие
(содержание жира не более 4%), средней жирности (4...8% жира), жирные (более
22
1.4. Принципы и способы консервирования
8 %). Как правило, мышечная ткань содержит больше воды и меньше минераль-
ных вешеств, чем кости, плавники, чешуя. В коже, чешуе, голове и костях содер-
жится много коллагена (соединительнотканный белок), а наибольшее количест-
во белка содержится в гонадах.
Существующие способы консервирования гидробионтов преследуют цель за-
тормозить действие ферментов или инактивировать их, а также подавить жизне-
деятельность микроорганизмов. Консервирование осуществляется ие только для
сохранения качественного состояния сырья, но и для получения продуктов с оп-
ределенными технологическими и вкусовыми свойствами.
Способы хранения пищевых продуктов основаны на частичном или полном
подавлении протекающих в них биологических процессов. Исходя из характера
воздействия консервирующего фактора на микроорганизмы и ферментативные
системы самого продукта, вызывающие изменения его различных свойств и, в
конечном итоге, порчу, профессор Я. Я. Никитинский выделил 4 принципа
консервирования: биоз, анабиоз, ценоанабиоз и абиоз. Каждый из них имеет
несколько технических решений. Общее представление об этих принципах дает
следующая схема (табл. 1.4).
Та б 1 и ив 1.4. Схема технических решений основных принципов консервирования
Принцип кон- сервирование Модификация при- нцип* Техническое решение
Биоз Эубиоз Гемибиоз Содержание и транспортировка скота, птицы, рыбы и дру- гих организмов в живом виде Хранение в свежем виде плодов и овощей
Анабиоз Термоанабиоз Ксероанабиоз Осмоанабиоз Аднаоанабиоз Наркоанабиоз Хранение в охлажденном или замороженном виде Сохранение в результате частичного или полного обезвожи- вания Повышение осмотического давления в продукте Изменение кислотности среды в продукте введением кис- лоты Применение анестезирующих веществ
Ценоанабиоз Адидоценоана- биоз Алкогольцено- анабиоз Повышение кислотности среды в продукте в результате раз- вития определенных групп микроорганизмов Консервирование спиртом, выделенным микроорганизма- ми
Абиоз Термоабиоз Химабиоз Лучевая стерили- зация Механическая стерилизация Нагревание до высоких температур Введение антисептиков Применение различных радиационных и электромагнитных излучений Обеспложивающее фильтрование
Как уже отмечено в табл. 1.4 принципы консервирования могут быть осу-
ществлены тем или иным техническим решением — способом консервирования.
23
Глава I. Современное состояние добычи и переработки гидробионтов
Способы консервирования по методу воздействия на сырье делят на три ос-
новные группы: физические, химические и биохимические (рис. 1.3).
Рис. 1.3. Классификация способов консервирования
Принцип биота. Как показывает само название, продукт сохраняется в живом
виде. Принцип биоза подразделяется на два вида: истинный или полный биоз —
эубиоз — и частичный биоз — гемибиоз.
Эубиоз — сохранение живых организмов до момента их использования. По
этому принципу содержат предназначенный для убоя скот и птицу, сохраняют
живую рыбу, устриц, раков. Чтобы не допустить потерь в массе и ухудшения впос-
ледствии качества продуктов, необходимо соблюдение рациональных условий со-
держания скота, птицы, рыбы, включая обеспечение их нормального питания.
Так, вырашивание и откорм скота экономически выгодно проводить в животно-
водческих комплексах, на отгонных пастбищах, а затем доставлять животных к
месту переработки или потребления мяса. По принципу эубиоза осуществляется
и предубойное содержание скота и птицы на мясо- и птицекомбинатах. Наруше-
ние условий кормления, поения, содержания и транспортирования наносят ог-
ромный ущерб производителям вследствие обшей потери упитанности и массы
скота, птицы, рыб, а также их качества, сказывающегося на уменьшении эффек-
тивности и рентабельности производства.
Гемибиоз— принцип частичного биоза. Пользуясь иммунными и защитными
свойствами таких частей растений, как клубни, корнеплоды, луковицы, плоды,
ягоды, удается в течение некоторого количества времени сохранить их в свежем
виде. Продолжительность хранения таких продуктов зависит от их особеннос-
тей и условий хранения. Так. тыква, яблоки длительное время сохраняют свои
пищевые достоинства при комнатной температуре, а огурцы, ягоды сохраняют
24
1.4. Принципы и способы консервирования
свою свежесть лишь несколько дней. Принцип гемибиоза требует принятия
мер, направленных на поддержание нормальных жизненных процессов, неко-
торое снижение их интенсивности дыхания с целью уменьшения расхода пита-
тельных веществ, а также потерь массы в результате испарения влаги. В консер-
вном производстве гемибиоз используется не как самостоятельный метод кон-
сервирования, а как кратковременный способ сохранения сырья до пуска его в
обработку Для более длительного сохранения продуктов этой группы в свежем
виде прибегают к понижению температуры среды и регулированию влажности
и газового состава воздуха.
Принцип анабиоза. Анабиоз [4| представляет собой состояние организма, при
котором жизненные процессы резко замедляются, что способствует выживанию
его в неблагоприятных условиях температуры, влажности и др. Анабиоз можно
рассматривать по отношению к организму в целом, к отдельным органам и клет-
кам. С помощью низких температур можно вызвать анабиоз и приостановить
жизнь как целого организма, так и его органов, а также полностью подавить об-
менные процессы в клетках. Существование живых существ обеспечивается де-
ятельностью двух основных систем организма: энергетической — вследствие иду-
щих биохимических процессов, в ходе которых выделяется энергия в клетке, и
системной регуляции — из-за функционирования нервной системы, желез внут-
ренней секреции и т. д. |4|. Из этого следует, что анабиоз у простых организмов
(бактерий, семян, одноклеточных) характеризуется прекращением энергетичес
ких процессов обмена веществ, способствующих росту, регенерации, размноже-
нию, т. е. яатяется клеточным анабиозом.
У высших животных анабиоз угнетает регулирующий механизм, работу сис-
тем гуморальной связи и уровень общих энергозатрат, обеспечиваемых дыханием
и кровообращением. Взаимосвязь анабиоза по отношению к клеткам и организму
в целом можно представить в виде единой цепи переходов:
нормальная жизнь
//
анабиоз клеток и органов
//
анабиоз организма в целом прекращение жизни
//
прекращение жизни
При охлаждении высших животных наблюдается анабиоз в целом. При пони-
жении температуры прекращаются дыхание и кровообращение, но биохимичес-
кие процессы продолжаются, и при этом происходит ненормальное накопление в
клетках промежуточных метаболитов вследствие нарушения ферментативной де-
ятельности, и наступает смерть, поскольку уровень понижения температуры нс
достаточен для полного прекращения биохимических процессов в клетках. Таким
образом, при анабиозе полностью обратимо прекращены или существенно по-
давлены все биологические процессы (обмен вешеств) в микроорганизмах и в са-
мих объектах консервирования, если они являются живыми организмами. Струк-
тура живой системы не нарушена необратимо, и поэтому в ней сохранилась спо-
25
1.4. Принципы и способы консервирования
Глава 1. Современно* состояние добычи и переработки гидробионтов
собность к метаболизму и вообще к жизнедеятельности при возвращении к нор-
мальным условиям существования. Именно это позволяет говорить, что анабиоз —
нс только свойство живого, но и характеризуется как особое состояние жизни.
Анабиоз может быть создан понижением температуры при хранении продуктов
(термоанабиоз), их частичным или полным обезвоживанием (ксероанабиоз). по-
вышением осмотического давления в продукте (осмоанабиоз), определенной
кислотностью среды (ацидоанабиоз) и применением специфических анестезиру-
ющих средств (наркоанабиоз). Основными способами консервирования рыбы и
других гидробионтов являются охлаждение, замораживание, посол, маринова-
ние, сушка, вяление, копчение, стерилизация. При производстве мало- и средне-
соленой продукции дополнительно используется принцип психро- или криоана-
биоза, в случае проведения охлажденного или холодного посола.
Термоанабиоз — хранение продуктов при пониженных температурах Различа-
ют 2 вида термоаиабиоза: нсихроанабиоз (от греческого слова psychria — холод) и
криоанабиоз (krios — мороз). В первом случае продукты сохраняются в охлажден-
ном состоянии, Т. е. при температурах близких О "С, ио не ниже температуры на-
чала замерзания. Криоанабиоз достигается при замораживании и хранении про-
дуктов в замороженном состоянии при температурах, ниже криоскопических, с
переходом основной массы воды в кристаллическое состояние (80...90%) и тор-
можения развития микроорганизмов.
Ксероанабиоз (хегоь — сухой). Принцип реализуется при сушке пищевых про-
дуктов. Минимум влажности, при котором возможно развитие микроорганиз-
мов, составляет для бактерий 25...30%, плесневых грибов — 10%. Попадая в су-
хую среду, микроорганизмы плазмолизируют и прекращают свое существование.
Микробы длительное время находятся в состоянии анабиоза, но при увеличении
влажности активизируются и вызывают порчу продукта. Стойкость сушеных и
вяленых рыбных продуктов зависит как от конечного содержания влаги, так и от
ьодоудерживаюшей способности их тканей. Несоленую рыбу обычно высушива-
ют до равновесной влажности 10... 12%, а в соленой рыбе влаги оставляют боль-
ше. т. к. в этом случае консервирующее действие оказывает и соль.
Осмоанабиоз — метод сохранения пищевых продуктов, основанный иа созда-
нии повышенного осмотического давления до определенного максимума, что за-
щищает продукт от воздействия микроорганизмов, и исключаются гниение,
плесневение, брожение. В микробных клетках нарушается состояние тургора,
происходит отдача волы в окружающий субстрат и развивается явление плазмо-
зиза. в результате клетка погибает или впадает в анабиотическое состояние.
Повышение осмотического давления в продукте достигают введением соли
или сахара. С целью достижения стойкого плазмолиза микробных клеток исполь-
зуют высокие концентрации этих веществ — 70 % сахара и 10... 12 % соли. Консер-
вирующее действие сахара используется при изготовлении варенья, джемов, по-
видла. В процессе варки сырья в результате действия высокой температуры сырье
как ясивой организм погибает вместе с микроорганизмами, которые находились
до варки в сырье и сахаре. Принцип анабиоза относится в данном случае к тем
микроорганизмам, которые попадают в готовую продукцию при хранении, и не
могут там развиваться из-за высокого осмотического давления в среде.
1.4 Принцип» и способы консервировании
Консервирующее действие концентрированных растворов соли используют
при засоле мяса, рыбы, огурцов, томатов, капусты и других продуктов.
Классическое копчение — способ консервирования, при котором рыба про-
питывается продуктами неполного сгорания древесины. Различают горячее и хо-
лодное копчение. При горячем копчении подсоленная рыба обрабатывается ды-
мом высокой температуры (60...160’С). При этом мясо рыбы сваривается, фер-
менты инактивируются, большинство микроорганизмов практически погибает.
Однако при охлаждении рыбы после копчения и последующем хранении проис-
ходит повторное заражение рыбы микроорганизмами и развитие оставшихся, ко-
торые находят себе благоприятные условия (много влаги, мало соли, наличие
белков и азотистых экстрактивных веществ) для быстрого развития, поэтому ры-
ба горячего копчения является малостойким продуктом.
При холодном копчении в процессе обработки дымом рыба значительно обез-
воживается при температуре не выше 40°C. В результате получается более стой-
кий продукт при хранении, т. к. проявляется консервирующее действие соли (ос-
моанабиоз) и обезвоживание (ксероанабиоз).
Ацидоанабиоз (латинское слово acidus — кислый). Этот метод консервирова
ния пищевых продуктов, основан на создании в них более кислой среды внед-
рением допустимых в пищевом отношении кислот. Гнилостные микроорганиз-
мы хорошо развиваются при pH 7 и в щелочной среде, но значительно хуже в
кислой, а при pH ниже 5 большинство из них не размножаются, поэтому при
подкислении продуктов органическими кислотами происходит их частичная
консервация. Для пищевых целей используют уксусную кислоту, виноградный
и плодово-ягодный уксусы, содержащие уксусную кислоту до 3...5 %, обладаю-
щую хорошим ароматом и вкусом. Применение уксусной кисло! ы совместно с
пряностями называется маринованием. Маринады готовят из овощей, грибов и
рыбы с пастеризацией и без нее. Консервирующие вещества вводят в рыбу в оп-
ределенных количествах для придания ей определенного вкуса и сохранения
пищевой ценности.
Наркоанабиоз — принцип консервирования, связанный с анестезирующим
действием паров некоторых веществ (хлороформ, азот, эфир) на живые организ-
мы, находящиеся в пищевых продуктах. Этот принцип консервирования реали-
зуется при использовании углекислого газа для удлинения продолжительности
хранения вследствие задержки развития плесневых грибов и различных бактерий.
В малых концентрациях СО2 стимулирует рост плесневых грибов, а при концент-
рации 80...90% полностью прекращается развитие плесени. Консервирующее
действие СО2 (оптимальная смесь СО2 20...70%) усиливается в сочетании с неко-
торыми другими консервирующими средствами, например, солью и при пониже-
нии температур хранения, при которых уменьшается содержание О2 в жирах, что
и замедляет процесс окисления При использовании СО2 в процессе хранения
растительного сырья снижаются интенсивность дыхания плодов и овощей, поте-
ри питательных веществ, замедляется дозревание и увядание объектов, а также
микроорганизмы находятся в анабиотическом состоянии, в связи с чем микроби-
ологическая порча снижается в 2...3 раза и увеличивается продолжительность
хранения растительных объектов
Глава 1. Современно* состояние добычи и переработки гидробионтов
Принцип ценоаиабиоза. Данный принцип консервирования характеризуется
созданием условий, благоприятных для развития определенной группы микроор-
ганизмов, создающих среду, неблагоприятную для вредной микрофлоры, в прак-
тике консервирования используют 2 группы микроорганизмов: молочнокислые
бактерии и дрожжи. Первые, развиваясь в продукте, переводят сахар в молочную
кислоту, создавая кислую среду и препятствуя развитию гнилостной микрофлоры
(принцип анидоценоанабиоза). Вторые, сбраживая сахар, образуют этиловый
спирт, предохраняющий продукт от порчи (принцип адкоголеиеноанабиоза).
Принцип ацидоценоанабиоза. Этот принцип консервирования имеет широкое
распространение. На его основе осуществляется приготовление и сохранение со-
лено-квашсиых овощей молочнокислых продуктов, моче но-квашеных плодов.
Принцип аякоголъценоанабиоза. Применяется в консервировании плодовых со-
ков. Для предохранения продукта от порчи требуется больше его концентрации
Так, дрожжи прекращают свою жизнедеятельность при содержании спирта в сре-
де ис менее 16%.
Принцип абиоза. Предусматривает уничтожение всего живого в продукте, од-
нако возможны варианты данного способа. В одних случаях продукт превращает-
ся в мертвую и стерильную органическую массу, в других — в продукте уничтожа-
ются отдельные группы микроорганизмов.
Тепловая стерилизация (термоанабиоз) — обработка продукта повышенной
температурой. При нагревании продуктов до 100"С и выше микробные клетки
погибают, а ферменты инактивируются. Наиболее распространенный способ
тепловой стерилизации — консервирование продукта в герметичной таре. В на-
стоящее время известно, что большинство вегетативных форм микроорганизмов,
в том числе спорогенных, погибают при нагреве до 70’С, однако термофильные
выдерживают более высокий нагрев и способны вызвать порчу консервов.
К наиболее термофильным, способным вызвать пищевые отравления, относятся
Cl. Botulinum, золотистый стафилококк, палочка сибирской язвы, которые вы-
держивают нагрев при 100’С, а последняя даже выше 130’С. Споры анаэробов
отмирают медленнее, чем аэробов. Устойчивость микроорганизмов к нагреву за-
висит от свойств стерилизуемого продукта; чем кислее среда, тем термоустойчи-
вость меньше. По этому признаку консервы подразделяются на следующие груп-
пы: низкой кислотности (pH = 5,0 и выше) — мясорастительные продукты, кис-
лые (pH = 4,5...3,7) томатолродукты. Небольшое количество NaCl в продукте
(2...3%) повышает термоустойчивость микроорганизмов, содержание соли
7... 10 %, нитраты, нитриты, коптильные препараты, фитонциды — понижают
термоустойчивость |4].
Химическая стерилизация (химабиоз) — хонсервирование пищевых продуктов
путем обработки их химическими веществами — антисептиками, ядовитыми для
микроорганизмов. Идеальным антисептиком является то вешество, которое, буду-
чи ядовитым для микроорганизмов в небольших дозах, нс принесет вреда человеку
и не сообщит продукту посторонних запахов и привкусов. Для консервирования
плодов, фруктов, безалкогольных напитков ит. д. применяют бензойнонатриевую
соль, а также используют сернистую кислоту (0.1...0.2%). Свежие яблоки и вино-
град обрабатывают сернистым ангидридом. Такой прием обработки называется
28
1.4. Принципы и способы консервирования
сульфитацией. Для консервирования плодов и ягод часто используют сорбиновую
кислоту; так как сорбаты тормозят развитие плесневой н дрожжевой микрофлоры.
Добавление сорбатов (0,1...0,2 %) при засоле капусты, огурцов и других овошей
способствует получению более стойкой в хранении продукции. При консервирова-
нии рыбной икры для повышения стойкости добавляют буру, борную кислоту и
уротропин в строго определенных количествах. К средствам химического абиоза
относится и копчение. Дым. образующийся при сжигании древесины, — хороший
антисептик, так как в нем содержатся фенолы и метиловые эфиры, альдегиды (му-
равьиный, фурфурол), кетоны (ацетон и др.), кислоты (уксусная, пропионовая,
масляная, валериановая, муравьиная), смолы и прочие соединения.
Бактерицидное действие дыма велико. Бактерии, не образующие спор, поги-
бают при копчении в течение 2...3 ч. Даже споры картофельной и сенной палочек
выдерживают копчение не более 8...10ч. Стойкость копченых продуктов воз-
растает вследствие их частичного обезвоживания и присутствия соли. Особенно
наибольший консервирующий эффект наблюдается при холодном копчении
(18- 22 *С), когда продукт находится в коптильной камере несколько дней.
К средствам химабиоза относится и применение антибиотиков. Антибиоти-
ки — органические соединения, образуемые микроорганизмами в процессе
жизнедеятельности и обладающие способностью в незначительных концентра-
циях избирательно подавлять развитие микроорганизмов или убивать их. Поло-
жительные результаты были получены при использовании антибиотиков хлор-
тетрациклииового ряда в спиртовой промышленности, пивоварении, произ-
водстве консервов, хранении охлажденных мяса, рыбы, птицы. Наиболее пер-
спективным антибиотиком считается низин, особенно в сочетании с
нагреванием, поэтому он используется при производстве различных консервов:
зеленого горошка, томатопродуктов, сгущенного молока, при этом создается
возможность понизить температуру стерилизации на 25...30 %, что способствует
повышению качества продуктов.
Наиболее распространены антибиотики микробного происхождения, кото-
рые по бактерицидному действию в сотни раз эффективнее антисептиков. Одна-
ко их применение ограничено в связи с тем, что прием вместе с пищей активного
антибиотика может привести к образованию устойчивых к нему форм патоген-
ных микроорганизмов в человеке. Поэтому из многочисленных антибиотиков в
пищевой промышленности разрешен только биомицин, так как он способен раз-
лагаться при непродолжительном кипячении.
Использование фитонцидов. По характеру действия фитонциды сходны с анти-
биотиками. Они продуцируются растениями и обладают бактерицидными свой-
ствами, на их биосинтезе основан естественный иммунитет растений. Наиболее
сильными фитонцидными свойствами обладают лук, чеснок, хрен, горчица. Так,
картофель и морковь с применением незначительных количеств чесночного или
лукового настоя хорошо сохраняются при обычных температурных условиях.
При холодильном хранении плодов и овошей фитонцидная активность растений
усиливается.
Механическая стерилизация, или обеспложивающее фильтрование. Она заклю-
чается в фильтрации через спецфильтры. задерживающие микроорганизмы.
29
Глава 1. Современное состояние добычи и переработки гидробионтов
Фильтрующим материалом является прессованная асбестоиеллюлозная масса,
поры которой по размеру меньше микробной клетки. К достоинству этого метода
можно отнести возможность удаления микроорганизмов без тепловой обработки
продукта, но необходимо строжайшее соблюдение санитарного режима произ-
водства, так как стерильными должны быть: обеспложивающий фильтр, разли-
вочные аппараты, консервная тара, машины, воздух в помещении.
Лучевая стерилизация. К новым физическим методам консервирования отно-
сится обработка ионизирующим излучением, УФЛ, инфракрасным (ИК), токами
высокой и сверхвысокой частоты (ТВЧ, СВЧ), ультразвуком. Для них характерны
получение продукта высокой питательности, быстрота процесса, возможность
механизации их, создание надлежащих санитарных условий труда.
Перечисленные средства, кроме ультразвука, представляют различные виды
электромагнитной энергии. Они различаются длиной волны X, частотой v и ха-
рактером воздействия на продукт. Чем короче К и выше v, тем больше энергия из-
лучения и сильнее действие на вещество. Наиболее короткой длиной волны обла-
дают рентгеновские лучи и у-лучи, наибольшей — токи промышленной частоты.
1.5. ПЕРСПЕКТИВНЫЕ ПУТИ НАУЧНЫХ ПОДХОДОВ
В ТЕХНОЛОГИИ ПЕРЕРАБОТКИ ГИДРОБИОНТОВ
Современные технолоти переработки гидробионтов направлены на изыска-
ние перспективных направлений, как в технологии переработки, так и получения
экологически чистых и безвредных для человека пишевых продуктов
В области холодильной технологии намечены пути использования криогенных
жидкостей, позволяющих увеличить продолжительность холодильного хранения
продуктов без изменения их высококачественного состояния При этом не нару-
шается экологичность технологий, а продукты, изготовленные по новым техноло-
гиям, являются безвредными для человека и могут быть использованы в питании
людей, страдающих различными аллергическими заболеваниями. Намечается но-
вый способ подхода к оценке качества и продолжительности хранения рыбы в ох-
лажденном, подмороженном и мороженом видах в зависимости от определения
стабильных свойств гидробионтов. Предлагаются новые электрофизические мето-
ды в холодильной технологии, позволяющие интенсифицировать процессы охлаж-
дения. замораживания, а также способы электростимуляции мяса животных и гид-
робионтов, позволяющие улучшить его качественные характеристики. В новых ус-
ловиях хозяйствования на первом этапе предполагается реструктуризация холо-
дильных объектов путем создания холодильных камер вместимостью 100т,
составляющих 50 % от всего объема холодильных емкостей, что позволит увеличить
возможную загрузку камер до 70% в первом варианте и до 100% во втором.
В технологии пресервов и пресервных ласт намечено использование коптиль-
ного дыма или его жидких препаратов в качестве ароматизаторов, что позволяет
улучшить вкусовые свойства готового продукта. Широкое применение различ-
ных ферментных и вкусоароматических добавок растительного происхождения
позволит использовать для производства деликатесной соленой продукции слабо
30
1.5. Перспективные пути научных подходов в технологии переработки гидробионтов
созревающее и не созревающее сырье. В области теплового консервирования
гидробионтов в последние годы интенсивно совершенствуются существующие и
развиваются совершенно новые методы расчета F-эффекта (по величине давле-
ния) и способы определения температуры в центре банки, оптимизирующие про-
цесс стерилизации. В технологии копчения рыбы одним из последних достиже-
ний является разработка способа копчения рыбы в слое для получения полуфаб-
риката консервов или готового продукта стабильного высокого качества с мини-
мальными трудо- и энергозатратами. Следует отметить общую для всех
перечисленных способов переработки водного сырья и очень важную современ-
ную тенденцию производства продуктов питания — стремление к сбалансиро-
ванному химическому составу продуктов с учетом последних достижений в об-
ласти рационального питания человека.
Разрабатываются и внедряются технологии получения кормовых, технических
продуктов, а также медицинских и лечебно-профилактических препаратов на ос-
нове более глубокой комплексной переработки водного сырья. Весьма перспек-
тивными в этом направлении являются электрохимические методы
Контрольные вопросы
1. Какие орудия промысла применяют при промышленном рыболовстве, какова их классифи-
кация?
2. При каком способе лова рыба претерпевает наибольшие физические воздействии, как это
отражается на ее качестве?
3. Назовите принципы консервирования, сформулированные Я Я. Никитинским, и дайте их
краткую характеристику.
4. Дайте классификацию способам консервирования.
5. Какие способы консервирования наиболее перспективны в производстве продуктов питания'’
6. Какие способы консервирования относятся к физическим, в чем их суть?
7. Перечислите химические и биохимические способы консервирования, назовите преиму-
щества и недостатки их использования.
Список литературы к глава 1
I Рыбная отрасль России сегодня // Полный вперед- Спец. выпуск альманаха к межлунаролн конференции
•Состояние и перспективы развития ринка рыбных товаров Северного и Северо-Западного регионов Рос-
сии 15— I?март! 2000 г — Мурманск «Севрыба». 2000
2 Рыба и морепродукты 2000//Рыба и морепродукты — М Наука и бизнес, 2000 — № I
3 Рыбное хозяйство России в 2000году (белая книга). — М . ВНИЭРХ. 2001 — 44с
* Семенов Б. Н.. Ершов А М Научные основы производства продукта питания Учеб пособие — Мур-
манск. 1996 — 150с
ГЛАВА 2. ХАРАКТЕРИСТИКА
СЫРЬЯ ВОДНОГО ПРОИСХОЖДЕНИЯ
Сырье водного происхождения (промысловые гидробионты) принято подраз-
делять на четыре основные группы, как показано на рис. 2.1.
j Сырье водного происхождения j 1 1 ' 1
Рыбы Беспозвоночные 1 Морские
-► Морские и океанические Пресноводные -► Проходные -► Полупроходные млекопитающие
- * Ракообразные । _ 1-*- Киты - * Двустворчатые моллюски _ Ластоногие * Головоногие моллюски - * Брюхоногие моллюски Иглокожие
Рис. 2.1. Классификация сырья водного происхождения
~3
Морские
растения
t Водоросли
Морские
травы
2.1. РЫБЫ
Рыбы отличаются огромным видовым разнообразием. Насчитывается около
30 тысяч видов рыб, из которых около 3 тысяч являются или потенциально могут
являться объектами промысла. Более 90% от общего количества гидробионтов,
добываемых в нашей стране, приходится на рыбу (Полонский. 1979).
В соответствии с зоологической систематикой рыб относят к типу хордовых,
подтипу черепных, подклассу челюстноротых и объединяют в два класса — кост-
ных и хрящевых.
Скелет костных рыб имеет костную ткань. У большинства видов имеется плава-
тельный пузырь, жаберная полость прикрыта жаберной крышкой. Класс костных
рыб состоит из двух подклассов — лучеперых и лопастеперых. Подкласс лучеперых
включает более 95 % всех видов современных рыб (треска, окунь, сельдь и другие).
Представители класса хрящевых рыб (акулы, скаты, химеры) в отличие от
костных имеют хрящевой скелет, иногда с высоким содержанием минеральных
веществ, голую кожу, в некоторых случаях покрытую зубовидными чешуями, по-
перечный рот. Плавательный пузырь у хрящевых рыб отсутствует. Они, как пра-
вило, живородящие, некоторые хрящевые рыбы откладывают яйца в роговых
капсулах. Большинство акул — активные пелагические хищники, некоторые из
32
2.1. Рыбы
них (гигантская, китовая) имеют длину до 20 м и являются наиболее крупными из
современных рыб. Наибольшее хозяйственное значение в настоящее время име-
ют катрановые и кархринообразные акулы.
Исходя из условий существования и образа жизни рыб. их подразделяют на
следующие 4 группы (см. рис. 2.1): морские и океанические, пресноводные, про-
ходные и лолупроходные.
Морские и океанические рыбы живут и размножаются в морской соленой воде,
избегают пресных и даже опресненных вод. Концентрация органических и неор-
ганических веществ в тканевом соке у морских рыб выше, чем у пресноводных,
поэтому будучи помешены в пресную воду они, как правило, быстро погибают.
Это связано с изменением осмотического давления и. как следствие, нарушением
биохимических процессов в организме рыб.
Морские рыбы подразделяются на пелагических и донных.
Пелагические рыбы живут в толще воды и в зависимости от глубины обитания их
подразделяют на эпипелагические, мезопелагические и бати пелагические. Эпипе-
лагические рыбы (тунец, скумбрия и другие) живут в поверхностных слоях воды,
мезопелагические (путассу, берикс, анчоусы и другие) — втолше воды, а батипела-
I ическне (макрурус. большеглаз, гладкоголов и другие) — на больших глубинах.
Донные рыбы (треска, камбала, палтус и другие) живут в непосредственной
близости от дна, обычно пользуясь им как опорой. Донные рыбы распространены
от прибрежной зоны и до наибольших глубин.
Некоторые рыбы (сайра, сардина) совершают вертикальные миграции в поис-
ках пиши, что, как правило, связано с освещенностью воды. Многие рыбы совер-
шают значительные горизонтальные миграции к местам нереста или нагула (скум-
брия, сельдь и другие). Такие рыбы, как, например, камбала, макрурус и другие жи-
вут постоянно в одном районе и миграций практически не совершают.
Пресноводные рыбы постоянно живут в пресной воде. Эту группу можно раз-
делить на три подгруппы: речных рыб, рыб стоячих вод и обшепреснсводных.
Речные рыбы (реофильные) почти всю жизнь проводят в текучих водах. Так же, как
и морские, онн подразделяются на пелагических (уклея, амурская востробрюшка и
другие) и донных (пескари, гольцы и другие), держащихся обычно между предмета-
ми. лежащими на дне. В свою очередь большинство из этих групп рыб может быть
подразделено на рыб. размножающихся в реке, там, где они живут все время, и рыб,
уходящих для размножения из русла реки в придаточные водоемы поймы.
Рыбы стоячих вод (лимнофильные) обитают в озерах и прудах. Они также под-
разделяются на пелагических (сиг, американская озерная кумжа и другие) и при-
донных (карась, бычок, плотва и другие).
Общепресноводные рыбы — водятся как в стоячих, так и в текучих водах. Прак-
тически всегда держатся в толще воды в одиночку, периодически могут собирать-
ся в стаи (окунь, щука и другие).
Проходные рыбы совершают для икрометания переход или из моря в реки (ло-
сосевые, осетровые и другие), или из рек в море (речной угорь).
Солоноватоводные рыбы населяют опресненные участки морей перед устья-
ми рек и внутренние неполносоленые моря. Эти рыбы могут быть разделены на
две группы: полупроходные и жилые.
33
Глава 2 Характеристика сырья водного происхождение
Полупроходные рыбы заходят для размножения в реки, но высоко по рекам не
поднимаются (вобла, сом и другие).
Жилые рыбы постоянно населяют солоноватые водоемы, в которых кормятся и
размножаются.
Несмотря на биологическое и морфологическое разнообразие, у рыб имеет-
ся ряд признаков, присущих всей группе (Никольский, 1944). К ним относятся:
жабры, обеспечивающие дыхание в водной среде; конечности в виде плавни
ков, способствующих передвижению в воде; хвост, который служит органом
поступательного движения и рулем; кожа, богатая железами, выделяющими
слизь, для снижения трения тела при движении. Важным органом, при помощи
которого рыбы .могут регулировать свой удельный вес, а, следовательно, и глу-
бину погружения, является плавательный пузырь. Лишь немногие рыбы, обита-
тели толши воды, не имеют плавательного пузыря (акулы, некоторые скумбрие-
вые). Такие рыбы регулируют свое положение в том или ином слое воды при по-
мощи движения плавников.
2.1.1. Зависимость техиохимических параметров рыб
от факторов внешней среды
Давление воды. Химический состав и технологические свойства рыб в значи-
тельной степени зависят от глубины их обитания. В водной толще морей и океанов
давление очень быстро возрастает при погружении, поэтому рыбы, живущие на
значительных глубинах, должны обладать рядом особенностей, позволяющих вы
жить в данных условиях. Все глубоководные рыбы характеризуются слабым развн
тием скелета и мускулатуры. Давление внутри тела рыбы, благодаря проницаемос-
ти се тканей, устанавливается столь же высокое, как и в окружающей среде.
Со юность воды. Чрезвычайно важным фактором, обуславливающим возмож-
ность приспособления рыб к жизни в водной среде различной плотности, являет-
ся более или менее полное постоянство внутренней среды. Это постоянство до-
стигается развитием различных осморегуляторных приспособлений. У рыб, в от-
личие от большинства морских беспозвоночных, имеется разница осмотического
давления жидкостей тела и внешней среды. По характеру осмотического давле-
ния внутренней среды рыбы разделяются на две группы:
♦ хряшевые и пресноводные костистые рыбы, имеющие давление большее,
чем давление внешней среды;
♦ морские костистые рыбы, у которых осмотическое давление меньше, чем
давление внешней среды.
Полагают, что рыбы впервые появились в морской среде, затем успешно засе-
лили пресноводные водоемы, н после этого некоторые из них вторично пересели-
лись в море, дав начало пластииожаберным и морским костистым рыбам (Грин,
1990). В процессе эволюции в пресной воде у рыб сформировались многие фи-
зиологические механизмы, приспособленные к такому осмотическому давлению
жидкостей тела, которое в 2...3 раза меньше, чем у морской воды. После возвра-
щения рыб в морскую среду, жидкости их тел сохранили осмотическое давление,
34
2.1. Рыбы
присущее их предкам. и в связи с этим возникла проблема гомеостаза жидкостей
тела в условиях гипертон и чес к ого окружения.
У пластиножаберных рыб исходное осмотическое давление жидкостей тела
примерно такое же. как и у морских костистых рыб, т. е. эквивалентно 1 %-ному
раствору соли. Избыточная потеря воды в гипертонической морской воде предо-
твращается за счет синтеза и удержания мочевины в тканях и жидкостях тела. Не-
видимому, большинство клеток тела, за исключением клеток головного мозга,
способно синтезировать мочевину, и для своей метаболической активности они
не только нуждаются в присутствии мочевины, но и обладают толерантностью к
высоким ее концентрациям. Жидкости тела у акул содержат 2—2,5% мочевины,
что в 100 раз превышает концентрацию, переносимую другими позвоночными.
Как правило, высокая концентрация мочевины приводит к разрыву водородных
связей, денатурации белков и тем самым к инактивации ферментов. Однако у
пластиножаберных рыб этого почему-то не происходит. Мочевина в сочетании с
неорганическими ионами и другим азотистым продуктом обмена — тримет ил-
аминоксидом, менее токсичным, чем аммиак. — создают в жидкостях тела более
высокое осмотическое давление, чем в морской воде (Д морской воды составляет
1,7 ‘С, а у жидкостей тела пластиножаберных — 1,8 *С) (рис. 2.2).
У морских костистых рыб осмотическое дав-
ление жидкостей тела поддерживается на уров-
не более низком, чем у морской воды (Д состав-
ляет от 0,6 до 1,1 ‘Cl. Благодаря чешуе и слизи
наружные покровы рыб относительно мало
проницаемы для ионов, но вода легко теряется
из организма через жабры. Для регуляции со-
става жидкостей тела костистые рыбы пьют
морскую воду, а особые секреторные клетки в
кишечнике извлекают из нее соли путем актив-
ного транспорта и выделяют их в кровь.
Органические соединения у костистых
морских рыб обуславливают лишь 7...8% ос-
Рис. 2.2. Приблизительные концентрации
растворенных веществ в жидкостях тела
морских позвоночных
мотического давления, в то время как у мор-
ских хряшевых рыб — более половины. У пре
сноводных рыб количество органических ве-
ществ в крови примерно то же. что и у мор-
ских, но количество минеральных солей значительно ниже.
Рыбы приспосабливаются к определенной солености воды и реагируют на ее
изменение. Резкое изменение солености воды под действием, например, ветро-
вых течений может стать причиной исчезновения промыслового скопления.
Температура воды. Различные рыбы могут жить при самой разной температуре.
Наиболее высокую температуру переносит рыбка ципринодон, которая живет в
горячих источниках при температуре выше 52*С. С другой стороны, такие рыбы
как карась выдерживают даже обмерзание при условии, что тканевые жидкости
остаются незамерзшими. Большое значение имсеттакже амплитуда температуры,
при которой рыбы могут жить. По этому признаку рыб можно разделить на эври-
35
Гло>а 2. Характеристика сырья водного происхождения
термных, выдерживающих широкое изменение температуры, и стенотермных, не
переносящих резких изменений температуры.
Основное различие между теплокровными и холоднокровными животными
заключается в количественной стороне процесса теплообразования, который у
холоднокровных животных идет значительно медленнее, чем у теплокровных.
Так, карп массой в 105г выделяет в сутки 10,2 кал/кг (42,7 Дж/кг) тепла, а скворец
массой 74 г — 270 кал/кг (1131,3 Дж/кг).
Температура окружающей среды оказывает сильное влияние на ход всех жиз-
ненных процессов организма рыбы. Время наступления икрометания, скорость
развития икры и темпы роста рыбы находятся в прямой зависимости от темпера-
туры среды обитания. Скорость переваривания пиши также находится в непо-
средственной зависимости от температуры. У воблы скорость переваривания пи-
щи при температуре 15...20°С в три раза больше, чем при температуре 1...5‘С.
В связи с увезичением скорости переваривания возрастает интенсивность по-
требления корма и. как следствие, — прирост массы.
Сильное понижение температуры может вызвать у многих видов рыб впадение
в своего рода спячку. Многие карповые и, в частности, карась, сазан и некоторые
другие, а также многие осетровые, собираются зимой в ямы, где лежат неподвиж-
но на дне, скапливаясь иногда в огромных количествах
Разница температуры, на которую может реагировать рыба, очень невелика.
Изменение уже в несколько сотых долей градуса улавливается организмом ры-
бы и. следовательно, могут привести к той щи иной реакции. Например, заход
сельди в бухты Мурманского побережья происходит при наличии весной хотя
бы слабо выраженного положительного градиента температур, а осенью — от-
рицательного, т. е. весной и осенью при миграциях сельдь движется из более хо-
лодных вод в более теплые
Освещенность акватории. Влияние света на рыбу идет по целому ряду направ-
лений. У рыб, живущих при сильном освещении, вырабатывается различного ти-
па покровительственная окраска, делающая их менее заметными на фоне грунта,
поверхности воды или среди зарослей подводной растительности или коралловых
рифов. У рыб, живущих на больших глубинах, где количество света чрезвычайно
мало, органы зрения или развиты очень сильно, или деградируют.
Свет оказывает влияние на ход созревания половых продуктов у рыб, на ско-
рость развития икры, ингибируя или активируя этот процесс у различных видов
рыб. Суточная периодичность освещения вызывает выработку у рыб суточной
периодичности их деятельности (питания, миграции и т. п.)> что может быть ис-
пользовано, например, при заманивании рыбы в орудия лова с помощью элек-
трического света.
2.1.2. Возраст рыб
Продолжительности жизни различных видов рыб существенно отличаются.
Некоторые экзотические рыбы живут не более года. Среди таких видов рыб, как
белуга, карп, щука и другие зарегистрированы особи возрастом до ста лет и бо-
36
2.1. Рыбы
лее. Средняя продолжительность жизни таких основных морских промысловых
рыб. как тресковые, камбаловые и другие, вне влияния промысла не превышает
тридцати лет, но обычно под влиянием усиченного промысла рыбы не достига-
ют своего предельного возраста и нс умирают естественной смертью, а бывают
выловлены.
2.1.3. Характеристика основных промысловых семейств рыб
Семейство тресковые. Рыбы этого семейства обитают в морях северного полу-
шария. Наиболее они распространены в северной части Атлантического океана.
Основными промысловыми видами являются треска, пикша, сайда, хек, мерлуза,
путассу, навага, минтай, сайка, а в пресных водах — налим (рис. 2.3).
Все они характеризуются относительно большой головой, малым количест-
вом костей и наличием большой жирной печени. Несмотря на большой удель-
ный вес головы, выход мяса почти у всех тресковых составляет более 50 % от об-
шей массы
Химический состав мяса тресковых характеризуется низким содержанием жи-
ра, у большинства рыб этого семейства он составляет менее 1 % н только у наваги
и хека на долю жира приходится в среднем 1,6 и 2,8 %. Среднее содержание сыро-
го протеина в мясе большинства представителей семейства тресковых колеблется
в пределах 16... 18 %.
Гастрономические качества тресковых обнаруживают некоторую зависимость
от химического состава. Наиболее хорошим вкусом обладают навага и хек.
Треска является самым важным по своему хозяйственному значению предста-
вителем семейства. Это крупная рыба, достигающая длины 160см, средняя про-
мысловая длина — 50см. Заготавливается главным образом в мороженом виде.
Относится к столовым рыбам.
Пикша достигает немного меньших размеров, чем треска Она не выносит тем-
пературы ниже 0*С, и северная граница ее обитания лежит немного южнее, чем у
трески. По вкусу пикша заметно отличается от трески, мясо ее нежнее. В некото-
рых западноевропейских странах пикша ценится дороже трески.
Треска и пикша могут быть использованы в кулинарии для приготовления боль-
шого числа блюд. Они имеют приятный вкус в отварном, тушеном и жареном виде.
Особенно хороши жареные треска и пикша под различными острыми соусами.
Саида обитает в Северной Атлантике. Обычная длина 60...70 см. Некоторые
особи достигают длины 120 см и массы до 10 кг. Используется сайда так же. как
и треска.
Мерланг встречается у берегов Европы от Средиземного до Норвежского моря.
Это сравнительно небольшая рыба, обычно 40...45 см длины. По массовому и хи-
мическому составам, а также по вкусовым достоинствам мерланг сходен с трес-
кой и пикшей.
Навага вылавливается зимой во время подхода к берегам. Выловленная подо
льдом навага раскладывается тонким слоем на льду и замораживается естествен-
ным способом, как правило, в неразделанном виде. Жареная в сухарях навага яв-
37
Глава 2 Характеристика сырья водного происхождения
ляется самым вкусным блюдом, которое можно приготовить из всех тресковых.
Ловят навагу подо льдом рюжами во время подхода ее к берегам на нерест.
Мерлуза и серебристый хек очень близки по своим пищевым качествам. По
вкусу они напоминают навагу. Серебристый хек имеет длину от 25 до 40 см
38
2.1. Рыбы
Путассу вылавливается главным образом в районе Исландии, хотя ареал ее
распространения почти такой же, как пнкши. Путассу является относительно
мелкой рыбой, достигающей в длину до 40 см. По весовому и химическому соста-
вам, а также по гастрономическим качествам путассу не уступает треске и пикше.
Лов путассу осуществляется тралами.
Сайка — мелкая тресочка, достигает длины до 20см и веса — 55 г. Из всех трес-
ковых это самая холодолюбивая рыба. Обитает в восточной части Баренцева моря
и в Карском море. Мясо сайки водянистое и содержит мало белка, поэтому пище-
вое использование ее ограничено.
Минтай — самая многочисленная, имеющая наибольшее промысловое значе-
ние из тресковых рыба, обитающая в северной части Тихого океана. Минтай до-
стигает длины до 90 см. Средняя промысловая длина ее около 40см.
Характеризуя ценность рыб семейства тресковых, следует отмстить, что при
относительно небольшой калорийности (60...90 калорий на 100 г), онн, как пра
вило, относятся кбелковым рыбам. Как пищевой продукт они хороши тем. что из
них можно приготовить много разнообразных блюд. При этом отмечается, что
треска и другие рыбы этого семейства не приедаются и ими можно питаться дли-
тельное время с одинаковым удовольствием, чего нельзя сказать о многих видах
жирных рыб, хотя и имеющих очень приятный вкус.
Диетическое значение тресковых также велико. Благодаря малому содержа-
нию жира мясо тресковых является ценным источником белка для людей пред-
расположенных к полноте. Для людей возраста выше среднего, мясо тресковых
ценно тем, что содержит много метионина, который способствует нормальному
обмену холестерина, (т. е. предохраняет от развития атеросклероза). Большое зна-
чение при обработке тресковых имеет использование печени, отличающейся вы-
сокой жирностью и содержанием жирорастворимых витаминов. Высоким спро-
сом пользуются натуральные консервы из печени трески.
Семейство лососёвые. Лососевые — проходные и пресноводные рыбы северно-
го полушария. Распространены они, главным образом, в бассейнах рек Северно-
го Ледовитого океана, северной части Атлантического и Тихого океанов. От дру-
гих рыб лососевые отличаются наличием жирового плавника. Промысловое зна-
чение имеют семга (рис. 2.4), кумжа, дальневосточные лососи и сиги. В общем
улове рыбы они составляют небольшую долю, но высокие качества лососевых де-
лают их важным объектом промысла.
Лов большинства лососевых приурочен к нерестовому ходу их в реки. Во вре-
мя хода вверх по реке они не питаются, вся работа по продвижению против тече-
ния производится за счет накопленных в море запасов жира и белка. Поэтому хи-
мический состав и пищевая ценность лососевых рыб сильно изменяются после
входа в реку — содержание воды увеличивается, а жира уменьшается.
Семга имеет наибольшее промысловое значение из всех лососевых на Евро-
пейском Севере. Молодь ее живет в реке от одного до пяти лет и затем скатыва-
ется в морс, где проводит время до достижения половозрел ости от одного до
трех лет. В море семга растет гораздо быстрее, поэтому от того, насколько рано
она скатилась из реки, рост ее будет больше. Например, если она провела пять
лет в реке и один год в море, то при заходе на нерест ее вес будет от 1 до 3 кг, ес-
39
Глава 2. Характеристика смрь* одного происхождении
ли. наоборот, она скатилась в море через год после выклева, то ее вес может
быть больше 20 кг. Чем крупнее семга, тем жирность ее больше. Средняя масса
вылавливаемой семги от 5 до 15 кг, но встречаются экземпляры массой более
30 кг при длине более 150 см.
40
39
2.1. Рыбы
Кумжа от семги отличается более яркой окраской тела. Средние размеры кум-
жи — 30...70см при массе от I до 5 кг, но встречаются особи массой до 20 кг.
Дальневосточные, или тихоокеанские, лососи — кета, горбуша, чавыча, кижуч,
сима и нерка — имеют большое промысловое значение. Дальневосточные лосо-
си, так же как и семга, нерестятся в верховьях рек, совершая для этого протяжен-
ные нерестовые миграции В период хода на нерест они не питаются. После икро-
метания из-за сильного истошения и нарушения жизненных функций организма
они погибают.
Наибольшее промысловое значение и широкое распространение по сравне-
нию с другими видами дальневосточных лососей имеют кета и горбуша Кета в
зависимости от времени хода на нерест имеет две формы — летнюю и осеннюю.
Промысловая длина летней кеты 58...60см, масса 2...Зкг, длина тела осенней кеты
70...75см, масса4—5кг. Мясо и икра кеты имеют высокие вкусовые качества. Гор-
буша — мелкий лосось. Средняя длина тела 45...50см, масса 1... 1.7 кг.
Сиги — самые многочисленные рыбы из семейства лососевых. К ним относят-
ся омуль, чир, муксун, пелядь, ряпушка и др. Сиги обитают в чистой воде с высо-.
ким содержанием кислорода. Среди сигов есть проходные (омуль, муксун) и пре-
сноводные (пелядь, чир, ряпушка) формы. Мясо сигов также имеет хорошие гас-
трономические свойства.
Из лососевых приготавливают разные пищевые и закусочные продукты, но,
пожалуй, самым вкусным считается слабосоленая рыба. Так, например, слабосо-
леная семга может быть поставлена в один ряд с икрой осетровых. Хорошо посо-
ленные горбуша и кета мало уступают семге. Семга, кета и горбуша, хотя и имеют
приятный вкус в вареном виде, но быстро приедаются.
Семейство скорленовые. Скорпеновые обитают в прибрежных водах тропичес-
ких и субтропических морей. В наших водах они встречаются в Баренцевом море
и на Дальнем Востоке. Большое промысловое значение имеют золотистый мор-
ской окунь (рис. 2.5) и окунь-клювач. Золотистый окунь имеет значительно боль-
шие размеры, чем клювач. Самый большой экземпляр золотистого окуня имел
длину 89см и вес 9 кг. Основная масса добываемого окуня имеет промысловую
длину 26...50см. Добывают окуней тралами
Рве 2 5. Золотистый морской окунь
41
Глава 2. Характеристика сырья водного происхождения
Массовый состав морских окуней характеризуется относительно небольшим
выходом мяса, как правило, не более 50% от массы целой рыбы. Мясо морских
окуней является бетковым, среднежирным (от 2 до 10 % жира).
Морской окунь может быть использован для приготовления разнообразных
кулинарных продуктов. Балыки холодного копчения и вяленый окунь пользуют-
ся хорошим потребительским спросом.
Семейство сельдевые. Сельди — важнейший объект рыбного промысла. В на-
шей стране основу промысла составляют океанические и каспийско-черномор-
ские сельди (рис. 2.6). Добывают сельдь ставными неводами, сетями и тралами.
Ряс. 2.4. Семейство сельдевые
а — южные сельди, в — морские. океанические селми
В Северной Атлантике и Баренцевом море вылавливается в основном один
вид сельдей с несколькими местными расами. В Западном секторе Атлантики
встречается в небольшом количестве очень крупная сельдь шэд, достигающая
длины до 75 см и массы — более 3,5 кг и проходная сельдь менхедсн, заходящая на
нерест в реки. Атлантическо-скандинавская сельдь живет до 20...25 лет. Средняя
промысловая длина атлантической сельди от 25 до 31 см и масса от 200 до 500 г.
В течение года условия питания сельди сильно меняются. У них бывают до-
вольно длительные периоды голодания. Сетьди приспособились к чередованию
обилия и недостатка пиши, накапливая летом в своем теле большие запасы жира,
который расходуется в зимний период. Кроме жира сельдь способна накапливать
также небольшой запас белка. Вследствие этого химический состав сельди под-
вержен значительным сезонным колебаниям. Это отражается и на ее массовом
составе.
Сельдь принадлежит к числу рыб. способных созревать в соленом виде, поэто-
му основным видом ее обработки является посол. Слабосоленая продукция обла-
42
2 1 Рыбы
дает приятным вкусом и ароматом. Из сельди могут быть приготовлены хорошие
пряные и маринованные продукты, пользующиеся большим спросом. Сельдь го-
рячего и холодного копчения также имеет приятный вкус.
В умеренно теплых, субтропических и тропических водах обитают сардины
трех родов: сардина, сардинопс и сардинелла (рис. 2.7). Наиболее важное про-
мысловое значение имеет сардина пильчард, или европейская сардина.
Семейство камбаловые. Это морские, малоподвижные, донные рыбы с несим-
метричным. сильно сжатым с боков телом. У большинства видов глаза находятся
на правой стороне тела. Наибольшее промысловое значение имеют палтусы, мор-
ская (рнс. 2.8), желтоперая, желтобрюхая, звездчатая камбалы. Промысел осу-
ществляется тралами, ярусами, ставными сетями.
43
Глава 2. Характеристика сырья водного происхождения
Рк. 2 8. Семейства камбаловые,
а — нарекал клмбши. б — бслокормй налгу:
Палтус белокорый является одной из самых крупных рыб Северной Атланти-
ки. Отдельные особи достигают массы 300кг при длине 4 м. Выход мяса у палту-
сов больше, чем у камбал и составляет до 65 % от массы животного. Мясо белоко-
рого палтуса имеет очень приятный вкус и используется для приготовления са-
мых разнообразных продуктов. У мелких экземпляров палтусов мясо более не-
жное. чем у крупных, а содержание жира в мясе палтусов с возрастом
увеличивается. В кулинарии палтус используется для приготовления первых и
вторых блюд. Благодаря плотной консистенции мяса палтус пригоден для варки и
жаренья. Очень хорошим вкусом отличается заливное из палтуса.
Синекорый или черный палтус имеет меньшие размеры, чем белокорый. От-
дельные экземпляры достигают длины 120см. Средний промысловый размер си-
некорого палтуса составляет 45...65см при массе от 1 до 5 кг.
По химическому составу синекорый палтус заметно отличается от белокорого —
мясо его гораздо жирнее, но беднее белком. Вследствие большей жирности синеко-
рый палтус используется для приготовления вкусных и питательных копченых про-
дуктов. которые можно поставить в один ряд с балыками из севрюги.
Морская камбала отличается довольно большим выходом мяса — до 70% от об-
шей массы. Однако питательная ценность камбалы не очень большая, так как со-
держание жира и белка в ее мясе невысокое. Тем не менее, морская камбала пользу-
ется спросом у населения в связи с приятным вкусом, особенно в жареном виде.
Семейство зубатковые. Это семейство представлено в Северной Атлантике
тремя видами: пятнистая, полосатая и синяя. Они не образуют промысловых
скоплений и добываются как прилов вместе с другими донными рыбами.
44
2.1. Рыбы
Пятнистая зубатка (рис. 2.9) является самой пенной по своему вкусу из всех зу-
баток. Это крупная рыба со средними размерами 90... 100см при массе около 8 кг.
Рис 2.9. Семейство зубагкивьх:
а — пестрея (пятмистяя) тубятха 6 — голосят»» lyfiiru
Полосатая зубатка обитает почти во всей Северной Атлантике. Размеры ее
немного меньше, чем у пятнистой — средняя длина составляет от 40 до 70см при
массе 0,5...4 кг.
Выход мяса у пятнистой зубатки несколько выше (63%). чем у полосатой
(57%). Химический состав обеих зубаток сходен и характеризуется средней жир-
ностью (от 2 до 8 %) и относительно невысоким содержанием белка (около 16%).
Самые вкусные продукты из пятнистой и полосатой зубатки получают при горя-
чем копчении. В этом случае недостаток белка не только не чувствуется, но на-
оборот, придает продукту более нежную консистенцию.
Синяя зубатка (вдовица) обитает, по сравнению с двумя другими видами, в бо-
лее северных районах. Мясо ее характеризуется высоким содержанием воды и
низким содержанием белка. Это делает се мясо дряблым, водянистым и мало
пригодным для приготовления пищевых продуктов. Основной запас жира у си-
ней зубатки находится в печени, жирность которой может достигать 40 %
Семейство скумбриевые. Скумбриевые обитают в теплых умеренных водах Ат-
лантического, Тихого и Индийского океанов. Это морские пелагические стайные
рыбы. Наиболее важное промысловое значение имеет обыкновенная (атланти-
ческая) скумбрия (рис. 2.10), обитающая в северной части Атлантического океа-
на. а также в Средиземном. Черном. Северном и Балтийском морях. Средняя
длина атлантической скумбрии 25...35 см. Атлантическая скумбрия совершает се-
зонные миграции вдоль берегов Америки и Европы. Приближение к берегам и
удаление от них связано с изменением температуры воды, направлением ветра и
течений. Ловят скумбрию тралами.
45
Глава 2 Характеристика сырья водного происхождения
Рис 2.10. Обыкновенная скумбрия
Мясо скумбрии жирное, вкусное. Она пригодна для приготовления широкого
ассортимента продуктов и кулинарных изделий. Очень хорошим вкусом обладает
копченая скумбрия. В соленом виде она хорошо созревает и может служить при-
ятной закуской.
Жир скумбрии очеиь быстро окисляется на воздухе, поэтому, заготавливая ее в
мороженом виде, необходимо эффективное глазирование или использование
других защитных покрытий.
Семейство ставридовые. Ставриды — стайные пелагические рыбы, обитающие
в тропических н умеренных районах Атлантического, Тихого и Индийского океа-
нов. Тело ставриды сжато с боков, покрыто мелкой чешуей. Хвостовой стебель
тонкий, чешуи боковой линии образуют костистые шитки («жучки»), создаюшие
неудобства при разделке. Длина ставриды до 50 см.
Наибольшее промысловое значение имеет ставрида, обитающая в Атлантн
чсском океане у берегов Европы и Африки (рис. 2.11). Ловят ставриду ставными,
кошельковыми неводами и тралами.
Рис. 2.11. Ставрида
Ставрида является довольно ценной рыбой, пригодной для приготовления
различных закусочных продуктов. Используется в основном для приготовления
консервов и копченой продукции. В вареном виде мясо ее несколько суховато
имеет легкий специфический кисловатый привкус. Как и у скумбрии, жир став-
риды очень быстро окисляется.
Семейство тунцы. Широко распространены в водах тропических и субтропиче-
ских районов Атлантического. Тихого и Индийского океанов, хотя некоторые виды
тунцов ловятся в более холодных водах. Тунцы — это крупные, стайные, пелагиче
46
2.1. Рыбы
ские рыбы, обитающие преимущественно в открытой части океана (рис. 2.12). Тун-
цы могут достигать длины до 3 м и массы — около 600 кг. Наибольшее промысловое
значение имеют обыкновенный, или синий, тунец, длинноперый тунец, обыкно-
венный большеглазый тунец и мелкие тунцы — полосатый, макрелевый и пятни-
стый. Промышляют тунцов плавными ярусами, кошельковыми неводами.
Р*с 2 11 Семейство туниы:
а — обыкновенный тунец, б — иинноперый тунец. « — полосатый тунец
Мясо тунцов отличается самым большим среди всех рыб содержанием бел-
ков — 22—26 %. В этом отношении оно может быть приравнено только к икре
некоторых видов промысловых рыб. Жирность мяса колеблется от долей про-
цента до 19%.
Мясо тунцов может быть использовано для приготовления различных продук-
тов: из него изготавливают хорошие консервы, в кулинарных изделиях оно напо-
минает свинину или говядину, в частности, из него готовят очень вкусную буже-
нину. Вместе с тем, мясо тунца может вызвать довольно сильные отравления, ес-
ли рыба не сразу после вылова подверглась обработке. Мясо в этом случае спо-
собно быстро портиться и становится ядовитым. Также следует отметить, что
мясо крупных тунцов может отличаться повышенным содержанием ртути. Пе-
чень тунцов содержит до 30 % жнра, очень богатого витаминами А и D.
47
Глава 2. Характеристика сырь* водного происхождений
Семейство корюшковые. Корюшковые населяют морские и пресноводные водо-
емы северных частей Атлантического. Тихого и Северного Ледовитого океана. Среди
корюшковых одни всю жизнь проводят в море (мойва), другие являются проходны-
ми или полупроходными рыбами, причем некоторые из них могут жить и в пресных
водоемах, образуя жилые формы (озерные корюшки, снетки) (рис. 2.13). Корюшко-
вые — стайные рыбы, обитающие в придонных слоях или толше воды. Их интенсив-
ный промысел ведется в северных частях Атлантического и Тихого океанов.
Рис. 2.13. Семейство корюшковые:
а — европсйскм корюшк*. б — моЯм
Наибольшее промысловое значение из корюшковых имеет мойва. Ловят мой-
ву береговыми и кошельковыми неводами и ставными ловушками. Промысловая
длина мойвы И...12см. Жирность мяса летне-осенней мойвы колеблется от 16 до
29 %. Содержание белка в это время у нее самое низкое по сравнению с другими
сезонами промысла (12.5%), однако относительно обезжиренного мяса оно самое
высокое — на 100 частей воды приходится 20 частей белка. Летняя и зимняя мой-
вы имеют достаточно плотное мясо и пригодны для приготовления разнообраз-
ных продуктов. Кости мойвы слабо минирализованы и легко размягчаются при
термической обработке. Из мойвы изготавливают деликатесные консервы «Мой-
ва копченая в масле», различные кулинарные изделия и пресервы.
2.1.4. Неиспользуемые или малоиспользуемые промыслом рыбы
Неиспользуемые и малоиспользуемые промыслом рыбы можно условно раз-
делить на 2 группы:
I) рыбы, из которых может быть получена пишевая продукция по существую-
щим способам обработки;
2) рыбы, для которых требуются специальные технологические решения.
48
2.1. Рыбы
К первой группе рыб можно отнести большеглаза, бериксов (низкотелого и
красного), менька, аргеитину, макрелещуку, некоторых моровых и макрурусов.
Их можно использовать как столовые рыбы, в качестве сырья для приготовления
копченых продуктов, а также консервов в широком ассортименте.
Рыбы второй группы характеризуются, как правило, существенными отклоне-
ниями по химическому составу или содержанию отдельных веществ от традици-
онных объектов промысла.
Для рыб с пониженным содержанием белка и большой оводненностью тканей
(тупорылый макрурус, черная сабля-рыба, вогмер, центролоф и др.) наиболее
приемлемыми являются виды обработки, связанные с частичным удалением во-
ды или предполагающие введение структурообразователей илн влагоудерживаю -
ших компонентов. Из мяса указанных видов рыб целесообразно изготавливать
фарши с целью дальнейшего их использования для приготовления различной ку-
линарной продукции и консервов, а также рыбных белковых концентратов и изо-
лятов, на основе которых создаются новые структурированные продукты.
Для рыб с повышенным содержанием мочевины (акулы, скаты) или других
экстрактивных веществ можетбыть применена промывка мяса или фарша водой,
а также тузлучный посол (Константинова. 1997).
2.1.5. Опосные рыбы
Опасных рыб подразделяют на две большие группы: ядовитые и наносящие
травмы. Ядовитых рыб подразделяют иа активно и пассивно-ядовитых.
Активно-ядовитые рыбы имеют специальные железы с ядом. При укусе или
уколе яд поступает пол кожу жертвы и попадает в кровь. Многих из этих рыб
можно употреблять в пишу, так как мясо их безвредно.
В водах тропических и умеренных районов Атлантического океана наиболее
распространенной рыбой, укус которой ядовит, является мурена. По внешнему
виду она напоминает змею. Мясо мурены вкусное и употребляется в питу.
Среди активно-ядовитых рыб чаше всего встречаются рыбы с колюшнм ядови-
тым аппаратом. Одним из характерных представителей этой группы является акула-
катран (рис. 2.14). У нее перед каждым из двух спинных плавников имеется острый
крупный шнп-колючка. У основания шипа находятся железы, вырабатывающие яд.
Большую опасность для человека представляет скат-хвостокол. Острый пилообраз-
ный шип расположен у него на хвосте. В южных морях обитают скорпены, дракон-
чики, звездочеты, в спинном плавнике которых имеются острые колючки.
Рис. 2.14. Акула-катран
49
Глава 2. Характеристика сыри водного происхождении
Под кожей у основания этих колючек находятся железы, вырабатывающие яд.
После соответствующей обработки мясо этих рыб можно употреблять в пишу.
Очень ядовитой рыбой является бородавчатка (рис. 2.15). По внешнему виду оиа
очень похожа на камень или источенный волнами коралл, поэтому ее трудно за-
метить. Ядовитый аппарат бородавчатки состоит из 13 спинных, 3 анальных и
2 грудных шипов и связанных с ними ядовитых желез. Ял бородавчатки смертелен.
Рис. 2.15. Бородавчатка
Опасны укусы рыбы-сабли. Нельзя брать голыми руками за верхнюю челюсть
парусника и меч-рыбу, так как ее шероховатая поверхность выделяет ядовитую
слизь.
При поражении тела человека шипами активно-ядовитых рыб вокруг раны по-
является посинение. Боль постепенно усиливается и распространяется по всему те-
лу. Температура повышается, а затем резко падает. Нарушается работа сердца.
Пассивно-ядовитые рыбы обладают ядовитым мясом, кровью, кожей и икрой.
Наибольшее количество этих рыб относится к семействам фахаков н кузовков.
Мясо тропических сельдей (илиша, опистонема, харенгула) ядовито только в пе
риод размножения. Ядовитыми являются также сростночелюстные рыбы — еди-
норог, кувалда, рыба-шар.
В мышечной ткани таких видов рыб, как атлантический большеголов и голу-
бая антимора выделен нейротоксин, что делает невозможным в настоящее время
их пищевое использование. При отравлении пассивно-ядовитыми рыбами следу-
ет принимать такие же меры, как при пищевых отравлениях.
К рыбам, наносящим травмы, относятся акулы, барракуды, гигантский рога-
тый скат-манта Чрезвычайно опасны для человека белая акула (акула-людоед),
акула молот, тигровая акула и некоторые другие вилы
2.1.6. Строение тканей и органов рыбы
Ткань — это совокупность однотипных и близких по происхождению клеток,
выполняющих общую функцию в организме. Ткани условно подразделяются на
50
49
2.1. Рыбы
пять основных видов: эпителиальную, соединительную, мышечную, нервиую и
жидкую (кровь) (Быков, 1987).
Эпителиальная ткань
Эпителиальная ткань является преимущественно чисто клеточным образова-
нием. клетки ее тесно расположены одна к другой, а промежуточного межклеточ-
ного вещества между ними очень мало.
Эпителиальные ткани делятся на две основные группы. Она представляет со-
бой эпителии, разрастающиеся в виде общего пласта, покрывающего и выстила-
ющего разные поверхности. Эта группа называется покровной тканью. Вторая
группа представляет собой различные железы, секретирующие разные белковые,
ферментативные, гормональные и слизистые вещества.
Покровная эпителиальная ткань в организме рыбы покрывает всю поверх
ность кожи, внутреннюю поверхность кишечника, кровеносных и лимфатиче-
ских сосудов. Она построена из клеток, которые не имеют оболочки, но имеют
ядро и протоплазму. Часть протоплазмы клеток, обращенная наружу, является
резко уплотненной и этими уплотненными частями клетки плотно прилегают од-
на к другой, образуя плотный барьер от проникновения различных посторонних
тел. Пространство между клетками может увеличиваться или уменьшаться, при
этом регулируется течение процесса обмена тела рыбы с окружающей средой. Та-
ким образом, покровная эпителиальная ткань представляет собой полупроницае-
мую пленку, не имеющую кровеносных сосудов. Под эпителиальной тканью не-
посредственно находится пленка из соединительной ткани с помощью которой
эпителиальная ткань связывается с низлежашими тканями и органами.
Соедините зьная ткань
Соединительная ткань встречается во всех органах животных и выполняет три
основные функции: опоры, связи, питания. Пронизывая и прослаивая разные
ткани и органы, а также являясь главным производителем жировых питательных
веществ, соединительная ткань представляет один из важных элементов тела ры-
бы и ее мускулатуры.
Основными составными элементами соединительной ткани являются соеди-
нительно-тканные клетки и их производное основное промежуточное вещество,
которое может быть волокнистым, аморфным и твердым. По состоянию основ-
ного промежуточного вещества соединительную ткань рыб подразделяют на рых-
лую, плотную и твердую.
Рыхлая соединительная ткань. Этот вид ткани выстилает кровеносные сосуды,
прослаивает все ткани и органы, образуя такие ткани, как жировая, пигментная и
другие. Она вместе с мышечной тканью входит в состав мяса рыбы.
В рыхлой соединительной ткани имеются клетки и межклеточное промежу-
точное вещество. К клеточным элементам рыхлой соединительной ткани отно-
сятся фибропласты. Межклеточное вещество представляет сложное производное
живых клеток и состоит из белков Обычно межклеточного вещества накаплива-
51
Глава 2. Характеристика сырья водного проискождяния
ется такое большое количество, что оио составляет доминирующую часть ткани.
Межклеточное вещество бывает двух видов: аморфное и волокнистое. Аморфное
имеет вид студенистой массы, волокнистое представлено коллагеновыми и эла-
стиновыми волокнами. В состав межклеточного вещества входят мукополисаха-
риды (гепарин, гиалуроновая и хондроитсерная кислоты).
Рыхлая соединительная ткань имеет несколько разновидностей:
• жировая ткань (когда образуется значительное количество жировых клеток):
• пигментная ткань (клетки которой — хроматофоры залегают в слое эпи-
дермиса кожи, придавая ей окраску);
♦ слизистая ткань (выделяемая слизевыми клетками, расположенными, на-
пример, в эпидермисе кожи).
Плотная соединительная ткань. Этот вид ткани выполняет в основном опор-
ную механическую функцию. Ее структура характеризуется преимущественным
содержанием волокнистого вещества и очень малым — аморфного. Различают
коллагеновую и эластиновую соединительные ткани. Плотная коллагеновая
ткань представлена группой разных сухожилий и дермой кожи.
Разновидностью плотной соединительной ткани является хряшевая ткань, ко-
торая также выполняет опорную механическую функцию, обладая значительной
прочностью и эластичностью Основное промежуточное вещество хрящей на-
столько плотно, что в него не прорастают ни сосуды, ни нервы, поэтому питание
хрящей осуществляется с поверхности путем диффузии веществ.
Твердая соединительная ткань. К ией относится костная ткань, которая состав-
ляет основу скелета животного и выполняет механическую опорную функцию.
Наряду с этим она активно участвует в трофических и обменных процессах орга-
низма. Костная ткань является важнейшим фактором минерального обмена, спо-
собствуя сохранению нормального содержания кальция и фосфора в крови и дру-
гих тканях и органах рыбы.
По своему строению костная ткань состоит в основном из промежуточного
вещества и клеточных элементов (остеоцитов). Промежуточное вещество неод-
нородно и состоит из органического материала (в частности, белок оссеин) и ми-
неральных солей (среди которых преобладает фосфорнокислый кальций).
Мышечная ткань
Мышечная ткань составляет более 50% массы тела рыб. Она осуществляет
сложную работу по выполнению произвольных и непроизвольных движений все-
возможных органов и тканей, а также всего организма, при этом расходуется
большое количество энергии. Функционирование мышечной ткани регулируется
нервной и гормональной системами и тесно связано с постоянным притоком и
усвоением пищевых веществ, доставляемых кровью. Мышечная ткань представ
ляет собой сочетание мышечных клеток (мышечных волокон) с не клеточной
структурой, объединенных в единую живую систему.
Строение мышечной ткани у рыб н млекопитающих различное. У млекопита
юших отдельные мышечные волокна объединяются рыхлой неоформленной со-
единительной ткаиью в небольшие пучки, которые в свою очередь соединяются в
52
2.1. Рыбы
более крупные пучки, входящие в состав отдельных мускулов, покрытых плотны-
ми соединительными пленками. Между пучками и волокнами проходят и развет-
вляются кровеносные сосуды и нервы.
В свою очередь у рыб по морфологическому строению различают мускулатуру
поперечно-полосатую, к которой относится скелетная мускулатура, и гладкую.
входящую в состав тканей желудочно-кишечного тракта, кровеносных сосудов и
других тканей. Мускулатурой смешанного типа является сердечная мышца.
Поперечно-полосатая скелетная мускулатура рыб
включаеттри группы мышц: мышцы головы, тулови-
ща и плавников. У большинства рыб хорошо развиты
туловищные мышцы (рис. 2.16), которые разделены
поперек зигзагообразными соединительно-тканны-
ми перегородками на сегменты (миомеры).
Число миомеров соответствует количеству по-
звонков. Миомеры имеют форму полых, входящих
один в другой конусов, обращенных вершиной к го-
лове рыбы. На поверхности обесшкуренной мышеч-
ной ткани хорошо видны характерные ломаные ли-
Рис. 2.16. Строение туловищной
мускулатуры рыб:
/ — продольные сеты; 2 — мномсры;
3— поперечные септы
нии, показывающие места расслоения миомеров и
нахождение миосепт (соединительно тканных элементов). Миомеры (рис. 2.17)
состоят из продольно расположенных мышечных волокон, покрытых рыхлой со-
единительной тканью (перемизием). Концы мышечных волокон прикрепляются
к миосептам, которые в свою очередь соединяются со скелетом и кожей.
Миосепта Мышечное
Миомер
Рис. 2.17. Продольный и поперечный разрезы миомера
Мышечное волокно, называемое клеткой, состоит из эластичной оболочки —
сарколеммы, внутри которой расположены миофибриллы.
Миофибриллы — это тончайшие ориентированные нити, построенные в ос-
новном из механоактивных белков — актина и миозина. В мышечном волокне
содержится полужидкое вещество белковой природы, называемое саркоплазмой.
В саркоплазме расположены клеточные ядра, митокондрии и микросомы, в кото-
рык сосредоточены ферментные системы, участвующие в обмене веществ.
Поперечно-полосатые мышцы тела рыбы подразделяются на белые и красные.
Красные мышцы большинства рыб лежат под кожей вдоль боковой линии и обыч-
но составляют менее 10% общей мышечной массы. Соотношение между красными
53
Глава 2. Характеристика сыри водного происхождения
и белыми мышцами отличается у разных видов рыб, количество красных мышц
увеличивается по мере возрастания плавательной активности рыб. У отдельных ви-
дов рыб оно может быть очень высоким, например, у сардины 48% массы тела со-
ставляют красные мышцы. У придоииых рыб, например тресковых, красных мышц
значительно меньше, чем у пелагических (сельди, скумбрии).
Красная мускулатура принимает участие в обеспечении двигательных функ-
ций при плавании рыбы. Белые мышцы представляют собой резерв силы для ко-
ротких бросков высокой активности, поэтому хищные рыбы имеют, как правило,
более развитую белую мускулатуру (шука, треска). Вследствие слаборазвитой сети
капилляров и недостатка окислительно-восстановительных ферментов белые
мышцы ие могут окислять свои метаболиты. Эту функцию выполняют красные
мышцы, которые снабжают белые мышцы фосфорными соединениями, необхо-
димыми для распада гликогена. Кроме того, красные мышцы в отличие от белых,
имеют повышенное содержание миоглобина, который выполняет функцию ре-
зервного источника кислорода и облегчает транспорт кислорода в мышцах
Кровь
Физиолш ические функции. Кровь является чрезвычайно сложной по своему
химическому составу жидкой тканью, выполняющей различные физиологичес-
кие функции: дыхательную, питательную, выделительную, регуляторную и за-
щитную. Артериальная кровь переносит кислород, необходимый для тканевого
дыхания, доставляет органам и тканям питательные вещества из пищеваритель-
ного тракта. Венозная кровь удаляет из органов и тканей различные конечные
продукты метаболизма (СО2, мочевину и другие азотистые вещества, минераль-
ные вещества), которые поступают к органам выделения. Кровь способствует
гормональной регуляции, так как в нее выделяются гормоны. Регуляторные
функции крови заключаются в поддержании постоянства осмотического давле-
ния и активной реакции среды. Когда в кровь или ткани организма попадают ино-
родные высокомолекулярные вещества, например белки, называемые антигенами,
то образуются антитела — белки, специфически реагирующие с антигенами. Оп-
ределение общего количества крови в теле рыбы связано с большими трудностя-
ми, поэтому точные данные о количестве крови получить сложно. Большинство
рыб содержит от 2 до 4 % крови от обшей массы тела. Вместе с тем, пресноводные
костистые рыбы имеют меньше крови, чем морские костистые. У морских хряще-
вых рыб крови меньше, чем у морских костистых. Более подвижные рыбы имеют
большее количество крови, чем малоподвижные.
Состав крови. Кровь подвергается быстрой порче, поэтому она оказывает зна-
чительное влияние на качественные показатели мяса свежей рыбы Интенсивное
развитие гнилостной микрофлоры в крови после смерти рыбы обусловлено высо-
ким содержанием продуктов гидролиза макромолекул (аминокислоты, моносаха-
риды, жирные кислоты и др.), являющихся отличной питательной средой для
микроорганизмов.
Кровь состоит из форменных элементов (клеток) и плазмы, представляющей
собой жидкое промежуточное вещество.
54
53
2.1. Рыбы
Форменные элементы крови. Красные кровяные тельца (эритроциты} выпол-
няют дыхательную функцию, участвуют в транспортировании питательных ве-
ществ. Они состоят на 60 % из воды. Сухой остаток на 95% представлен гемогло-
бином, 5% составляют другие белки и липиды.
Лейкоциты И тромбоциты выполняют защитную функцию. Тромбоциты
участвуют в свертывании крови. Лейкоциты богаты протеолитическими и ли-
политическими ферментами, способствующими быстрому распаду и перева-
риванию различных тел при фагоцитозе. Содержание лейкоцитов в крови в
10... 100 раз меньше, чем эритроцитов. Проникая через стенки кровеносных
сосудов и тканей, лейкоциты обволакивают посторонние частицы, а затем
изолируют их или поглощают.
Плазма крови всегда содержит в определенном соотношении белки, соли, про-
межуточные и конечные продукты обмена. Основу плазмы крови составляет вода
(примерно 92%), органических веществ примерно 6...7 %, минеральных —
1,3...],8 %.
Изменения, происходящие в крови. Во время предсмертной агонии в результате
конвульсивных движений и ударов происходит кровоизлияние, и кровь диффун-
дирует в ткани. После асфикпии (удушья) при хранении и переработке рыбы ге-
моглобин переходит из эритроцитов в плазму, окрашивая ее в красный цвет (ге-
молиз). Гемолиз крови приводит к диффузии гемоглобина из плазмы в мышцы,
окрашивая последние. Вместе с гемоглобином из кровеносных сосудов в мышцы
проникают протеолитические ферменты, которые активизируют автолитические
процессы в мышцах
Автолитические процессы, протекающие в крови, ускоряют наступление
бактериальных процессов. Бактериальные загрязнения крови и быстрый рост
бактерий на этом субстрате даже при минимальном обсеменении микроорга-
низмами могут приводить к образованию продуктов распада и порчи крови с
появлением такого дефекта рыбы, как «загар*, а также других признаков порчи.
Поэтому для лучшего сохранения качества рыбы после ее смерти необходимо
проводить обескровливание
Нервная ткань
Нервная ткань состоит из трех основных элементов: нервных клеток (невро-
нов), своеобразного сим пластического вещества (невроглии) и соединитель-
нотканных клеток (микроглии), расположенных в головном и спинном мозгу, с
бесчисленными нервными окончаниями. Они соединяются как с поверхностью
тела, так и со всеми тканями и органами рыбы, благодаря чему все реакции рыбы,
отвечающие как на внешние, так и на внутренние раздражения, являются строго
урегулированными.
Общая масса мозга рыбы ничтожна: всего Иоо часть массы тела у налима, '/1М0 —
у шуки и даже Упооо У акул. Особняком стоят представители семейства
Mormyridae, которых на этом основании Л. С. Берг выделяет в особый отряд.
У них мозг достигает чрезвычайного развития и составляет ’/5J. J/>2 обшей массы
тела, что не наблюдается более ни у кого из низших позвоночных.
55
Глава 2. Характеристика сырья водного происхождения
В связи с тем, что нервная ткань составляет малую долю от общей массы тела
рыбы, она мало влияет на протекание посмертных изменений в мясе. Однако не-
рвная система имеет большое значение при сокращении мышц.
Внутренние органы
Рве. 2.1В. Схема поперечного разре
за тела рыбы.
I — спинной мозг; 2 — позвоночник, J —
клраинмьные вены 4 — сгикняя аорта;
5— плавательный пузырь. 6— пнцЕмрм-
тельный тракт; 7 — брыжейка. К брюш-
ная полость, 9 - гонады; 10— ребра; Н —
Пинки 12 — туловищные мышиы
К внутренним органам рыбы относятся пише
варительные органы (пишевод, желудок, кишеч-
ник, печень, поджелудочная железа), сердце, поч-
ки, головые железы (гонады) и плавательный пу-
зырь, которые располагаются в брюшной полости
(рис. 2.18) (Зайцев, 1965). Все эти органы свободно
подвешены в полости тела при помощи окружаю-
щей их рыхлой соединительной ткани (брыжей
ки).
Внутренние.стснки брюшной полости выстла-
ны гладкой покровной тканью — геритонеумом
Поверх него у некоторых рыб (тресковые, окуневые
и др.) бывает дополнительный слой тонкой черной
пленки, обычно удаляемой при разделке рыбы на
тушку или филе.
Пищеварительный тракт начинается от ротовой
полости и глотки, продолжением которой является
пишевод. Пишевод постепенно переходит в желу-
док, обычно имеющий удлиненную форму, закан-
чивающийся кишкой, ведущей к анальному отвер-
стию. Стенки пищевода, желудка и кишки образованы из гладких мышечных во-
локон, заключенных в эластичную соединительную ткань. Внутри желудок и
кишка покрыты слизистой оболочкой, содержащей многочисленные железки.
которые выделяют мукоид — секрет, похожий на слизь, и пищеварительный сок.
Железки желудка выделяют сок, содержащий соляную кислоту, и. активирующий
фермент пепсин. Железки кишки — сок с pH > 7 содержащий фермент энтерки-
назу. В переднюю часть кишки впадают протоки печени, вырабатывающей желчь,
и поджелудочной железы, выделяющей пищеварительные ферменты — трипсин,
липазу и амилазу. В этом же месте у высших рыб кишка имеет слепые отростки
пилорические придатки, служащие дополнительными органами переваривания
пищи. Пилорические придатки особенно развиты у лососевых, сельдевых, скумб-
риевых и некоторых других видов рыб. В петле, образованной кишкой, располага-
ется небольшое темно-красное тело — селезенка, являющаяся кроветворным ор-
ганом и не имеющая прямого отношения к органам пищеварения.
У некоторых рыб (леш, сазан, вобла и другие) желудок отсутствует, и его функ-
ции выполняет кишка, непосредствен но соединяющаяся с пищеводом.
Печень у рыб имеет относительно большие размеры и может быть различной
формы и окраски. У большинства видов рыб печень состоит из двух лопастей, но
бывает также одно- и трехлопастной. Печень, как правило, составляет от 3 до 5 %
56
2.1. Рыбы
от массы тела рыбы, но у некоторых рыб (треска) на ее долю может приходиться
более 10 %, а у колючей акулы до 30 % от массы животного. Печень состоит из ре-
шетчатой (ретикулярной) соединительной ткани, пронизанной густой сетью кро-
веносных сосудов и желчных каналов. Желчь собирается в находящемся между
лопастями печени выросте — желчном пузыре, от которого идет проток, подаю-
щий желчь в кишку В ткани печени заключены глыбки гликогена и жировые
клетки. Печень некоторых видов рыб (тресковые, макрурусы) может быть ис-
пользована для получения жировых продуктов, в том числе — медицинского жи-
ра. Печень трески широко применяют для изготовления консервов.
Поджелудочная железа имеет вид небольшого отростка, находящегося около
печени, иногда бывает скрыта в ткани печени. Она выделяет пищеварительный
сок и вырабатывает гормоны внутренней секреции (адреналин, инсулин и др.).
Почки расположены под позвоночником, ниже главных кровеносных сосудов,
в виде двух рыхлых темно-красных лент, плотно прилегающих к стенкам брюши-
ны. Ретикулярная ткань почек густо пронизана кровеносными сосудами и моче-
точниками
Плавательный пузырь, имеющий вид продолговатого белого мешочка, распо-
лагается в верхней части брюшной полости между почками и пищеварительным
трактом. Иногда плавательный пузырь верхней стороной вплотную прилегает к
позвоночнику, прирастая к стенкам брюшины и закрывая при этом почки (у трее
ковых, окуневых).
Стенки плавательного пузыря состоят из трех слоев: наружной оболочки,
представленной соединительной тканью, содержащей гладкие волокна, жиро-
вые клетки и кровеносные сосуды, серединного фибриллярного слоя, постро-
енного из коллагеновых и эластиновых волокон, и внутреннего эпителия.
Иногда в стенки пузыря включены кристаллы гуанина, придающие ему перла-
мутровый блеск.
У многих рыб плавательный пузырь соединен особым протоком с пищевари-
тельным трактом. У некоторых рыб плавательный пузырь отсутствует (у камбал,
скумбрии, акул, скатов).
Половые железы (гонады). Яичники у самок и семенники у самцов — парные
органы, располагающиеся в задней части брюшной полости по бокам плава-
тельного пузыря и пищеварительного тракта. У неполовозрелых рыб гонады не
различаются и имеют вид тонких розоватых тяжей, нос наступлением у рыб по-
ловой зрелости приобретают отличительные половые особенности. При созре-
вании ко времени нереста гонады очень сильно увеличиваются в размерах, в
особенности у самок.
Гонады самок (яичники), называемые в практике ястыками, в развитом состо-
янии имеют вид продолговатых, слегка сплющенных валиков (мешочков), по-
крытых тонкой оболочкой. Внутри «стыков находятся икринки, погруженные в
рыхлую соединительную ткань. Соединительная ткань содержит довольно мно-
го жировых клеток, но по мере созревания икры количество жира в ястыках
постепенно уменьшается.
Гонады самцов (семенники), называемые иначе молоками, имеют вид гладких
продолговатых лопастей светлого кремового или розоватого цвета. Их содержи-
57
Глава 2. Характеристика сырья водного происхождения
мое, имеющее вид густого молока, представляет собой скопление семенных пу-
зырьков, в которых развиваются сперматозоиды. Обычно молоки по размерам
меньше ястыков в той же стадии зрелости.
Покровная ткань и плавники. Находящийся на поверхности тела рыбы покров
(шкура) состоит из кожи и чешуи. Кожа состоит из двух слоев: тонкого верхнего
слоя — эпидермиса, состоящего из эпителиальных клеток, между которыми за-
ключены железки, выдетяюшие на поверхность рыбы слизь, и нижнего — соб-
ственно кожи, называемой дермой или кориумом. Дерма — волокнистая соеди-
нительная ткаиь, образованная плотно переплетающимися пучками коллагено-
вых волокон, в промежутках между которыми находятся эластиновые волокна,
окончания нервов, кровеносные сосуды и пигментные клетки. В некоторых слу-
чаях, например, у сома, осетровых, в ней располагается большое количество жи-
ровых клеток. В верхнем слое дермы имеются полости (кармашки) в которых за-
легает чешуя. У костистых рыб чешуя имеет вид тонких, округлых и упругих фиб-
риллярных пластинок, перекрывающих друг друга и образующих гибкий пан-
цирь. У большинства рыб снизу на чешуйках находятся скопления мелких
кристаллов гуанина, которые придают чешуе серебристый блеск, обладая двой-
ным лучепреломлением
NH2
Н
У хряшевых рыб чешуя имеет вид твердых, распо-
ложенных в шахматном порядке ромбовидных пла-
стинок, несущих посередине острый шип, конец ко-
торого выступает через эпидермис наружу, придавая
коже шероховатость. Пластинки состоят из костного
вещества дентина, а острие шипа покрыто эмалью.
У осетровых рыб чешуя в виде гладких слившихся
Гуанин ромбических довольно толстых и очень крепких ко-
стных пластинок образует сплошной плотный пан-
цирь. Особую прочность пластинкам придает покрывающий костное основание
слой очень твердого вещества — ганоина. Помимо чешуи, на поверхности тела
осетровых имеются 5 рядов крупных острых гребневидных костных шитков —
жучек. Острые костные шитки встречаются иногда и у других рыб, например,
ставриды. У некоторых рыб кожа лишена чешуи.
Снизу к коже прилегает слой рыхлой соединительной ткани, связывающей
ее с мышцами. В этом слое часто содержатся значительные запасы жира. Кожа
живых рыб непроницаема для микроорганизмов.
Плавники состоят из твердых прямых и мягких разветвленных костей — лу-
чей и соединяющей их перепонки из соединительной ткани.
2.1.7. Физические свойства рыбы
К физическим свойствам относят форму и размеры тела, плотность и насып-
ную плотность, угол естественного откоса и угол скольжения, коэффициент тре-
ния, теплофизические (температура замерзания, теплоемкость, теплопровод-
ность, температуропроводность) и другие свойства гидробионтов.
58
2.1. Рыбы
Сведения о физических свойствах сырья необходимы при решении конструк-
торских и технологических задач, связанных с приемкой, обработкой, транспор-
тировкой и хранением гидробионтов.
Форма тела
Все виды рыб имеют обтекаемую форму тела; при этом можно выделить во-
семь основных типов (рис. 2.19):
1) торпедовидный — веретенообразное тело, спереди утолщенное, с боков
слегка сжатое (к этому типу относятся скумбрия, кефаль, лосось и другие рыбы,
зарекомендовавшие себя как хорошие пловцы на длинные дистанции),
2) стреловидный — удлиненное тело, спинной и анальный плавники отнесены
далеко назад к хвостовому плавнику (такие рыбы, как сарган, щука, сайра и дру-
гие, также зарекомендовали себя хорошими пловцами на короткие дистанции);
3) сплющенный с боков — этот тип наиболее сильно варьирует, обычно его при-
нято разделять на: лещевидный, тип рыбы-луны и тип камбалы (условия обитания
59
Глава 2. Характеристика сырья водного проиехожданм*
рыб с такой формой тела также очень разнообразны — от жителей тол ши воды, как
луна, до придонных, как камбала);
4) плоский — тело рыбы сильно сжато со стороны спины и брюшка (такую
форму имеют скаты, морской черт и другие),
5) лентовидный — тело сильно вытянуто и сплющено с боков (сельдяной ко-
роль и другие),
6) змеевидный — тело также сильно вытянуто, но в сечении круглое (рыбы с та-
кой формой обычно обитают в зарослях водных растений — угри, морские мглы и
другие);
7) шаровидный — тело почти шарообразное, хвостовой плавник развит обычно
слабо (кузовки, некоторые пинагоры и другие);
8) неопределенный — тело причудливой формы (макрурус, солнечник и дру-
гие).
Размерио-массовая характеристика
О размере рыбы судят по длине ее тела или по массе. При определении разме-
ров рыбы измеряют ее длину, ширину и высоту. Длину рыбы подразделяют на аб-
солютную и промысловую (технологическую) (рис. 2.20).
Рве. 2.20. Измерение рыбы:
L, — вбсапютам длин*; L, — технологически длина; Z — наибольшм ширин*
Абсолютная длина измеряется от начала рыла до середины прямой линии, со-
единяющей концы крайних лучей хвостового плавника. Промысловая длина для
таких рыб, как, например, сельдь и скумбрия атлантические, ставрида океаничес-
кая и другие (ГОСТ 1368 «Рыба всех видов обработки. Длина и масса») измеряет-
ся от начала рыла до основания средних лучей хвостового плавника. Наиболь-
шую высоту и Ширину рыбы определяют в наиболее мясистой части тела, как
правило, в начале спинного плавника. Подлине и массе рыбу отдельных видов
подразделяют натри группы: крупную, среднюю и мелкую.
Самки рыб при одинаковом с самцами возрасте имеют большую длину. При
одинаковой длине тела самки, как правило, имеют большую массу. Сезонные из-
60
2 1. Рыбы
менения размеров рыб выражаются в увеличении объема и массы тела при разви-
тии половых продуктов.
Самой маленькой рыбой из известных является бычок, который водится в во-
дах Филиппинских островов. Размеры этой рыбки всего 12...14мм. В тоже время
среди рыб встречаются и такие гиганты, как полярная акула, достигающая в дли-
ну до 15м. Из пресноводных рыб наиболее крупной считается белуга, достигаю-
щая до тонны весом.
Наиболыдую высоту и толщину тела рыбы, соотношение размеров ее отде-
льных частей необходимо знать, например, при конструировании рыбообрабаты-
вающего оборудования и орудий лова.
Массовый состав рыбы — это отношение масс отдельных частей ее тела и ор-
ганов к массе целой рыбы, выраженное в процентах.
Массовый состав рыбы изменяется в зависимости от вида рыбы, се пола, воз-
раста и времени вылова. На пишевые цели направляется мышечная ткань (филе)
и употребляемые в качестве продуктов питания внутренние органы (печень и раз-
витые гонады), на долю которых у разных видов рыб приходится от 45 до 80% от
массы целой рыбы. Относительная масса голову различных видов рыб варьирует-
ся в значительных пределах: 10... 12 % (сельдь, камбала, лосось и другие), 20...22 %
(осетровые, тресковые и другие), 25...28% (морской окунь, ставрида и другие). На
долю гуловишных костей и хрящей приходится от 5 до 12%, плавников — от 1,5
до 4,5 %, кожи от 2 до 8 % и чешуи от 1 до 5 % массы целой рыбы. Все выше
перечисленные соотношения у одного и того же вида рыбы на протяжении года
могут существенно изменяться, в частности, в связи с увеличением массы гонад
или при интенсивном питании. Внутренние органы без гонад и печени составля-
ют обычно 3 ... 6% от массы целой рыбы. В период нагула масса внутренностей
может увеличиться до 10... 15 % в результате наполнения пищеварительного трак-
та и накопления жировых отложений в брюшной полости. Печень большинства
рыб составляет от 0,5 до 4% от массы целой рыбы, но у некоторых видов рыб, та-
ких как треска и акулы, на ее долю приходится 10... 12 и 25...29 % соответственно.
Масса развитых ястыков у разных видов рыб составляет от 5 до 35 % массы тела (в
среднем 5 % у трески, 11% у сельди и 35 % у осетра). Относительная масса молок
рыб меньше и составляет от 3 до 12 %.
Массовый состав рыб необходимо знать для определения выхода продукции,
расчета количества отходов в результате разделки рыбы и т. п. Необходимо учиты-
вать, что при механизированной разделке выход продукции несколько меньше,
чем при тщательном отделении частей и органов тела рыбы вручную.
Удельная поверхность
Удельная поверхность рыбы — это отношение площади поверхности рыбы к
ее массе или объему. Величина удельной поверхности зависит от формы и разме-
ра рыбы. Чем меньше отношение толщины тела рыбы к ее длине, тем больше
удельная поверхность. Мелкие рыбы имеют большую удельную поверхность, чем
крупные со сходной формой тела. Чем большую удельную поверхность имеет ры-
ба, при прочих равных условиях, тем быстрее происходят все массообменные
61
Глава 2. Характеристика сырья водного происхождения
процессы, такие, например, как посол, сушка и другие Часто для увеличения
удельной поверхности рыбы применяют ее разделку.
Центр тяжести
Центр тяжести находится у рыб в передней части тела, ближе к голове, поэтому
при свободном падении или перемещении по наклонной плоскости она всегда рас-
полагается головой вперед. Это свойство рыбы широко используется при конструи-
ровании направляющих узлов для ориентации рыбы в процессе разделки, особенно
это касается таких массовых, мелких объектов промысла, как мойва, килька и другие.
Насыпная плотность
Под насыпной плотностью понимают массу рыбы, помещающейся в единице
объема. Знание этого показателя необходимо, например, при расчетах емкостей,
необходимых для хранения или посола рыбы. Насыпная плотность рыбы нахо-
дится в пределах от 700 до 1000кг/м3 и зависит от размера рыбы (насыпная плот-
ность мелкой рыбы больше, чем у крупной того же вила), формы тела (плоская
рыба имеет ббльшую насыпную плотность, чем Торпедо- или шарообразная) и
состояния рыбы (у живой рыбы насыпная плотность больше, чем у снулой, а у
снулой — больше, чем у окоченевшей).
Угол естественного откоса
Насыпанная на горизонтальную поверхность рыба образует конус, поверх-
ность которого имеет определенный угол наклона к поверхности — угол естест-
венного откоса, который зависит от состояния и вида рыбы. У снулой рыбы угол
естественного откоса больше, чем у живой; для леща этот показатель составляет
17 и 15° соответственно Рыбы, имеющие плакоидную чешую, костистые наро-
сты или колючки, образуют больший угол естественного откоса.
Структурио-мехаиические свойства
Ткани и органы рыбы могут быть отнесены к твердым эмульсиям, в которых
дисперсионной средой является непрерывная твердая фаза, а дисперсной фазой —
жидкость.
Структурно-механические свойства проявляются при механическом воздей-
ствии на рыбу или продукты из нее и характеризуют их сопротивляемость прило-
женным усилиям. Структурно-механические свойства объектов зависят от их
формы и размеров, состояния поверхности, структуры материала, его температу-
ры, скорости нагружения и других факторов.
В зависимости от характера приложенных внешних усилий разделяют сдвиго-
вые, компрессионные и поверхностные свойства.
Сдвиговые свойства проявляются при воздействии касательных усилий. К
сдвиговым свойствам материалов относят пластическую и эффективную вязкость
62
2.1. Рыбы
в период релаксации (наибольшая вязкость неразрушенной структуры и вязкость
предельно разрушенной структуры), модули упругости сдвига, предельное напря-
жение сдвига, прочность структуры при упруго-хрупком или эластичном разры-
вах и при пластично-вязком разрушении. На практике часто используют такую
сдвиговую характеристику, как отношение напряжения сдвига 0С (Па) к произве-
дению плотности р (кг/м’) продукта на ускорение свободного падения g (м/с2),
которая представляет собой меру способности вещества сохранять свою форму:
R (р 1) Сос-пмнне аешесТм
Менее 0.005. ___Структурные жидкости
0,005...0,02.. .. Жидкие пасты
0,02—0,15.. .... Густые пасты
Болес 0,15 . Твердые тела
Совокупность таких свойств, как упругость, эластичность, прочность и вяз-
кость определяет консистенцию рыбы. После смерти рыбы, в результате ком-
плекса биохимических реакций, консистенция ее уплотняется. Наиболее плот-
ной она бывает в период посмертного окоченения. По мере разрешения посмерт-
ного окоченения, последующего автолиза и микробиологической порчи рыбы
консистенция ее становится все более слабой.
К компрессионным свойствам относятся плотность, коэффициент бокового
давления, коэффициент Пуассона, модули упругости
Плотность рыбы — это отношение массы рыбы к ее объему Плотность све-
жей неразлеланной рыбы обычно составляет от 990 до 1010 кг/м1. Потрошеная
обезглавленная рыба имеет большую плотность — от 1050 до 1080 кг/м’. Это
объясняется тем, что в брюшной полости рыбы кроме плавательного пузыря
содержащего воздух, могут иметь место другие газообразные продукты. Воздух
может также задерживаться под жаберными крышками рыбы. Кожа и чешуя
имеют большую по сравнению с целой рыбой плотность — 1070... 1120 кг/м’ и
1300... 1550кг/м1 соответственно. Жирные и тошие рыбы также имеют разную
плотность в связи с рахтичиями в плотности воды (1000 кг/м3) и жира
{920 кг/м1). На плотность рыбы могут повлиять различные виды технологиче-
ской обработки, так, например, при посоле плотность рыбы увеличивается за
счет диффузии соли, а при замораживании уменьшается в результате превраще-
ния воды в лед. Плотность рыбы, может быть использована как при расчете ма-
шин и аппаратов, так и при оценке качества продукции.
Адгезия (липкость) и коэффициент трения характеризуют усилие взаимодей-
ствия между поверхностями конструкционного материала и продуктом при нор-
мальном отрыве или сдвиге. Адгезия для большинства пищевых продуктов обу-
славливает величину усилия внешнего трения. Коэффициент трения определяет-
ся как тангенс угла скольжения. Угол скольжения в свою очередь является углом
наклона плоскости, при котором положенная на нее рыба начинает движение
под действием силы тяжести, преодолевая силу трения о плоскость. Угол сколь-
жения и коэффициент трения зависят от вида рыбы и ее состояния (живая рыба
имеет меньший угол скольжения, чем снулая, а плоская — больший, чем шарооб-
разная), а также от материала поверхности и степени ее обработки (так, угол
63
Глава 2. Характеристика сырья водного происхождения
скольжения скумбрии по белой жести составляет 10е, по резине — 63° и струганно-
му дереву — 59°; при смачивании поверхности коэффициент трения уменьшается).
Теплофизические свойства рыбы
Наиболее важными теплофизическими свойствами рыбы являются темпера-
тура замерзания, удельная теплоемкость, коэффициенты теплопроводности и
температуропроводности, энтальпия.
Температура замерзания. Под температурой замерзания или криоскопичес-
кой точкой понимают такую температуру, при которой вода, содержащаяся в
тканях и органах рыбы, начинает превращаться в лед. Температура замерзания
зависит от концентрации веществ, растворенных в тканевых жидкостях. У пре-
сноводных рыб, имеющих более низкую концентрацию веществ в тканевых
жидкостях, температура замерзания находится в пределах от —0,5 до —1,5 °C.
У морских рыб — от —0,8 до -2,2 “С. В теплотехнических расчетах принимают
среднюю температуру замерзания мышечного сока рыбы (криоскопическая
точка) равную — I °C.
Теплоемкость. Количество теплоты, поглощаемой телом при нагревании на
1 К, называется теплоемкостью. Теплоемкость единицы массы (кг) называется
удельной теплоемкостью. Удельная теплоемкость рыбы С (кДж/(кгК)) зависит
от ее химического состава и определяется по формуле:
С=С,-В^СЛЖ+Сп,- П.в, (2.1>
где Св — теплоемкость воды, равная 4,19кДж/(кгК) (1 ккал/(кгград)); Сж — теп-
лоемкость жира. в среднем 2,075 кДж/(кг К) (0,50 ккал/кг - градус); СП в — теплоем-
кость плотных веществ, в среднем равная 1,5О5кДж/(кг-К) (0,36 ккал/(кг-град));
В, Ж, П.в — массовые доли воды, жира и плотных веществ (доли единицы).
Величина удельной теплоемкости необходима при расчетах количества тепла,
которое необходимо отвести или подвести к рыбе, например, в процессе замора-
живания или нагревания. Необходимо помнить, что при замораживании продук-
та его улейная теплоемкость значительно уменьшается, что в первую очередь вы-
звано фазовым превращением воды в лед. Удельная теплоемкость льда составляет
2,17 кДж/(кг К) (0,52 ккал/(кг-град)). При повышенных температурах, вызываю-
щих изменение физико-химических свойств белковых веществ, теплоемкость
рыбы несколько увеличивается.
Теплопроводность. Способность рыбы проводить тепло при нагревании или
охлаждении называется теплопроводностью, которая характеризуется коэффи-
циентом теплопроводности. Коэффициент теплопроводности Т — это тепловой
поток, проходящий через слой рыбы толщиной в 1 м при разности температуры
поверхностей слоя Tt и Т2 в 1 К. В связи с тем, что коэффициент теплопровод-
ности в значительной мере зависит от химического состава продукта, то на
практике часто используют упрошенную формулу расчета коэффициента теп-
лопроводности объектов:
X = К, • В + \ . • (1 - В), (2.2)
64
2.1. Рыбы
где к, — коэффициент теплопроводности волы, равный 0,6Вт/(мК)
(0,52 ккал/(м-ч град)); — коэффициент теплопроводности сухих вешсств
рыбы, который в среднем составляет 0,255 Вт/(м -К) (0,22 ккал/(м ч град)); В
массовая доля воды в рыбе, доли единицы.
При положительных температурах коэффициент теплопроводности изменя-
ется незначительно, но при замораживании рыбы заметно возрастает. Это связа-
но с тем. что коэффициент теплопроводности льда почти в четыре раза больше,
чем у воды и составляет 2,4 Вт/(м-К) (2,07 ккал/(м-ч-град)).
Температуропроводность. Скорость изменения температуры тела рыбы при
позволе или отводе от нее тепла называется температуропроводностью и характе-
ризуется коэффициентом температуропроводности а (м2/с) Коэффициент тем-
пературопроводности зависит от теплоемкости продукта С, его теплопроводно-
сти К и плотности р и может быть рассчитан по формуле:
к
а = (2.3)
Ср
Для упрошения расчетов плотность свежей и охлажденной рыбы принимают
равной 1000 кг/м3, а мороженой — 950 кг/м3. В процессе замораживания рыбы ее
температуропроводность возрастает в связи с уменьшением теплоемкости и плот-
ности и увеличением теплопроводности.
Энтальпия. Теплосодержание рыбы называется энтальпией. Эитвльпия пище-
вых продуктов (0 зависит от их влагосодержания и отсчитывается от величины ее
при какой-либо температуре, например, от —20 °C — при дайной температуре эн-
тальпию принимают равной нулю. При температурах более высоких, чем —20 °C,
энтальпия имеет положительное значение, а при более низких — отрицательное.
Электрофизические свойства рыбы
Электросопроотивление. Способность тканей рыбы сопротивляться прохожде-
нию электрического тока называется электросопротивлением. Величина элек-
трического сопротивления рыбы зависит от нескольких факторов, таких кактем-
пература, частота тока, вид рыбы и др. Значительный интерес, с точки зрения оп-
ределения качества рыбы, вызывает зависимость электросопротивления от со-
стояния рыбы. Мышечная ткань живой или только что уснувшей рыбы имеет
относительно высокие сопротивление (от 15 до 20Ом при частоте 50 Гц и темпе-
ратуре 15 °C). У долго хранившейся рыбы электрическое сопротивление снижает-
ся до 4...5 Ом. Связано это, в основном, с биохимическими процессами, приводя-
щими к увеличению концентрации веществ тканевого сока рыбы, особенно за
счет накопления небелковых азотистых вешеств, в частности, азотистых основа-
ний. Это свойство может быть использовано для определения свежести рыбы.
Эчектросопротивление понижается при увеличении частоты пропускаемого
через ткани рыб тока, а также при повышении их температуры до наступления
процессов денатурации. При денатурации белковых веществ электросопротивле
ние повышается. Органы и ткани свежей рыбы имеют более высокое сопротивле-
ние, чем подвергнутые замораживанию и лефростации.
65
Глава 2. Характеристика сырья водного происхождения
Диэлектрические свойства. По своим свойствам рыба представляет собой гете-
рогенную смесь диэлектриков (белки, жиры, углеводы) и проводников (водные
растворы неорганических и некоторых ниткомолекулярных ор1анических ве-
ществ) (Рогов, 1988).
При взаимодействии электромагнитного поля с тканями рыбы, в них, вслед-
ствие электрического сопротивления и вязкости, возникают потери энергии: в
первом случае — потери проводимости, во втором — диэлектрические. Связь
между этими потерями выражается через тангенс угла потерь tg6
. - е"
tgO = — , (2.4)
где е' — относительная диэлектрическая проницаемость, Ф/м; е" — фактор по-
терь, Ф/м. Рыбные продукты разнообразны по ассортименту и имеют сложный со-
став. Среди них встречаются диэлектрики (tg5 1). проводники (tg6 1), а также их
композиции в различных сочетаниях.
Значительное влияние на электрофизические свойства рыбы оказывает мас-
совая доля воды. С повышением влажности материала относительная диэлектри-
ческая проницаемость и фактор потерь увеличиваются. Зависимость е' от массо-
вой доли волы R интервале от 60 до 90 % практически линейна.
Существенное влияние на диэлектрические характеристики рыбы оказывает
массовая доля жира. Так как между жирностью и содержанием воды в рыбе име-
ется обратная зависимость, то при увеличении массовой доли жира в продукте его
диэлектрические показатели снижаются.
Другим важнейшим фактором, определяющим диэлектрические свойства
рыбы, является температура. Уменьшение значения е' измельченной мышеч-
ной ткани с повышением температуры можно объяснить уменьшением отно-
сительной диэлектрической проницаемости воды при повышении температу-
ры, а также потерями воды, которые происходят в результате денатурации
белков тканей рыбы. Снижение значений е’ и е” наблюдается в интервале тем-
ператур 5О...7О*С, в этом же интервале происходит и интенсивная денатура-
ция белков.
При изготовлении рыбной продукции очень часто используется поваренная
соль, добавление которой существенно влияет на величину фактора потерь. Уве-
личение е" с возрастанием концентрации соли объясняется в основном измене-
нием удельной (ионной) проводимости.
Диэлектрические характеристики мышечной ткани рыбы также существенно
изменяются при замораживании вследствие снижения е' и е' для льда в интервале
отрицательных температур. Максимальных значений диэлектрические характе-
ристики мышечной ткани рыбы достигают при температуре от 0 до 1 °C, а в про-
цессе замораживания резко уменьшаются. В табл. 2.1 приведены диэлектричес-
кие характеристики мышечной ткани некоторых видов рыб.
При термической обработке рыбы происходит некоторое снижение фактора
потерь. Значения е", например, для вареной рыбы несколько ниже, чем сырой,
что объясняется изменением химического состава и форм связи воды в продукте
при тепловой обработке.
66
2.2. Ьаспоэвоночныв
Таблица 2.1 . Диэлектрические характеристики мышечной
ткани рыб на частоте 2450 МГц при температуре 20’С
Вилы и способы ряшелки рыбы Массовая доля, %
воды жира
Сельдь:
филе 61.3 17.4 42,0 10.2
фарш 63.7 11.7 31,4 13.9
паста 60,4 15,4 33,2 н.о
Хек
филе 74.5 1,5 43,3 17,8
фарш 74,9 1.2 43,3 17,8
Треска (филе) 76.3 0.5 52.0 18.0
Палтус (филе) 75.0 5.0 48.0 17,5
Тунец (филс) 72,3 3,4 42,0 15,0
Судак (филе) 69.9 1.9 44.0 16.0
2.2. БЕСПОЗВОНОЧНЫЕ
Беспозвоночные животные населяют морские и пресные водоемы в колос-
сальных количествах.
Особенностью строения этих животных является отсутствие позвоночника.
Беспозвоночные отличаются большим разнообразием строения тела и размеров.
Обшее число видов беспозвоночных, используемых промышленностью для выра
ботки пищевой, кормовой, лечебной и технической продукции, около 800(Зике-
ев. 1950; Иванов, 1955; Иванов, 1985; Кизеветтер, 1962; Лагунов, 1967). Для пи
щевык целей традиционно используется довольно ограниченное количество про-
мысловых беспозвоночных, представленных на рис. 2.21.
Рж. 2.11. Классификация основных промысловых беспозвоночных
67
Глава 2. Характеристика сыри водного происхождения
Добыча всех лонных беспозвоночных сравнительно невелика, одна ко кре-
ветки, омары, и лангусты, а также некоторые моллюски довольно высоко це-
нятся. В стоимостном выражении роль беспозвоночных гораздо более значи-
тельна, чем в весовых показателях. Высокая пишевая ценность беспозвоноч-
ных обусловлена содержанием в белке их мяса всех незаменимых аминокис-
лот, большого количества микроэлементов и витаминов, а также хорошими
гастрономическими (вкусовыми) качествами. Исследования последних лет
показали, что из беспозвоночных можно получать ценные лечебные и профи
лактические препараты.
2.2.1. Ракообразные
В промысле беспозвоночных ракообразные имеют первостепенное значение.
Высокие вкусовые достоинства и пищевая ценность определяют большой инте-
рес к ним На мировом рынке. Наибольшее промысловое значение из ракообраз-
ных имеют криль, крабы, креветки, омары, лангусты и раки. В общем мировом
улове ракообразных значительную часть составляют криль, креветки и крабы
(Иванов, 1979).
Криль. Криль широко распространен в волах Антарктиды. По строению тела
он близок к мелким креветкам и имеет длину от 3 до 6 см, при этом масса его те-
ла составляет от 0,2 до 1,2г (Сафронова, 1991). Тело антарктического криля
покрыто мягкой, полупрозрачной хитиновой кутикулой, имеющей окраску от
бледно-розовой до кирпично-красной. Тело антарктического криля состоит из
трех основных частей: головной, головогруди и брюшка (абдомена). Голова кри-
ля имеет примитивное строение. Челюстные сегменты имеют по две ротовых
конечности и челюсти. Головогрудь срашеиа со всеми грудными сегментами н
имеет 8 пар грудных конечностей, из них первые шесть наиболее развиты. Аб-
домен состоит нз шести сегментов. Первые пять сегментов несут по паре плава-
тельных конечностей, шестой сегмент имеет пару хвостовых конечностей. На
нижней стороне первых четырех сегментов расположены органы свечения. Ан-
тарктический криль имеет характерное для ракообразных микроскопическое
строение. Под подстилающей пленкой абдомена находится поперечно полоса-
тая мускулатура, являющаяся съедобной частью криля. Мышцы в брюшной
части криля располагаются в продольном, поперечном н косом направлениях,
причем встречаются даже кольцеобразные мышцы. Мышцы разделены про-
слойками рыхлой соединительной ткани с ясно выраженными прямыми колла-
геновыми волокнами.
Насыпная масса криля в значительной степени зависит от его размеров. Для
криля длиной 5О...56мм она составляет 504 кг/м’. Более мелкий криль имеет боль-
шую насыпную массу (от 590 до 610кг/м3). Угол скольжения свежего криля зависит
от материала, из которого сделана плоскость, и составляет (в градусах): для алюми-
ниево-магниевого сплава — 29, для нержавеющей стали — 33, для органического
стекла — 31, для металлической сетки — 38, для капроновой сетки — 40. Для све-
жего криля плотность составляет от 1,03-10’ до 1,04-10’кг/м’. Удельная теплоем-
68
2-2. Б«споэвоночны«
кость свежего гриля составляет в среднем 3,726- 1О’Дж/(кг- К) Теплопроводность
свежего криля — 0,744 Вт/(м К).
Массовый состав криля в процессе его роста и развития изменяется в значи-
тельных пределах (табл. 2.2).
Таблица 2.2. Изменение массового состава криля в зависимости от длины его тела
Показатель Длина тела, мм
29,3 44.8 34.8 Я.4
Масса I экз., г 0.18 0.54 1.96 1,23
Массовый состав, % к массе животного:
Абдомен 50.0 57.4 39.1 61,0
В том числе мясо абдомена 25.2 32,5 17,1 35,9
Головогрудь 50,0 42,5 60,9 39,0
В том числе содержимое головогруди 27,4 26,5 35.1 16,1
Сырой паниирь 42.3 41.7 41.1 43.3
Химический состав целого криля, зависящий от его размеров, возраста, пола и
других факторов, колеблется в широких пределах (в %): содержание воды 74...82,
азотистых веществ 10,3...16,3, липидов 1,2...9,5, углеводов 0,3 ..0,9, минеральных
вешеств 2,3...4,0, хитина 0,7... 1,5%.
В мясе криля основная масса азотистых вешеств представлена белками (80 %).
На долю небелковых азотистых вешеств, в основном полипептидов, приходится
около 20%. В антарктическом криле содержится 41,2...47,3 % миофибриллярных
и 26,6...32,7% (общего содержания азотистых вешеств) саркоплазматических бел-
ков. Белки криля содержат незаменимые аминокислоты (% белка): изолейцин
6,2...6,5; лейцин 8,3...8,7; лизин 9,0... 10,2; валии 4,7...5,4; треонин4,2...4,7; метио-
нин 3,3...3,5; триптофан 1,6... 1,7; фенилаланин 5,7...6,5. Лимитирующими амино-
кислотами криля являются серосодержащие (метионин + иистсии), скор которых
составляет около 50%. Мясо криля богато небелковыми азотистыми веществами,
в нем содержится ТМАО 9...300, ТМА 0,2...2,0мг иа 100 г. Величина pH мяса све-
жего криля 6,92—6,98.
Основными классами липидов криля являются триглицериды (50—60%), фос-
фолипиды (15—30%), стернны (6... 10 %) и эфиры стеринов (6—14%).
Углеводы представлены в основном моносахаридами, на долю которых в мясе
криля приходится 96,5% их общего количества. Количественный состав моноса-
харидов криля невелик и представлен тремя моносахаридами: рамнозой, глюко-
зой и пентозой, содержание которых соответственно 76,5; 28.5; 23,0%. Содержа-
ние гликогена в абдомене свежего криля невелико и составляет 0,023%. Криль
отличается высоким содержанием амииосахарилов. Количество гексозами нов в
криле достигает 0,02...0,03 %.
Витамины содержатся в тканях криля в небольших количествах, однако игра-
ют важную роль регуляторов процесса обмена вешеств в организме. В криле пред-
ставлены водо- и жирорастворимые витамины: В,, В2, Вь, В]2, A, D. фолиевая и
пантотеновая кислоты, биотин. Витамина В2 в антарктическом криле содержится
69
Глава 2. Характеристика сырь* водного происхождения
158, В6 — 110, В|2 — 16. пантотената кальция — 1500, ниацина — 7000, фолиевой
кислоты — 66, биотина — 10 мкг на 100 г сырого вещества. Содержание жирорас-
творимых витаминов в криле составляет (в мкг на 100 г сырого вещества); А — 281
и р-каротин — 20.
В большинстве морских беспозвоночных содержание фтора составляет
2...15 мг на 1 Ki сухого вещества. В антарктическом криле обнаружены важнейшие
биогенные элементы. Наибольшее количество макро- и микроэлементов прихо-
дится на долю кальция и магния.
Хитии — природный полисахарид, являющийся основой опорной системы
ракообразных, в том числе и криля. Содержание хитина в криле зависит в основ-
ном от времени лова и пола н составляет в среднем от 1,5 до 2,0 % его массы.
Криль является перспективным сырьем для получения продукции широкого
ассортимента. При разработке их технологии необходимо учитывать специфи-
ческие особенности этого объекта, в первую очередь, высокую протеолитическую
активность ферментов внутренних органов и. как следствие этого, быструю порчу
криля после вылова. Создает известные трудности при получении из криля про-
дуктов со стабильными химическими и органолептическими показателями изме-
нение в широком диапазоне химического состава мяса в зависимости от размера,
возраста, пола, сезона и района обитания.
Креветки. Промысловое значение имеют более 100 видов креветок. Больше
всего их вылавливают в субтропических и тропических водах. В умеренных во-
дах северного полушария промысловыми и потенциально промысловыми явля-
ются около 65 видов, но среди них по значению резко выделяются 2 вида: мел-
ководный песчаный шримс и северная глубоководная розовая креветка
(рис. 2.22).
Рис. 2.22. Северная креветка.
I — роструи 2—первая антенна; 3—вторая антенн л; W—ноптчелюстъ; ?—груд-
ная конечность четвертой пары; 6 — трудней конечность пятой пары, 7 — хо-
лил ыш нога; S — брюшная ножка; 9 — уропод. Ю — тельсон
Для креветок характерно сходное с крилем строение тела. По размерно-массо-
вому составу и содержанию мяса они существенно различаются в зависимости от
70
2.2. Беспозвоночные
промыслового вида. У креветок съедобное мясо расположено в хвосте (абдоме-
не), покрытом звеньями панциря. В головогруди сосредоточены внутренние ор-
ганы этих гидробионтов.
Размер и масса креветок зависит от вида, возраста, биологического состояния
животного. Длина тела креветок колеблется от 6 до 20 см, масса одного экземпля-
ра — от 5 до 50 г, содержание мяса — от 30 до 40 % массы тела. Так, масса травяно-
го шримса — от 4 до 35 Г (преобладающая — 10... 12 г); шримса-медвежонок — от
25 до 80 г; гребенчатой креветки — от 50 до 60г; песчаного шримса — от 6 до 8 г;
розовой креветки — от 5 до 12 г.
Креветки многократно меняют панцирь (линяют). В период линьки мясо
креветок уменьшается в объеме и становится водянистым, в результате чего
ценность сырца резко снижается. По химическому составу мясо отдельных ви-
дов креветок сходно и содержит воды 71,5...79,6 %, азотистых веществ 16...22 %,
липидов 0,7...2,3 %, минеральных веществ до 2,0%. Панцири креветок содержат
воду (65 %), липиды (3...4 %), минеральные вещества (22 %), общий азот (6,7 %)
и хитин (5 %).
Белки мяса креветки полноценные. Азотистые экстрактивные вещества мяса
креветок составляют 22...25 % общего азота и представлены в основном свобод-
ными аминокислотами и полипептидами. В мясе креветки содержится от 1,0 до
120 мг/100 г индола.
В составе липидов мяса креветок идентифицирован но более 40 жирных кис-
лот. Среди них насыщенные жирные кислоты составляют до 25%, а количество
ненасыщенных жирных кислоте числом двойных связей от 1 до 6 может дости-
гать до 73 % от общего содержания жирных кислот.
Вкус мяса креветок оценивают как сладковатый, креветочный, солонова-
тый, жареных орехов. Усиление сладкого вкуса креветок связывают с повыше-
нием содержания в них глицина, креветочного — глутаминовой кислоты. Из
креветок вырабатывают консервы, а также охлажденную и мороженую про-
дукцию. как правило, с предварительной термической обработкой для инак-
тивации ферментных систем с целью увеличения продолжительности хране-
ния.
Крабы. Наиболее ценным видом является камчатский краб (рис. 2.23). Про-
мысловое значение имеют синий краб и краб-стригун (рис. 2.24). За рубежом
также осуществляется промысел тихоокеанского прибрежного краба, атланти-
ческого голубого и еще нескольких видов. До недавнего времени крабов в на-
шей стране добывали только на Дальнем Востоке. К настоящему времени мож-
но констатировать, что камчатский краб успешно прошел акклиматизацию в
Баренцевом море.
Тело крабов покрыто прочным панцирем, внутри которого расположены
жабры, сердце, печень, желудочно-кишечный тракт, железы внутренней сек-
реции, гонады. На головогруди краба находятся глаза, органы осязания, рото-
вой аппарат и конечности: две клешненосные, три пары ходильных н две ко-
роткие ноги.
Размеры и масса крабов варьируется в зависимости от возраста и района лова;
самки камчатского краба намного меньше самцов (0,8... 1,8 и 1,2...4,2кг соответ-
71
Глава 2. Характеристика сырья водного происхождения
Рве. 223. Камчатский краб;
Г — гилокгрудь, 2 — холильные конечности; 3.4— лешх к П(м
конечности
Ряс. 2 24. Краб-стригун
ственно). Добывают только самцов крабов, имеющих панцирь головогруди шири-
ной не менее 14 см. Наиболее благоприятный период вылова —с ноября по март.
Ткань панциря состоит из хитина (З...6%) с большим содержанием углекисло-
го и фосфорнокислого кальция; под панцирем находится кожистая красного цве-
та пленка — хитиновая основа нового панциря. Съедобная часть — мясо краба —
расположена в конечностях и абдомене. Выход мяса зависит от вида крабов, а
также от размеров и линочного состояния животиого (табл. 2.3).
Конечности состоят из панцирных трубок, соединенных кожистыми сус-
тавами.
Сырое мясо крабов содержит до 80% влаги, 13...27 % белков, 03.08% липи-
дов, 1.5...2.0 % минеральных вешеств и до 0.5 % гликогена. Для белков мяса кра-
бов характерен полный набор незаменимых аминокислот, причем в первую оче-
редь лизина, триптофана и лейцина. Сумма незаменимых аминокислот в белках
мяса крабов больше, чем в эталонном белке. pH свежего мяса крабов 6,5...7,0.
72
2.2.Беспозвоночные
Таблица 2.3 Выход съедобной части у различных видов краба
Внакр" Мисс* краба, кг Выход съедобной части, % от массы тела
Конечности Сырое мясо
Камчатский 1,7...4,0 67.70 38-41
Равношипый 0,8...3.0 60...73 26...40
Синий 0,8...2,9 53...67 19...41
Стригун 0,2... 1,2 51..52 13...27
Липиды, выделенные из мяса камчатского краба, содержат до 19% неомыляе-
мых веществ, в основном состоящих из двух стеролов; холестерола и десмосте-
рола. Из углеводов в мясе крабов содержатся, кроме гликогена, продукты его
распада, моносахариды и аминосахариды. Аминосахара крабового мяса пред-
ставлены глюкозамином (70 %) и галактозамином (30 %). На содержание гек-
созами нов в мясе вид краба существенного влияния не оказывает. В мясе кра-
бов присутствуют витамины группы В, а также значительное количество мине-
ральных веществ. Количество кальция в мясе крабов составляет от 17 до 320 мг
на 100 г. По количеству биологически активного магния, фосфора и серы мясо
крабов выгодно отличается от других продуктов растительного и животного
происхождения. Особенностью минерального состава мяса крабов является вы-
сокое содержание меди.
На технологические свойства крабов заметно влияет период смены панциря —
линька, во время которого хитин панциря и подпанцириая пленка подвергаются
сначала значительному ресинтезу, а затем восстановлению.
Омары. Омары являются представителями крупных морских раков (рис. 2.25).
Промысловое значение имеют два вида — обыкновенный и американский омары.
Рис. 2.25. Омар
Омары — обитатели каменистых россыпей и скал. Этим объясняется их изо-
билие у скалистых берегов Норвегии и Шотландии. Обыкновенные омары в не-
большом количестве обитают в юго-западной и южной части Черного моря. Аме-
риканский омар распространен в Северной Америке.
73
Главе 2. Характеристика сыры, водного происхождении
В среднем длина тела омара достигает 50см, максимальная — более 100см,
масса колеблется от 0,5 до 8 кг (в среднем 4...6 кг). Американский омар крупнее
(длина до 75 см, а масса около 15 кг).
У омара мощные клешни. Левая — более слабая клешня, а правая — массив-
ная, служащая для раздавливания добычи, главным образом моллюсков.
Съедобным является мясо, расположенное в абдомене и клешнях. Выход его со-
ставляет до 44% общей массы животного. Химический состав мяса омаров, как и
других ракообразных, колеблется в зависимости от вида, возраста и л и ночной ста-
дии животных. В мясе омаров содержится: воды 71...75%. белка 20...21 %, липидов
0.3...2,5 %, углеводов около 2% Белки мяса омаров полноценны. Они составляют
65% обшего азота. Незаменимые аминокислоты в белке мяса омаров составляют
более 40% и отличаются повышенным содержанием аргинина, лизина, тирозииа.
Биологическую ценность белков мяса омаров определяют валин и триптофан. Для
экстрактивных веществ мяса омаров характерно низкое содержание мочевины и
производных гуанидина. В липидах мяса омара содержится до 1 % холестерина и
токоферола — до 1200мкг на 1 г жира. Из минеральных веществ в мясе омара со-
держится: кальция 62 мг, магния 35 мг, фосфора 30 мг на 100 г.
Пигмент панциря омара крустацианин представляет собой каротинопротеид
сложной субъединичной структуры, окрашивающий панцирь в серо-голубой
цвет. Во время варки крустацианин денатурирует. При этом выделяется свобод-
ный каротиноид астаксантин и продукт его аутоокисления (астацин), придающие
красный цвет вареному панцирю омара.
Лаи^сты. Лаигуст (рис. 2.26) имеет такое же значение для промысла в Южной
Европе, как омар в Северной Европе. Лангусты широко распространены в тропи-
ческих и умеренных морях Атлантического и Тихого океанов, многие из них до-
стигают значительных размеров. Лангустов разных видов вылавливают в Японии,
Австралии, Новой Зеландии, США, у южных берегов Африки и в Средиземном
море. В морях нашей страны лангустов нет.
Рис. 2 2Ь. Лангуст
74
2.2. Беспозвоночные
При одинаковой массе живой лангуст дает больше мяса, чем живой омар.
Обычная длина тела лангуста 40 см, а масса 4 кг, но встречаются отдельные эк-
земпляры длиной 50см и массой до 8 кг или, наоборот, очень мелкие массой
до 350...400 г. В мясе лангуста содержится воды 68,6...84,3 %, белка
11.6—25,4 %, липидов 1,5...2,5%, углеводов около 0,4% и минеральных ве-
ществ 1,6...4,0%.
Раки. Издавна практикуется в нашей стране промысел речного рака. Помимо
поставок на внутренний рынок, осуществляется и экспорт раков за Гранину.
В пределах Российской Федерании обитают два рода, наиболее ценный из них
Asiacus. Виды Asiacus составляют две естественные группы: широкопалых и узко-
палых раков. Представители этих групп имеют различную хозяйственную нен-
ность. Широкопалые раки ценятся значительно дороже узкопалых, так как их
широкие клешни богаче мускулатурой. Выход съедобных частей у широкопалых
раков —27...30 % от живой массы, а у узкопалых — 15—20%.
Наиболее распространенными из широкопалых раков являются обык-
новенный и толстоногий раки. Обыкновенный рак (рис. 2.27) распространен по
всей Западной Европе, имеет большое промысловое значение. В России обита-
ет в реках и озерах Балтийского бассейна. Ленинградской области. Толстоногий
рак встречается в бассейнах Каспия и Черного моря в устьях рек, а также мелко-
водных прибрежных районах Каспия. Азовского и Черного морей, служит объ-
ектом местного промысла.
Рис. 2.27. Обыкновенный рак
Из узко палых следует выделить длиннопалого или русского рака
(рис. 2.28). Это самый распространенный вид в нашей стране. Клешни этого рака
длинные, вытянутые, но не узкие, с почти прямым наружным краем. Обитает в
бассейнах Балтики, Волги, Дона, нижнего Днепра, в Крыму.
Окраска речных раков изменчива и зависит от цвета воды и дна, она колеб-
лется от зеленоватого до черного. Брюшная поверхность тела светлее. Обыкно-
венный рак отличается красноватым брюшком. Длиннопалый рак чаше всего
обладает серовато-бурой, желто-бурой или черновато-бурой окраской. Зелено-
ватый оттенок хитиновых покровов зависит от наличия в нем пигмента, кото-
рый при высокой температуре (около 100’С) превращается в красный зооэ-
ритрин.
75
Главе 2. Хсректвристчка сырья водного происхождения
Pic 2.U. Длиннопалый рак
Имеются следующие данные о размерах речного рака: при возрасте 1; 2; 3;
4 года и 5 лет его длина составляет соответственно 5,0...6,0; 8,0...9,0; 10; 12 и
15 см.
Самиы раков значительно крупнее самок и клешни их относительно больше.
Самки имеют более широкое и массивное брюшко. После третьего года жизни
большинство особей достигают половозрелое™. Начиная с четырехлетнего воз-
раста, самцы линяют 2 раза в год, а самки — один раз. Чаше всего линьки проис-
ходят в июне-и юле и августе-сентябре. Зимой линьки ие происходит
Для Азовского моря экземпляры узкопалого рака наблюдаются до 20...21,3см
(без клешней). Максимальная длина самцов — около 25см, но раки таких разме-
ров чрезвычайно редки.
Обыкновенный рак достигает 12 см (самки) и 15...16см (самцы) Широкопа-
лые раки никогда не достигают такой величины, как узкопалые.
Самые ценные части тела раков — «шейки* и мясо клешней. Обычно при раз-
делке раков выход съедобной части составляет не более 30%. На долю «шеек*
приходится от 8 до 13 % от массы животного, мясо головогруди и икра составляют
от 5 до 6,6 %.
Раки употребляются в пишу в вареном виде. Кроме того, из них делают разно-
образные консервы. Из отходов (головогруди и конечностей) готовят так называ-
емое «раковое масло». Для его изготовления измельченные раковые отходы кипя-
тят в смеси рафинированного подсолнечиого масла и твердого жира (например,
говяжьего). Раковое масло высоко пенится и может употребляться для изготовле-
ния «раковых супов*.
2.2.2. Моллюски
Моллюски характеризуются исключительно большим разнообразием видов.
Промысловыс моллюски представлены несколько меньшим числом видов. Мол-
люски подразделяются на несколько классов, причем моллюски, относящиеся к
разным классам, резко отличаются по внешнему виду (Садыхова, 1979).
76
2.2. Беспозвоночные
Двустворчатые моллюски
Для двустворчатых моллюсков характерно наличие у раковин двух створок,
охватывающих тело животного с боков. Внутри створки соединены двумя или од-
ним мускулом-замыкателем. Промышленное значение имеют до 200 видов двуст-
ворчатых моллюсков, среди которых выделяются такие объекты как мидии, гре-
бешки, устрицы, мактры.
Добыча двустворчатых моллюсков в значительной степени связана не с их
промыслом, а с их культивированием. Наибольшую ценность по стоимости среди
двустворчатых моллюсков имеют устрицы. Почти во всех страиах мира устрицы
являются деликатесом.
Устрицы. Устрицы относятся к семейству плас-
тиножаберных животных. Как и у других двуствор-
чатых моллюсков, все тело устрицы расположено
между двумя створками (рис. 2.29), составляющими
70...82% общего веса. При этом весовые соотноше-
ния между раковиной и мясными частями изменя-
ются в очень значительной степени вне зависимо-
сти от вида и размера моллюска. Причины этого —
затруднительность отделения от раковин обраста-
ний и пустых створок, удивительное разнообразие
форм и размеров раковин и весьма значительное
количество полостной жидкости, задерживаемой
Рис. 2.29. Схема строения тела ус-
грины:
I — рвковина: 2 — ротовые лопасти; 3—
мантия: 4 — почка: 3 — кишечник: 6 —
жабры; 7— передний и задний отдел мус-
кула-чамыкатсля; Я — серпке; 9 — зад-
непроходное отверстие; Ю — желудок
моллюском между створками.
Относительный вес сырых маитии и мускула-за-
мыкателя варьируется от 5 до 8 % к весу моллюска,
причем вес мантии колеблется в пределах
1,3...3,5%, а вес мускула-замыкателя — 2,8...4,8 %;
относительный вес внутренностей в среднем составляет 6,2 % (от 4,2 до 8,0 %). Та-
ким образом, устрицы по сравнению с другими промысловыми моллюсками яв-
ляются сырцом с очень низким выходом съедобной части
Общая масса одного экземпляра 109...572 г, средняя — 286 г. Массовый состав
устриц (в % к массе животного) представлен ниже0:
Раковина..
70...82
71
Мясо..
8...19
11
Жидкость в полости раковины . . —
Всего насчитывается около 60 видов устриц. В водах Приморья обитают четы-
ре вида устриц: гигантская, Лаперуза, посьетская (рис. 2.30) и Osterf sp.
Гигантская устрица имеет длинную клиновидной формы раковину, достигаю-
щую длины 30...33см. Размер раковин зависит от возраста моллюска и к 6...7 го-
11 Здесь и далее в числителе дроби представлены предельные значения, в знаменателе — среднее значение.
77
Глоао 2. Характеристика сыры водного происхождении
Рис. 2-М- Различные виды устриц Приморья:
а — устрица гигантски: 6 — устрица Лаперуза: t — устрица посьетскал
дам достигает обычно 15... 17 см. Поверхность раковин, имеющих рыхлое строе-
ние, довольно ровная, окраска бледно-желтая, иногда с темными пятнами и по-
лосками. Обитает гигантская устрица на глубине от 1 до 6 м на песчано-илистом
Грунте.
Устрица Лаперуза имеет округлую или продолговато-яйцевидную форму ра-
ковины. Раковина относительно плотная, с сильно выраженной слоистостью.
Окраска раковины зависит от характера грунта и места обитания, а также от
возраста моллюска. Цвет может изменяться от желтого до темно-фиолетового с
розовыми, черными и других окрасок пятнами. У моллюска в возрасте 3...4 года
раковина достигает 9,5... 10,0см, а в возрасте 6...7лет — 13,0. ..14,5 см. Обитает
обычно среди галечиых и камеиисто-песчанных грунтов на глубине от 0,5 до
7 м.
Посъетская устрица имеет очеиь выпуклую, продолговато-яйцевидную
бугристую с поверхности раковину, достигающую 18,5 см длины. В возрасте
4...5 лет длина раковины составляет 8... 10 см, в возрасте 6...7 лет — 12... 13 см.
Раковина очень прочная, внутренняя поверхность блестящая, местами окра-
шена.
Ткани тела устриц, каки других моллюсков, содержат большое количество во-
ды и мало жира. Химический состав устриц Приморья представлен в табл 2.4.
Таблица 2.4 Химический состав мясных частей устриц (в % от массы мясных частей)
Наименование устрицы Во*: 1 . Сырой 1 протеин Липиды Минеральные । вещества Гликоген
Гигантская устрица 1 80,7.. 85,3 | , 82,2 1 7,2,..9,1 8.1 0,8... 1,6 1.2 1 2,4... 3,0 2,7 3,6,..7,1 5.8
Устрица Лаперуза 78,1.. 80,5 79,0 1 8,1... 11,0 9,4 1,4„ ,2,2 1.8 1 2,5..Л,8 | 6,5...7,8 7,1
78
2 2. Бвсло»оночны«
Белковые вещества мяса устриц отличаются от белков мяса рыб пониженным
содержанием таких важных аминокислот, как лизин, триптофан, гистидин и ар-
гинин. В отличие от мяса гребешка и мидии, мясо устрицы содержит много азо-
тистых вешеств, растворимых в горячей воде. На долю азота истинного протеина
в мясе устрицы приходится до 72% от обшей массы азота.
Черноморская устрица встречается вдоль берегов Черного моря по Крымско-
му и Кавказскому побережьям. Размер промысловых устриц Черного моря от 5,5
до 8,0см, масса до 80 г, в среднем — 35 г.
Мидии. Мидии имеют большое значение в промысловом использовании дву-
створчатых моллюсков (рис. 2.31). Основными объектами промысла являются
мидия Дункера и обыкновенная (съедобная) мидия.
Рис. 2.31. Мидия:
а — жимл МКДМ1, прикрепившие* биссуеом к силе; t — левая
створке мидии с нутренней стороны
Обыкновенная мидия встречается в больших количествах у берегов Баренцева,
Белого, Берингова, Охотского и Японского морей. Кроме названных районов
обыкновенная мидия широко распространена в Атлантическом океане. Балтий-
ском, Северном и Средиземном морях. Размеры раковин обычно ие более 8 см, хо-
тя на побережье Европы встречаются и гораздо более крупные особи (12... 15 см).
В табл. 2.5. приведен размерно-массовый состав мидий Баренцева моря в за-
висимости от длины раковины.
В дальневосточных морях добывают крупную (20...25 см) мидию Дункера.
Вес одного экземпляра колеблется в пределах от 150 до 290 г, средняя масса со-
ставляет 260 г.
В Черном море добывают мелкую мидию, одну из разновидностей обыкно-
венной мидии (промысловые размеры 5см и более), вес одного экземпляра от
15 до 30 г
Химический состав мяса мидии колеблется в широких пределах в зависимос-
ти от сезона лова, вида и возраста моллюска. Химический состав сырого мяса ми-
дий показан в табл. 2.6.
79
Глава 2. Характеристика сыры водного происхождения
Таблице 2.5 Размерно-массовый состав Барс ниевоморс кой мидии
Длина раковины, см Масса одного экхмпляра. г Масса отдельных частей гем. %
Т«ло Полостная жидкость 1 Створки раковины
4,0..5,0 1 8,41. ,.10,2 9.24 36,5 ...47,9 41.8 10,8.16,2 13,1 35,5... 49,4 43.8
5.1..6,0 10,2, ,20,7 16,1 35.9...48.7 41,2 10,0...21,4 14,7 34,6. „51,9 41,6
6.1 ..7,0 1 24,0... 34,1 28,6 38,7.„47,3 42,2 16.7...20.3 17.9 32.6.. .46.5 39,7
Таб т и на 2.6. Химический состав сырого мяса мидий (в % от массы мясных частей)
Наименование мидии Вола Сырой протеин Жир Минеральные вещества Гликоген
Мидия Дун кера ’7,6...84,3 81.6 10,1... 14,6 12.6 •0,6-1.3 0,8 1.9.. 3.0 2.4 3.0...5.6 3,6
Черноморская 82,8.„88,0 7,2—8,9 0,6... 1,2 1,2... 1,4 1,5...3,1
мидия 85.4 8.1 0.9 1.3 2.3
Рис. 2 32. Схематичное строение
мидии:
/ и 1л — мускул-замыкатель. 2 — ки-
шечник: 3— околосердечная сумка; 4 —
печень; 3 — желудок: 6 — ротовые ло-
пасти; 7— поп. t — биссусовые нити; 9—
жабры: 10 — раковина: Им На — наи-
тии нижняя и верхняя
Створки мидий выпуклы и совершенно одина-
ковы. Цвет раковины черный или бурый. Внутри
раковина выстлана перламутровым слоем. Мидия
имеет два мускула-замыкателя: один (малый) рас-
положен в непосредственной близости от замка ра-
ковины, а второй (большой) — у переднего края ра-
ковины. Схематичное расположеиие мускулов-за-
мыкателей, а также частей и органов тела у мидии
представлено на рис. 2.32.
Съедобными частями мидии является все тело,
заключенное между раковии, удаляется только пу-
чок нитей (биссус), которыми моллюск прикрепля-
ется к твердым предметам.
Гребешок. Гребешок является наиболее ценным
морским двустворчатым моллюском. Все жизнен-
ные органы и части гребешка расположены между
двумя створками: нижняя створка выпуклая, а верх-
няя плоская. Обе створки имеют многочисленные
(20...23) радиальные ребра (рис. 2.33).
В замковой части раковина имеет прямоуголь-
ные выступы. Прямолинейные края замковой час-
ти посредине имеют угтубления, в которых распо-
ложено треугольной формы тело, состоящее из очень упругой массы. Это тело
служит для раскрытия створок. Верхняя створка окрашена обычно в коричнево-
80
2 2. Беспозвоночные
п ft
Рве. г 33. Гребешок:
а — створка снаружи; в — створка изнутри
фиолетовый цвет, а нижняя имеет белый или желтоватый цвет (Приморский
гребешок, 1955).
Окраска раковин зависит от грунта, на котором обитает гребешок: на песча-
ных — раковина обычно чистая, белого или желтого цвета; на илистых — грязно-
желтая и покрыта обрастаниями. Внутренняя поверхность раковин покрыта тон-
ким белой окраски эмалевым, очень хрупким, слоем, почти не имеющим перла-
мутрового блеска По внутренней поверхности раковина выстлана мясистой
пленкой-мантией, покрывающей все части тела и органы животного. На рис. 2.34
показано схематичное расположение частей тела гребешка.
Рис. 2.34. Схематичное расположение частей тела у гребешка (пра-
вая створка и мантия удалены):
/ — глазки: 2 — шупалыш; 3 — плотни часть мускул»: 2 — мускул: 5 — прими
khiukj; 6— печень (коричневи); 7— роговая связка: 8— верхняя (леви) створ-
ка; Р— ротовые лопасти; Ю— ног*. II — м*нтия. 12— жабры; 13— половые же-
лезы (у самцов белые, у самок розовые или оранжевые)
81
Глава 2. Характеристика сырья водного происхождения
Съедобным у гребешка являются мускул и мантия, занимающие примерно
% массы целого гребешка. Масса гонад изменяется от 2,9 до 7,9%. Мускул —
особо деликатесный продукт. Исследования динамики соотношения частей те-
ла гребешка по месяцам в течение годового цикла показало, что наибольший
выход мускула наблюдается в летне-осенний период, наибольшая масса гонад
отмечается весной.
В дальневосточных морях обитает более крупный гребешок, средние размеры
его раковин от 12 до 13 см (попадаются экземпляры диаметром до 20 см), средняя
масса — 210 г.
В Баренцевом море гребешок меньших размеров, в разных районах акватории
моря преобладают гребешки с диаметром раковины от 6 до 7.5см (склоны Гуси-
ной балки), от 7 до 8 см (Новоземельское мелководье), от 8,5 до 10,5 см (при-
брежье Кольского полуострова).
Вес и размер гребешка находятся в прямой зависимости от возраста моллюс-
ка В табл. 2.7 показан массовый состав гребешка. В отходы при обработке идут
внутренности и раковина. Таким образом, при обработке освобожденного от по-
лостной жидкости гребешка для приготовления пищевых продуктов получают не
более 25 % сырых мясных частей.
Таблица 2 7 Массовый состав гребешка (в %
к массе моллюска)
Средний вес ГребешкД - Рмсоянь Тело Полостям жидкость.
140 52,7...64,1 58,0 20,1...27,6 24.5 8,9.. .19,7 17,5
210 53,3, .64.7 59.0 20,6 .27.0 23.5 Н,2 24,6 17.5
295 53,2...61,3 57,2 19,8-.28,1 25,0 10,6. 20,4 17.8
Химический состав мясных частей гребешка не остается постоянным и меня-
ется как в зависимости от возраста, так и от сезона лова моллюска. Значительно
отличается химический состав мяса и мускула. В мясе мускула по сравнению с
мясом мантии гребешка содержится меньше воды, жира и минеральных вешеств,
но больше белка и гликогена. Химический состав сырых мясных частей тела гре-
бешка представлен в табл. 2.8.
Как правило, мясо мускула у мелких гребешков значительно нежнее и более
вкусное, чем у крупных особей. С увеличением возраста моллюска в мясе мантии
и мускула увеличивается содержание минеральных веществ.
Раковины гребешка содержат от 8,6 до 12,4% воды. В составе минеральных
вешеств преобладает кальций (38,3...39,7%).
Другие двустворчатые моллюски. Клем, сердцевидки и другие закапывающиеся
в грунт двустворчатые моллюски имеют большое промысловое значение в Япо-
82
2 2. Б»сло»оночмыа
Таблица 2 8 Химический состав сырых мясных частей тела гребешка (в %)
Объект ИъСЛС.ОЫНМя Вам 1нпиды Сырой протеин Минер*льные всшссты Гликоген
Мясо мускула 1 74,7...76.9 75.9 0.5...С.9 0.7 17,8...19,1 18.9 1.3 ...2,0 1.6 2,0... 3.4 2.9
Мясо мантии 83,8. .87,0 85,3 0,7... 1,2 1.0 9.8. .12,8 10.0 2,3...2,9 2.7 0,8... 1,2 1.0
Непищевые 82,0... 91.6 13... 2,8 6,0...7,3 2,6...4,3 0,1... 1.0
части 87.2 23 6,9 3.3 0,5
нии и США. Практикуется и культивирование клема, т. е. вырашивание собран-
ной молоди на окультуренных банках.
Особого упоминания заслуживает крупная (до 10 см длиной) холодноводная
грен1андская сердцевидка (серрипес) — арктический вид. типичный для мелково-
дий и прибрежных районов северных морей, обычно встречается на глубинах до
100 м. Раковина у серрипеса крупная, умеренно выпуклая, почти равносторон-
няя, длина несколько больше высоты. Створки и замочный край довольно тон-
кие. Поверхность раковины сероватая с более темными, достаточно широкими
концентрическими полосами.
Масса ножки, основной съедобной части моллюска, составляет в среднем
18,8%, на долю мантии приходится около 4.6% Наибольший выход ножки на-
блюдается в сентябре, наименьший — в марте.
Серрипес — перспективный для промышленного освоения объект. В на-
стоящее время проводятся исследования по использованию серрипеса на пи-
щевые цели и для изготовления лечебно-профилактической н кормовой про-
дукции.
В целом запасы згой промысловой категории моллюсков используется еще
недостаточно.
Брюхоногие моллюски
Представители этого класса моллюсков отличаются наличием одной ракови-
ны и мускулистой ноги, позволяющей животному передвигаться по дну водоема.
Промышленное значение имеют рапана и морское ушко — хелнотис.
В настоящее время все более интенсивно вовлекаются в промышленное осво-
ение брюхоногие моллюски — букцинумы и нептунеи. более известные под на-
званием -трубачи».
Рапана. Крупная красивая улитка (рис. 2.35) В большом количестве обитает в
Японском море, встречается также в Черном море. Раковина рапаны достигает
12...15см высоты и 10...12см ширины и отличается массивностью. Толшина ее
стенок может достигать 5 мм. Внутренняя поверхность раковин окрашена в крас-
ный или оранжевый цвет.
83
Глава 2. Характеристика сырья водного происхождения
Рис. 135. Рапана:
I — сифон мантии. 2 — глат; 3 — iay-
пальце: 4 — голом; 5 — нога
Живет рапана у берегов на малых глубинах
(1...1,2м). Употребляют в пищу йогу улиток после
термической обработки. Раковины могут быть ис-
пользованы ДЛЯ декоративных целей.
Морское ушко. Во многих странах Азии высоко
ценится мясо морского ушка. В наших водах морс-
кое ушко обитает у берегов Камчатки. Раковина
имеет характерную уховидную форму, ярко окра-
шена снаружи и обладает толстым, очень красивым
перламутровым слоем. Вдоль завитка раковины
проходит ряд круглых отверстий.
Размеры раковины обычно не более 1О...12см,
отдельные особи в южных районах ареала обитания достигают 25см.
Морское ушко питается водорослями и ведет малоподвижный образ жизни.
На пишевые цели используется мускул, который довольно хорошо развит, и но-
га. Из мяса морского ушка изготавливают консервы, а также консервируют его
в мороженом или сушеном виде. Во многих странах морское ушко добывают не
только ради мяса, но, главным образом, ради красивой раковины, перламутра и
жемчуга.
Трубачи. Обитают в широком диапазоне глубин от
верхней границы сублиторали до 300...360м. Нептунеи
значительно крупнее букцинумов. Средняя высота рако-
вины нептунеи 10см, а букцинумов — 4,5см (рис. 2.36);
при этом средняя масса целого моллюска в Баренцевом
море составляет 109 г и 11,5 г соответственно. Однако вы-
ход съедобной части (ножки) у букцинумов. напротив,
значительно выше, чем у нептунеи — в среднем 22 и
16,6% соответственно Масса печени (гепатопанкреас)
изменяется в широком диапазоне от 1,6 до 13,7 %. На
ибольшая масса печени отмечается в декабре. Количест-
во полостной жидкости колеблется от 1 до 7 %.
Соотношение частей тела трубачей после удаления
полостной жидкости (в %):
Ножка _______17,4.. .26,8
Печень ..1,7. ..9,5
Гонады . .
Мантия. .
Внутренности
Раковина ..
Рис. 2.3€. Трубач:
а— раковина со стороны устья;
б — ползущий моллюск;
I — раковина; 2 — крышечка; 3—
нога. 4 — хобот, 5 - щупальце,
6 сифон
До 2,1
. .3,5...6,2
11.4—27 4
.43,0. ..58,3
Мясо трубачей следует использовать для пищевых целей, например, для изго-
товления консервов, пресервов, кулинарной продукции.
Большое количество фосфолипидов в мясе трубачей позволяет рекомендовать
его в качестве профилактического и лечебного (противоатеросклеротического)
84
2Л. Беспозвоночные
продукта. Несъедобные части тела (гонады, печень, внутренности) могут быть ис-
пользованы для получения широкого спектра биологически активных веществ.
Головоногие моллюски
Отличаются отсутствием раковины. Тело раз-
деляется на туловище н голову. Около рта имеются
щупальца (называемые ногами или руками) в ко-
личестве 10 штук у кальмара или 8 штук у осьми-
нога. Щупальца имеют присоски по всей внутрен-
ней поверхности.
Промышленное значение имеют кальмары, ка-
ракатицы и осьминоги.
Кальмары. Кальмары являются обитателями
открытых морских просторов, отличные пловцы,
едва ли не самые быстрые в море животные.
Тело кальмаров мягкое, имеет вид мешочка
торпедообразной формы (рис. 2.37). Кожа гладкая.
В области спинки расположена роговая пластин-
ка. Во внутренних органах животного находится
чернильный мешочек, ткани которого вырабаты-
вают темно-коричневую краску. Чернильную жид-
кость кальмар выбрасывает струей или облаком в
момент опасности.
Для пишевых целей используется туловище
(мантия) и щупальца. Наружная морфология ти-
хоокеанского кальмара показана на рис. 2.38.
Размеры тела кальмаров различны. Длина тела
тихоокеанского кальмара (наиболее массового в
дальневосточных волах) от 40 до 60см Масса его ко-
леблется от 90 до 750 г, в среднем она составляет 200 г.
Соотношение частей тела тихоокеанского кальмара
представлено ниже (в % к массе животного):
Туловище..
Щупальца ... .
Чернильный мешочек...
Хитиновая пластинка ...
Печень... .
Внутренности и другие отходы...........
Рис. 2 37. Тихоокеанский кальмар (с
брюшной стороны):
I — щупальца; 2 — лоачие щупальца или
руки; 3 голова; 4 туловище; 5 плав
ник; 6 — глаза
52. .55
54
18...2О
19
6 11
8
0,2..0,3
0.2
2...6
4
13.2. .14,0
13,6
85
Гложа 2. Хароктеристмка сырья водного происхождения
Рис. 2.3Я. Наружная морфология тихооке-
анского кальмара
I — голом; 2 — ямке для воронки, 3 — перегнее от-
верстие воронки; 4 — воронка; 5— мантия. 6— ман-
тийный Ганглий; 7— жаберная вена; 8 — почечное
отверстие. 9 — ж'берное сердце; 70 — перепонка,
соединяющая туловище с мантией; 7/ - задняя аор-
та. 12 — внутренностная масса, 73 — полевое от-
верстие 74— чернильный мешок, I5—жабра; 16 ~
головная вена; 17 — мускул-втягиватель воронки;
/8 — валик запонки; /9 — задняя кишка; 20 — же-
лобок запонки; 21 — анальное отверстие
В Атлантике основными промысловыми
видами следует считать иллекса, кальмара-
стрелку и гонатуса Фабрициуса, или обык-
новенного гонатуса. Максимальный размер
кальмара иллекс (длина мантии) — 33 см
(обычные размеры до 25 см), масса
100...400г Кальмар-стрелка достигает круп-
ных размеров — длина мантии до 75 см
(обычная длина мантии 30...40см). Самки
крупнее самцов.
Съедобная часть (мясо мантии, щупалец
и головы) в среднем составляет около 70%,
масса печени около 10%.
Значительных различий в соотношении
частей тела кальмара-стрелки по размерным
группам и сезонам вылова не отмечается.
Длина мантии обыкновенного гонатуса до
35см, общая длина до 60см. Обычные раз-
меры взрослых особей; длина мантии до
20см, общая длина до 30...40см. Этот вид
кальмара отличается сравнительно малым
выходом съедобной части (около 50%) и
крупной печенью (около 25%). Размерно-
массовый состав указанных кальмаров пред-
ставлен в табл. 2.9.
Одним из недостатков кальмара-стрелки
как сырья для приготовления пишевой про-
дукции является большое содержание в мы-
шечной ткани водорастворимых белков и
экстрактивных азотистых веществ, легко
экстрагируемых водой и теряемых в процес-
се обработки. Для снижения потери плот-
ных вешеств рекомендуется варку в воле за-
менить другими способами обработки, на-
пример. варкой на пару. Большая часть вы-
лавливаемых кальмаров используется в
пищевых целях. Основная масса кальмаров
выпускается в мороженом виде. Второе мес-
то по объему продукции занимают консервы
(как натуральные, так и в различных соусах
и заливках). Перспективными направления-
ми использования кальмара на пищевые цели является производство пресервов,
сушеной и копченой продукции. Отходы, получаемые при разделке кальмаров,
используют для кормовых и технических пелей. Жир, выделяемый из печени и
внутренностей, добавляется к лакам и краскам для улучшения качества пленки.
86
2.2. Беспозвоночные
Таблица 2.9. Массовый состав основных промысловых кальмаров
Атлантики (в% к массе тела)
Часть тела, орган Ы.злекс. летний период >ШЮВ1 Кальмар-стрелка, Сред- негодовые значения Ганатуе обыкновенный, осенний период вылове
Диша мантии, см 15...17 23...55 10...13
16 39 12
Масса, г 74...94 247...6216 24... 46
84 3230 35
Мясо:
мантии 41.. 47 43... 48 26. 30
44 46 28
головы и шупаль- 16. .18 20... 26 18...25
пев 17 24 21
Кожа-
мантии 2. 4 3...4 1...2
3 3,5 1,5
головы и шупаль 1.. 3 5...8 3...4
пев 2 6,5 3.5
Внутренности:
всего 25 .. 26 13... 20 32 .42
25.5 17 37
в том числе печень 11. .15 7... 14 22... 28
13 10 25
Глаза, клюв, хитине- 3.. 4 5...7 4...7
вая пластинки 3,5 6 5,5
которая становится более эластичной и быстрее высыхает. Жидкость, содержаща-
яся в чернильном мешочке кальмара, используется для приготовления устойчи-
вой краски. Кальмары могут служить сырьем для получения медицинских препа-
ратов, например противоопухолевых.
Печень кальмара может служить источником для получения биологически ак-
тивных веществ — концентрата поли ненасыщенных жирных кислот (докозагексае-
новой и эйкозапентаеновой), холестерина. Из семенников кальмара выделена
ДНК, мороженых или сублимированных ганглий — иммуностимулятор ганглин.
Осьминоги. Осьминоги относятся к отряду восьмируких. В водах, омывающих
нашу страну, осьминоги обитают лишь в северных и дальневосточных морях. На
Дальнем Востоке встречается не менее 16 видов осьминогов, нз них промысловыми
являются Octopus dofleini. Paroctopus conispadiceus и Octopus gilbertianus. Тело ось-
минога состоит из головы, несущей восемь длинных шупалеп, и большого овально-
го туловища. Плавает осьминог так же, как и кальмар — толчками. Вода, набранная
в мантийную полость, выбрасывается при резких сокращениях мантии назад, а жи-
87
Глава 2. Характеристика сыры водного происхождения
вотнос продвигается при этом вперед. Кожа у осьминога мягкая, слегка морщинис-
тая Осьминоги являются наиболее крупными беспозвоночными животными.
Крупные особи Octopus dofleini и Octopus gilbertianus достигают в длину более
1,4м. Масса 30...40кг. Paroctopus conispadiceus имеет меньшие размеры (до 60см в
длину). Промышленные виды обитают на глубинах 70... 100 м. Эти животные явля-
ются активными хищниками, поедают в основном беспозвоночных, иногда рыбу.
Ткани тела осьминога и щупалец съедобны и по вкусу напоминают ткань
кальмара.
Каракатица. Внешне типичную каракатицу, или сепию, легко отличить от
кальмара. У нее уплощенное сверху вниз тело (у кальмара оно цилиндрическое,
кеглевидное), отороченное по бокам узкой каймой плавников. Щупальца корот-
кие, а ловчие руки в покое и движении втянуты внутрь головы, в особые карма-
ны. Когда каракатица хватает добычу, она с силой выбрасывает их из карманов и
присасывается ими к жертве.
Толовоногих моллюсков издавна употребляют в пищу. В Китае, Корее, Япо-
нии и на островах Полинезии головоногих моллюсков употребляют в сыром, су-
шеном, маринованном, печеном, вареном и жаренном виде
В Португалии каракатиц и осьминогов варят в их собственном соку, затем
консервируют в жестяных банках и отправляют на экспорт. Кроме пищевого ис-
пользования каракатицы являются сырьем для производства продукции техни-
ческого и кормового назначения.
Знаменитая краска «Сепия» получила свое название от научного названия ка-
ракатицы — Sepia, нз чернильной жидкости которой она изготавливается. Краска
очень ценная, необыкновенно чистого коричневого тоиа.
Не менее древнее и разнообразное употребление находит «кость» каракатицы.
Так называют остаток недоразвитой раковины этого моллюска. Она имеет перо-
видную форму и состоит из извести. Животноводы ценят «кость» каракатицы за
высокое содержание в ней кальция, необходимого для скелета растущих живот-
ных. Ювелиры приготавливают из нее формы для отливки. Добавляют «кость»
каракатицы и в зубной порошок, чтобы придать блеск зубам.
Японские исследователи открыли еше одно важное качество каракатицы — ее
липиды обладают свойством антибиотика.
2.2.3. Иглокожие
Немногие виды иглокожих являются промысловыми (некоторые голотурии,
или трепанги, в том числе дальневосточный трепанг). В ряде стран Европы, Аф-
рики и Азии употребляется в лишу икра морских ежей.
К иглокожим, приносящим вред при разведении устриц и мидий, относятся
различные морские звезды.
Голотурии Определенный вид съедобной голотурии — Stichopus japonicus на-
зывают у нас трепангом. Трепанг — основной промысловый вид голотурий. В
значительно меньших количествах в наших водах ловят кукумарию — Cucumaria
japonica и Cucumaria frondosa
88
2.2. Б«спозюночны«
Дальневосточный трепанг у нас промышляют в водах Приморья, в заливе Петра
Великого, у берегов Сахалина и Желтом море. Живет трепанг на глубинах от 0,5 до
50 м. Трепанг имеет вид валика (рис. 2.39) длиной до 40 см. Тело трепан га покрыто на-
ростами представляющими собой кожные образования. Тело образовано мускульной
оболочкой, внутри которой размешены все жизненные органы животного. Освобож-
денное от внутренностей тело трепанга является очень пенным пишевым продуктом.
Рис 12Л. Дальневосточный трепанг
I — конусовидные выросты: 2 — ротовое отверстие; J — околоротовое
пространство; 4 — шупаяьиа; 5 — амбулакральные ножки
Масса животного —104...315 г (в среднем 187 г). Полноценными для обработ-
ки считаются экземпляры массой более 120... 130 г. Соотношение масс отдельных
частей тела трепанга (в % от массы животного):
Оболочка. .
51 Л... 59,4
56,4
Внутренности..,
12,9.-21.4
17.6
Полостная жидкость..
20,3...30,8
26.0
На рис. 2.40 показано строение трепанга, вскрытого со стороны спины.
Ряс. 2.40. Трепанг, вскрытый со стороны спины:
7 — щупальца; 2 — полнев пузырь; 3 — пишевод; 4 — продольные мышечные ленты;
5 — среднее исходящее калено кишечника; 6 - «чудесны сеть»: 7 — клоака; 8-
клоачное отверстие. 9 жанля кишка. IC - переднее нисходящее колено ки-
шечника. II — правое водное легкое; 12— нисходящее шнее калено кишечника.
13 — полови железа: 14 — половой проток
89
Глава 2. Характеристика сырья водного происхождения
Ку кум ария Кукумария, или морской огурец, имеет сгурпеобразную форму те-
ла, на одном конце которого расположен венчик щупалец (рис. 2.41). Поверх-
ность тела блестящая, окраска от темно-бурой до черно-лиловой. В коже иет пра-
вильного известкового скелета, как у других иглокожих. Вместо него она содер-
жит микроскопические известковые тельца разнообразной формы.
Рис. 2.41. Кукумария
Кукумария японика широко распространена в прибрежных районах всех
дальневосточных морей. В Баренцевом море часто встречается Кукумария
фронд оса.
Cucumaria japonica относится к наиболее крупным голотуриям. Длина ее тела
достигает 30...40 см, а масса колеблется от 250 до 1000 г (в среднем 300...400 г).
Средня длина тела барениевоморской Cucumaria frondosa обычно не превы
шает 20.30см, масса — 500 г Кожно-мышечный мешок (мускул или оболочка),
состоящий из продольных и кольцевых мышечных лент, в среднем составляет
около 50% от массы тела животного. Максимальный выход мускула (около 59%)
наблюдается в марте.
Сроки и продолжительноегь нереста кукумарии в различных участках ареала
Баренцева моря варьирует весьма значительно. В общем, нерестовый период ох-
ватывает 7...8 месяцев с февраля по август. Массовая доля гонад изменяется по
мере готовности к нересту от 14 до 27,7 %. Масса кишечника составляет от 4 до
27,8%, щупальцев от 5 до 19%, полиева пузыря от 0,1 до 4,5 %.
Издавна известны целебные свойства голотурий, обусловленные наличием в
них ряда биологически активных веществ: тритсрпсновых гликозидов, фосфоли-
пидов, полиеновых жирных кислот, каротиноидов и других.
В ПИНРО научно обоснована и разработана малоотходная технология ком-
плексной переработки кукумарии, позволяющая получать кулинарию и консер-
вированную продукцию, комплекс биологически активных пищевых добавок.
Медико-биологичсскис исследования, а также анализ и экспертиза Института
питания РАМН, показали безвредность разработанных пищевых продуктов и пи-
щевых добавок из морского огурца Баренцева моря. Содержание комплекса био-
логически активных веществ позволяет рекомендовать нх для лечебно-профи-
лактического питания в составе различных композиций при иммунодефиците,
злокачественных новообразованиях и лучевом поражении.
Морской еж. Наиболее распространенными являются два вида ежей — обык-
новенный и обыкновенный плоский. Первый вид встречается в Тихом и Атланти-
90
2.2. Беспозвоночные
Рис. 2.42. Схематическое расположение органов
морского ежа (разрез по вертикали):
/ — иглы, 2 — анальное отверстие. 3 — половые жсле*ы, 4 —
ижстковая скорлупа. 3 — кишечник. 6 — ротовой аппарат.
7— ротовое отверстие
ческом океанах, в Баренцевом. Белом, Карском, Лаптевых и Чукотских морях.
Живет на различных глубинах и разнообразных грунтах.
Второй вид широко распространен в северных частях Тихого океана. Найден
на глуби нах до 150м.
Ежи имеют промысловое значение. Их икра используется многими народами
Востока в пищу.
Обычные морские ежи (рис. 2.42) —
шарообразные животные, имеющие
пятилучевое строение. Скелет морско-
го ежа представляет собой скорлупу,
состоящую из твердо соединенных
между собой пластинок, на которых
расположены иглы. В отверстиях
пластинок проходят ножки.
Полусферическое тело животного
сплюснуто в вертикальном направле-
нии. Плоская сторона является ниж-
ней, на которой еж ползает. В центре
расположено ротовое отверстие с зу-
бами жевательного аппарата. Диаметр
н высота тела составляют 2,8...8,2 и
3,4...7,8 см соответственно. Промыс-
ловых размеров считаются особи диаметром 50 мм и более, массой от 75 до 120 г.
Окраска меняется от светло- до темно-зеленого цвета.
Тело животного покрыто панцирем, состоящим из известковых элементов.
В его полости расположены пищеварительные, амбулакральная, кровеносная и по-
ловая системы. Масса панциря колеблется от 39 до 65 %, в среднем составляет 49%
от массы животного, внугренностн — 14%, и внутриполостная жидкость — 25%.
Половая система представлена в виде пяти гроздевидных половых желез. Семенни-
ки характеризуются молочно-белой окраской, яичники имеют чрезвычайно широ-
кую цветовую гамму — от желтоголо ярко-оранжевого. Нерестовый период растя-
нут во времени и проходит с конца января-февраля до июня-июля (в массовом ко-
личестве в феврале-апреле). У самок масса гонад в преднерестовый и нерестовый
периоды колеблется от 10 до 26%, в посленерестовый от 2,7 до 5%. Наибольший
выход икры (в среднем 12%) выявлен в марте-апреле, наименьший (7 %) — в нояб-
ре. Аналогичная тенденция в изменении масс гонад наблюдалась у самцов.
Пищевую ценность у морского ежа представляют главным образом гонады
или икра Консистенция зрелых гонад нежная, сочная. Запах — свойственен све-
жей икре со слабо выраженными признаками свежего огурца. По вкусу икра на-
поминает сырой яичный желток с иодистым привкусом. Кондиционные свойства
икра приобретает в преднерестовый период, когда гонады имеют максимальную
массу, плотность и упругость. По своему химическому составу икра морского ежа
отличается высоким содержанием жира. Химический состав икры морского ежа
(% от сырой массы): воды 43,4...51,6, липидов 31,5...34,9, сырого протеина
19,2—20,3 и минеральных веществ 2,5—2,6.
91
Глава 2- Характеристика сырья водного лроисхсждания
Проведена клиническая апробация икры обыкновенного морского ежа в
преднерестовый период в качестве лечебно-профилактического продукта при на-
рушении функций сердечно-сосудистой системы, иммунодефиците, злокачест-
венных иовообразованиях. Получено заключение о лечебно-профилактических
свойствах этой икры.
Кондиционная преднерестовая икра может использоваться как деликатесный
и лечебно-профилактический продукт.
Нерестовые и посленерестовые гонады рекомендуются для получения соусов,
крема икорного, экстрактов биологически активных соединений комплекса
фосфолипидов, каротиноидов, полиеновых жирных кислот и других.
При комплексной переработке морских ежей панцирь рекомендуется направ-
лять на выработку кормовых минеральных добавок.
2.3. МОРСКИЕ МЛЕКОПИТАЮЩИЕ
В мировом океане обитает три отряда и свыше 100 видов морских млекопита-
ющих. Они занимают все экологические области океана: открытые воды, распо-
ложенные над большими глубинами и прибрежные районы с относительно не-
большими глубинами. Для этих животных доступны как тропики, так и высокие
полярные широты, причем иногда один и тот же вид, совершая миграции колос-
сальной протяженности, связывает этн области в единый ареал. В одних случаях
они ограничивают сферу своей жизнедеятельности поверхностным слоем воды, в
других — могут захватывать глубины до 1000 м и более (Арсеньев, 1973; Морские
млекопитающие, 1984).
Степень приспособленности представителей этой группы к водному образу
жизни различна и определяется происхождением и специализацией животных.
Наиболее специализированные представители этой группы — китообразные —
полностью утратили связь с сушей и все жизненные процессы у них протекают в
водной среде. Большинство китообразных обитает в морях и океанах, и лишь не-
которые из них — жители пресных вод.
Другой крупный отряд морских млекопитающих — ластоногие. В большинстве
это обитатели морей и оксанов, сохранившие, однако, связь с сушсй или льдами,
где у них происходит размножение, выкармливание потомства, смена волосяного
покрова и отдых. Ластоногие обитают в прибрежной зоне или на акваториях с ледо-
вым покровом. С пелагиалью связаны только некоторые виды, часто лишь в опре-
деленные периоды жизни. Наиболее многочисленны ластоногие в полярных об-
ластях, где много корма и имеется достаточно удобных мест для размножения.
К третьей группе морских млекопитающих относятся сирены — обитатели
прибрежной зоны умеренных и тропических вод и эсуариев. Сирены, так же как и
китообразные, полностью утратили связь с сушей. Морфологически сирены
сильно отличаются от китообразных и ластоногих, хотя и имеют с ними ряд сход-
ных признаков
Сирены обитают на малых глубинах, что определяет узость их ареала, ограни-
ченною прибрежной зоной лишь некоторых областей Мирового океана, в кото-
92
2.3. Морские млекопитающие
рых сильно развита водная растительность, служащая основным кормом этим
животным. Количество видов этого отряда (7...8) и численность каждого из них
относительно мала. Интенсивное использование прибрежных зон океана челове-
ком еще более сокращает ареал этих животных.
В группу морских млекопитающих следует включить также одного представи-
теля отряда хищных — калана, или морскую выдру, генетически очень близкого к
речной выдре.
Обитание в водной среде, характеризующейся большой теплоемкостью и плот-
ностью. наложило отпечаток на организацию и внешний облик всех морских мле-
копитающих Теплокровность и тонкий механизм терморегуляции морских млеко-
питающих позволили им заселить все области океана. Защита организма от переох-
лаждения, наиболее опасного в условиях водной среды, происходит двумя способа-
ми: образованием теплоизоляционного слоя по всей поверхности туловища н
изменением площади сечения сосудов и скорости тока крови на участках, лишен-
ных теплоизоляционного слоя — конечностях и плавниках. Теплоизоляция тулови-
ща осуществляется либо образованием мощного подкожного слоя сала при слабом
развитии или полной утрате волосяного покрова, либо развитием густого волося-
ного покрова при незначительном слое сала. Китообразным свойственен первый
способ зашиты организма от переохлаждения, у разных видов ластоногих эту функ-
цию осуществляют как подкожный слой сала, так и густой волосяной покров.
У обитателей умеренных и тропических зон океана опасность перегрева орга-
низма устраняется уменьшением содержания жира в подкожном слое клетчатки н
упомянутой выше сетью кровеносных сосудов, подходящих к поверхности туло-
вища в области спинных и хвостовых плавников.
2.3.1. Китообразные
Отряд китообразные включает два подотряда, в каждом из которых по три се-
мейства (рис. 2.43).
[ 1 Китообразные I —J , , 1 , Усатые киты Зубатые киты "Till:
Полос пики | Серые киты | | Гладкие киты | | Книаяотовые | | Клюворылые | | Дельфиновые |
Рис 2.43. Классификация китообразных
Киты
Киты — крупнейшие представители млекопитающих. Среди промысловых
китов выделяют две группы животных — усатых китов (синий кит или блювал;
93
Главе 2. Характеристика сырья водного происхождения
финвал, или сельдяной кит: сейвал, или ивасевый кит; горбатый кит. или горбач
и др.) и зубатых китов (кашалот, бутьпконос и клюворыл). Наибольшего размера
и массы достигает синий кит (табл. 2.10).
Таблица 2 10 Размеры и месса китов
Киты । Длина тела, м Meso животного, т
Усатые: синий 21.О...ЗЗ.О 64.0... 150
финвал 18,5—24.9 37,4—82.5
горбач 12,0... 17.0 28,0... 59.3
сейвал 14.0—17,0 30.0. .45.0
серый 10... 15 20. ..28
малый полосатик (милке) 7,5... 10,0 7,5. ..9,5
Зубатые кашалот (самец) 10,7... 20 9.7...60,0
бутылконос 8.7... 15,0 8,0...15,0
Синий кит (рнс. 2.44) имеет удлиненное стройное тело. Голова составляет
’Лдлины туловища. Синие киты населяют открытые моря и океаны. Питаются
крупными планктонными беспозвоночными (криль), кроме того, стайной рыбой
н головоногими моллюсками.
Глубина погружения до 200 м. т. е. ограничена слоем воды, в котором летом
обитают кормовые виды ракообразных.
Рас 2.44. Синий кит
Финвал (рис. 2.45) второй по величине кит не только среди полосатиков, но и
среди всего отряда китообразных. Тело финвала стройное, прогон истое с относи-
тельно небольшой головой, составляющей '/5 части тела у молодых и % — У взрос-
лых китов. Финвалы обитают во всех океанах и открытых морях, а также в Среди-
земном и Красном морях. Основной пишей служат массовые формы планктон-
ных ракообразных, кроме того, стайные рыбы и кальмары. Глубина погружения
при нырянии не превышает 200м.
Сейвал (рис. 2.46) имеет тело наиболее стройное среди других видов полосати-
ков. Голова небольшая, составляет от % до % длины тела кита (у самцов она боль-
ше. чем у самок, а у взрослых больше, чем у молодых). Сейвал — типичный обита-
94
2 3 Морские млекопитающие
Рис- 2-45. Финвал
тельоткрытых морей и океанов, предпочитающий, однако, области континенталь-
ного склона. Нередко (особенно в Антарктиде) обитает н над большими глубина-
ми. Более теплолюбивый по сравнению с другими полосатиками, в полярные
воды северного полушария сейвал практически не заходит. Питается мелкими
планктонными организмами, реже кальмарами и стайными рыбами. Сейвалы
ныряют на меньшую глубину, чем другие полосатики.
Рис. 2 46. Сейвал
Горбач (рис. 2.47) имеет длину тела относительно меньше, а наибольший обхват
относительно больше, чем у настоящих полосатиков. Голова большая, относитель-
но больше, чем у других полосатиков. Горбачи населяют почти все моря и океаны
от Арктики до Антарктики. Питается не только пелагически ми, но и придонными
организмами, в основном ракообразными, кроме того, рыбами и кальмарами.
Рис. 2.47. Горбач
Серый кит обитает в северной половине Тихого океана, почти исключительно
в прибрежной зоне. Туловище серых китов в передней трети округлого сечения, в
задней, особенно хвостовой области, сжато с боков. Голова небольшая, составля-
ет около '/5 длины туловища. Питаются лонными и придонными животными, в
основном, ракообразными и моллюсками. Добывая корм, взрыхляют илистый
95
Глава 2- Характеристика сырья водного происхождения
грунт, который затем процеживают через фильтрующий аппарат, отбирая донных
животных
Кашалоты (рис. 2.48) распространены по всему Мировому океану. Оии явля-
ются самыми крупными представителями подотряда зубатых китов с резко выра-
женным половым диморфизмом. Самцы достигают длины 20 м, самки — не более
13 м. Голова составляет ‘А длины тела. Спереди она слегка закруглена, но произ-
водит впечатление крутообрубленной. Очертания головы определяет форма ог-
ромного спермацетового мешка, лежащего на выступах носовых и верхнечелюст-
ных костях и выступающего вперед за конец рыла. У самцов спермацетовый ме-
шок достигает 7% общей длины тела, у самок не более 5%. Кашалоты лучшие
ныряльщики среди китообразных. Обычно они ныряют на глубину от 500 до
1000 м, но зарегистрированы погружения и до 2200 м. Питаются преимуществен-
но головоногими моллюсками, в меньшей степени рыбой
Бутылконос (рис. 2.49) распространен в Атлантическом, Индийском и южной
части Тихого океана. В волах России водится только высоколобый бутылконос. Го-
лова небольшая составляет '/s длины тела. Лобный выступ очень круто опускается
к основанию клюва, который выражен резче, чем у других видов. Питается преиму-
щественно головоногими моллюсками, редко поедает рыб (сельдь, треска).
Рис 2 49. Бутылконос
96
2.3 Мерски* млекопитающие
Клюворыл (рнс. 2.50) обитает во всех океанах, населяя теплые, умеренные и
частично холодные воды. Самки немного крупнее самцов. Средняя длина са-
мок 5,8 м, максимальная — 7 м. самцов соответственно 5,5 и 6,7 м. Лобный
выступ относительно низкий Ротовая шель наименьшая по сравнению с дру-
гими вилами семейства. Основной пишей клюворыла служат головоногие
моллюски.
Рис. 2.50. Клюворыл
При разделке китовых туш получают разнообразное по своему составу и на-
значению сырье, выход которого колеблется в зависимости от вида и возраста
животного (табл. 2.11).
Таблица 1 11 Выход частей тела и органов при разделке
китов (в % к массе туши)
Части тела и органы Усатые киты Кашалоты
Покровное сало 20..25 19. ..24
Мясо 28...35 18...26
Кости 20...24 20... 26
Ласты (грудные и хвостовые) 1.5. 3.2 1.2...2.0
Внутренности 7.8 5 .6
Ливер (горло, сердце, легкие) 4,3 5,0 3.2 ...4,6
Головное сало 10 .13
Язык 2.3...3.1
97
Глава 2. Характеристика сырья водного происхождения
. 200 ..600
. 300 ..500
.... 300...600
....800... 1600
. 130 ..200
Определенную ценность представляют внутренние органы китов имеющих
значительную массу (в кг):
Печень
Почки.
Желудок ..
Кишечник ..
Сердце . ..
Химический состав отдельных частей туши существенно изменяется в зависи-
мости отвила, пола, возраста и упитанности животного.
Покровное сало. Туша кита покрыта мощным слоем жировой ткани Толщина,
консистенция, окраска, строение слоя сала, а также содержание в нем жира зави-
сят от вида, пола, возраста н упитанности животного. У усатых китов слой по-
кровного сала имеет толщину от 7 до 20 см, наиболее толстое сало обнаруживают
у горбачей. У кашалотов в хвостовой части туши толщина слоя сала 5...8 см.
Окраска сала бывает от белой (финвал) до желтовато-розовой (серый кит). В по-
кровном сале содержится 16—50% воды, 30—80% жира 2... 12 % белковых и
0,2...0,5 % минеральных веществ.
Мясо. Мышечная ткань состоит нз толстых пучков грубых волокон с много-
численными прослойками соединительной ткани. Окраска от светло-красной
(финвалы) до темно-бордовой или почти коричневой (кашалоты). Мясо молодых
китов светлее и обладает более нежной консистенцией. В китовом мясе содер-
жится (в%): воды 68...77, жира белков 18...23. минеральных веществ 1...2.
Химический состав н свойства мяса зависят от вида, возраста н упитанности ки-
тов, а также его расположения на туше: наиболее мягкое и жирное мясо распола-
гается между ребер, а наименее жирное и более плотное — на спине и хвостовой
части туши.
Лучшим сырьем для приготовления пишевых продуктов является мясо моло-
дых горбачей, затем финвалов. Мясо усатых китов усваивается организмом чело-
века быстрее, чем говядина По составу аминокислот белки китового мяса полно-
ценны в пищевом отношении.
Кости. Верхние и нижние челюсти, ребра, лопатки, позвонки состоят из рых-
лой костной ткани с тонким эмалевым слоем. Химический состав изменяется в
следующих пределах: воды 7...38 %, жира 8—55 %, белка 9... 17 %, минеральных ве-
ществ 27...36%, в том числе фосфора 10... 18 % (в пересчете на Р2О5).
Жиры. Основная масса жира в организме китов сосредоточена в покровном
сале и костях. Выход жира при обработке китов приведен в табл. 2.12.
Жиры усатых китов в основном состоят из триглицеридов и являются пи-
щевыми. Содержание неомыляемых веществ относительно невелико — не бо-
лее 3%. Жиры зубатых китов представлены сложными эфирами высокомоле-
кулярных спиртов и жирных кислот, триглицеридами и углеводами, содержат
30—40% неомыляемых веществ и используются, как правило, в качестве тех-
нических.
У кашалотов имеется головная спермацетовая «подушка», которая расположе-
на между лицевыми костями черепа и шкурой и состоит из рыхлой ткани, образу-
98
2.3. Морские млекопитающие
Таблица 2.12. Выход жира при обработке китов (в %
от массы животного)
Ткани и органы Финвал Каталог Горбач
Подкожное сало и язык 2.5...8.O 3.7...13.7 4.1-9,9
Кости, мясо, голова, ребра и спермацетовый мешок 3,7- 7,2 5,1.19,7 2,1-10,1
Всего жира (в среднем) 10,0 25,7 12.2
ющей две большие полости, заполненные маслянистой желтоватого цвета жид-
костью, в состав которой входит жироподобное вещество — спермацет.
Спермацет состоит из эфиров цетилового спирта с пальмитиновой и стеари-
новой кислотами. При охлаждении спермацета выделяются кристаллы — твер-
дый спермацет и светло-желтая маслянистая жидкость — спермацетовое масло.
Твердый спермацет представляет собой легко крошащиеся белые чешуйки, плат
вяшиеся при температуре 40...47’С, он не применяется на пищевые цели, но ши-
роко используется в парфюмерной промышленности и медицине, а также для
технических целей. Спермацетовое масло кристаллизуется при отрицательных
температурах, устойчиво к действию кислорода воздуха. Используется оно в ос-
новном на технические цели.
Внутренние органы. Внутренние органы китов являются ценным сырьем как
для получения пищевых и технических продуктов, так и биологически активных
веществ.
Печень китов имеет крас но-вишневый цвет, в ней содержится (в %): воды
66,6...74,8, жира 1,3...3,5, белка 18,3—23,2 и минеральных вешеств 1,2...1,7. Пе-
ченочные жиры характеризуются чрезвычайно высоким содержанием витамина
А (от 8500 до 70000МЕ/г) и могут использоваться для получения концентрата
витамина А в жире. Печень усатых китов съедобна, но из-за высокого содержа-
ния витамина А требует специальной обработки для предупреждения гиперви-
таминоза.
Почки имеют вид дольчатых образований темно-красного цвета, покрытых
слоем сала, используются в качестве сырья для выработки пищевых продуктов и
жира.
Желудок состоит из трех отделов. Слизистая оболочка второго отдела желудка
кита богата пепсином.
Из желез внутренней секреции представляют интерес гипофиз, поджелудоч-
ная железа, яичники и надпочечники, которые можно использовать для получе-
ния эндокринных препаратов. Гипофиз кита (массой 60кг) может содержать
столько гормонов, сколько их содержится в гипофизах 15...20 голов рогатого ско-
та. Поджелудочная железа (массой 50...80кг) может быть использована для при-
готовления фармацевтического или технического панкреатина, а также гормона
инсулина. В I г поджелудочной железы китов может содержаться от 1000 до
3000 ME инсулина. Количество фолликулина в яичниках (масса 2...7кг) эквива-
лентно количеству этого гормона, содержащегося в 1000 голов свиней. Из адрена-
99
Глава 2. Характеристика сырья «одного происхождения
линовых желез, или надпочечников (масса от 280 до 1000 г) можно выделить от
0,25 до 1,2 г сухого адреналина.
Головной мозг (масса от 4.5 до 8,0 кг) представляет интерес как сырье, из кото-
рого можно получить лецитин, а также холестерин.
Амбра. В кишечнике кашалотов иногда обнаруживают амбру темно серого
цвета различной формы и массы (ОТ 0.3 до 10 кг), состоящую из не переваренных
панцирных остатков пиши, соединенных маслообразным веществом. Растворя-
ется амбра в эфире, спирте или ацетоне. Ценность амбры заключается в ее спо-
собности удерживать запахи, поэтому она применяется в парфюмерии для стаби-
лизации аромата духов.
Дельфины
К промысловым дельфинам относятся белуха (белый дельфин, рис. 2.51), чер-
ные дельфины — дельфин-белобочка, азовский дельфин и афалина (рис. 2.52) —
и касатка (кит-убийца)
Рж. 2.52. Афалина
Дельфины — крупные животные, их масса и размеры приведены в табл. 2.13.
Таблице 2 13 Длина тела и масса промысловых
дельфинов
Дельфин Длина тел*, м Масса, кг
Касатка 5,0...8,0 3000.„9000
Белуха взрослая(белая) 3,5.„4.8 610...970
Афалина 2,2—3,1 120...300
Азовский дельфин 1,2... 1,8 24.„55
Дельфин-белобочка 1.3.. 2.1 22 90
100
2.3- Морские млекопитающие
Шкуры дельфинов лишены волосяного покрова и имеют покрытый слоем ро-
говых клеток эпидермис, достигающий у черных дельфинов толщины 2...3 мм, а у
белух — 15...20мм. Под эпидермисом расположена дерма — основная часть шку-
ры, состоящая из переплетенных пучков коллагеновых волокон, между которыми
располагаются эластиновые, а также очень тонкие и короткие ретикулиновые во-
локна Шкуры дельфинов могут быть использованы в качестве кожевенного или
клеевого сырья.
Под кожей вся поверхность тела дельфина покрыта слоем сала. В зависимости
от вида и возраста дельфина толщина слоя сала колеблется от 2 до 9 см. Жиры,
вытопленные из подкожного сала дельфинов, имеют светло-желтую окраску и ха-
рактерный запах, обусловленный присутствием значительного количества низко-
молекулярных жирных кислот, в частности изовалериановой. При разделке дель-
финов, кроме кожи и сала, отделяют мясо, кости и внутренние органы. Выход
частей тела и органов при разделке животных показан ниже (в % от массы живот-
ного):
Кожа............... ............... .3...9
Подкожное сало.. . .25...40
Мясо... ......20...35
Кости......... ................................................9... 17
Хвост м ласты.. .2 ..4
Внутренности.. ......5—18
В том числе:
печень........... ......1...4
сердце.. .... 0,4...0,6
легкие. .. . .2...3
Кровь.. ......2...5
Химический состав частей тела изменяется в зависимости от вида, возраста и
упитанности животных, а также от сезона и района промысла. Мясо дельфинов
имеет грубую консистенцию, темный цвет и специфический вкус и запах, поэто-
му используется на кормовые цели.
Хвост, ласты, хрящи и сухожилия, выделенные при обработке туш дельфинов,
могут быть использованы для производства клея Кровь дельфинов содержит
больше сухих веществ, чем кровь наземных животных. Из нее можно приготовить
пищевой и технический альбумин.
2.3.2. Ластоногие
К промысловым ластоногим относятся гренландский тюлень, крылатка (по-
лосатый тюлень), каспийский тюлень, акиба (кольчатая нерпа), ларга (пятнистая
нерпа), лахтак (морской заяц), морж, сивуч и котик. Наиболее крупным живот-
ным из ластоногих является морж.
Некоторые из промысловых ластоногих представлены на рис. 2.53.
101
Глава 2 Характеристика сырт водного происхождения
Масса основных промысловых ластоногих приведена ниже (в кг):
Морж .. .850...1500
Сивуч . ... 200...300
Лахгак. ... ....ВО... 120
Гренландский тюлень. .... 60... 160
Крылатка . 40... 90
Акиба .. 30... 80
Каспийский тюлень.. . 35...70
Размер и масса животных каждого вида зависят от возраста, пола и упитанно-
сти. Например, неполовозрелые гренландские тюлени имеют массу 20...60кг, а
взрослые — 80..120 кг
На коже ластоногих имеется волосяной покров: у моржа — жесткие и редкие
волосы, у сивуча — жесткая и короткая шерсть, у нерпы — короткая блестящая,
золотисто-желтая с черными пятнами, у лахтака — серебристо-серая и т. п. Густо-
та, окраска и качество меха у животных любого вида зависят от пола, возраста,
упитанности, сезона и других причин.
При разделке ластоногих массовые соотношения частей тела изменяются в за-
висимости от вида, возраста, пола и упитанности животных в следующих преде-
лах (в% к массе тела); шкура 4... 10, подкожное сало Z5...46. туша 40...60, в том
числе кости I5...25, внутренности 8... 18, кровь 2...5.
Кожа образована плотным переплетением коллагеновых волокон, по своему
строению близка к коже рогатого скота и служит кожевенным и клеевым сырьем.
Из шкур моржей и сивучей выделывают подошвенную и ременную кожу, а из
шкур тюленей — легкую кожу и замшу.
Толшина слоя подкожного сала у взрослых моржей 6... 12 см, а у тюленей
2...8см. Наиболее толстым сало бывает зимой, весной толщина сала и содержа-
ние жира в нем резко уменьшается. Жир из подкожного сала лвстоногих имеет
102
2.4. Морские растения
светло-желтый цвет и обладает слабым специфическим запахом, его можно ис-
пользовать в качестве пищевого.
Мясо ластоногих полноценно в пншевом отношении, но имеет более темную
окраску и уступает говядине по вкусовым достоинствам.
2.4. МОРСКИЕ РАСТЕНИЯ
| Водные растения"^
| Водоросли Травы |
| Бурые ~j | Красные"j
| Зеленые
Рж. 2.54. Классификация водных растений
В гидросфере Земли обитает более 28 тысяч видов растений от одноклеточных
микроскопических (фитопланктон) до растений со сложным строением и гига-
нтских по размерам (макрофиты). Водные растения встречаются во всех слоях во-
доемов, начиная с поверхности и до больших глубин (Блинова, 1979).
Классификация морских растений
как промышленного сырья представлена
на рис. 2.54.
Водоросли — это низкоорганизованные
растения, у которых отсутствуют настоя-
щие корни, стебли и листья. Некоторые
водоросли имеют органы крепления к
грунту (ризоиды), напоминающие корни.
Существует ряд факторов, влияющих
на географическое распространение водо-
рослей в морях и на вертикальное распределение их в отдельных районах. Одним из
существенных факторов является освещенность. Так. в поверхностной зоне развива-
ются водоросли, окрашенные в зеленый цвет хлорофиллом, ниже располагаются во-
доросли с бурым пигментом — фукоксантином, на большей глубине растут красные
водоросли, окрашенные малиново-красным пигментом — фикоэретрином.
Вместе с тем установлено, что распределение растительности на разных глу-
бинах зависит также от ряда других факторов — солевого состава воды, темпера-
туры воды, прибоев, течений, характера субстрата и других. Например, багряная
водоросль анфельция в Белом море выходит из больших iлубин на мелководье,
произрастая совместно с бурыми водорослями — фукусами. В связи с различны-
ми условиями произрастания, цвет багряных водорослей принимает разнообраз-
ные оттенки: черный, фиолетовый, коричневый, зеленовато-бурый и почти бе-
лый. Основной пигмент красных водорослей — фикоэретрин придает нормаль-
ную окраску водорослям лишь в затененных местах.
Мировой водорослевый промысел базируется на небольшом числе видов мор-
ских растений, относящихся к трем отделам высших таксонов: зеленые, бурые и
красные
В ряде стран ведут промысел морских трав, принадлежащих к цветковым рас-
тениям.
В нашей стране наиболее важное промышленное значение имеют бурые и
красные водоросли. Видовой состав альгофлоры наших морей очень разнообра-
зен (более 830 видов) и на 50 % представлен красными, на 45 % — бурыми и лишь
на 5% — зелеными водорослями.
103
Гнева 2 Характеристика сырья водного происхождения
Несомненное практическое значение могут иметь алярии, костарии. озонта-
лии, иридеи, птилоты, некоторые виды зеленых водорослей и морских трав.
2.4.1. Багряные (красные) водоросли
Багряные водоросли различны по форме, строению, химическому составу.
Промысловое значение имеют такие багряные водоросли как анфел ьция, филло-
фора, лауренция, грацилярия. гелидиум, гигартина, эйхенма, сурия, птсрокла-
дия, хондрия, гипнея, иридея и другие. Основными объектами промысла в Рос-
сии для получения студнеобразующих продуктов — агара, агароида, каррагинана,
а также клеящих веществ являются анфел ьция и филлофора.
Анфелышя — холодолюбивое, многолетнее растение, произрастающее в Бе-
лом, Баренцевом, Балтийском морях и водоемах Дальнего Востока.
Анфсльпия представляет собой ветвистые нитеобразные кустики (рис. 2.55),
достигающие высоты от 10 до 40 см. Нити имеют круглое сечение диаметром от
0,1 до 0,5 мм Побеги анфельнии — цилиндрические, хряще видные, количество
их колеблется от 30 до 100, представляя путаный клубок.
Рис. 2 55. Анфсльиня
Окраска анфельции бывает различной — от крас новато-багря ной до темно-
бурой, или даже черной. В процессе сушки в результате разрушения пигмента фи-
коэретрина анфельция приобретает желтоватую окраску.
104
2-4. Морские растения
Растет анфелЫ1ия преимущественно на каменистом грунте, с которого часто
отрывается при штормах и выбрасывается на берег. Добывают анфельцию в пери-
од с июля по сентябрь.
Филлофора — теплолюбивое растение. Значительные промысловые скопле-
ния она образует в северо-западной части Черного моря. Филлофора обитает на
относительно больших глубинах — от 40 до 60 м, предпочитая каменистый или
ракушечный грунт, составленный из створок мидий. Остро реагирует на загрязне
ние окружающей среды.
Филлофора представляет собой пласти невидные слоевища высотой 14... 18 см.
Пластина имеет ширину 4...6 мм, кверху понемногу суживается, а далее разветв-
ляется на множество других пластин с вьющимися краями.
Окраска филлофоры преимущественно темно-пурпурная, но бывает багряной
или буро-желтой. Высушенная филлофора представляет собой скрученные, весь-
ма упругие узкие роговидные и плоские стебли, переплетающиеся в пучки. По-
скольку филлофора произрастает на больших глубинах и далеко от берега, она
никогда не выбрасывается штормами на берег. Добыча ее производится с помо-
щью траулеров с апреля по ноябрь. Филлофора встречается также в значительных
количествах в районе Белого моря. Однако ее не добывают, ввиду низкого содер-
жания студнеобразуюших вешеств.
2.4.2. Бурые водоросли
Наибольший промышленный интерес предстааляют бурые водоросли семей-
ства ламинариевых (морская капуста), алярия (бобровая капуста), фукусы, аско-
филлум, саргассум.
Бурые водоросли крупнее всех других водных растений. Макроцистис — гигант не
только подводного, но и всего растительного мира. Они достигают 200м длины и
150 кг веса. Бурая водоросль алярия достигает 20 м длины, пелагофикус — 45 м и т. д.
Ламинария (морская капуста). В промышленности применяются различные
водоросли рода ламинариевых: ламинария сахарина, ламинария дигитата, лами-
нария японика и т. д. Эти водоросли получили собирательное название «морская
капуста» (рис. 2.56).
Морская капуста встречается всюду в морях северного полушария, в водах с
высоким содержанием кислорода и углекислоты. Она обильно произрастает в
прохладных морях Дальнего Востока, в Белом, Баренцевом, Балтийском и Север-
ном морях.
Все виды ламинариевых водорослей растут обычно на каменистом или круп-
ногалечном грунте, к которому крепятся с помощью корнеподобного разветвлен-
ного органа — ризоида, величиной с кулак. От ризоида отходит несколько череш-
кообразных стволиков, продолжающихся в виде мясистых широких листовидных
слоевищ, достигающих длины 2...5 м, а иногда до 15 м. Глубина зарослей ламина-
риевых водорослей ограничивается, как правило, 30 м.
Морская капуста — растение многолетнее, размножается спорами. Ее «лист-
ва» сменяется ежегодно. Сброшенная листва волнами выносится на берег, где мо-
105
Глена 2. Характеристика сырья водного происхождения
Ряс. 156. Ламинария японикя Ряс. 2.57. Фукус
жет образовывать многокилометровые валы Такие водоросли могут использо-
ваться в равной мере с заготовленными в море.
Сырьевые запасы морской капусты в России огромны. На Дальнем Востоке ее
заросли тянутся вдоль всего Приморья полосой 30...60м и более, прерываясь
лишь в зонах опреснения и прогреваемых закрытых бухтах. Густота поселений
морской капусты в Белом и Баренцевом морях колеблется в пределах от 3,5 до
17 кг на 1 mj (Промысловые, 1998).
Алярия (бобровая капуста), фукусы, аскофнллум. Эти бурые водоросли распро-
странены в тех же водоемах, где произрастает морская капуста. Алярия отличает-
ся от других водорослей своими размерами: например гигантская достигает 19 м
длины, 1,75м ширины и 8... 10кг веса. Запасы алярии, фукусов, аскофиллума в
ряде мест превышают запасы ламинариевых водорослей. В водах Мурманска со-
средоточено на 1 ма до 13 кг фукусов (рис. 2.57).
Цистозира. Эта бурая водоросль чрезвычайно распространена по восточному
побережью Черного моря. Цистозира — ветвистое растение буро-зеленого цвета,
ствол ее обычно имеет в длину до 1 м и более. Он прочно прикрепляется к при-
брежным скалам и камням, отрываясь лишь во время сильных штормов. Цисто-
зира отличается большим содержанием брома (0,8% NaBr).
Макроцнстис. На рис. 2.58 изображена гигантская водоросль макроцистис.
Это растение может расти на глубинах до 35 м. при этом листовидные пластинки
плавают на поверхности воды и могут легко отрываться во время шторма.
106
2 Л. Морские растения
2.4.3. Зеленые водоросли, морские и пресноводные цветковые
растения
Зеленые водоросли обладают способностью произрастать в водоемах с боль-
шой соленостью и одновременно — в пресных водах. Например, обильные зарос-
ли кладофоры можно наблюдать в морях, заливах и реках.
Морские цветковые растения обильно произрастают вдоль берегов и занимают зна-
чительный пояс, опускаясь ниже 10.. 15м. Однако ряд водных растений предпочитает
селиться в лагунах, устьях рек. на участках с меньшей соленостью. Заросли морской ру-
пии иногда закупоривают мелкие речки, вызывая подъем их уровня и разливы.
Пресноводные растения — рогоз, камыш
и другие, часто оказываются растущими не-
посредственно у моря.
Все эти виды водной растительности, с
точки зрения их заготовки и технологичес-
кой обработки, имеют много общего.
Кладофора относится к зеленым водо-
рослям, произрастающим как в морских,
так и в пресноводныъх водоемах. Кладофо-
ра в больших количествах распространена в
Азовском море. Благодаря своему нитчато-
му, ветвистому таллому, кладофора легко
развивается на любом субстрате — камнях,
сваях ит. п.
Ульва (морской салат) (рис. 2.59), зеленая
водоросль, встречается почти во всех морях.
Ее часто используют для пищевых целей,
взамен обычного салата.
Зостера бывает двух видов: зостера мари-
на — широколистная, поселяющаяся на бо-
лее значительных глубинах, и зостера нана —
узколистая, предпочитающая мелководье.
107
Глава 2. Характеристика сырье водного происхождения
Длина зостеры достигает 1 м. Разветвления корневища, снабженные по всей
длине пучками хорошо развитых корней, обеспечивают зостере прочное укреп-
ление в подвижном мягком грунте. Зостера относится к числу многолетних рас-
тений, размножающихся вегетативно отводками от корневищ. Образование
плодов и семян наблюдается в середине лета. К осени зостера сбрасывает лис-
тья, которые нагромождаются на берегу огромными валами и могут быть собра-
ны для реализации.
Филоспадикс — морской лен — относится к семейству зостеровых однодоль-
ных цветковых морских растений. Эта морская трава в отлнчие от зостеры произ-
растает на открытых прибойных участках морского дна, на каменистых или ска-
листых грунтах, укрепляясь в малейших расщелинах. Филоспадикс достигает
длины 2...3м. Листья его лентовидные, имеют сильно развитую ткань, способную
сопротивляться движению воды, цвет их ярко-зеленый
Филоспадикс — растение многолетнее, новые побеги образуются от старого
корневища. Побеги травы достигают промысловых размеров в июне. Старая, от-
мирающая трава выбрасывается волнами на берег, главным образом в период с
конца июня по конец сентября. Рост листовидных органов начинается в мае и
приостанавливается в октябре. В России филоспадикс распространен лишь в во-
дах Дальнего Востока, его заросли тянутся вдоль побережья Японского моря на
глубине от 1 до 8 м.
Рогоз — крупное, многолетнее растение, произрастающее в неглубоких пре-
сных водоемах с илистым дном. Колоссальные заросли рогоза имеются на юге —
в дельте Волги, в плавнях Дона. Кубани ит. д. Рогоз имеет толстый цилиндриче-
ский стебель, достигающий иногда 2,5м высоты, часть его погружена в воду.
Прикрепляется он ко дну с помощью ветвящихся корневищ. Существуют различ-
ные виды рогоза. Широколистный рогоз имеет стебель высотой от 1 до 2,5 м и
листья шириной до 0,2м, стебель узколистного рогоза бывает длиной от 1 до
1,8 м, листья шириной 4...5 мм. Используют рогоз для изготовления плетеных из-
делий, производства волокна и т. п.
Тростник — один из крупнейших представителей многолетних пресноводных
растений, он достигает 3,3...4,5 м высоты и встречается по берегам различных во-
доемов. заходя иногда очень далеко в воду, до глубины 2 м. Его заросли занимают
обширные пространства лиманов, протоков с быстрым течением воды. Густота
произрастания колеблется в пределах 30... 120 растений на 1 м2. Тростник растет в
таких же условиях, как и рогоз. Он прикрепляется к дну длинными ветвящимися
корневищами, от которых отходят стебли диаметром 15... 18 мм и широкие длин-
ные жесткие листья. К осени стебель тростника становится настолько одереве-
невшим, что усилие на его срезание составляет 6... 10кг/см*’, а на разрыв —
40...60 кг/см2. Из тростника получается хороший, легкий строительный материал
и другие изделия.
Камыш является наиболее крупным пресноводным и приморским растени-
ем. Камыш — растение многолетнее, достигающее 4...6 м высоты. Камыш рас-
тет в южных и средних областях России в дельтах и по берегам рек, озер, на
мокрых солончаках. Камыш служит для изготовления плит (камышит) и дру-
гих изделий.
108
2.5. Химический состав тканой гидробионтов
2.4.4. Сусак, стрелолист, лилии и другие пресноводные растения
Сусяк зонтичный — многолетнее растение высотой до 1,5 м с мощным корне-
вищем, от которого отходят круглый стебель и розетки желобообразных листьев.
Сусак распространен в средней и южной части России. Сухие корневища сусака
содержат до 60% крахмала и сахаристых веществ. Их можно употреблять в пече-
ном. жареном виде.
Стрелолист — многолетнее растение высотой до 0,9 м с толстым клубнеобраз-
ным на концах корневищем, с отходящим от него крупным трехгранным стеблем
с листьями, напоминающими по форме стрелу. Стрелолист растет в тихих заводях
рек по всей территории России. Сухие стебли стрелолиста содержат до 54 % крах-
мала. 5.5 % сахаров. 1 .8 % декстрина. Клубни можно использовать в пищу в пече-
ном и отварном виде. В Японии стрелолист специально культивируется.
Белокрыльник — травянистое многолетнее растение с толстым корневищем,
растет в северных и средних районах Европейской части России и умеренной час-
ти Сибири до Амура. Белокрыльник содержит гликозид сапонин (СИН^О8) — ве-
щество, обладающее способностью давать с водой обильную стойкую пену, даже
если оно присутствует в самых минимальных количествах.
Белая титя (кувшинка) и желтая лилия (кубышка) — растения с толстыми
длинными корневищами, от которых отходят длинные листья, плавающие вводе.
Сухие корневища белой лилии содержат до 50 % крахмала.
Аир — распространенное растение с широкими листьями, корни аира содер-
жат масло со стойким приятным запахом. Аирное масло широко применяется в
ликерном и кондитерском производствах.
2.5. ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ ТКАНЕЙ ГИДРОБИОНТОВ
Характеризуя химический состав гидробионтов, принято разделять элемен-
тарный и молекулярный составы.
Элементарный химический состав используют сравнительно редко, так как
он показывает содержание отдельных химических элементов в теле рыбы. Как
правило, в рыбе обнаруживают более 60 химических элементов. В зависимости
от массовой доли, химические элементы, содержащиеся в теле рыбы, принято
подразделять на макро- и микроэлементы. Элементы, содержание которых в
тканях выражается целыми или десятыми долями процента, относят к макро-
элементам. Основная их доля приходится на кислород (около 75 %), водород
(около 10 %), углерод (около 9,5 %), азот (2,5...3 %), кальций (1,2... 1,5 %), фос-
фор (0,6...0,8 %), сера и другие. Если содержание элементов составляет менее
0.01 %, то они относятся к микроэлементам (Fe, Zn, F, Си и другие). В некото-
рых случаях, для элементов, содержание которых не превышает 0.001 %, вво-
дится понятие ультрамикроэлементы.
Молекулярный химический состав показывает содержание в рыбе отдель-
ных химических соединений или групп родственных веществ. Знание молеку-
лярного химического состава применяют для определения ценности рыбы как
109
Глава 2. Характеристика сырья водного происхождения
промышленного сырья и выбора способа обработки, а также для выявления сте-
пени ее свежести. Наиболее часто при оценке рыбы как промышленного сырья
учитывают массовые доли воды, липидов, сырого протеина (ОАх6,25)“ и мине-
ральных вешеств. В связи с тем, что содержание углеводов в рыбе, как правило,
не превышает 1 %, их обычно не учитывают. Для более полной характеристики
пищевых или других свойств рыбы определяют дополнительно содержание
собственно белков (истинного протеина (ОА НБА21)х6,25) и небелковых азо-
тистых вешеств, а также витаминов, амино- и жирных кислот, наиболее важных
минеральных и других вешеств (Быков и др., 1985; Высоцкий и др., 1977; Лева-
нидов, 1980).
2.5.1. Характеристика отдельных веществ, входящих в состав
тканей гидробионтов
Вода
Вода является непременной и наиболее значительной составной частью всех
видов тканей организма животных и растений.
При непосредственном участии воды в живом организме происходят все био-
химические процессы обмена, с водой связано всасывание, перемещение и рас-
пределение питательных вешеств в организме, а также вывод из организма про-
дуктов обмена. Биологическое значение воды исключительно велико. Если ор-
ганизмы могут переносить потери почти всего жирового запаса, или половину
общего содержания белков, то потеря 9 -10% воды вызывает тяжелые патологи-
ческие изменения, а при потере 15...20% общего содержания воды происходит
гибель организма.
Вода представляет собой жидкость с рядом специфических и аномальных
свойств, что делает ее почти уникальным веществом для развития живой мате-
рии.
Вода распределена в организме между двумя основными пространствами —
внутриклеточным (внутриклеточная жидкость) и внеклеточным (внеклеточная
жидкость, плазма, лимфа). В живом организме вода свободно диффундирует
между этими пространствами, а движение растворимых в ней веществ строго
регулируется. После смерти организма распределение влаги в органах и тканях
выходит из-под контроля и динамика процессов определяется воздействием
внешних факторов.
Вода, содержащаяся в мышечной ткани, неоднородна по своим физико-хими-
ческим свойствам и биологической роли, она условно подразделяется на связан-
ную и свободную. В животных организмах вода входит в состав коллоидных,
главным образом белковых систем. Основная часть (80...90%) содержащейся в
тканях воды является связанной.
11 Сырой протеки определяется км произведение общего азота (ОА) в пробе на коэффициент 6.25. учитывающий
среднее содержание ззота (16%) в общей массе белка, которая принят» за 100% (100/16 — 6.25).
” НБА — небелкоаыс азотистые вещества
ио
2.5. Химический состав тканей гидробионтов
Существует несколько классификаций форм связи волы. Согласно широко
распространенной классификации форм связи воды с материалом, предложен-
ной П. А. Ребиндером, различают химическую, физико-химическую и механи-
ческую формы связи воды.
Химическая связь является наиболее прочной; она влияет на химическую при-
роду вещества и нарушается с большим трудом, например при прокаливании. Во-
да в этом случае входит в состав вещества в определенных количественных соот-
ношениях (например Na2SO4- 10Н2О). При обычной тепловой сушке рыбы свя-
занная вода не удаляется.
Физико-химическая форма связи менее прочна; она обеспечивается адсорбци-
ей, осмосом и присутствием в структурах гелей.
Адсорбционно-связанная вода — это вода, связывание которой происходит за
счет большой поверхности и свободной поверхностной энергии коллоидных тел,
характеризующихся высокой дисперсностью частиц.
При адсорбции воды выделяется теплота — теплота гидратации, в которую пе-
реходит потенциальная энергия поверхностных слоев. Влага, поглощаемая мате-
риалом с выделением теплоты и контракцией системы, называется гидратацион-
ной массовой долей влаги. Таким образом процесс гидратации — это процесс
присоединения адсорбционной влаги. Адсорбционно связанная вода не является
растворителем, плотность ее несколько отличается от единицы, диэлектрическая
проницаемость этой влагн меньше, чем у свободной, замерзает она прн более
низкой температуре С достижением гидратационной массовой доли влаги про-
цесс присоединения влаги к коллоидному телу не прекращается, ио поглощение
обуславливается уже другими силами (осмосом).
По исследованиям академика А. В. Лыкова для удаления адсорбционной вла-
ги из материала ее нужно превратить в пар, который перемещается от середины
продукта к его поверхности.
По экспериментальным данным I г сухой массы белков животного происхож-
дения связывает от 0,15 до 0.41 г воды.
Осмотически связанная влага. По теории С. М. Липатова в пишевых продуктах
концентрация растворимых фракций органических вешеств внутри клетки выше,
чем на поверхности. И вода с внешней поверхности клеток путем осмоса прони-
кает внутрь клеток и образует осмотически связанную влагу.
При поглощении телом жидкости и образовании осмотически связанной вла-
ги не происходит выделение тепла илн контракции системы. Такой процесс на-
зывается набуханием.
Механически связанная влага (капиллярная влага) — это влага, заполняющая
капилляры и открытые поры тела, а также влага смачивания. Влага микрока-
пилляров заполняет капилляры, средний радиус которых менее 10 7м. Жид-
кость может заполнять любые микрокапилляры не только при непосредствен-
ном соприкосновении с ними, но и путем сорбции из влажного воздуха. Влага
макрокапилляров находится в капиллярах, средний радиус которых больше
Юм.
Микрокапилляры обладают свойством конденсировать влагу из насышенного
влагой воздуха. Макрокапилляры таким свойством не обладают.
111
Глава 2 Характеристика сырье водного происхождение
Свободная, а также осмотически и капиллярно-связанная вода является рас-
творителем для экстрактивных веществ и определяет диффузионно-осмотичес-
кий обмен в тканях.
В организме не существует резко выраженной границы между свободной и
связанной влагой. Если проявляется действие факторов, ослабляющих гидро-
фильные свойства веществ тканей (добавление электролитов, повышение темпе-
ратуры и т п.), то содержание связанной воды уменьшается. В результате механи-
ческого воздействия на ткани рыбы (измельчение, прессование и т. п.) некоторая
часть влаги может быть выделена в виде мышечного сока, содержащего водорас-
творимые органические и неорганические вещества. Потери мышечного сока
при обработке или хранении рыбы сопровождаются ухудшением присущих ей
вкусовых и ароматических свойств, а также уменьшением сочности мяса. В связи
с этим, при определении качества рыбы широко используется такой показатель,
как водоудерживающая способность (ВУС) мышечной ткани. Кроме внешних
факторов на ВУС мышечной ткани заметное влияние оказывают посмертные из-
менения. происходящие в рыбе.
Известно, что в изоэлектрической точке бедок наименее гидратирован. В ча-
стности, основной белок мышечной ткани миозин, имеющий изоэлектрическую
точку при pH 5,4, теряет способность удерживать воду в результате выделения
фосфорной и молочной кислот при разрушении АТФ и гликогена на стадиях
предокоченения и окоченения. Само сокращение мышечной ткани при окочене-
нии вызывает активное выделение тканевого сока. Процессы денатурации и гид-
ролиза белков приводят в конечном итоге к повышению проницаемости клеточ-
ных мембран и. как следствие, потере осмотически связанной влаги.
Азотистые вещества
Основную массу азотистых веществ, входящих в состав органов и тканей гидро-
бионтов, составляют белки (истинный протеин). Наряду с белками присутствуют,
как правило, в небольших количествах небелковые азотистые вещества, относящи-
еся к различным группам органических соединений (Быков, 1980). Суммарное ко-
личество элементарного азота белковых и небелковых веществ принято называть
♦общим азотом*. Его содержание в тканях рыб значительно варьирует в зависимос-
ти от различных факторов, основным из которых является вид рыбы. Так, напри-
мер. в мышцах костистых рыб массовая доля общего азота колеблется в пределах от
2,4 до 3,3 % к сырому веществу, причем более 85 % от этого количества приходится
на азот белковых веществ. В мясе хрящевых рыб содержание общего азота выше и
составляет от 3.5 до 5,0%, но на долю белкового азота в этом случае приходится не
более 60%. Таким образом, доля азота истинного протеина в том и другом случае
примерно одинакова и составляет в среднем около 2,5 % к массе сырого вещества.
Информация о массовой доле и, особенно, о составе азотистых вешеств гид-
робионтов имеет очень большое значение, так как они играют ведущую роль в
вопросах формирования органолептических признаков (вкус, запах, консистен-
ция), а также оказывают существенное влияние на изменение качества рыбы в
результате биохимических или микробиологических процессов.
112
2.5. Химический состав тканей гидробионтов
Белки. К белкам принято относить высокомолекулярные азотсодержащие ве-
щества, состоящие из остатков а-аминокислот, соединенных пептидной связью,
и имеющие определенную пространственную конфигурацию. Белки являются
основной составной частью протоплазмы и главнейшим жизненным субстратом:
все жизненные процессы совершаются либо самими белками, либо при их непо-
средственном участии (Высоцкий и др., 1980).
Элементарный состав белков представлен углеродом (50,6—56,7%), кислоро-
дом (20,8—25,5%), азотом (14,6—18.6%) и водородом (6,5...7,3 %); кроме того, в
составе молекул некоторых белков присутствует сера (0,3...2,6%), фосфор
(0,5 0,6%), железо (гемоглобин), медь (гемоцианин), иод (белки щитовидной
железы), кремний (кератин) и другие элементы.
Довольно постоянное содержание азота в белках, полученных из тканей жи-
вотных и растений, позволило по содержанию азота в веществе вычислять содер-
жание в нем белков, применяя обратный коэффициент приведения (6,25), что со-
ответствует среднему содержанию в сухом белке 16 % азота.
Белки мышечной ткани гидробионтов, как правило, являются полноценны-
ми. Аминокислотные скоры белков отдельных тканей некоторых гидробионтов
представлены в табл. 2.14.
Таблица 2.14. Аминокислотный скор белков некоторых гидробионтов (в %)
Наименование Валин Иэолей- иин Лсйимн Лизин Метионин + ЦИСТИН Трео- нин Трипто- фан Фенилаланин + тирозин
Мышечная тканы
трески 102 102 III 196 111 102 120 по
путассу 105 131 113 168 114 120 117 по
пинагора 100 97 128 137 125 117 100 173
Оболочка кукумарии 78 59 68 54 76 124 120 100
Гонады морского ежа 113 111 100 124 125 158 111 122
Исландский гребешок:
мускул 108 98 146 149 157 117 122 102
мантия 75 86 131 197 155 120 113 129
Мясо северной креветки 107 130 124 177 136 120 113 124
Ламинария сахаристая 122 128 80 107 114 250 92
Белки являются высокополимерными веществами со свойствами типичных
гидрофильных коллоидов. В организме белки присутствуют либо в виде коллоид-
ных растворов (слизь, кровь, лимфа и т. п.), либо в форме эластичных гелей.
Часть белков входит в состав твердых тканей (чешуя, кости, шерсть и т. Д.), кото-
рые не растворяются и не набухают в холодной воде, но проявляют этн свойства
при нагреве до 60...80 °C.
В настоящее время принято подразделять мышечные белки по растворимости
на три фракции:
1) миофибриллярную, растворяющуюся при высокой ионной силе растворов;
113
Глава 2 Характеристика сырья водного происхождения
2) саркоплазматическую, растворяющуюся при низкой ионной силе растворов;
3) нерастворимые белки сарколеммы — белки стромы.
До недавнего времени денатурированные белки миофибрилл и саркоплазмы,
извлекаемые раствором щелочи. ошибочно относили к особой группе белков —
миостром инов.
Данные по содержанию различных фракций белков в мясе некоторых видов
рыб показаны в табл 2.15.
Таблица 2 1 5. Содержание фракций мышечных белков рыб
РиЛк Содержание белкоа, Я от общего содержания
саркоплазматических миофибриллярных стромы
Треска 21 76 3
Карп 23...25 70... 72 5
Камбала 18.. 24 73 ..79 3
Сравнительные данные исследований мышц млекопитающих и некоторых
рыб показали, что количество миофибриллярных белков у рыб значительно вы-
ше, чем у млекопитающих, в то время как у млекопитающих больше белков сар-
коплазмы по сравнению с содержанием нх у рыб. Заметные различия наблюдают-
ся также в содержании белков стромы — у млекопитающих их содержание значи-
тельно выше, чем у рыб.
В мышцах рыб миофибрилл я рные белки (актин, миозин, актомиозин, тро-
помиозин) составляют более 65% (у млекопитающих — около 40%) от общего
содержания белков.
Актин способен существовать в двух резко различающихся по своим свой-
ствам формам: глобулярной (G-актин) и фибриллярной (F-актин). Молекуляр-
ная масса мономера актина близка к 75 000.
Миозин относится к числу фибриллярных белков И обладает специфической
способностью связывать различные ионы, главным образом кальция и магния
Молекулярная масса чистого миозина достигает 840 000. Под действием протео-
литических ферментов миозин расщепляется на Н-меромиозин (тяжелый меро-
миозин), с которым связана АТФазная активность миозина, и L-меромиозин, ли-
шенный этой активности Миозин способен соединяться с липидами с образова-
нием при этом более нлн менее прочных липопротеидных комплексов. При тем-
пературе 37 *С начинается денатурация миозина.
Актомиозин в мышцах находится в форме актина и миозина, которые легко
экстрагируются из мяса раствором солей, образуя актомиозин в растворе. Свой-
ства актомиозина аналогичны свойствам миозина по ферментативному расщеп-
лению АТФ. Раствор актомиозина имеет высокую вязкость и двойное лучепре-
ломление, а когда к нему добавляют АТФ то вязкость его уменьшается и двойное
лучепреломление исчезает. Актомиозин — наиболее важный компонент мышеч-
ной ткани, вызывающий сокрашсннс мышц. Актомнознн мышц рыбы, в отличие
от актомиозина теплокровных животных, легко растворяется в солевом растворе.
Благодаря этому свойству миозин трудно отделить от актомиозина мышц рыбы.
114
2 5. Химический состав тканей гидробионтов
Тропомиозин и тропонин были выделены из мышц после предварительного
денатурирования их белков органическими растворителями. Количество тро-
помиозина невелико, например, в мышцах карла оно составляет до 0,4% от
массы свежих мышц. Установлено, что тропомиозин и тропонин регулируют
мышечное сокращение. Молекулярная масса тропомиозина 68 000. Тропонин
образован из трех компонентов с различной биологической функцией: тропо-
нин-Т, который соединяется с тропомиозином; тропонин-I. подавляющий
АТФазу актомиозина: и тропонин-С. соединяющийся с Са2*. Молекулярная
масса тропонина карпа 76000 (тропоиина-Т 30 000, тропонина-1 21 000 и тро-
понина-С 19000).
Следующую, наиболее значительную фракцию белков (18...30 % от общего со-
держания), составляют саркоплазматические (водорастворимые) белки типа аль-
буминов: миоген — 6%, миоглобин — 1...2%, миоальбумин — около 7%, глобу-
лин X — 8... 10%. В мышечной ткани млекопитающих на долю саркоплазматиче-
ских белков приходится от 35 до 40 % от обшего содержания.
Миоглобин широко распространен в мышцах животных, в том числе низших
позвоночных. Миоглобин является источником кислорода в мышце. В то время
как близкий к миоглобину гемоглобин переносит кислород к тканям, миоглобин
накапливает кислород в мышцах.
В мясе рыбы содержится также небольшое количество белков стромы, пред-
ставленных в основном коллагеном. У костистых рыб коллаген составляет обыч-
но 2...4 % всех белковых веществ мяса, но у некоторых видов рыб доходит до
6...7%. В мясе хрящевых рыб коллагена больше — 8—10% от всех белков.
Коллаген обладает высокой прочностью. Он является основой волокнистой
структуры кожи, костей, сухожилий, хряшей и плавательного пузыря рыб. Колла-
геноподобное вещество также выделено из чешуи и мышц рыб.
Основной структурной единицей коллагена является тропоколлаген, состоя-
щий из трех цепей, каждая из которых включает 1000 аминокислотных остатков.
Коллаген является неполноценным белком. В ием мало тирозина, гистидина и
метионина, отсутствует триптофан и цистин. Коллаген богат глицином и проли-
ном. В коллагене содержатся гидрокси прол ин и гидроксилизин, редко встречаю-
щиеся в других белках.
При кипячении с водой коллаген гидролизуется с образованием глютина, чем
объясняется некоторая клейкость отваренного мяса свежей рыбы, а также застуд-
невание рыбных отваров.
В костной ткани коллаген заменен оссеином.
Эластин — второй по распространенности структурный белок, входящий в со-
став сухожилий. Он более устойчив, чем коллаген, к действию пищеварительных
ферментов, богат глицином и беден пролином.
Кератины — группа высокомолекулярных (минимальная молекулярная масса
2 000000) белков, входящих в состав эпидермиса, шерсти, китового уса, перьев
и т. п. В отличие от коллагена и эластина кератины богаты серой и содержат мно-
го цистина, глутаминовой кислоты, лейцина. К нерастворимым кератинам отно-
сятся белки морских губок (спонгин), кораллов (горгоиин), раковин (конхио-
лин). Кератины совершенно не перевариваются пепсином.
115
Глава 2. Характеристика сырья водного происхождения
Характерным признаком белков является присутствие на поверхности их мо-
лекул полярных групп боковых радикалов, в частности —СООН, -NH,. Одновре-
менное присутствие в молекуле белков щелочных и кислотных групп придает
белкам свойства амфотерных полиэлектролитов. Поэтому в водных растворах
диссоциация белков происходит по-разному: в щелочной среде белковый ион за-
ряжен отрицательно (диссоциирует карбоксильная группа), а в кислой среде —
положительно (диссоциирует аминогруппа). Незаряженные частицы белка ха-
рактерны для изоэлектрической точки.
Каждый белок имеет характерную изоэлектрическую точку. В изоэлектричес-
кой точке гидратация мицеллы белка уменьшается, в результате чего понижается
вязкость и осмотическое давление растворов, усиливается их способность жели-
ровать и коагулировать.
Очень важным свойством белков является их способность необратимо изме-
нять свои нативные качества при физических воздействиях (нагрев, ультразвук,
ультрафиолетовое излучение и др.) и воздействии химических вешеств (органи-
ческих и неорганических кислот, солей тяжелых металлов, спиртов, ацетона
и др.). Процесс изменения нативных свойств (денатурация) связан с изменения-
ми структуры молекул и нарушениями соотношений полярных поверхностных
группировок, в результате чего изменяются важные биологические, химические и
физические свойства белков. В то же время денатурированные белки легче усваи-
ваются организмом человека, так как они становятся более доступными для про-
теолитических ферментов желудочно-кишечного тракта.
Денатурация может вызывать необратимую потерю растворимости белков, и в
этом случае белки коагулируют и выпадают в виде нерастворимого осадка (необ-
ратимая коагуляция).
Некоторые белки могут обратимо осаждаться из охлажденных до температуры
от 0 до 4 °C водных растворов при добавлении определенных количеств электро-
литов (хлорид натрия, сульфат аммония). В этом случае белок осаждается (выса-
ливается) без денатурации и может быть вновь переведен в растворимое состоя-
ние при добавлении избытка воды.
Содержание белков в тканях гидробионтов. Во всех тканях животного и расти-
тельного происхождения обязательно присутствует то или иное количество белков.
Их содержание зависит от биологических особенностей вида, а также назначения
тканей. Например, в мышечной ткани наземных животных содержание белковых
вешеств изменяется в пределах от 18 до 23 %, а у различных видов морских живот-
ных — от 0.2 до 28,8%. Если в листьях н стеблях наземных растений содержится от
1.2 до 3.0% белковых вешеств, то в морских растениях от 0.6 до 8,6 %.
Только у морских млекопитающих мышцы имеют устойчиво высокое содер-
жание белков; у остальных гидробионтов мышцы содержат меньше белков, чем у
наземных животных, причем их содержание весьма непостоянно.
У рыб. ракообразных и морских млекопитающих, как и у наземных животных,
сухое беззольное и обезжиренное вещество мышц почти целиком состоит из бел-
ков. У голотурий, двустворчатых моллюсков, медуз и особенно у водорослей в со-
ставе сухого вешества присутствуют животные и растительные полисахариды
(табл. 2.16).
116
2.5. Химический состав тканей гидробионтов
Табл нив 2.16. Содержание сырого протеина в тканях животных и растений
Ткань Содержание сырого протеина, %
в нативном веществе в сухом беюольном и обезжиренном веществе
Мышцы наземных животных 14...23 96...98
Мышцы морских млекопитающих (ластоногие, киты) 21...28,8 94...98
Мышцы рыб: морских пластиножаберных 15.3.. 23.6 87...90
пресноводных костистых 17,6-21,6 94-98
проходных костистых 17.2-23,3 95-98
морских костистых: — пелагических 13,7-24,9 94-98
— лонных 6,5—25,7 93...97
Мышцы ракообразных (крабы, креветки) 13,6-23,2 90...94
Моллюски двустворчатые (мидии, гребешки, устрицы) мускул-замыкатель 13,8-19,1 78-88
мантия 6.8...12,В 50...68
Мантия головоногих моллюсков (кальмары, осьминоги) 9,8...19,3 80—97
Оболочка тела голотурий (трепанг, кукумария) 1,4.. .10,3 70...87
Медузы (ткань купола) 0.2...0.5 25...35
Слоевища морских растений: зеленые и бурые 0,6... 1.6 9..23
красные 3,0...8,6 12...45
Листья и стебли наземных растений 1.2-3,0 5...18
Существенно изменяется содержание белков в зависимости от назначения
ткани, причем у рыб и морских млекопитающих по сравнению с наземными жи-
вотными содержание сырого протеина заметно отличается и изменяется в более
значительных Пределах (табл. 2.17).
Таблица 2 17 Содержание сырого протеина в различных объектах
животного происхождения (в %)
Объект исследования Наъсмиые животные Морские млекопитающие (ластоногие) Морские и пресновод- ные рыбы
Мышцы Н ...23 21...29 6,5-26,8
Кровь 16-19 25...36 2-7
Печень 17...2O 17...25 9-23
Лимфа, слизь 2.5...3.O 3,5-4,5 0,5... 1,3
Кости I6...24 9,5-27,5 10,5-21,5
Хряши I7...20 I7...20 10...28
Покровное сало 0,3...2,0 4...45 1,2-12,7
117
Глове 2. Характеристика сыры водного происхождения
Эти различия свидетельствуют о Болес выраженной лабильности живого ве-
щества гидробионтов, что связано, очевидно, с особенностями азотистого об-
мена.
Содержание белков в тканях различных частей тела гидробионтов изменяется
в очень широких Пределах в зависимости от вида организма и рода тканей
(табл. 2.18).
Таблица 2.18. Содержание сырого протеина в нативных тканях гидробионтов (в %)
Честь геле, тмяь Рыбы Ракообршкыс Дв^стжзрчатые моллюски Лсстоногис Усатые и тубв- тые киты
Слизь на поверхности тела 0,5...1,3 — — —
Чешуя 10.4...36,5 — — - -
Кожный покров 19.5. 38.5 — — 28,6. 39.4 21,4.25.5
Подкожное и покровное сало 0.8...4.3 — I.2...3.2 1.3-48.5
Хряши 10.2.17,7 — I9.4...24.3 18,5—22,0
Коста 10,5. .21,5 — — 21,7 ..36,5 7,6-24.3
Панцирный покров - 8,2... 14,9
Раковина — 0,9—3,1
Плавники. гр}дные и хвосто-
вые ласты 11.8. .21,0 __ — 20.4..22.9 27,2 ..32,3
Печень 8.6- 23.2 8.7... 16.2 — 21.8...23.0 15,1—23,2
Икра 25.5...30.0 15.3-31.3 — —
Молоки 12.5... 18.6 — — — —
Кишечник, желудок, сердце.
легкие, почки 4,0.. 23,5 4.3...5,3 6.0 ..12,4 18,О...25.6 13,4...23,5
Плавательный пузырь 18,5. .37.0 — —
Кровь 2.0..7,0 1.9. .3,1 4,0. .7,2 4,5 8,7
Относительное содержание белковых веществ в одноименных тканях тела
гидробионтов находится в обратной зависимости от содержания в них липидов,
минеральных веществ и воды. Например, в жирной печени рыб (50...70 % липи-
дов) белковых веществ содержится 8...12 %, а в тошей (2—6% липидов) —
20... 23 %.
Таким образом, относительное содержание белков в однотипных тканях может
изменяться в очень значительных пределах. Однако, если отнести содержание бел-
ковых веществ к массе сухого обезжиренного и беззольного остатка, то вие зависи-
мости от вида гидробионта и рода тканей содержание белковых веществ держится
на уровне 83...1О0 %, т. е. белки являются основной составной частью.
Ферменты гидробионтов. Важнейшим свойством ряда белков является их ка-
талитическая активность. Вещества белковой природы, способные каталити-
чески ускорять химические реакции, называются ферментами. В настоящее
время в биологических объектах обнаружено несколько тысяч индивидуальных
ферментов.
117
2.5 Химический состав тканей гидробионтов
В живом организме протекающие при участии ферментов реакции идут по-
стоянно в двух направлениях — с одной стороны, по пути распада, а с другой —
по пути новообразования, или синтеза, необходимых организму вешеств. После
смерти организма ферментативные процессы приобретают одностороннюю на-
правленность и сводятся в основном к распаду вешеств. При этом особую роль
играют гидролитические ферменты. Они способствуют распаду гликогена, кре-
атинфосфата иаденозинтрифосфорной кислоты в мышечной ткани рыбы (фос-
форилаза. амилаза, фосфофераза и АТФаза). Не меиее важна роль мышечных
протеиназ — катепсинов, которые вызывают расшепление бечков, тем самым
влияя на структурные свойства ткани, и изменяют органолептические характе-
ристики продукта. В случае хранения или изготовления продукции из неразде-
ланного сырья на определенном этапе производства проявляется роль гидролаз
желудочно-кишечного тракта, которые постепенно диффундируют в мышеч-
ную И другие тканн, ускоряя процессы гидролиза макромолекул, в первую оче-
редь белков.
Для каждого вида фермента существует температурный оптимум действия,
при котором активность ферментов наибольшая. При температурах близких к
О °C и ниже ферментативная активность в значительной мере замедляется и в
большинстве случаев приостанавливается. Однако в последние годы эти пред-
ставления изменяются и уточняются на основе достижений криобиологии. По-
нижение температуры и замораживание систем приводят, как правило, к сниже-
нию ферментативной активности. Вместе с тем. в ряде случаев обнаружено, что
ферментные реакции протекают с заметной скоростью при низких температурах
и даже при —60 *С.
Мышцы рыб содержат набор ферментов, характерный для мышц млекопита-
ющих. Однако имеется ряд ферментов, специфических для отдельных видов рыб,
например ансериназа или гидролаза тиамина. Кроме того, оптимальные условия
действия ферментов у рыб не всегда аналогичны условиям действия соответству-
ющих ферментов у млекопитающих. Так, скорость расщепления АТФ при темпе-
ратуре 0 'С в мышцах линя в 2,8 раза выше, чем в мышцах крупного рогатого ско-
та. Активность ферментов выше у тех рыб, которые в живом виде более подвиж-
ны и активно питаются.
Высокую протеолитическую активность проявляют ферменты желудочного
(пепсин) н панкреатического (трипсин) соков. Например, если у каспийской
кильки протеолитическую активность ферментов мышечной ткани принять за
единицу, то протеолитическая активность ферментов желудка и кишечника в
9 раз выше.
Активность мышечных ферментов зависит от pH тканей, поэтому во время
посмертного окоченения, когда в тканях накапливаются кислоты, деятельность
одних ферментов подавляется, а других, наоборот, активизируется. После за-
вершения посмертного окоченения деятельность ферментов усиливается в за-
висимости от физиологического состояния рыбы при жизни. Например, у пита-
ющейся сельди протеолитическая активность ферментов мышц в 1,5... 1,8 раз
выше, чем у сельди, прекратившей питание. У некоторых видов рыб ферменты
мышц имеют очень высокую активность. Если принять за уставную единицу
119
Глава 2. Характеристика сырья водного происхождения
протеолитическую активность ферментов мышц нерестовой сельди (при
pH 6,5), то активность ферментов мышц жирующей сельди будет 1,5...1,8, мяса
кабан-рыбы — 2, анчоуса — 5, стрслозубого палтуса — 15. Высокая протеолити-
ческая активность мышечной ткани может быть обусловлена также присутстви-
ем в них миксоспоридий. Протеолитическая активность красных мышц всегда
выше, чем белых.
Важную роль в посмертных изменениях мышц рыбы играют ферменты, вызы-
вающие распад нуклеотидов. Они оказывают большое влияние на органолепти-
ческие свойства и качество рыбного сырья. Так, мышечные фосфогидролазы
АТФ имеют решающее значение в процессах, приводящих к посмертному окоче-
нению мышц.
Процесс распада углеводов и соответствующая ему ферментативная система,
обстоятельно исследованные на мышцах теплокровных животных, в основном
аналогичны для рыб Ткани рыб содержат те же самые гликолитические фермен-
ты, что и ткани млекопитающих. Вместе с тем, оказалось, что в скелетной муску-
латуре рыб активность гликолитических ферментов в 10... 100 раз выше, чем в
других тканях рыбы.
Значительная часть липолитических ферментов находится в красных мышцах,
прилегающих к боковой линии рыбы. После смерти рыбы эти ферменты оказы-
вают отрицательное влияние на ее качество. Свойства этой группы ферментов не-
достаточно изучены.
Мало изучены катепсины рыб, что связано с большими трудностями при вы-
делении этой группы ферментов
Известна значительная активность катепсинов мышечной ткани рыбы. Ка-
тепсины принадлежат к группе протеиназ, которые гидролизуют пептидные свя-
зи в белковой молекуле, но могут также расщеплять полипептиды и их производ-
ные. Максимальная активность катепсинов у разных видов рыб обычно прихо-
дится на pH 3,5...4,5 и проявляется при температуре 35 ”С. У некоторых видов рыб
обнаружена максимальная активность катепсинов ие только в кислой, но и в сла-
бо щелочной среде лрн pH около 8.
Катепсины мышц рыб особенно отличаются от соответствующих ферментов
млекопитающих оптимальной температурой их действия. Ферменты рыб за-
медляют свою активность как только температура системы падает ннже 20 *С.
Катепсины тканей млекопитающих имеют температурный оптимум действия
выше.
Активность катепсина мышечной ткани рыб в 5... 10 раз выше, чем у млекопи-
тающих. При этом катепсины тканей рыб обладают большей специфичностью
действия ио сравнению с катеисннамн млекопитающих.
По аналогии с результатами исследований на тканях млекопитающих можно
полагать, что в лизосомах катепсины связаны с другими компонентами и благо-
даря этим связям в живом организме автолиза не происходит. После смерти в ры-
бе происходит нарушение этих лабильных связей ферментов под влиянием по-
смертных изменений, замораживания и других факторов.
Наиболее изучены ферменты, относящиеся к классу гидролаз. Однако боль-
шинство исследований связано с изучением комплексов ферментов, поскольку
120
2 5. Химический состав тканей гидробионтов
лишь немногие ферменты рыбного сырья выделены в чистом виде и изучены.
Ниже приведены оптимальные значения pH для действия основных пептидгид-
ропаз:
Аминотрипсинпептндаза . ......7...8
Гл н н и л гл и ни ндн пептид аза ..... _____7,6
Карбокси пе птилаза. .....7,5- -8,5
Катепсин-D .. 3-4,2
Катепсин-А... ........3,5...5,6
Кятепсин-В. . .5—6
Катепсин-С. .....4,5—5
Карнозиназа.......... .. ..7,3
Лейцинаминопептидаза. . .8—9
Пепсин. ..... i ,5—3,5
Трипсин.. . ..7.8...9,5
Цистеин глициназа... ... ................ 8,0
Ферментами, действующими в процессе превращения продуктов разложения
белков мяса рыбы, являются также карбоксилаза (декарбоксилаза), катализирую-
щая реакции отщепления СО,; аминогидролазы, гидролитически отщепляющие
аммиак амидов; оксидоредуктазы (дегидрогеназы) аминокислот, производящие
дезаминирование путем отщепления водорода, а также оксиредуктазы (оксида-
зы), катализирующие кислотное дезаминирование.
При посмертных изменениях рыбы ферментативные реакции, ускоряющие
распад небелковых азотистых веществ, могут протекать под влиянием уреазы,
три метилами ноксидазы (ТМАОазы), аргиназы, ансериназы.
ТМАОаза содержится в тканях немногих видов рыб, активность ее варьирует в
широких пределах в зависимости от вида рыбы, вида тканей и температуры хра-
нения. Наиболее высокая активность этого фермента наблюдается у рыб семей-
ства тресковых, в то время как палтус, морской ерш, камбала, морской окунь и
другие виды рыб не содержат ТМ АОазу.
Триметиламинооксидазиой активностью обладает не только мышечная
ткань. Высокая активность этого фермента обнаружена в некоторых внутрен-
них органах (пилорических придатках, плавательном пузыре, печени, селезенке
и почках)
Определенную роль в посмертных изменениях и процессах созревания играют
липолитические ферменты. О действии липаз судят по накоплению жирных кис-
лот в процессе гидролиза липидов.
Для ракообразных кроме протеолитических и липолитических характерны
также хитинолитические ферменты. Как и для ферментов рыб, их активность за-
висит от температуры. времени года и других факторов.
Особый интерес представляют хитинолитические ферменты криля и других
ракообразных, такие как хитиназы и целлюлазы, катализирующие гидролити-
ческое расщепление (ликозидных связей, которые присутствуют в полисахари-
де хитин.
121
Глава 2 Xapi
,нога происхождения
Активность комплекса хитинолитических ферментов в значительной степе-
ни зависит от продолжительности хранения сырья, размеров животного, интен-
сивности питания и других причин. Установлено, что с увеличением продолжи-
тельности хранения криля активность целлюлаз возрастает, а хитиназ — снижа-
ется.
Небелковые азотистые вещества. В мышцах рыбы небелковые азотистые ве-
щества растворены в клеточной плазме и межклеточной жидкости. Они легко из-
влекаются при обработке мышц водой и поэтому их нередко называют экстра-
ктивными азотистыми веществами. Все азотистые экстрактивные вещества, об-
наруженные в составе мяса наземных и водных животных, можно подразделить
на 7 групп, которые приведены в табл. 2.19 (Кизеветтер, 1973).
Таблица 2.19. Классификация азотистых экстрактивных веществ,
входящих в состав мяса наземных и водных животных
Групп* азотистых экстрактивных Мшсств Входящие в ipynnv соединения
I. Азотистые основания Аммиак, метиламины, триметиламиноксил и лр.
2 Свободные аминокислоты Аланин, аргинин, аспарагиновая и глутаминовая кис-
лоты, лейцин, лизин и другие
3. Амиды кислот Мочевина
4. Аминоспирты । Холин, нейрин
5. Производные гуанидина (гуанили- Креатин, креатинин, креатинфосфат, метилгуанидин
новые основания) ।
6. Производные имидазола (глюкис- Ансерин, гистамин, карнозин
лииовые основания)
7. Производные пурина (пуриновые ’ Аденин, ксантин, гуанин, мочевая кислота
основания)
У большинства рыб небелковые азотистые вещества составляют сравнительно
небольшую часть всех азотистых веществ мышц и только у хрящевых (акул и ска-
тов) количество их значительно Относительное содержание небелковых азоти-
стых веществ в мясе костистых рыб составляет от 0,3 до 0.6 % к массе сырого ве-
щества. а в мясе акул и скатов от 1,5 до 2.2 % (табл. 2.20).
Содержание небелковых азотистых вешеств при жизни рыб может варьиро-
вать в зависимости от возраста, пола и физиологического состояния. В период
нереста рыб количество небелковых азотистых вешеств в мышцах увеличивается.
После смерти состав и содержание этой группы веществ существенно изменяется
в результате деятельности ферментных систем тканей животного или микроорга-
низмов.
Вследствие относительно небольшого содержания небелковые азотистые ве-
щества мало влияют на пищевую ценность рыбы. Тем нс менее, они имеют боль-
шое значение, поскольку некоторые из них придают рыбе специфический вкус н
запах. Кроме того, небелковые азотистые вещества в большей степени, чем белки
подвержены воздействию микроорганизмов и потому от их количества и приро-
ды зависит скорость порчи рыбы.
122
2.5. Химический состав тканей гидробионтов
Таблица 2.20 Содержание небелковых азотистых вешеств в тканях гидробионтов
Групп» животным Содержанке небелковых азотистых вешеств
в мг/IOC г в % от общего содержания «тот.
Пластиножаберныс Акулы я скаты 1010.. 1500 33 38
Костистые рыбы Морские исл«н ичсскме виды: сельдевые (сельдь, сардина) 310...660 J3...21
тунцы.скумбрия 380...510 12... 15
Морские донные виды: тресковые 340...410 11...14
камбалы 240.. 380 9...I3
окуневые 280...390 9...12
Пресноводные виды: карповые 120...270 8...17
Морские беспозвоночные: двустворчатые моллюски (мускул-замыкатель) 350...720 13...24
головоногие моллюски (мантия кальмара) 1200...1770 22...38
голотурии (оболочка тела) 100...350 8...I5
ракообразные (мясо) 80...200 10...18
Морские водоросли: бурые (ламинарии) 35...150 12...35
красные (порфира) 90. .220 10...28
Азотистые основания. Азотистые основания принято подразделять на летучие
и триметиламмониевые основания.
Летучие основания включают в себя аммиак, моно-, ди- и триметиламин. Эти
вешества в мышцах свежей рыбы находятся в малых количествах
(15...17мг/100г), но содержание их заметно увеличивается при протекании по-
смертных изменений, особенно на стадии гнилостной порчи. В мышцах совер-
шенно свежей рыбы содержание аммиака находится в пределах от 0.5 до
Юмг/ЮОг, триметиламина — от 0,5 до 7 мг/100г, причем более высокое содержа-
ние этих веществ характерно для морских костистых рыб. Моно- и диметиламин
в мясе свежей рыбы находятся в виде следов или вообще отсутствуют. Летучие ос-
нования, накапливаясь в рыбе в период порчи, придают ей неприятный специ-
фический запах.
Триметиламмониевые основания — три метилам и ноксид (ТМАО), бетаины
(глицинбетаин. карнитин) и холин находятся преимущественно в мясе морских
рыб, в небольших количествах встречаются также в мышцах некоторых проход-
ных и пресноводных рыб. Причем, в зависимости от вида гидробионта, возраста,
времени года и некоторых других факторов, содержание ТМАО может изменять-
ся от следов до 1730 мг/100 г:
123
Глава 2. Характеристика смрыт водного происхождения
Мясо пластиножаберных рыб (акулы и скаты).. .. 22O...I73O
Мясо костистых рыб:
морские лонные вилы.. . 60.. 1080
морские пелагические вилы .. 5...530
проходные вилы (тихоокеанские лососи). .. 20...60
пресноводные вилы (карповые) 0. 20
Мясо ракообразных-
морские виды (крабы, креветки, омары) . .70...650
пресноводные раки .. 10...50
Моллюски-
мускул-замыкатель и мантия двустворчатых
моллюсков (гребешок, мидии, устрицы).. .... 1...580
головоногие «мантия кальмаров) ......36...1130
Голотурии (оболочка тела) .. ......I...480
Морские млекопитающие (мясо дельфинов и китов).. .. 2... 120
В темных боковых мышцах рыб содержание ТМАО обычно выше, чем в светлых
мышцах. При восстановлении три метилам иноксида образуется триметиламин.
ТМАО наряду с другими соединениями, из которых может образовываться три-
метиламин, являются источником специфического рыбного запаха морских рыб.
Бетаины в организме животных образуются при окислении колина. Наиболь-
шее содержание бетаина отмечеио в мышцах хрящевых рыб (70...260 мг/100 г),
несколько меньше его в мясе морских костистых рыб (100...150мг/100г) и еше
меньше — в мясе пресноводных рыб (10...55 мг/100 г).
Свободные аминокислоты. В гидробионтах обнаруживают 25 различных ами-
нокислот, в том числе 8 незаменимых. Содержание свободных аминокислот в
тканях различных гидробионтов изменяется в пределах от 60 до 1950 мг/100 г:
Рыбы;
пластиножаберные .. ..... 220...430
морские пелагические . 510...990
морские донные.. .....85...330
пресноводные .... ..... .60...120
Беспозвоночные:
двустворчатые моллюски.. .... 140... 1950
головоногие моллюски. ... 100...920
ракообразные. . .60...230
Водоросли:..
ламинарии . 160...2710
багрянки.порфира . . ... I50...190
По отношению к общему количеству азота экстрактивных вешеств на долю
азота САК у безупречно свежих рыб приходится 15...20 %, у беспозвоночных — от
20 до 80 % и у водорослей — от 16 до 90 %.
Мясо отдельных групп гидробионтов имеет отчетливую специфику состава
САК. Например, специфичным биохимическим признаком для мяса таких типич-
124
123
2 5 Химическим состав тканой гидробионтов
но пелагических видов рыб, как тунцы, скумбрия и сайра, является высокое содер-
жание циклических аминокислот, среди которых преобладает гистидин. Для мяса
акул, скатов, представителей донной ихтиофауны и моллюсков типично преобла-
дание в составе САК моио- и лиаминокисло!, а также повышенное количество се-
русодержаших САК, для мяса карася и кефалей — высокое содержание таурина.
Для состава САК тканей кальмаров и двустворчатых моллюсков характерно
высокое содержание глицина, аланина, серина, аргинина и циклических амино-
кислот.
Состав САК у рыб изменяется в зависимости от ряда биологических причин.
Например, доказано, что в мышцах камбалы (Pleuronectes microcephalus) содер-
жание глицина, глутаминовой кислоты и таурина достигает максимума в июле-
октябре, вообще же устойчивое и высокое (200 500 мт/100 г) содержание таурина
является биохимически специфичным для этого вида.
Состав свободных аминокислот в мышцах скумбрии (Scomber japonicus) зави-
сит от стадии созревания половых желез: у половозрелой рыбы в период нереста
заметно уменьшается содержание таурина, аспарагиновой кислоты, изолеяцина,
триптофана и лизина; зато заметно возрастает содержание треонина, глутамино-
вой кислоты, глицина, аланина, лейцина, тирозина, фенилаланина и гистидина
В морских растениях наиболее высокое содержание САК обнаружено в тканях
бурых водорослей: зеленые морские водоросли очень бедны САК. Среди бурых
водорослей высоким содержанием САК (до 2710 мг/100 г в сыром вешестве) вы
деляются ламинарии (морская капуста), в которых обнаружено также очень зна-
чительное содержание глутаминовой кислоты (до 1670мг/100г в сыром вешест-
ве). Для ламинарий характерно также высокое содержание пролина (до
170 мг/100 г) и аспарагиновой кислоты (до 750мг/100г) и низкое содержание ме-
тионина (до 2.9мг/100 г), лизина (до 11,0 мг/100 г), таурина (до 2.8 мг/100 г). У не-
которых видов, багрянок в тканях содержится много таурина (до 44 мг/100 г), ти-
розина (до 18 мг/100 г), валина (до 17 мг/100 г) и т.д.
Амиды кислот. Основной представитель — мочевина. В мясе костистых рыб
мочевина не накапливается, так как расщепляется под воздействием уреазы до
углекислого газа и аммиака. У пластиножаберных рыб расщепление мочевины не
происходит, поэтому она накапливается в организме и играет важную роль в про-
цессах осморегуляции. В мышцах костистых пресноводных рыб и морских мол-
люсков мочевина не содержится, в мясе ракообразных ее содержание не превы-
шает 0,07 мг/100 г. У морских костистых рыб мочевина обнаруживается в коли-
честве от 0,5 до 15 мг/100г, а в мышцах акул и скатов содержание мочевины очень
высокое — от 800 до 2500 мг/100г. При термической обработке мяса акул и скатов
происходит распад мочевины с образованием аммиака, что затрудняет использо-
вание мяса хрящевых рыб на пищевые цели.
Аммноспнрты. Наиболее важное биологическое значение имеет холин (амино-
этиловый спирт), который в организме образуется как при распаде лецитина, так
и в результате декарбоксилирования серина.
У рыб наибольшее содержание холина обнаружено в мышцах пластиножабер-
ных (30...40 мг/100г), значительно меньше его в мышцах морских костистых рыб
(2,5...7.0мг/100г) и мало в мышцах пресноводных рыб (до 2,5 мг/100г). У морс-
125
Глава 2. Характеристика сырья водного происхождения
ких пелагических рыб (скумбрия, сардина) в светлых мышцах содержится от 2.5
до 7,0 мг/100 г. а в бурой мускулатуре 10...22 мг/100 г холина
В мышцах теплокровных животных содержится 30... 110 мг/100 г холина, в пе-
чени 600...650мг/100ги в яичном желтке до 1700 мг/100 г
Производные гуанидина. Среди этой группы вешеств креатин, или метилгуани-
динуксусная кислота, имеет очень большое значение для химизма мышечного со-
кращения.
В мышцах живого организма большая часть креатина присутствует в виде кре-
атинфосфата, который после смерти распадается до креатина и фосфорной кис-
лоты. В мышцах беспозвоночных вместо креатинфосфата присутствует аргинин-
фосфорная кислота.
Среди экстрактивных азотистых вешеств в мышцах рыб обнаружен ангидрид
креатина — креатинин.
В тканях морских беспозвоночных обнаружены и другие туанидинсодержа-
шие биологически активные соединения. Так, в слизи, выделяемой осьминогами,
присутствует октопин, обладающий ядовитыми свойствами; в тканях некоторых
видов двустворчатых моллюсков содержится аркаин и астерубин.
Содержание креатина в мышцах наземных животных н рыб варьирует в широ-
ких пределах — от следов до 740 мг/1001. причем на долю азота креатина у разных
видов рыб приходится от 9 до 67% всего экстрактивного азота. Отсутствие креа-
тина в мышцах морских беспозвоночных отражает биохимическую специфич-
ность белкового обмена у этого класса животных, ибо функции креатина у них
выполняет аргинин, входящий в состав аргинин фосфорной кислоты.
В составе экстрактивных азотистых вешеств на долю азота креатинина прихо-
дится от 0,3 до 7.3% всего экстрактивного азота. Наибольшее содержание
(55...60 мг/100 г) креатинина обнаружено в мышцах акул, скатов и камбал; у пела-
гических рыб с бурой мускулатурой (тунцы, скумбрия и др.) содержится
20...35мг/100 г креатинина и наименьшее (6...11 мг/100 г) содержание креатинина
обнаружено у лонных рыб сосветтым мясом (горбылевые, окуни).
В мышцах акул и скатов в значительных количествах обнаружен метилгуанн-
дин. Из костистых рыб только у трески обнаружено небольшое количество ме-
тилгуанидина в мышцах, в мышцах пресноводных рыб это гуанидиновое основа-
ние отсутствует.
Производные пурина. В этой группе соединений (пуриновые основания) биоло-
гически важными являются аденин, ксантин, гуанин, мочевая кислота. Адеиин —
пуриновое основание, образующееся при нуклеотидном обмене. В животном ор-
ганизме в результате дезаминирования из него образуется гипоксантин. На осно-
ве аденина в организме синтезируются нуклеотиды (РНК и ДНК) и богатые энер-
гией соединения АДФ и АТФ.
Гуанин входит в состав нуклеиновых кислот (РНК и ДНК) и образуется в ре-
зультате нуклеотидного обмена. В наибольших количествах гуанин сосредоточи-
вается в тканях плавательного пузыря, печени, чешуи (0,02...0,2%), в коже сабли-
рыбы содержится до О,8...О,9% гуанина. Ксантин и мочевая кислота — промежу-
точные продукты при ферментативном (ксантиноксилаза) превращении аденина
в мочевину.
126
2.5. Химический состав тканей гидробионтов
Производные имидазола. Этой группе соединений принадлежит очень важная
роль. В организме животных карнозин образуется в результате биосинтеза из гиста-
мина и р-аланина. В результате метилирования из карнозина образуется ансерин.
Оба дипептила имеют большое биологическое значение: они стимулируют
фосфорный обмен, способствуя накоплению АТФ и креатинфосфата.
Содержание карнозина в мышиах пресноводных рыб не превышает 3 мг/100 г,
много его обнаружено в мышцах осетровых (210...310мг/100г), в мясе кашалотов
карнозина содержится 190 ..210 мг/100 г, а в мясе усатых китов— 100... 140 мг/100 г.
Ансерин в значительных количествах (до 150мг/100г) обнаружен в мышиах
трески; в мышцах других видов морских рыб азот ансерина составляет не более
5—10% всего небелкового азота. В мышцах кашалотов содержится
80... 130мг/100ганссрииа, а в мясе усатых китов не более 50 мг/100 г.
В составе экстрактивных вешеств мяса усатых китов обнаружен дипептид бале-
нин (р-аланин, 3-метил гистидин). содержание которого достигает
1500... 1900мг/100г; в мясе же кашалотов содержание баленина не превышает
З...4мг/100г. Это является спецификой белкового обмена у усатых и зубатых китов.
При наличии в тканях свободного гистидина в результате биологического де-
карбоксилирования (энзимы слизистой или микробных клеток) образуется гис-
тамин —диамин. обладающий высокой биологической активностью.
При весьма малых концентрациях гистамин стимулирует выделение желудоч-
ного сока и вызывает расширение кровеносных сосудов, чем снижает кровяное
давление. При больших концентрациях в тканях (свыше 100 мг/100 г) он приоб-
ретает свойства синергического яда и вызывает пищевые отравления часто с ле-
тальным исходом.
Наиболее значительные количества гистамина в посмертный период могут
накапливаться в мышцах морских костистых рыб с окрашенным мясом, а на-
именьшие — у рыб с белым мясом; в мясе беспозвоночных накапливается мало
гистамина. Учитывая возможность биологического декарбоксилирования гисти-
дина с образованием токсичного, гистамина, для рыб, богатых свободным гисти-
дином, необходимо строго соблюдать технологические и санитарные условия,
предупреждающие развитие этих процессов.
Наиболее значительное содержание свободного гистидина обнаружено в мышцах
скумбрии (200...280мг/100г), тунцов (400...470мг/100г) и сайры (300...500мг/100г).
Липиды гидробионтов
В настоящее время в научно-технической литературе отсутствует единство
взглядов на использование термина «липиды». В химии к липидам относят сово-
купность веществ, нерастворимых в воде, экстрагируемых из биологических объ-
ектов органическими растворителями и содержащих в молекулах высшие алкиль-
ные радикалы, а также их синтетические аналоги.
В технической литературе для обозначения твердых продуктов масложировой
промышленности используют термин «жиры», для обозначения жидких продук-
тов — термин «масла», хотя и здесь есть исключения, например, рыбный жир.
Иногда термины *жиры» и «липиды» употребляются как синонимы.
127
Главе 2. Характеристика сырья водного происхождения
Так же как отсутствует единая трактовка термина «липиды», не принята и еди-
ная их классификация. Наибольшее распространение получила классификация
липидов, подразделяющая их на две группы: простые и сложные (Ржавская. 1976;
Филиппович, 1985).
Простые липиды представлены двухкомпонентными веществами — сложными
эфирами высших жирных кислот с глицерином (три-, ди- и моноглицериды),
высшими или полициклическими спиртами. Кроме триглицеридов к этой группе
относятся воски и стериды.
Сложные липиды имеют многокомпонентные молекулы, компоненты которых со-
единены химическими связями различного типа. К ним принадлежат, фосфолипи-
ды, состоящие из остатков высших жирных кислот, глицерина или других много-
атомных спиртов, фосфорной кислоты и азотистых оснований; гликолипиды, вклю-
чающие в свой состав наряду с многоатомным спиртом и высшей жирной кислотой
также углеводы.
В последнее время выделяют еще две группы липидов, в составе которых
представлены простые и сложные липиды. К ним относятся: диолъные липиды —
простые и сложные эфиры двухатомных спиртов с высшими спиртами и высши-
ми жирными кислотами, содержащие в ряде случаев фосфорную кислоту, азоти-
стые основания и углеводы; орнитинолипиды, построенные из остатков высших
жирных кислот, аминокислоты орнитина (или лизина) и включающие в некото-
рых случаях двухатомные спирты. Орнитинолипиды характерны для микроорга-
низмов. Их обязательными составными частями являются высшие жирные 0-ок-
сикислоты и аминокислота орнитин (или лизин). В микробной клетке они заме-
няют фосфатидилэтаноламин.
Простые и сложные липиды легко омыляются. Одиако в суммарной фракции
липидов, выделенной из природного материала экстракцией жирорастворителя-
ми, всегда присутствуют вещества, обладающие такой же растворимостью, как и
липиды, но не способные омыляться. Они называются неомыляемой фракцией
липидов. В ее состав входят высшие спирты и стеролы (полициклические спир-
ты), производные стеролов — стериды, жирорастворимые витамины (A, D, Е, К),
высшие гомологи предельных и непредельных углеводородов и другие соедине-
ния. Поэтому неомыляемую фракцию в некоторых случаях расссматривают как
одну из групп липидов.
В живом организме непрерывно происходят процессы распада (в митохондриях
клеток) и синтеза (в цитоплазме) липидов. Основная масса синтезируемых липи-
дов используется в качестве запасных (депозитных) вешеств, которые сосредотачи-
ваются в специализированных тканях (подкожная клетчатка, внутреннее сало, пе-
чень, костн и других).
Кроме депозитных липидов в тканях содержатся плазматические или струк-
турные липиды, которые входят в состав клеточных оболочек и протоплазмы, об-
разуя комплексы с белками
Депозитные липиды являются весьма лабильной составной частью тканей, и
уровень их накопления зависит от интенсивности питания. Содержание плазма-
тических липидов отличается значительным постоянством и практически не за-
висит от упитанности или истощенности организма.
128
2.5. Химический состав тканей гидробионтов
В период интенсивного питания в организме накапливаются липиды, которые
сосредотачиваются в соединительной ткани, сдавливая ядро и оттесняя протоп-
лазму к стейкам (рис. 2.60). При голодании организма накопленные ранее липи-
ды используются для эндогенного питания. При этом жировая клетка превраща-
ется в обычиую и наблюдается увеличение объема плазмы.
Рис. 2.60. Схема строения жировой ткани в период на-
гула (ст) и голодания (б):
/ — клеточные ядра; 2 — жировые капли
В организме липиды накапливаются избирательно, поэтому содержание их
зависит от рода тканей (табл. 2.21). В одноименных тканях содержание липидов
зависит от вила, возраста и пола животного, от количества и состава пищи, а так-
же ряда других причин биологического характера.
Таблица 2.21. Содержание липидов в различных органах
и тканях гидробионтов(в %)
Объект исследования Млекопитающие Костистые рыбы Беспозвоноч- ные
наземные морские
Кровь, СЛИЗЬ 0,01...0,2 - 0,01...0.05 0,02
Мышечная 0.2... 10,2 1,2... 17,0 0,2...28 0,1...1,5
Костная 0,1...50 8...5S 0,5—62 —
Панпирный покров — — — 0,1..0,3
Раковины — — — sO.I
Жировая 50. .85 ЗО...8О 42...92 —
Печень 2. .5 0.3...9 0.5...80 1.5...48
Простые липиды. Основу группы простых липидов составляют триглицериды —
эфиры трехатомиого спирта глицерина и высокомолекулярных карбоновых кис-
лот. В зависимости от числа этерифицированных гидроксильных групп могут об-
разовываться моно-, ди- и триглицериды.
В природных триглицеридах растительного и животного происхождения об-
наружено более 60 индивидуальных жирных кислот. Большинство жирных кис-
лот. входящих в состав природных глицеридов, имеют четное количество атомов
углерода. Количество атомов углерода в молекуле жирной кислоты зависит, как
129
Глава 2. Характеристика сырья водного происхождения
правило, от природы жира. Для растительных объектов характерно наличие жир-
ных кислот с 12... 18 углеродными атомами, для наземных млекопитающих — с
14...20, для липидов рыб — с 12...22 атомами углерода. Кислоты С^.-С^ присутс-
твуют в указанных объектах в незначительных количествах. Кислоты, содержа-
щие свыше 24 атомов углерода (С„), входят главным образом в состав восков.
В табл. 2.22 показаны составы жирных кислот, содержание которых в продук-
тах, имеющих важное пищевое значение, превышает 0.01 %.
Таблица 2.22 Содержание жирных кислот (% от общего
количества) в традиционных пищевых продуктах
Жиркье КИСЛОТЫ Подкожный гоняжий хир Жир печени Подсолнеч- ное масло
Насыщенные, всего 40,5 18,2 9,9
В том числе:
миристиновая (Cl4 0) 2.5 3,2 —
пальмитиновая (С|4 е) 23,5 13.6 5.6
стеариновая (С|П 0) 14.5 1.4 4,3
Мононенасы шейные, всего 52,3 45,4 24,6
В том числе:
пальмитинолеиновая (С141) 4,3 9,5 —
олеиновая (С„,) 48 0 16,6 24,6
эйкозановая (См ) - 19,3 —
Полиненасышснные, всего 7,2 36.4 65,5
В том числе:
линолевая (Clt,) 5.5 1,0 65,5
линоленовая (С„,) 1.7 0.4 —
арахидоновая (Си 4) — 0.4 —
эйкозапентвеиовая (СЖ:5) — 13,4 —
докозапентаеновая (Си,) — 0,6 —
докозагексаеновая (С„ ь) — 20,6 —
Данные таблицы свидетельствуют о том, что спектр жирных кислот гидроби-
онтов наиболее широк. Для этих липидов характерно высокое содержание поли-
иснасыщенных жирных кислот, а по наличию эйкозапентаенсвых (СМ5) и доко-
загексаеновых (С„ 6) кислот липиды гидробионтов являются уникальными.
Жирно-кислотный состав липидов определяет некоторые их физические и хи-
мические свойства, например, температуру плавления, которая зависит от степе-
ни ненасыщенности жирных кислот и их молекулярной массы.
Животные жиры обычно содержат больше стеариновой (С1В 0) и пальмитино-
вой (С16 0) кислот, вследствие чего при комнатной температуре они твердые.
С тер иды — сложные эфиры одноатомных циклических спиртов стеринов
(производных фенантрена) и высокомолекулярных жирных кислот (чаще всего в
их состав входят пальмитиновая кислота, реже — стеариновая и олеиновая).
130
2 5. Химический состав тканей гидробионтов
Наиболее распространенным в тканях рыбы и других животных стерином явля-
ется холестерин (холестерол). Холестерин в свободном виде и в виде сложных эфи-
ров (стеридов) входит в состав всех клеток и тканей, образуя с белками холестерии-
белковые комплексы. Присутствующий обычно в тканях наряду с холестерином
продукт его дегидрирования — 7-дсгидрохолестерин — является провитамином D,.
Холестерин обнаружен в мясе рыб в количествах от 0,045 до 0,15 % (в том чис-
ле свободного холестерина — от 0,023 до 0,092 %) к массе сырого вещества
Воски объединяют группу органических веществ животного и растительного
происхождения и являются эфирами высших жирных кислот и первичных одно-
атомных высокомолекулярных спиртов. Воска животных, растений и насекомых
различаются составом спирта и жирных кислот. Так. в пчелином воске и восках
некоторых растений, образующих защитные пленки на поверхности плодов и
листьев, находятся спирты с 24...34 атомами углерода в молекуле. Наиболее ши-
роко представлен мириииловый спирт (С1ПН61ОН). Из жирных кислот обнаружи-
ваются пальмитиновая кислота и кислоты с 22...32 атомами углерода.
Известными представителями водных животных, в липидах которых много
восков, является кашалот, липиды которого содержат около 60... 85 % восков (от
общего количества липидов).
Воски составляют основную массу липидов у некоторых видов рыб. К таким
рыбам относятся рувета, рыба семейства Gempylidae, липиды мышечной ткани
(14.7%) которой содержат более 90% восков Сильные слабительные свойства
мышечной ткани этой рыбы обусловили се тривиальное название — рыба касто-
рового масла. Такое же большое количество восков имеется в мышечной и жиро-
вой тканях латимерии, рыбы относящейся к группе кистеперых. Большое коли-
чество восков (70...80 %) находится и в туловищных липидах (около 7... 18 %) бе-
лой баракудииы.
Воски в липидах рыб чаше всего рассматриваются как энергетический резерв
организма, их физиологические функции аналогичны функциям триглицеридов.
Однако существует гипотеза, в соответствии с которой воскам отводится важная
роль в поддержании плавучести глубоководных рыб.
Воски обнаружены и в липидах морских беспозвоночных организмов — у ак-
тинии они составляют l/i липидов. В липидах гигантского кальмара обнаружено
около 50% восков. Около 20...40% восков присутствуют в липидах антарктиче-
ского криля Еше больше восков (около 70...85 %) оказалось в липидах некоторых
веслоногих ракообразных.
Сложные липиды. Наиболее важными представителями сложных липидов яв-
ляются фосфолипиды, в состав которых входят многоатомные спирты, высокомо-
лекулярные жирные кислоты, азотистые основания и фосфорная кислота. Они
присутствуют в клетках всех живых организмов, входя в состав белково-липид-
ных комплексов, и участвуют в образовании липидной оболочки клеток. Фосфо-
липиды необходимы для нормального функционирования центральной нервной
системы, имеют большое значение для большинства биологических процессов.
Наиболее высокое содержание фосфолипидов отмечается в клеткэх тканей моз-
га (3...8 % в сухом веществе) и нервной ткани; много их содержится в тканях легких,
печени, почек, сердца (2. ..4 % всухом веществе), в желтке яиц. икре рыб
131
Глава 2 Характеристика сырьв водного происхождение
Фосфолипиды представлены разнообразными соединениями, из них можно
выделить фосфатиды, образованные на основе других высокомолекулярных
спиртов. К первой группе относятся лсиитины, кефалины, ацетальфосфатиды,
серинфосфатиды, ко второй — сфингофосфатиды и инозитфосфат иды.
Лецитины входят в состав мозговой ткани и обеспечивают нормальное функ-
ционирование центральной нервной системы.
У рыб наиболее высокое содержание лецитина обнаружено в икре (6...7 %) и в
печени (2...6 %); непостоянно его содержание в мышцах (0,7...2,5 %) и голове
(0,8...2,3 %).
Гликолипиды характеризуются тем, что в их состав входит углеводная компо-
нента, чаше всего галактоза или ее производные; N-ацетил-галактозамин, лакто-
за и др. По своей структуре гликолипиды напоминают сфингофосфолнпиды.
Гликолипиды обнаружены в мозге. Поэтому одна из групп гликолипидов но-
сит название цереброзидов.
В диольных липидах сложноэфирные связи с остатками высших жирных кислот
и фосфорной кислотой, так же как и простые эфирные связи с остатками высших
спиртов и углеводов, образуют двухатомные спирты — этандиолы, пропандиолы,
бугандиолы и пентандиолы. Диольные липиды достаточно широко распростране-
ны среди растений, животных и микроорганизмов в качестве минорных компонен-
тов липидных фракций, хотя у морских беспозвоночных и рыб нередко составляют
главную часть запасных липидов. Они также могут являться структурными элемен-
тами мембран эндоплазматической сети, но ие митохондрий.
Наряду с простыми и сложными липидами в жире особенно внутренних орга-
нов и печени присутствуют растворимые в жирах иеомыдяемые вещества.
Липиды гидробионтов по сравнению с липидами наземных животных име-
ют повышенное содержание неомыляемых вешеств, причем их больше у мор-
ских. чем у пресноводных рыб, у пластиножаберных в печеночных жирах обна-
ружено очень много неомыляемых веществ. Есть несколько видов акул, у кото-
рых синтезируется и накапливается очень большое количество неомыляемых
вешеств в печеночных липидах. Среди морских млекопитающих высоким со-
держанием неомыляемых вешеств в липидах выделяются зубатые киты. Ниже
приведены пределы содержания неомыляемых вешеств в липидах разных жи-
вотных и растений (в %):
Наземные млекопитающие . ... .0,2.. 0,7
Морские млекопитающие:
ластоногие .....0,1...1,4
дельфины . ....0,1...6,3
усатые киты . ... .0,2... 1,6
зубатые киты ... ....30,0...49,0
Костные рыбы:
пресноводные ........0.1...0.7
морские.. . .0,2.. 2.4
Наземные растения . .. ___ .... ... . 0,3. .1 9
Природные воски........................................... 39—55
132
2,5. Химический состав тканей гидробионтов
Каротиноиды — группа веществ, обуславливающих окраску тканей, органов и
смеси липидов рыб. Благодаря способности каротиноидов растворяться в липидах
они вместе с последними извлекаются из клеток, поэтому каротиноиды называют
липохромами. Каротиноиды разделяют на две большие группы в соответствии с их
химической природой: к 1-ой группе относят углеводороды, ко 2-ой — спирты.
Первая группа каротиноидов, известная под собирательным названием кароти-
ны, объединяет изомеры ненасыщенного углеводорода с обшей формулой С^Н^.
Вторая группа каротиноидов имеет собирательное название ксантофиллы; входя-
щие в нее каротиноиды представляют собой спирты с общей формулой
Каротины по своей структуре близки к витамину А и поэтому яатя-
ются его провитаминами
Чаще всего у рыб встречаются следующие ксантофиллы: лютеии, астаксан-
тин, зеаксантин, тараксантин, виолаксантин. Лютеин, тараксантии и зеаксантин
придают рыбам или икре желтую окраску. Астаксантин и виол ксантин обусловли-
вают красную окраску рыб. Окраска водорослей зависит от глубины произраста-
ния Зеленый цвет водорослям, растушим близко к поверхности, придает хлоро-
филл, ниже располагаются водоросли с бурым пигментом — фукоксантином, на
большей глубине растут красные водоросли, окрашенные малиново-красным
пигментом — фикоэретрином.
Углеводороды липидов морских организмов представлены двумя основными
компонентами — пристаном, или октадеканом (С„НМ), и скваленом (С^Н^). В
липидах костистых рыб обычно обнаруживают только следы пристана и сквале-
на. В необычно высоких концентрациях (1,5...2,9% от общего содержания липи-
дов) пристан обнаружен в липидах некоторых видов ракообразного планктона. В
связи с этим полагают, что источником пристана в липидах акул и китов служит
зоопланктон. Сквален характерен для липидов печени глубоководных акул. Час-
то сквалеи представляет почти всю сумму неомыляемых веществ и значительную
массу липидов. Иногда липиды печени акул состоят почти исключительно (на
90.. 95%) из сквалена Полагают что биологическая роль пристана и сквалена за-
ключается в приспособлении глубоководных рыб и зубатых китов (кашалота) к
высокому давлению и низким температурам. Однако установлено, что при систе-
матическом применении в пишу липидов, содержащих углеводороды, у человека
развивается себоррея. часто завершающаяся летальным исходом.
Состав и содержание жирорасторимых витаминов в липидах гидробионтов бу-
дет рассмотрен ниже (см. с. 145).
Содержание типидов в тканях тела рыб, беспозвоночных и морских млекопитаю-
щих. В теле гидробионтов расположение скоплений липидов, их мощность и от-
носительное содержание в тканях непостоянно и зависит от многочисленных
факторов биологического характера (вид, пол, возраст, нерест, состояние кормо-
вой базы и других). Непостоянным является и содержание типидов в отдельных
тканях организма рыб, принадлежащих к одному виду (табл. 2.23).
Интенсивный синтез и накопление липидов происходят преимущественно в
местах, где расположена развитая сеть кровеносных сосудов, причем присутствие
капель липидов в протоплазме является характерным признаком неистощенного
состояния рыбы.
133
Глова 2. Характаристмко сыры водного происхождении
Таблица 2.23 . Содержание липидов в различных тканях и органах рыб (в %)
Группа к вил рыб Мышцы Костистые и Внутренние органы Внутреннее ило (в пе- риод нвгуи)
(ГОЛОМ, пл ••ни- ки. ПОЗВОНКИ) Печень Икр. Молоки
Круглоротые:
тихоокеанская минога 20.0...33.0 - 6...8 8...9
Пластиножаберные:
сельдевая и колючая
акулы 8,6... 11,8 36,0. ..72,1
скаты (Raja и Trygon) 0.7...1.5 — 32.0. ..68.0 - — —
Костистые прес повод-
ные:
карповые 1.6...2Э.0 3,5—27.3 6,7.. .29,0 I.8...10.1 8,8...15,3 61.0—87,0
сиги 6.7... 15.6 5.3..11.9 5.0 ...8,2 7,3., 8,4 — 56,6-70,7
сомовые 2,0... 11,0 2,5-29.4 3.0...6.0 2,0...6,0 - —
шуковые 0,7... 1,8 1,0.4,5 4,0 .14,0 1,7., 3,7 3,0...4,5 21,0—79.3
налим ОД..1,3 30.0...67,1 1,6...2,6 0,8... 1,0
Проходные:
осетровые 6.2... 17,7 6,0... 15,0 6,5...20,0 9,2-17,2 4,0. .10,3 —
тихоокеанские лососи 4,1. .13,6 6,3.10,3 3.0...5,0 7,0-13,2 1,4.4,1
Морские пелагические:
сельдевые 4,4...34,6 4,2... 12,0 — 0,8...4,8 2,0..3,2 56,0—82,4
сайра 7,2.25,0 8,6. .18,2 — — — —
скумбрия 6,5...20.9 6,9... 15,3 4,0-17,9 — 10,4... 14.7 50.6...7I.4
тунцы 1.0... 14.8 4,0... 10.0 5,5-24,1 — — —
донные
камбалы 0,2...9,9 0.7...9,7 4,5...9.5 1,0..2,9 0.6—1,2
морские окуни 2,7 .6,1 3.8... 13,0 — — -
тресковые (треска.
минтая) 0,2...0,8 0.7...4.6 14.0 72,4 0,2 ..2,5 0,6-1,1 —
палтусы 3.9.. 21.4 4.1...61.1 - -
У многих видов костных рыб (сазан, леш, лососи и другие) соединительная
ткаиь, расположенная между кожей и мускулатурой, является основным местом
накопления липидов.
У акул, скатов, трески, минтая, налима, макрурусов н некоторых других видов
рыб липиды накапливаются в печени, а в подкожной клетчатке и мышцах их содер-
жание ис превышает 0,5. 1,0%. У морских окуней, палтусов, тунцов в организме
происходит активное депонирование липидов, как в печени так и в тканях мыши.
У миног липиды откладываются в толще мышц, в миосептах и подкожной клетчат-
ке. Расположение скоплений липидов специфично для различных видов рыб.
В табл. 2.24 приводится распределение общего содержания жира в организме
по различным частям тела рыб.
134
2.5. Химический состав тканей гидробионтов
Таблица 2 24. Распределение липидов в органах и тканях рыб (в % от общего запаса
в организме)
Рыба Мышиы без кожи Коже с под кожи им жировым С1ОСМ ItVIOM Кости и П.1МНИКИ Внутренности (6eiпечени) Печень
Минога 40. .50 35. .45 5.-7 — 10.22 1.3
Акулы, скаты 10.-35 5... 12 — 10...20 5... 10 50... 70
Карповые (сазан, лещ) 25...50 20...35 9...19 25...35 8...15 1-2
Налим 5. ..9 10...18 15..22 I8...20 6... 10 15...35
Тихоокеанские тососи (кета, горбуша) 45—55 25...35 15.. .25 20...30 8...I5 1-1,5
Сельдь жирующая 25-45 35. .45 I0...20 I5...25 25...35 0,5... 1,0
Минтай 4. ..8 2.3 14... 18 7...13 22.-28 40. ..50
Камбалы 35.45 15. .30 6 .15 20. .35 15 .25 1...2
Распределение липидов в организме зависит от упитанности рыб. Например, если
в период иагула основная масса липидов депонируется в тканях внутренностей (в
брюшной полости откладывается «сало», содержащее 75...85% липидов) и подкож-
ной клетчатке, то в период нереста эта категория липидов практически отсутствует.
Все рыбы с высокой липидопролуцируюшей способностью относятся к кос-
тистым (сельдевые, карповые, скумбрия, палтус, сайра и др.).
Содержание липидов в костной ткани многих видов рыб (сом, карповые, мор-
ские окуни и др.) может превышать их содержание в мышечной ткани.
У осетровых, лососевых и некоторых видов карповых рыб значительное коли-
чество липидов содержится в икре Содержание липидов в молоках обычно низ-
кое, но у некоторых видов осетровых, карповых рыб, шук и скумбрий оио может
быть более высоким, чем в икре, и достигать 10... 15 %.
Мобилизация организмом депозитных липидов в преднерестовый период яв-
ляется общим биохимическим признаком липидного метаболизма рыб. Напри-
мер, мойва в период иагула содержит 10—11% липидов, а в период нереста —
2—3%. У проходной каспийской сельди в море содержание липидов в мясе со-
ставляет 17...22%, после иереста — 1,5...2,0%. У воблы при заходе в дельту Волги
содержится 2,0...2,5 % липидов в мясе, а после икрометания — 0,7...0,9 %.
У половозрелой тихоокеанской сельди в период нагула содержание липидов
достигает 25... 33 %, причем они депонируются как в подкожной клетчатке, так и
в опожениях на кишечнике и желудке (ожирки). По мере развития и созревания
гонад депозитные липиды расходуются на компенсацию энергетических потерь
организма и на формирование половых продуктов.
К периоду иереста у сельди исчезают ожирки, до минимума сокращается подкож-
но-жировой слой, а содержание липидов в мышцах снижается до 2—3%. После не-
реста. в результате интенсивного питания, в организме сельди происходит быстрое
восстановление запаса липидов, причем с переходом в следующую возрастную груп-
пу липидопродуцирующая способность организма сельди заметно усиливается.
В начале периода иагула идет более интенсивное накопление депозитных ли-
пидов — массы ожирков. Когда наступает период голодания сельди, в ее организ-
135
Глава 2. Характеристика сырья водного происхождении
ме происходит закономерное уменьшение общего запаса липидов и энергичное
нх перераспределение.
За счет мобилизации депозитных лнпидов внутреннего сала увеличивается от-
носительное их содержание в подкожной клетчатке и мышцах. Когда запас липи-
дов в ожирках оказывается исчерпанным, начинается интенсивная мобилизация
депозитных подкожных и мышечных липидов.
Значительные траты депозитных липидов происходят при нерестовых мигра-
циях и голодании тихоокеанских лососей. Например, у амурской осенней кеты
после нереста содержание липидов в мясе падает до 0,1 %. Таким образом, за вре-
мя пребывания кеты в пресных водах запасы липидов в организме самок были из-
расходованы на 90. а в организме самцов на 95 %. Аналогичная зависимость была
установлена для горбуши и нерки.
Очень существенно изменяется содержание липидов в зависимости от видо-
вой принадлежности рыб. Например, среди палтусов наиболее жирным является
стрелозубый палтус (до 21 % липидов в мышцах), а наименее жирным — белоко-
рый (до 6% зипидов в мышцах). Среди многочисленных видов камбал наименее
жирной (по содержанию липидов в мышцах) является палтусовидная, а наиболее
жирной — остроголовая.
В организме ластоногих и дельфинов депозитные липиды сосредотачиваются
в подкожной соединительной ткани, образуя слой подкожного сала, которое по
своему строению аналогично салу наземных животных. Толщина слоя подкожно-
го сала зависит от вида, пола, возраста и физиологического состояния ластоно-
гих. Наиболее мощный слой сала имеют моржи (до 10... 12см), а наименьшее —
сивучи (0,5... 1,0см). У самок менее толстый слой сала, чем у самцов, толщина
слоя сала закономерно увеличивается с возрастом животного. Весной в период
щенки толщина слоя сала резко уменьшается, а в период нагула (осень) — увели-
чивается. Например, у половозрелых акиб и лахтаков весной сало имеет толщину
2...3 см, а осенью — 4...8 см.
В сале половозрелых, вполне упитанных ластоногих содержится от 75 до 98% ли-
пидов, а в период шеики и голодания содержание их в сале снижается до 40...50%.
У дельфинов подкожный слой жира яаляется основным депо для накопления
запасов липидов. Их содержание в зависимости от вида дельфина, пола, возраста,
упитанности изменяется от 75 до 92 %. Биохимической особенностью дельфинов
является их способность продуцировать специфические по составу и свойствам
липиды, которые депонируются в тканях, расположенных в лобовой части черепа
(лобовое сало) и около нижней челюсти (челюстное сало). Содержание липидов в
этих тканях изменяется от 72 до 89 %.
У зубатых и усатых китов покровная соединительная ткань служит основным
местом накопления липидов. Толщина слоя покровного сала зависит от вида, по-
ла, упитанности животных, а также от места расположения участка сала на туше.
У усатых китов слой покровного сала имеет толщину от 3 до 19 см; причем у сей-
валов наименее толстое сало (З...6см), а у горбачей и синих китов наиболее тол-
стое (8... 19см). Толщина сала закономерно увеличивается с возрастом и по мере
нагула животного (от весны к осени); как правило, киты в северных районах име-
ют более толстое сало, чем в южных. Наиболее мощные отложения липидов рас-
136
2.5- Химическим состав тканей гидробионтов
положены в зоне спины в средней части туши, к голове и хвосту толщина сала
уменьшается; на брюхе слой сала имеет наименьшую толщину.
Содержание липидов в покровном сале варьирует от 19 до 82 % в зависимости
от расположения на туше , возраста, пола, упитанности и вида животного. Наибо-
лее высокое и постоянное (70...85 %) содержание липидов в сале имеют гладкие
киты; в сале полосатых китов содержание липидов более низкое (от 19 до 81 %).
На спине расположено более жирное (57...81 % липидов) сало, чем иа брюшной
стороне туши (20 .52 % липидов). Наиболее жирное сало спины (60...81 % липи-
дов) расположено в средней части туши, а к голове и хвосту содержание липидов
в сале уменьшается.
Слой покровного сала, граничащий с эпидермисом, состоит из плотной кол-
лагеновой ткани с малым (10...20%) содержанием липидов. По мере отдаления от
эпидермиса коллагеновая ткаиь становится более рыхлой, в ней увеличивается
количество жировых включений и жировых клеток (содержание липидов дости-
гает 75...85 %).
Кроме покровного сала у усатых китов значительное количество липидов на-
капливается в тканях костей (от 7 до 62%), языка (56...83%), стенок желудка
(46. .76%); в молоке кормящих самок содержание липидов достигает 35...50%.
Среди костей наиболее жирными являются позвонки хвостовой части тела
(40. .55 % липидов), кости челюстей (22...49% липидов); наименьшее содержание
липидов (2... 15 %) обнаружено в нршоловных позвонках. Интенсивное накопле-
ние липидов в костной ткани является биологической особенностью китов.
Мясо усагых китов содержит от 3 до 20,6% липидов: наиболее жирное мясо
расположено на брюхе, а наименее жирное — в хвостовой части туши. У кашало-
тов (зубатые киты) покровное сало наибольшей толщины (до 40...50 см) достигает
в области спинного утолщения. На брюхе толщина жирового слоя не превышает
20...30см, а на i олове и в хвостовой части туши — 4...6см. Наиболее жирное по-
кровное сало расположено на спине кашалотов, причем в области спиииого утол-
щения в сале содержится 60...67 % липидов. На брюхе расположено нежирное
(30...58 % липидов) сало, причем у основания нижней челюсти сало содержит все-
го 3...4 % липидов.
В отзичие от покровного сала усатых китов, сало кашалотов состоит из более
плотной коллагеновой ткани, причем в сосочковом слое, прилегающем к эпидер-
мису, содержание липидов не превышает 2 .4%. В расположенном под сосочко-
вым сетчатом слое содержится уже 5... 12 % липидов; сетчатый слой постепенно
переходит в жировую рыхлую ткань, содержащую 50...70% липидов.
Кроме покровного сала у кашалотов накапливается значительное количество
специфических по составу липидов (спермацет) в ячеях спермацетового мешка,
расположенного в лобовой части черепа, а также в каналах и около нижней че-
зюсти: содержание липидов в этих тканях достигает 87...97 %.
Как и у усатых китов, у кашалотов в костях накапливается много липидов, в
хвостовых позвонках 47...35%, в верхней челюсти — 33...51 %, в ребрах —
14...35 %. Из внутренних органов только ткани кишечника и желудка относитель-
но богаты липидами (10...15 %). Содержание липидов в мясе варьирует от 1,5 до
8,5 %. Очень жирным является молоко кормящих самок (30...38 % липидов).
137
Глам 2 Характеристика сырья яадиаго происхождения
Интенсивное депонирование липидов является биохимической особенностью мор-
ских млекопитающих, причем распределение запасов липидов в организме несомнен
но отражает биологическую специфику каждой группы животных (табл. 2.25).
Таблица 2.25. Распределение запасов липидов в органах и тканях морских
млекопитающих (в %)
Органы и ткани Ластоногие (акиба) Китообразные
Белуха Кашалот Финвал
Покровное сало 95. 97 90.. 92 18- 42 45 50
Мышцы 1,2—1,5 1,6...2,8 3...6 9...I2
Внутренние органы 0.5...1.1 0,3.. 0.6 11... 1,5 3...4
Кости O.9...1.2 1,2... 1,8 28...33 20.. 36
В том числе позвоночник О.З...О.6 0,5...0.9 16...20 12...18
Спермацетовая подушка — — 23. ..28 —
Лобовое и околочелюстное сало — 23 — —
У морских беспозвоночных содержание липидов в тканях организма низкое,
за исключением печени и икры. Ниже показано содержание липидов (в %) в ор-
ганах и тканях морских беспозвоночных:
Ракообразные:
мышцы . ............. . . .0,3...0,8
внутренние органы (без печени).. . .0,9...2,4
печень..... . .... .6..25
икра.. .8... 14
Двустворчатые моллюски:
ткани мускула-замыкателя и мантии.. . .0,5.-1,2
внутренние органы (без печени).. . .0,8...2,8
печень.. . 8... 12
икра............... .....................................4—6
Головоногие моллюски:
ткани мантии и щупальцев . . .0,2—0,4
внутренние органы (без печени).. . .0.8...1,2
печень.. ............. .. 10...16
Голотурии:
ткани оболочки .. . .0Д..0.8
внутренние органы .. .. 0,05—0.1
Морские ежи:
все тело, извлеченное из панциря . .... 2...6
икра.............. . ................................... 2C...3S
В табл. 2.26 показано распределение общего запаса липидов в органах и тка-
нях некоторых беспозвоночных. У беспозвоночных печень является основным
жировым депо.
Из морских растений наиболее богаты липидами красные водоросли (табл. 2.27).
138
2.5. Химический состав тканей гидробионтов
Таблица 2.26. Распределение общего запаса липидов
у беспозвоночных (%)
Вид животного Мышиы Печень Внутреннее™ (без печени) Игр.
Камчатский краб: самцы 12...I8 70...80 4...7 —
самки 8...I0 40...50 2...3 3O...35
Гребешок 4...6 60...70 25...35 —
Кальмар тихоокеанский 20...25 60...65 10...15
Таблица 2.27. Содержание липидов в морских водорослях
. СлУрВЛНИС JHtlHJIB.W
Водоросли в сыром вешестж ' сухом веществе
Зеленые ‘ 0,008...0,18 | 0,04..0,80
Бурые Красные 0.10...0.25 0,5... 1.20 0,03-0,60 0.18... 3.0
Углеводы гидробионтов
В составе тканей растений и животных присутствуют органические вещества,
которые по своей химической природе являются альдегидоспиртами или кето-
носпиртами и объединяются в группу углеводов.
В растениях углеводы синтезируются из органического углерода и воды, при
участии биологически активного зеленого пигмента — хлорофилла, превращаю-
щего солнечную энергию в химическую.
В клетках и тканях животных непрерывно происходят процессы углеводного
обмена, и осуществляется биосинтез углеводов и глюкозы, присутствующей в со-
ставе углеводов пиши.
Растения содержат в тканях намного больше углеводов, чем животные, при-
чем существенно различается качественный состав углеводов растительного и
животного мира. Сравнительное содержание углеводов в сухом обезжиренном
веществе тканей животных и растений (в %) приведено ниже:
Зерновые (рожь, пшеница, рис, кукуруза) ... . .89—98
Бобовые (бобы, соя, чечевица, горох).... . .68—84
Морские водоросли (бурые и красные)..... ...... . .40...82
Мясо наземных животных (говядина, баранина, конина). . 0,8...3,8
Мясо морских млекопитающих . .. .0,8...4,2
Мясо морских рыб.. . .0,9...4,4
Мясо двустворчатых моллюсков:
мускул-замыкатель . ..8...24
мантия . .. ....................................12 ..42
Мясо морских ракообразных...................................1,2... 14,0
139
Гложа 2. Характеристика сырья жадного происхождения
К углеводам относят моно-, ди- и полисахариды, мукополисахариды, или
комплексные полисахариды.
Моносахариды В группу моносахаридов входят простые сахара (монозы), со-
держащие в молекуле от 3 до 7 атомов углерода. Каждый моносахарид содержит в
молекуле ассиметрические атомы углерода, поэтому может существовать в виде
нескольких стереоизомеров.
Моносахара пищи всасываются в кишечнике и с потоком крови попадают в
печень, где участвуют в синтезе гликогена, который депонируется в печени. Сре-
ди моиосахаров важнейшими являются пентозы (С5) и гексозы (С6).
Пентозы (арабиноза, ксилоза, рибоза, дезоксирибоза и др.) входят в состав
высокомолекулярных растительных полисахаридов (пентозаны). Биологическое
значение пеитоз предопределяется тем, что они входят в состав таких важных
биологически активных вешеств, как нуклеиновые кислоты.
Среди пентоз наиболее важное значение имеют рибоза и дезоксирибоза. Ри-
боза входит в состав рибонуклеиновых кислот (РНК), содержащихся в плазме;
дезоксирибоза входит в состав дезоксирибонуклеиновых кислот (ДНК), которые
являются основной составной частью клеточного ядра.
Ниже представлено содержание пентозанов в морских водорослях (в %):
Ламинарии .... ......6,5—10,6
Фукусы. . . . .20,1...29,0
Красные водоросли ................... .......................1,9...4,0
Морские травы (зостера, филлоспадикс).... .............4,7... 12,4
Наиболее важной из гексоз является глюкоза; из 16 стереоизомеров глюко-
зы наиболее значимы в биологическом отношении а-фруктоза, а-галактоза и
а-манноза.
Глюкоза необходима для работы сердечной мышцы, центральной нервной
системы, головного мозга При кровообращении глюкоза задерживается в пече-
ни, где из нее синтезируется гликоген.
В животных организмах глюкоза и фруктоза всегда присутствуют в крови
(0,8... 1,1 % сухого вещества), в мышцах (0,02...0,06 %).
Дисахариды. Дисахариды объединяют наиболее важные в биологическом от-
ношении сахара:
• сахарозу — главный пищевой сахар;
♦ лактозу — основной углевод растущих организмов;
♦ мальтозу — основной промежуточный сахар в распаде полисахаридов.
Полисахариды. Полисахариды объединяют группу сложных углеводных поли-
меров, среди которых важнейшее биологическое значение имеют крахмал (вы-
сшие растения), гликоген, ичи животный крахмал (ткани животных), целлюлоза
(растения), ламинарии (водоросли) и т. п.
Гликоген является полимером глюкозы, но по сравнению с амилозой и амило-
пектином он имеет наиболее разветвленную и плотную структуру. Природный
гликоген является сложной смесью гликогенов с разной молекулярной массой.
В животных организмах основная масса гликогена содержится в мышцах,
биосинтез происходит в печени из глюкозы, а также из молочной кислоты, гли-
церина, продуктов дезаминирования аминокислот. Поэтому обычно в печени об-
140
2 5. Химический состав тканей гидробионтов
наруживается наибольшее содержание гликогена (2.5...S % — у крупного рогатого
скота, 3,0...6,2 % — у китов, 1,5_..6,0% — у рыб).
В мышцах гликоген служит источником энергии, необходимой для работы
мышц, и является основным материалом для образования глюкозы и молочной
кислоты. В печени гликоген является углеводным резервом, из которого при
действии ферментов (фосфатазы, фосфорилазы) образуется глюкоза.
Прижизненное содержание гликогена в тканях животных неустойчиво и зави-
сит от вида животного, функционального состояния его ор1анизма, сезона года,
условий обитания и питания и других причин биологического характера. Напря-
женная мышечная работа, в том числе во время предсмертной агонии, ведет к ин-
тенсивному использованию гликогена с образованием молочной кислоты.
В живых организмах распад и синтез гликогена имеет обратимый характер, а
после смерти распад становится необратимым в результате прекращения процес
сов ассимиляции.
Уменьшение содержания гликогена в мясе рыб наблюдается в период всего
посмертного периода, но наиболее интенсивный его распад происходит на ста-
дии окоченения. Так, например, если у пикши сразу после смерти содержалось
0,61 % гликогена, то спустя двое суток — только 0,32%. У рыб в нерестовый пери-
од содержание гликогена в мышцах заметно уменьшается. Установлено также,
что в мышцах трески, пойманной крючковой снастью, содержание гликогена вы-
ше, чем в мышцах рыбы добытой тралом.
У рыб и беспозвоночных природное содержание гликогена в мышцах изменя-
ется в пределах, указанных в табл. 2.28.
Таблица 2 2Я. Содержание гликогена в мышца! гидробионтов (в%)
Гидробионты Сыро* ешестю Сухое обе шеи ренное вещество
Костистые рыбы: пресноводные (карп, леш, линь) 0,9... 1,8 2.7..Д9
проходные (тихоокеанские лососи — кета, горбуша) 0,2... 1,4 1,0...3,4
морские: пелагические (сельди, сардины) 0,4... 1,3 I.4..J.3
донные (камбалы, тресковые) 0J...I.2 0,4...3,8
Беспозвоночные: морские ракообразные (крабы, креветки) 0,2. ..2.2 1,0..11,2
двустворчатые моллюски (мидия, гребешок, устрица) 0.8...3.9 8,5... 19,7
головоногие моллюски (кальмар, осьминог) 0,7... 1,4 3,5.6,8
голотурии (трепанг, кукумария) 0,1 -2,0 0,6. .12,3
Целлюлоза нерастворима в воде и является главной составной частью вещества
клеточных стенок растений. В сухом веществе морских трав (зостера, филлоспа-
дикс) содержится 12...24Я целлюлозы, у бурых водорослей (ламинарии, фукусы
и др.) 3,5...7,5 % и у красных водорослей (анфельция, филлофора, фурцеллярия
и др.) 3,5... 16,5 %.
141
Глава 2. Характеристика сырья водного происхождения
Мукополисахариды или комплексные полисахариды. В тканях растений и жи-
вотных присутствуют полисахариды, в построении которых участвуют гексозы,
пентозы, аминосахара, гексуроновые кислоты и эфирносвязанныс кислоты (сер-
ная, уксусная, фосфорная).
Многие комплексные полисахариды являются биологически активными вещест-
вами специфического действия Они входят в состав слизистых веществ, выделяемых
железами кожи и покровных тканей, соединительной ткани и межклеточного веще-
ства, глюкопротеидов костей (остсомукоид) и хрящей (хонромукоид) и т. д.
Многие специфические свойства растений и животных обусловлены присут-
ствием специфических комплексных полисахаридов.
К мукополисахаридам различных тканей гидробионтов относят много поли-
меров, из которых наиболее важными в биологическом отношении являются гиа-
луроновая и хондроитин серная кислоты, гепарин, хитины.
Гиалуроновая кислота является важным биологически активным веществом,
регулирующим проницаемость тканей.
Хондроитинсерная кислота участвует в образовании соединительной ткани,
хрящей.
Гепарин задерживает свертывание крови и регулирует вязкость плазмы.
Хитин (поли-М-ацетил-В-гпюкозамин) является широко распространенным
в природе биополимером. Этот биополимер свойственен беспозвоночным, у ко-
торых его содержание может достигать 85% от массы наружных покровов. Хитин
найден у некоторых зеленых водорослей н является основным компонентом кле-
точных стенок большинства грибов. Таким образом, хитин представляет своеоб-
разную загадку природы, так как обнаруживается в таких филогенетически дале-
ко отстоящих группах организмов, как грибы, водоросли и беспозвоночные.
Хитин встречается в природе в трех формах: в виде а-, (3- и у-хитинов, которые
отличаются пространственным расположением цепей молекул и присутствием
связанных молекул воды. Самой стабильной и устойчивой к реагентам является
a-форма хитина. Эта форма хитина наиболее широко распространена в природе.
Хитии обладает кристаллической структурой и представляет собой твердое ве-
щество белого цвета. Хитин нерастворим в воде, разбавленных кислотах, разбав-
ленных и концентрированных щелочах, спиртах и других органических раствори-
телях Растворить хитин удается при воздействии концентрированных кислот
(серной, соляной и 78...97 %-иой фосфорной) и растворов тиоцианата лития.
По ряду своих фнзико-химичсских свойств хитин сходен с целлюлозой, одна-
ко наличие в молекуле хитина ацетамидных групп придает этому полиаминосаха-
риду особые и очень ценные в практическом отношении свойства. Так, напри-
мер, в насыщенном растворе щелочей при 160"С и под воздействием NaOCI при
комнатной температуре целлюлоза не растворяется, а хитин в первом случае об-
разует хитозан, а во втором — постепенно переходит в раствор.
Хитин вызывает все больший интерес, так как физико-химические свойства
этого биополимера способствуют его широкому использованию в промышлен-
ности, медицине и сельском хозяйстве. Встает вопрос о расширении известных
сырьевых баз и о поисках новых природных ресурсов получения этого полиами-
носахарида.
142
2.5. Химический состав тканей гидробионтов
Для получения хитина можно использовать не только такие традиционные ис-
точники, как верхние покровы беспозвоночных, но и некоторые водоросли, а
также микроскопические грибы. Последние источники получения хитина пред-
ставляются перспективными, так как содержат достаточно высокий процент это-
го биополимера, их выращивание не связано с сезонностью и для получения хи-
тина можно использовать отходы ряда микробиojioi ических производств.
Минеральные вещества гидробионтов
В отличие от представителей наземного мира гидробионты обитают в среде,
имеющей высокое содержание солей (от 50 до 290 мг/дм3 в пресной и от 15000 до
38 000 мг/дм3 в морской воде) и незначительное содержание газообразного кисло-
рода, что накладывает специфический отпечаток на количественное содержание
и качественный состав минеральных вешеств, входящих в состав тканей обитате-
лей гидросферы.
Общее содержание минеральных веществ в тканях гидробионтов зависит от фи-
зиологического и анатомического назначения тканей, а также от биохимических
особенностей вида. В табл. 2.29 показаны пределы содержания минеральных вешеств
в различных тканях гидробионтов.
Таблица 2.29. Содержание минеральных вешеств
в тканях и органах гидробионтов (в %)
Труп ла организмов, ткань Нативное вещество Сухое вещество
Рыба:
кровь 1.0... 1.8 12.4...24,3
мышцы 0,4...4,1 1,9-16,6
кисти 5,0—15,6 20,4...34,7
чешуя 16,5-32,0 38,6...48,3
Морские млекопитающие:
кровь 0,8...0,95 8,0...12,4
МЫШЦЫ 1,0... 1,4 3,5...4,8
кости 12,5...28,4 30,6...48,6
Ракообразные
МЫШЦЫ 1,1...2,2 4,9.. .10,4
панцирь 8,0...12,6 27,6...38,4
Двустворчатые моллюски
мускул-замыкатель 1.2...2.8 5,2-14,0
ткань мантии I.6...3.6 I4.5...20.2
раковина 92,6...96,8 97.4...98,9
Водоросли, слоевища:
зеленые 2.S...4.7 13,6...22,4
бурые 6,2...8,2 36,4...49,2
красные 5.0...6.9 25,4.-37,6
143
Глава 2 Характеристика сырья водного происхождения
Уровень накопления минеральных вешеств в однотипных тканях непостоянен
и зависит от биохимических особенностей вида. Например, в мышцах костистых
рыб аккумулируется значительно больше минеральных веществ, чем в хрящевых,
причем у морских видов, обитающих в среде с более высоким осмотическим дав-
лением, содержание солей всегда более высокое (табл. 2.30).
Таблица 2.30. Содержание минеральныхвешеств
в мышечной ткани хрящевых и костистых рыб (в %)
Рыбы Нативное вещество i Сухое вещество
Хрящевые: пресноводные и проходные 0,8... 1.6 2,8-5,2
морские 0,9...2,6 1,9... 10,3
Костистые: пресноводные и проходные 0,9...3,4 1,9... 10,6
морские 0,8.4.1 2,6..16.6
Среди костистых морских рыб наиболее высокое содержание минеральных ве-
ществ обнаружено в сухом веществе мыши некоторых видов камбал (до 16.6%), а
наименьшее (до 6.8 %) — у сельдевых; у пресноводных костистых рыб больше всего
минеральных вешеств обнаружено в сухом веществе мышц карповых и сиговых
рыб, что, очевидно, связано с наличием мелких межмышечных косточек, отделить
которые при подготовке материала для анализа практически невозможно.
Существенно изменяется содержание минеральных вешеств в мышцах рыб в
зависимости от их биологического состояния. Например, у сельди в период не-
реста содержание минеральных веществ в сухом веществе мышц колеблется от
4,2 до 9,5 %, а у жирующей сельди — от 3,0 до 6,5 %. У тихоокеанских лососей со-
держание минеральных вешеств в сухом веществе мышц заметно снижается, ког-
да идущие на нерест рыбы входят в пресную воду.
У двустворчатых моллюсков (гребешок, мидия, устрицы, мактра) в мышцах
накапливается намного больше минеральных вешеств, чем в мышиах рыб. Осо-
бенно высокое содержание минеральных веществ имеют ткани маитии, в кото-
рой продуцируются минеральные компоненты для построения раковин.
Содержание минеральных веществ в мышцах моллюсков зависит от ряда при-
чин биологического характера. Например, у молодых мидий содержание мине-
ральных вешеств в мантии заметно выше, чем у старых. В мантии гребешка в пе-
риод откладывания икры содержание минеральных вешеств заметно снижается,
зато к осени (сентябрь) — резко увеличивается, что связано с интенсификацией
процесса формирования раковин.
Содержание минеральных веществ в мясе ракообразных (камчатский и синий
крабы, краб стригун, несколько видов креветок) связано с биохимическими из-
менениями крови в период линьки. Вначале происходит деминерализация старо-
го панциря, а затем интенсивный процесс ассимиляции и отложения известко-
вых солей в хитиновой основе нового панциря.
144
2.5. Химический состав тканей гидробионтов
Существенно изменяется и качественный состав минеральных вешеств в за-
висимости от рода тканей, вида гидробионтов, а также от специфики солевого со-
става пресной и морской воды.
Содержание в тканях гидробионтов некоторых элементов может в сотни и да-
же десятки тысяч раз превышать их концентрацию в гидросфере, а содержание
других элементов может быть более низким, чем в гидросфере. Например, в тка-
нях тела морских рыб происходит избирательная концентрация азота, серы, фос-
фора, кальция, йода и других элементов, зато содержание хлора, магния, натрия
намного ниже, чем в воде.
Некоторые виды бурых водорослей, наоборот, способны избирательно кон-
центрировать в тканях калий, натрий, хлор, особенно йод, бром и ряд других эле-
ментов. Гидробионты, имеющие сильно минерализованные ткани, обладают спо-
собностью аккумулировать огромные количества кальция, кремния (мшанки, из-
вестковые водоросли, ракообразные и т. п.). Если для рыб биохимически специ-
фичным является накопление в крови железа, то у ракообразных и моллюсков в
крови аккумулируется медь и т. д.
Витамины гидробионтов
К витаминам относят разнообразные по химическому составу органические
соединения, которые присутствуют в тканях животных и растений в малых ко-
личествах и имеют важное биологическое значение, нормализуя процессы об-
мена вешеств и функциональную деятельность эндокринных желез. Соединя-
ясь со специфическими белками, они образуют разнообразные биокатализато-
ры — ферменты.
Участвуя в обмене веществ, витамины частично разрушаются, поэтому необ-
ходимо постоянно пополнять их содержание извне.
В настоящее время выделены в чистом виде и подробно изучены 25 индивиду-
альных витаминов, которые разделяют иа две группы: жирорастворимые и водо-
растворимые витамины (Кизеветгер, 1973).
Жирорастворимые витамины. В эту группу объединяют витамины, которые
растворяются в жирах и неполярных растворителях. Из них для гидробионтов на-
иболее характерны витамины A, D, Е, К и F.
Витамин А. Витамин А является циклическим ненасыщенным одноатомным
спиртом; основу молекулы составляет 0-ионовое кольцо, к которому присоеди-
нены два изопреновых остатка с первичной спиртовой группой на конце алифа-
тической цепи. У витамина А, есть пять изомеров с различной биологической ак-
тивностью. Если биологическую активность транс-изомера принять за 100%, то
биологическая активность моно-0-нис-изомсра составляет 75%, а у остальных
трех изомеров — менее 25 %.
Биологически активный витамин А обнаружен только в организме живот-
ных. В наземных растениях, водорослях и фитопланктоне биологически актив-
ного витамина А не содержится, зато присутствуют вещества (провитамины), из
которых в организме животных образуется витамин А. Для витамина А прови-
таминами являются а-, у-каротины.
145
Глава 2. Характеристика сыры водного происхождений
Растительные каротины, попадая с пи шей в организм, при участии содержа-
щегося в печени фермента каротиназы превращаются в витамин А.
Многие виды морских рыб, ластоногих и китообразных накапливают большие
количества витамина А. В тканях организма витамин А накапливается избиратель-
но. например, у пластиножаберных почти весь витамин А сосредоточен в печени. У
морских костистых рыб основная часть запаса витамина А находится в мышцах,
желудке и кишечнике, а у пресноводных костистых — в печени, кишечнике, же-
лудке. В табл. 2.31 приведены данные, характеризующие распределение витамина
А в организме некоторых рыб.
Таблица 2.31. Рас пре де лен не витамина А в органах и тканях рыб (в %)
Рыбы Тело Печень Кишечник и желудок Половые железы
Пресноводные (карп, леш) 1...2 30..45 54...68 0.5...2
Проходные (лососи тихоокеанские) 5-8 56...63 30...35 6...12
Пелагические:
сельдь, сардина 7...25 49...63 24-26 -
скумбрия 3...5 69...70 21...22 5-6
Донные:
треска, минтай 0.5...2 69-85 I2...30 —
камбала 1,3 58 60 I9...30 10...I2
бычки 0,5... 1 S7...89 10...I3 -
Колючая акула 1...3 91..95 2-4 -
Количественное содержание витамина принято выражать в международных
единицах (ME). Международная единица соответствует 0,3-у11 витамина А, поэто-
му 1 мг чистого витамина А соответствует 3,333 ME.
У ряда костистых морских рыб установлено повышенное содержание витамина
А в пигментированных тканях кожного покрова. Например, у камбал липиды тем-
ной кожи содержат 80...240ME витамина А, светлой кожи (брюшная сторона) —
30... 100, а липиды мяса — 15...95 ME витамина А в I г. Очевидно это связано с тем,
что витамин А необходим для синтеза хромопластов.
Содержание витамина А в мышцах разных видов рыб довольно непостоянно,
но превышает содержание этого витамина в мясе крупного рогатого скота. Ниже
показано содержание витамина А в мышцах различных животных (в ME на 100 г):
Карп, сом, угорь . . ___ . 4500...5000
Горбуша, кета, кижуч .. .30. .600
Сельдь, сардина .. ..20...400
Скумбрия ... .. ..30... 180
Камбалы, палтусы . ............. ........ 300...400
Крупный рогатый скот...........................................I5...60
у — одна доза витамина
146
2 5. Химический состав тканей гидробионтов
У многих видов костистых рыб (сайра, скумбрия, камбала, кета) в тканях бу-
рой мускулатуры содержится, как правило, больше витамина А, чем в светлых
мышцах (55—120 и 20...95 ME на 100г массы соответственно). Однако у акул от-
мечена противоположная зависимость: светлые мышцы содержат больше вита-
мина А, чем бурые.
Содержание витамина А в мясе возрастает с увеличением возраста рыбы На-
пример, если в 1 г мяса взрослой миноги содержится 100...980МЕ витамина А, то
в тканях тела мальков — ие более 15 ME.
Наиболее значительные массы и концентрации витамина А обнаружены в пе-
чени. В печени рыб, беспозвоночных и морских млекопитающих содержится на
много больше витамина А, чем в печени наземиых животных. Соответствующие
данные приведены в табл. 2.32.
Таблица 2 32. Содержание витамина А в липидах печени различных животных
Животные Содержание ЛИПИДОВ. % Содержание витамина А. ME на 1 г массы
печени липндоа печени
Акулы (разные виды) 2,2. .49,1 1010-17300 7050-200000
Скаты Пресноводные костистые: 22,5...73,4 30...9380 50-210000
карповые (плигва. сазан, леш) 2,9-29,8 70...420 290-9560
сиговые (омуль, муксун, сиг) Проходные костистые: 1,2-113 5...6200 150-16350
горбуша 3.0 ..4,3 160...450 5260... 11 720
кета Морские: 2,6... 5,0 50...4480 1070... 127 400
сельдь 2.6 ..7,3 I40...640 2740-12880
скумбрия 3,4...10.0 50...8230 1030-420000
треска 12,2.65,5 30-13280 80-51850
окуни 8,8.34,3 I30...126390 1090-517750
усатые киты (разные виды) 1,1 -.9,1 1780...16500 95650. 588800
зубатые киты Крупный рогатый скот 1.5.7.6 5200 .7950 8,2-13,5 151 400...720 000
Содержание витамина А в печени является весьма неустойчивым и изменяет-
ся в зависимости от ряда биотогических причин. Содержание витамина А в липи-
дах печени зависите значительной мере от вида рыбы
Концентрация витамина А в печеночных липидах повышается с увеличением
массы особей. Например, у колючей акулы массой 0.5...0.8кг в 1 г печеночных
липидов содержится 300...750 М Е витамина А, а у акул массой 5...8 кг — от 3200 до
25 600 ME; у мелкой скумбрии (0,05...0,08 кг) в печеночном жире содержится
1200... 1800 ME, а у рыб с массой тела 0,3...0,4 кг — 15 600...26600 ME.
Установлено, что у рыб одного вида, но обитающих в разных широтах, со-
держание витамина А в печеночных липидах в северных широтах больше, чем в
147
Глава 2. Харе
го лроисхожденив
южных, причем оно возрастает по мере приближения района обитания вида с
юга на север.
У холодолюбивых камбал в печеночных липидах накапливается больше ви-
тамина А, чем у теплолюбивых видов (1200... 16 700 и 500 .2300 ME соответст-
венно).
Концентрация витамина А в печеночных липидах зависит от жирности пече-
ни. Так, у миноги при содержании жира в печени от 10 до 40% липидов концент-
рация витамина А изменяется от 3000 до 20 000 МЕ/г, а в жирной печени (40...50 %
липидов) — от 800 до 3000 МЕ/г.
Значительные колебания содержания витамина А обнаруживаются и в тканях
желудка и кишечника, причем во всех случаях витамина А накапливается в тка-
нях этих органов значительно меньше, чем в печени. В липидах пилорических
придатков накапливаются высокие концентрации витамина А; у некоторых ви-
дов рыб концентрация витамина А в липидах пилорических придатков превыша-
ет концентрацию этого витамина в липидах печени.
Повышенное содержание витамина А в тканях многих видов рыб и морских
животных биологически необходимо в целях усиления функции зрительного ап-
парата и устойчивости организмов к действию специфических условий их обита-
ния в гидросфере (пониженная температура и освещенность, низкий уровень со-
держания кислорода, гидростатическое давление ит. п.).
Витамины группы D. Витамины группы D по своей структуре близки к стери-
нам. В наземных растениях, водорослях и фитопланктоне витаминов группы D
не содержится, но содержится провитамин D — эргостерол, который при ультра-
фиолетовом облучении превращается в витамин D2. В тканях животных присут-
ствует другой провитамин — 7-дегидрохолестерол, дающий при ультрафиолето-
вом облучении витамин D3
Хотя витамины D2 и D3 имеют различия в структуре алифатической цепи, но
их биологическое действие одинаково.
В настоящее время выделены витамины D4, Ds и Dt, отличающиеся строением
боковой цепи и биологической активностью: активность D4 составляет 75%, Ds —
3% от биологической активности D, и D,; витамин Db имеет малую активность.
Содержание витаминов D выражается в международных единицах: 1 ME соот-
ветствует 0.025 мг витамина D,.
В организме животных и рыб основное количество витамина D сосредоточено
в печени; содержание витамина D в мышцах невелико.
Содержание витамина D в печени рыб зависит от биологических особенно-
стей вида и изменяется в значительных пределах Например, пластиножаберные
рыбы не накапливают в печени значительных количеств витамина D. В то же вре-
мя некоторые виды костистых пелагических рыб способны накапливать в печени
значительные концентрации этого витамина. У полосатого и длиннокрылого
тунцов в 1 г Печеночного жира содержание витамина D может достигать
250000 ME. Среди донных видов высокие концентрации витамина D обнаруже-
ны в печени палтусов, причем у атлантических видов до 20000 ME, а у тихоокеан-
ских видов до 50000 ME в 1 г. В табл. 2.33 представлены пределы содержания ви-
тамина D в липидах печени некоторых животных
148
2.5. Химический состав тканей гидробионтов
Таблица 2.33. Содержание витамина D в липидах печени некоторых животных
Животные Содержание липидов в печени. % Содержание в*гг»ыын1 D. ME на 1 г
Печени липидов печени
Акулы 25-70 3...6 5..25
Пресноводные рыбы (леш. судак, налим, тука) - — 45...560
Проходные тихоокеанские лососи J...6 6 .12 100 600
Морские пелагические рыбы: скумбрия S...26 I50...300 750...6000
тунцы 2..35 3500...5000 1OOOO...25OOOO
Морские донные рыбы: тресковые (треска, минтай, хек) 30...85 15...60 20...100
камбалы 4...12 — 90-1200
палтусы 8...30 I65...4000 400-20000
Крупный рогатый скот, овцы и свиньи - 0,09-0,48 - .
Витамин Е. В природных липидах встречается несколько разновидностей то-
коферолов. Токоферолы растительных и животных липидов по своей химической
структуре весьма близки. Онн представляют собой а-, £-, у-, Б- и ^-токоферолы,
отличающиеся друг от друга количеством и расположением метильных групп в их
циклическом компоненте — хромане (бен зо-у-де гидропиране). Боковую цепь то-
коферолов составляет остаток фитола. Наибольшую биологическую активность
проявляет а-токоферол
Много (2,5...19 мг/100 г) токоферола содержится в зеленых овошах, особенно
много — в зародышах злаков (30...36мг/100г) и в подсолнечном, хлопковом, со-
евом и других растительных маслах (40... 100мг/100г). По сравнению с крупным ро-
гатым скотом у рыб содержание токоферола в мышцах низкое. Мало по сравнению
с наземными животными накапливается витамина Е в печени у рыб. В табл. 2.34
показано содержание витамина Е в мышцах и печени некоторых животных.
Таблица 2.34. Содержание витамина Е в мышцах и печени животных (в мг/100 г)
Животные Мышцы Печены Липиды печени
Акулы, скаты 0,7 0,41 8,5-31.9
Пресноводные костистые (карповые) 0,63 0.84 —
Проходные (тихоокеанские лососи) 1,6
Морские пелагические:
сельдь 0.1...0,5 14,5
сардина 4.5 -
скумбрия 0,4... 1,8 1,0... 1,5
Морские донные:
треска, хек. минтай 0,35 - 8,5-29,5
камбалы, палтусы 0.1—0,15 0,3-0,4 40...55
Крупный рогатый скот 4...6 40..60
149
Главе 2. Характеристика сырья водного происхождения
Содержание витамина Е в тканях желудка и кишечника у пластиножаберных
и морских костистых рыб держится на уровне 0,8... 1,0 мг/100г. В подкожном жи-
ре китов содержится от 3,5 до 32,0 мг/100 г витамина Е.
Витамин К. Известно несколько витаминов К, молекулы их состоят из 2-ме-
тил-1.4-нафтахинона и остатка высокомолекулярного спирта. В молекуле вита-
мина К,, который синтезируется в растениях, содержится остаток высокомолеку-
лярного спирта фитола, а в молекуле витамина Кг, который синтезируется мик-
роорганизмами в кишечнике животных, содержится остаток алифатического
спирта дифарнезила.
У животных витамины К сосредоточены в основном в печени, где они стиму-
лируют синтез протромбина и фибриногена, участвующих в процессе свертыва-
ния крови.
В природе витамин К в наибольших количествах обнаружен в травах (люцерна,
крапива) и зеленых овощах (2...5мг/100г). Значительно меньше (0,1...2мг/100г) в
овощах, корнеплодах и (0,02...0,2 мг/100г) в тканях животных. В печеночном трес-
ковом жире содержится 0,1...0,2 мг/100 г витамина К.
Витамин F. Витамин F является смесью ненасыщенных жирных кислот: лино-
левой (С|В 2), линоленовой (С|В 3) и арахидоновой (С*) 4).
Липиды рыб и морских млекопитающих, содержащие относительно немного
эссенциальных кислот, менее активны в излечении кожных симптомов их недо-
статочности по сравнению с растительными маслами, но значительно более эф
фективны в нормализации липидного обмена в организме животных и человека.
Значительно более активное их действие обусловлено кислотами с 20...22 атома-
ми углерода в молекуле и с 5...6 двойными связями, отсутствующими в раститель-
ных маслах Это необходимо иметь в виду при характеристике пищевой ценности
морских организмов и их липидов.
В табл. 2.35 показано содержание витамина F в лнпидах морских организмов.
Таблица 2.35. Содержание витамина F в липидах морских организмов
Объект исследования Источник липидов Содержание витамина F. % к массе
жирных кислот липидов
Треска атлантическая Мышечная ткань 3,4... 7,5 3.2...7.0
Печень 1.8...5.1 I.8...5J
Гонады 2.3...8.6 1,8..6,9
Путассу Мышечная ткань 4.8 4.3
Сельдь атлантическая • » 0,8...3,2 O.8...3.2
Мойва » • 0,7... 1.3 0.7... 1,3
Салака 2,3...4,2 2,2..4,1
Нототения мраморная • . -1.3 -1.2
Финвал Покровное сало 0.9...2.3 0,9-2,3
Сейвал • • 1,4 3.4 1.4 3.4
Кальмар Мышечная ткань и 0.9
Криль антарктический » » 1.8 ..2,6 1.6...2,3
150
2.5. Химическим состав тканей гидробионтов
В липидах морских организмов содержание витамина F колеблется в пределах
от 0,5 до 7,0%. Высшего предела витамин F достигает в липидах мышечной ткани
и гонад атлантической трески, за ними следуют липиды печени трески данного
вида (5,1 %). Крайне бедны витамином F липиды мышечной ткани мойвы, ното-
тении, кальмара.
Водорастворимые витамины» В эту группу объединяют витамины достаточно
хорошо растворимые в воде и нерастворимые в жирах. Из них для гидробионтов
наиболее характерны витамины В(, В2, В3. B<. В6, В,, В|2, Н иС.
Витамин Вг Молекула витамина В, образована из пиримидина и тиазола. Ви-
тамин В синтезируется и накапливается в тканях высшнх растений и микроорга-
низмах. В организме животных в желудочно-кишечном тракте происходит бакте-
риальный синтез витамина В,. Содержание витамина В, в мышцах животных и
растений зависит от их видовой принадлежности (табл. 2.36).
Таблица 2.36. Содержание витамина В в мышцах некоторых животных
и растений (в мг/100 г)
Объект Mwuiubr Печень
Акулы 0,03...0,40
Тихоокеанские лососи (горбуша, кета, нерка) 0,03-0,17 0,07 .0,24
Селвдъ 0,01...0,04 -
Тунцы, скумбрия, пеламида 0,05...0,52 0,6... 1,0
Тресковые 0,09...0,71 0.06...0,14
Камбалы, палтусы 0,02-0,14 0,06-0,24
Двустворчатые моллюски (мускул-за мы кате ль, мантия) 0,06...0,7
Ракообразные 0,02.. 0,18
Голотурии (оболочка тела) 0,03-0,04
Крупный и мелкий рогатый скот 0,07...0,30 0,28-0,41
Ламинария (слоевище) 0,12-0,35 -
У морских рыб в светлых мышцах содержится намного меньше витамина В,,
чем в бурых (0,04.„0,15 и 0,26...0,52 мг/100 г соответственно). Среди морских пе-
лагических видов рыб по высокому содержанию витамина В, в печени выделяют-
ся тунцы, скумбрия, а среди морских донных — окуни.
Содержание витамина Bs в тканях кишечника и желудка изменяется от 0,15 до
0,52 мг/100 г (максимум у тунцов), в тканях пилорических придатков от 0,08 до
0,40, в яичниках от 0,2 до 0,45, в семенниках от 0,05 до 0,2 мг/100 г.
Очень много витамина В, содержится в пекарских и пивных дрожжах
(0,4...5 мг/100 г).
Витамин Вг Молекула витамина В2 состоит из диметил ированного изоаллок-
сазина (желтый пигмент) и пятиатомного спирта рибитола (образуется при вос-
становлении J-рибозы) В природе биосинтез витамина В, осуществляется только
растениями.
151
Глово 2. Характеристика сырья водного происхождения
В мышцах некоторых видов рыб содержится больше витамина В., чем в мыш-
цах рогатого скота (табл. 2.37).
Таблица 2.37. Содержание витамина В, в мышцах некоторых животных
и растений (в мг/100 г)
Объект Мышцы (ТХ1НИ) Печень
Акулы 0,03-0.1 0,3-0,72
Тихоокеанские лососи (горбуша, кета, нерка) 0,04...0,13 0,73-2,38
Сельдь 0,18...0,35 0,58...0,74
Тунцы, скумбрия, пеламида 0,04...0,16 —
Тресковые 0.1...0,37 0,70... 1,54
Камбалы, палтусы 0,04...0,1 0,73...0,97
Двустворчатые моллюски (мускул-замыкатель, мантия) 0.01...0.29 —
Ракообразные 0,06...0.55
Голотурии (оболочка тела) 0,08...0.10 —
Крупный и мелкий рогатый скот 0.16...0,32 2,6—4,3
Ламинария (слоевище) 0,001...0,018
Красные водоросли (слосвишс) 0,001-0,110
У отдельных видов рыб даже одного семейства содержание витамина В2 нс
остается постоянным. Так, например, из тихоокеанских лососей наиболее зна-
чительное содержание витамина В2 наблюдается в мышцах кижуча, а наимень-
шее — в мышцах горбуши (0,03...0,07 мг/100г). Содержание витамина В2 в свет-
лой мускулатуре заметно меньше, чем в бурой (0,04 .0,23 и 0,8...2,3 мг/100 г со-
ответственно).
У наземных животных и рыб наиболее высокие концентрации витамина В2 об-
наружены в тканях печем и, однако в печей и рыб витамина В содержится намного
меньше, чем в печени крупного и мелкого рогатого скота (0,3...2,3 мг/100 г).
Много витамина В2 сосредоточено в тканях желудка и кишечника
(0,3...2,3 мг/100г), где протекает микробиологический синтез этого витамина, а
также в икре (0,2... 1,4 мг/100 г) и тканях пилорических придатков
(0,2...0,8 мг/100г). До 1...1.2 мг/100 г витамина В2 сосредоточивается в коже и под-
кожных тканях, где он участвует в образовании желто-коричиевой окраски, кото-
рую часто принимают за пожелтение от окисления жира на поверхности мороже-
ной и соленой рыбы.
Витамин Вг Пантотеновая кислота — это ди пептид, образованный конденса-
цией а,у-диокси-Р-₽-ди метил масляной кислоты с р-аланином.
Биосинтез витамина В, осуществляется многими видами микроорганизмов.
Пантотеновая кислота у животных сосредотачивается преимущественно в тка-
нях, где развиваются окислительные процессы. Наиболее высокое содержание
витамина В, обнаружено в печени животных (табл. 2.38).
У рыб в красных мышцах содержится больше пантотеновой кислоты, чем в бе-
лых (0,6... 1,2 и 0,2...0,5 мг/100 г соответственно). Довольно стабильно у рыб со-
152
2.5. Химический состав тканей гидробионтов
Таблица 2.38. Содержание витамина В, в объектах животного
и растительного происхождения (в мг/100 г)
Животное, растение Мышиы (ткяни) Печень
Акулы -0,86 0,6... 1,4
Сельдевые, сардины 0,95... 1,95 1,3...2,1
Скумбрия 0,15... 1,0 1,1-2,8
Тресковые 0,09-0,18 0,23—0,42
Камбалы 0,2... 1,7 0,4-5,8
Кальмары 0,23-0,68 1,0... 1,5
Коровы, бараны, свиньи 0,43-2,1 4,39-7,6
Овощи (помидоры, капусте, морковь) 0.2... 1,0 -
держание витамина В, в тканях желудка и кишечника (1,0... 1,5 мг/100 г) и в яич-
никах (1,2...4,6 мг/100 г).
Витамин В5 (РР). Представляет собой никотиновую кислоту или ее амид, ко-
торый образуется в организме при участии АТФ.
Очень высокое содержание витамина В. обнаружено в дрожжах
(40...60 мг/100 г) и грибах (50...75 мг/100 г). Содержание витамина В3 у рыб и бес-
позвоночных животных колеблется от 0,7 до 9 мг/100 г. Наиболее высокое содер-
жание его отмечено у скумбрии и тунцов (до 24,5 мг/100 г).
По сравнению с печенью крупного и мелкого рогатого скота в печени рыб на-
капливается заметно меньше витамина В5(15...28 и 2,3...8,4 мг/100 г соответствен-
но). В печени морских пелагических видов рыб содержание витамина В5 более ус-
тойчиво, чем в печени морских донных (5,0...8,4 и 2,3...8,0 мг/100 г соответствен-
но). У беспозвоночных (кальмар) в печени содержится 4...6 мг/100 г витамина В5.
Содержание витамина В5 в печени рыб повышается с увеличением возраста. На-
пример, в печени молоди трески содержание витамина В не превышает
2,3...2,5 мг/100 г, а в печени взрослой трески достигает 7...8 мг/100г.
Содержание витамина В5 в яичниках рыб — 1,4...2,2, семенниках 2...2,6, кишеч-
нике с желудком— 1.4...4.2мг/100г; много (до 10мг/100 г) витамина Bs содержится
во внутренностях устриц.
Витамин В6. Свойствами витамина В6 (пиридоксина) обладают три соедиие-
ния: пиридоксол, пиридоксаль и пиридоксамин. Они различаются радикалом в
4-ом положении кольца пиридина. Биосинтез пиридоксина осуществляется толь-
ко клетками растений и микроорганизмов. У жвачных животных в рубце проис-
ходит бактериальный синтез витамина В6, обеспечивающий потребности орга-
низма. Содержание пиридоксина в мышцах рыб несколько превышает его содер-
жание в мышцах сельскохозяйственных животных. Если у крупного рогатого ско-
та его содержится 0,08...0,38мг/100г, то у карпа 0,03...0,2, у тихоокеанских
лососей 0,3...1,08, у морских пелагических рыб 0,13...1,71, у морских донных
0,02...0,62, у креветок и крабов 0,19...0,6мг/100г.
Значительные количества витамина Въ обнаруживаются в печени рыб
(1,2...2,8 мг/100 г) и крупного рогатого скота (0,17...0,73 мг/100 г), в то время как в
печени кальмаров обнаружено всего 0,3...0,35 мг/100 г пиридоксина.
153
Главе 2. Характеристике сыри «одного происхождения
Витамин В9 (Вс). Витамин Вч является фолиевой кислотой (птероил-Ь-глута-
м и новой), образованной ядром птеридина и остатками пара аминобензойной и
глутаминовой кислот.
Биосинтез фолиевой кислоты осуществляется растениями и микроорганизма-
ми. У животных и человека в кишечнике происходит бактериологический синтез
витамина В9, поэтому растительные ткани содержат больше фолиевой кислоты,
чем ткани животных. Содержание витамина В, в мышцах и печени некоторых
промысловых рыб и наземных животных показан в табл. 2.39
Таблица 2 39. Содержание витамина В,вобъектах
животного и растительного происхождения (в мг/100 г)
Животное, рвегение MbLllUb. (ТК4НИ) Печень
Акулы -0,32 4,0... 15,5
Сельдевые 0,2-60,0
Скумбрия 0.2...2.4 '
Тресковые 0,23 1,1 | 0,63.8,4
Камбалы 0.03.0,11 1 29,3.38,5
Двустворчатые мол носки 0,5. .0.7 , 7,8... 146.0
Коровы, бараны, свиньи 0.2. .0.5 0.32. .0.38
Витамин В12. В мышцах некоторых видов рыб (скумбрия, тихоокеанские
лососи и др.) накапливается заметно больше витамина В|2, чем в мышцах на-
земных животных. Так, в мышцах скумбрии, тунцов, пеламиды содержится
80... 140 у/кг витамина В12, в мышцах трески, окуня, камбалы 1...40 у/кг. Осо-
бенно значительные концентрации цианкобаламина обнаружены у двуствор-
чатых моллюсков (50...250 у/кг) и в тканях красных водорослей (75...430у/кг),
см. табл. 2.40
Таблица 2 40 Содержание витамина В12 в объектах
животного и растительного происхождения (в у/кг)
Животное, растение Мыший (тмин) Печень
Акулы 0,6.. 5 300...450
Сельдевые 7...140 340...390
Скумбрия 86... 140 320-830
Тресковые 1...36 70...2590
Камбалы 10...40 2310-3090
Двустворчатые моллюски । 50...250 -
Морские водоросли: 6vpwe красные Коровы, бараны, свиньи 10-100 75-430 10.. 25 70..850
154
2 5. Химический состав тканей гидробионтов
Наиболее высокие концентрации витамина В|2 обнаруживаются в печени
морских донных рыб, и в частности у камбал. В целом у рыб в печени накаплива-
ется больше витамина В12, чем в печени сельскохозяйственных животных.
В кишечнике рыб происходит интенсивный бактериальный синтез витами-
на В12, поэтому в тканях кишечника рыб обнаруживаются значительные кон-
центрации этого витамина: до 150у/кг у скумбрии, 210 — у сельди и сардин и до
1900 у/кг — у тунцов и пеламид.
Витамин Н. В основе молекула биотина лежит кольцо гидратированного тио-
фена, к которому присоединены остатки мочевины и валерьяновой кислоты.
Активный биосинтез биотина осуществляют дрожжи: у животных наибольшее
содержание витамина Н обнаруживается в печени (табл. 2.41).
Таблица 2 41 Содержание витамина Н в объектах
животного и растительного происхождения (в у/кг)
Животное, растение Мышцы (ткани) Печень
Сельдевые 4.0. .24,0
Скумбрия, тунцы 3.0-18,0 16,0-32,4
Камбалы 8,0...12,0
Тихоокеанские лососи 5.3-25,4 21.0...64.0
Двустворчатые моллюски 1,7...17,5 -
Кальмары О.5.. 5.0 37,8...43,8
Соя, горох, бобы 18.. 60
Витамин С. Аскорбиновая кислота наиболее активно синтезируется только в
растениях, у наземных животных высокое содержание витамина С обнаруживает-
ся только в тканях надпочечников, а у рыб — в икре (табл. 2.42).
Табл и на 2.42. Содержание витамина С в объектах животного и растительного
происхождения
Объект исстезоыния Источник вшам ин j С Содержание аитамиие С. мг/100 г
Морские костистые рыбы Мышиы 2,0-3,5
Икра 5,0... 180.0
Ракообразные (креветки, крабы, омары) Мышцы 2.5...3.5
Двустворчатые моллюски (мидии, гребеш- Мускул-замыкатель 3-8
кн, устрицы) Мантия 5... 17
Кальмар Мантия, щупальца 2...3
Крупный рогатый скот Мышцы 0,9... 1.3
Печень 25-50
Растительные продукты. Надпочечники 130-150
шиповник Плоды 1000-5000
черная смородина, облепиха • 200...450
155
Глава 2. Характеристика сырья водного происхождения
Антивитамины
Кроме витаминов были открыты природные вещества, способные снижать
биологическое действие, присущее тем или иным витаминам. Такие вещества бы-
ли названы антивитаминами.
Антивитамины по своему химическом строению сходны с соответствующими
витаминами, но не обладают присущей им витаминной активностью. Механизм
действия антивитаминов схематически сводится к следующему. Попадая в орга-
низм, они могут соединяться со специфическими белками, образуя при этом био-
логически неактивные комплексы, а не ферменты. В результате такого «вытесне-
ния* витаминов из ферментных систем образующиеся соединения исключаются
из сферы активного участия в биологических процессах (появляются признаки,
характерные для авитаминозов).
Для каждого витамина существует свой антивитамин. Например, для биотина ан-
тивитамином является белок авидин, который связывает биотин и образует соедине-
ние, которое неспособно всасываться в кишечнике и выводится из организма.
Для тиамина (витамина В,) антагонистами являются пиритамин и оксити-
амин, вытесняющие тиамин из белковых соединений, в результате чего прекра-
щается образование активного фермента.
Для витамина К антагонистами являются гепарин и дикумарин. При введении
в организм эти соединения снижают концентрацию протромбина в крови, что
вызывает внутренние кровоизлияния.
Антагонистом для никотиновой кислоты является пиридин — р-сульфоновая
кислота, а для пиридоксина (витамин В6) — дезокси пиридоксин.
иара-Аминобензойная кислота инактивируется сульфанилам и ном, прекра-
щая синтез фолиевой кислоты.
Для аскорбиновой кислоты антагонистом является глюкоаскорбиновая
кислота.
У пантотеновой кислоты имеется не менее шести антагонистов, и в частности
весьма активный в этом отношении пантоилтаурин.
Рибофлавин (витамин В,) инактивируется люмифлавином и 6,7-дихлорри-
бофлавином, а инозит — геммексатом (гексохлоран).
Для фолиевой кислоты антагонистом является аминоптерин, а для витамина
D — кортизон (гормон надпочечников); продукты окисления высокомолекуляр-
ных непредельных жирных кислот действуют в организме как активные антиви-
тамины D и Е.
2.5.2. Особенности химического состава тканей рыбы
В отлнчие от большинства животных водного происхождения, химической со-
став как самой рыбы, так и отдельных ее органов, как правило, претерпевает значи-
тельные изменения в зависимости от большого количества факторов. Наиболее
значимым из них является вид рыбы. В табл. 2.43 показаны пределы колебания хи-
мического состава рыб на примере трески, семги и сельди атлантической
156
2.5. Химический состав тканей гидробионтов
Таблица 2 43 Содержание отдельных вешеств в мясе трески, сельди
атлантической и семги (в%)
Рыб* । CupoR протеин | Липиды в«. Минеральные вещества
Треска ' 17,4...19.2 I 0,0... 1,7 1 79,6-81,6 I 1,2...1,5
Сельдь атлантическая | 16.0...20.0 | 2.0...28.0 56.0.. 79.0 I.5...2.5
Семга 18,0...21,2 । 1.1...8.3 67,3-78,7 I.2...1.3
Рис. 2.41. Сезонные изменения жирно-
сти сельди в зависимости от возраста
(цифры нал кривыми означают возраст
рыбы — количество лет)
Данные таблицы свидетельствуют о том, что химический состав сельди атлан-
тической характеризуется не только меньшим содержанием воды, но и большим
содержанием жира по сравнению с треской. В то же время, семга отличается от
сельди более высоким содержанием белка.
К факторам, оказывающим влияние на изменение химического состава в пре-
делах одного вида рыбы, можно отнести следующие: возраст, пол, время года,
место обитания, наличие корма и др. (Константинова, 1997; Лебская, 1998).
Возрастные изменения обеспечивают приспособленность каждого этапа раз-
вития к определенным условиям существования и, в частности, большую чис-
ленность вида путем использования разными возрастными группами различной
пиши.
На рис. 2.61 представлены сезонные изме-
нения жирности сельди в зависимости от воз-
раста рыбы. С увеличением возраста, а, сле-
довательно, и размеров, отмечается нараста-
ние количество жира и уменьшение содержа-
ния влаги в рыбе.
Различия в химическом составе, зависящие
от пола рыбы. При наступлении половой зре-
лости у рыб развиваются половые органы —
яичники у самок и семенники у самцов. Мас-
са их может достигать значительных величин,
до 30% от массы целой рыбы.
Развитые гонады самцов и самок имеют
разный химический состав (табл. 2.44). В ик-
ре содержание белка больше, а влаги — мень-
ше, чем в молоках.
Сезонные изменения химического состава
рыбы обусловлены процессом ее воспроиз-
водства, включающим время созревания гонад, преднерестовые миграции и не-
рест, и различиями в интенсивности питания в течение года.
Потребность в материале для построения гонад и расходуемой при этом энер-
гии компенсируется поступлением их из пиши при нормальном питании рыбы.
Если же рыба питается мало, или, как это нередко бывает, совсем перестает пи-
таться, то созреванию гонад сопутствует значительное изменение химического
состава рыбы и в первую очередь уменьшается содержание в ней жира.
157
Глава 2. Характеристика сырья водного происхождения
Таблица 2.44. Средний химический состав гонад некоторых
промысловых рыб (в %)
Рыба Влага Сырой протеин Липиды Минеральные вещества
Пикша:
икра III сталии зрелости 82,6 14,2 0,57 1.51
молоки III стадии зрелости 86,1 11.8 0,64 1,46
Палтус черный:
икра III стадии зрелости 78,3 14,0 2,64 1,6
молоки III стадии зрелости 85.2 10.9 0,60 1.8
Берике низкотелый:
икра III стадии зрелости 81,0 15,6 1,78 1,71
молоки III стадии зрелости 80,1 14,2 3.84 1.62
При передвижении к местам нереста рыба затрачивает большое количество
энергии, источником которой является содержащийся вес теле жир. Сам нерест
также требует значительного расхода энергии.
После нереста в период интенсивного питания (откорма) происходит процесс
восстановления в тканях рыбы запасов резервных веществ, потраченных на вос-
производство, что проявляется в первую очередь в увеличении содержания жира.
В табл. 2.45 представлены данные по изменению химического состава мышеч-
ной ткани мойвы в зависимости от различных периодов годового цикла.
Таблица 2.45. Средний химический состав мышечной ткани мойвы в различные
периоды годового цикла
Период Пат Содержание в мышечной ткани. 46
воды жир» сырого протеина минераль- ных веществ
Нагула Самки 69,9 14,0 14,9 1,2
1 Самцы 69.2 14,3 15,2 1.3
Зимовки Самки 69,2 13,5 16,1 1.2
| Самцы 71,0 11,8 15.9 1.3
П реднерестовый Самки:
IV стадия зрелости 78,1 5,4 15,3 1,2
V стадия зрелости 80.2 3,3 15.3 и
Самцы 79.4 3.9 154 1.3
Посленерестовый Самки 82,7 1.9 14,2 1.2
Самцы 82,8 '8 |4г 1.2
Наименьшая оводненность ткани и наибольшее содержание жира в мойве на-
блюдаются в конце периода нагула, наибольшее количество воды и наименьшее
количество жира — в нерестовый и посленерестовый периоды.
158
2.5. Химический состав тканей гидробионтов
Рж. 2.62. Изменение содержа-
ния плотных вс шест в в тече-
ние года:
I — в обезжиренном мясе сельди.
2— в мясе тресни
Таким образом, наиболее характерное проявление сезонных изменений в хи-
мическом составе — периодическое накапливание и расходование жира в теле
рыбы. При этом содержание жира бывает минимальным после нереста и достига-
ет максимума к концу периода нагула.
Сезонные изменения содержания азотистых и минеральных вешеств в рыбе
обычно менее резко выражены, чем в содержании жира. Однако и эти компонен-
ты имеют тенденцию к увеличению и уменьшению во время нереста У тощих
рыб это отмечается непосредственно по количеству белка в 100 г мяса, у жирных —
если сделать пересчет данных химического анализа на 100 г обезжиренного мяса.
Зависимость содержания плотных вешеств в обезжиренном мясе сельди и трески
в течение года показана на рис. 2.62.
В некоторых случаях истошения рыбы при голода-
нии в связи с нерестовыми миграциями и нерестом
бывают настолько значительными, что приводят к зна-
чительному уменьшению содержания азотистых ве-
шеств. Следствием такого истошения может быть и ги-
бель рыбы после нереста, например лососей.
Изменения химического состава, связанные с местом
обитания рыбы. В водоемах с наличием большого коли-
чества корма рыбы растут и нагуливают быстрее и в
одинаковом возрасте имеют большие размеры и упи-
танность.
Имеют значение, однако в значительно меньшей
мере, температура, соленость, содержание кислорода,
взаимоотношения гидробионтов И, возможно, другие
факторы окружающей среды. Отмечают, например,
что качество мяса у рыб зависит от характера дна. Консистенция мяса у трески,
выловленной в районе Белл-Рок (Восточная Шотландия), где грунты камени-
стые, твердая, а у трески из района Морей-Ферс с песчаными и илистыми грунта-
ми — мягкая. Специалистами по этому поводу высказываются предположения,
что пиша для трески на мягких грунтах либо недостаточна, либо малопригодна.
Зависимость химического состава рыб от района обитания четко проявилась
при исследовании тупорылого макруруса. Содержание белка и жира в мясе мак-
руруса, добытого в Северо-западной Атлантике больше, чем в мясе макруруса Се-
веро-восточной Атлантики
Часто в технологической практике используют классификации рыбы по хими-
ческому составу в зависимости от содержания белка или жира.
По содержанию сырого протеина в мясе, рыб подразделяют на четыре группы
(табл. 2.46). При этом используют понятие «бе тково-водный коэффициент», ко-
торый определяется как отношение массовой доли белка к массовой доле воды:
БВК-f.
(2-5)
где БВК— белково-водный коэффициент; Б — массовая доля белка, %\ В — мас-
совая доля воды, %.
159
Глава 2. Характеристика сырья водного происхождения
Таблица 2.46. Классификация рыб по содержанию белка
фуппа рыб Массовая доля сырого протеина, % БВК Примеры
Низкобелковыс До 10 0,07...0,08 Зубатка, пинагор
Среднебелковые 10... 15 0,13—0,18 Минога, хамса
Белковые 15...20 0,21-0.26 Треска, сельдь
Высокобелковые Более 20 0,26...0,37 Тунев. семга
От количества белков и воды в мясе рыб зависит вкус и консистенция готовой
продукции. Чем больше белково-водный коэффициент, тем более плотным и су-
хим оказывается мясо вареной или жареной рыбы и, наоборот, при малой вели-
чине БВ К мясо бывает дряблым и водянистым.
Относительно постоянное и достаточно высокое содержание белков в мясе
большинства промысловых рыб предопределяет то, что рыба рассматривается в
первую очередь как белковый продукт питания (Леванидов, 1968).
Содержание жира является одним из важных признаков, по которым судят о
ценности того или иного вида рыбы. По содержанию жира рыб обычно подразде-
ляют на 3 группы (табл. 2.47).
Табл ива 2.47. Классификация рыб по содержанию жира
Ipynna рыб Массовая доля жира. % Примеры
Тошие Менее 4 1 Треска, щука, судак и др.
Средней жирности <..8 Камбалы, сиги, сомы и др.
Жирные Более 8 Осетры, селыи, лососи и др.
Такое деление рыб по жирности довольно условно, так, например, у сельди
атлантической, отнесенной к жирным рыбам, содержание жира может коле-
баться от 2 до 28 %, т. е. ее можно отнести ко всем трем группам. Кроме того, у
рыб отмечаются существенные различия в распределении жира (см. табл. 2.23,
с. 134). Так у осетровых, лососевых, сельдевых рыб жир распределяется преиму-
щественно между миосептами и мышечными волокнами, т. е. в мышечной тка-
ни или подкожном слое. Для камбал, ершей и других рыб характерно наличие
жировой ткани у позвоночника, основания плавников и головных костей. У не-
которых рыб (морской окунь, судак и др.) основная масса жировых отложений
сосредоточена в брюшной полости, обволакивая внутренние органы. Для трес-
ковых и некоторых хрящевых рыб (акулы, скаты) характерио депонирование
жира в печени.
Особенностью химического состава жирных рыб является наличие обратной
зависимости между содержанием жира и воды (с уменьшением содержания жира,
относительное количество волы увеличивается). В технических расчетах, когда не
нужна особая точность в определении химического состава, содержание жира в
рыбе рассчитывают по эмпирической формуле:
160
2.5. Химический состав тканей гидробионтов
Ж= 80 - В,
где Хи В — массовые доли вады и жира, %.
Входящие в состав рыбы различные вещества распределены в ее теле неравно-
мерно. Как правило, мясо рыбы содержит значительно больше воды и меньше
минеральных веществ, чем кости и чешуя.
2.5.3. Классификация мяса рыбы по химическому составу
на категории
Л. П. Миндер предложил классификацию отдельных видов рыб в зависимости
от жирности ее мяса и оводненности белков (табл. 2.48) (Миндер, 1968).
Та блина 2 4В. Категории мяса рыбы в зависимости от химического состава
Категория Жирность мяса. 5t Овоанен нот. белков % Пример
I Менее 2 18...27 Тресковые (кроме сайки) и др.
11 2. ..8 18...27 Морской окунь И др.
III Более 8 18 ..27 Сельди, анчоусы и др.
IV Разная Более 27 Лососи, гунны и Др.
V Менее 18 Пинагор, синяя зубатка и др.
Любая из этих групп не может быть строго ограничена, так как рыбы одного
вида могут иметь разный состав в зависимости от сезона или места промысла, а
также от индивидуальных отличий. Например, навага и серебристый хек, бес-
спорно, принадлежат к первой категории, но некоторые экземпляры их содержат
в мясе больше 2% жира. Атлантическая сельдь в разном возрасте и в различные
сезоны может быть отнесена ко второй и третьей категориям.
Рыбы первой и второй категорий в своем большинстве представляют «столо-
вую» рыбу, т. е. их можно успешно использовать для приготовления первых и вто-
рых блюл. Из многих рыб второй категории, кроме того, изготавливают хорошие
копченые продукты.
Рыбы третьей категории в зависимости от индивидуальных особенностей слу-
жат для приготовления закусочных продуктов (соленых, маринованных и др.),
реже — для приготовления первых и вторых блюд.
Рыбы четвертой категории при тепловой обработке (варке, жарении, запека-
нии) приобретают плотную, иногда жесткую консистенцию и, как правило, ма-
лопригодны для приготовления первых и вторых блюд, а также для горячего
копчения. Из мяса рыб этой категории изготавливают деликатесные соленые
продукты.
Рыбы пятой категории малоценны в пищевом отношении и для их использо-
вания необходимо предусматривать технологические режимы, обеспечивающие
снижение массовой доли воды.
161
Глава 2. Хароктвристижа сырт «одного происхождения
2.5.4. Особенности химического состава морских растений
Многочисленные исследования позволяют дать некоторые обобщенные характе-
ристики химического состава морских растений (Барашков, 1972; Кизеветгер, 1980).
Несмотря на то, что средой обитания морских растений является вода, их тка-
ни обводнены не более чем тканн многих наземных растений (табл. 2.49).
Та блица 2.49. Массовая доля воды и сухих вешеств
в нативных тканях морских и наземных растений (в %)
Рктеныя BoJa С«хие вещества
Водоросли; зеленые 70...83 17-30
бурые 73—92 8.. 27
красные 75...8Й 14„ 25
Морские травы 75 ..82 18... 25
Наземные растения: салатные овоши 81 ..95 5... 19
огурцы, арбузы, дыни 90..97 3-10
Значительная лабильность содержания сухих вешеств в водорослях предопре-
деляется биологическими (вид водоросли, стадия развития) и экологическими
(глубина произрастания, степень освещенности, гидрохимический и газовый со-
став воды, прибойность, особенность грунта) причинами, а также местом распо-
ложения тканей у растения.
Общей закономерностью является увеличение содержания сухих веществ в
тканях по мере созревания растений и повышение степени гидратированности в
период споровыделеиия.
В силу значительной лабильности степени обводненности нативных тканей
водорослей, сравнительную характеристику их химического состава принято да-
вать по составу сухого вещества растения.
Произрастая в условиях слабой освещенности, водоросли существенно отли-
чаются от наземных растений по составу продуктов фотосинтеза и общему соста-
ву сухого вещества.
Содержание н состав органических вешеств
По сравнению с наземными овощами, морские растения, за исключением
багрянок, содержат меньше органических вешеств. Можно выделить следующие
особенности состава органических веществ морских растений (табл. 2.50):
• все группы морских растений содержат заметно меньше растворимых в эфи-
ре (липиды) веществ;
• за исключением багрянок все группы водорослей накапливают меньше азо-
тистых веществ, чем наземные овоши Из багрянок более значительное, чем в на-
162
2.5. Химический состав тканей гидробионтов
Таблица 2.50. Массовая доля органических вешеств в морских растениях и наземных
овощах
Группа растений Массовая дола органических вешесп, % к сухому вешестау
Всего Втомчислс
раствори- мых в эфи- ре вешесп сырого про- теина клетчатки ОСПЯкНЫХ бемэотис- тых не ли- пидных ор- ганических аеикств
Морские травы (зостсры, фкллоспаликс) 78,2—87,4 0,6—2,4 6,8...16,4 12,2...23,6 50,8
Водоросли: зеленые (ульва. энтероморфа, моност- рома) 75,6...88,6 0.7. .2,3 10,1...25.01 2,1...6,5 61,1
бурые (ламинарии, саргассы, фукусы, костария, алярия и др.) 50,0...79,0 0,35—3,8 4.6...23.5 | 5,7... 14,4 32,6
красные (порфира, гелндиум, анфель- иии, фурцеллярия, филлофора и др.) 76.4...94.0 0,14...2,8 12,0.. 44,4 5,1—15.8 45,1
Овоши (салатные, шпинатные, капустные) 72,9. .76,0 1,8—7,2 14,0...34,31 8,0... 15.8 43,5
земных овошах, содержание азотистых веществ обнаруживается только у водо-
росли порфира;
• у красных и бурых водорослей содержание клетчатки держится на уровне ее
содержания в наземных овошах. в зеленых — в 2...3 раза меньше, а в морских тра-
вах ее содержится в 1.3... 1,8 раза больше;
• по содержанию органических вешеств, исключая азотистые, лнпиды и клет-
чатку, наиболее бедны тканн бурых водорослей, зато зеленые водоросли заметно
богаче ими.
Ламинариевые водоросли, известные в нашей стране под названием «морская
капуста», применяют: в качестве наполнителей, увеличивающих объем основной
массы лишевкусовых компонентов; загустителей и стабилизаторов; добавок, со-
здающих специфические вкусоароматические свойства основной пищевой ком-
позиции; добавок, способных обогатить традиционный продукт питания специ-
фическими для водорослей компонентами — микроэлементами, витаминами,
глутаминовой кислотой и др.
Для кулинарного использования водоросли могут заготавливаться в мороженом,
соленом, маринованном и сушеном виде. Сушеные водорослевые продукты можно
хранить неограниченное время, они всегда готовы к употреблению. Поэтому органи-
зация промышленного производства водорослевых пищевкусовых продуктов в нашей
стране является актуальной задачей, тем более, что запасы сырья для производства пе-
речисленных продуктов значительны, а степень их использования крайне низка.
Содержание каждого компонента для водорослей, принадлежащих к одному
таксону, зависит от вида водоросли, стадии ее развития (созревания) и условий
произрастания.
В силу этих причин наблюдается весьма значительное непостоянство содер-
жания каждого из компонентов состава ор( эпических веществ водорослей.
163
Глава 2 Характеристика сырья водного происхождения
Пигментные вещества морских растений. Произрастая в условиях разной осве-
щенности, морские растения разных таксонов имеют специфический состав пиг-
ментов, участвующих в фотосинтезе.
Специфичность окраски у отдельных таксонов и у отдельных видов водорос-
лей обуславливается различным сочетанием и количественным соотношением
основных групп пигментов (табл. 2.51).
Таблица 2.51. Основные пигменты, окрашивающие водоросли
Рясттния Окряскя Основные окряшиыюшие пигменты
Морские травы и зеленые водоросли Бурые водоросли Красные водоросли От бледно-зеленой ЛО тем но-зеленой От оливково-зеле- ной до оливково- и темно-коричневой От ярко-мал и но- вой до бордово-ко- ричневой и бордо- во-синеватой Зеленые (хлорофиллы а и Ь), желтые {каротины), бурые (ксантофиллы) Бурые (хлорофуцин — хлорофилл си фукоксантин, а- и р-каротнны, ксан- тофиллы), хлорофилл а Фикобилиновые пигменты (фикоэрс. - ринОбилнны) — красный, R-фикоцна нин — синий, фукоксантин, каротино- иды (а- и p-каротины), лютеин, пири- локсантин, хлорофилл
В морских травах и зеленых водорослях (ульва, ентероморфа, монострома) в
обшей массе пигментов на долю хлорофиллов приходится 25...30 %, а соотноше-
ние хлорофиллы : каротиноиды в среднем составляет 2,5. Среди хлорофиллов
превалирует (80...90 %) хлорофилл а. Содержание каротиноидов в ульве варьиру
ет, в зависимости от условий произрастания, от 60 до 70 мг/100 г на сухое вещест-
во. В составе каротиноидов превалируют а- и p-каротины (соотношение 9:1),
обнаружены Е-каротии, ксантин, зеаксантин, много лютеина, обнаружены пиг-
менты. подобные фитофлавинам.
В композиции пигментов бурых водорослей обнаружены хлорофилл а и хло-
рофилл с (хлорофуцин) и буро-желтые пигменты — 0-каротин, ксантофиллы
(фукоксантин), неоксантин. Преобладающими являются 0-каротин и фукоксан-
тин, содержание и соотношение которых очень лабильно.
Весьма своеобразен состав композиции пигментов у красных водорослей. На-
пример, в сухом веществе порфиры от 16 до60% 0-каротина, от 18 до 67 % люте-
нина, до 16% а-каротина. 2—12% нео-р-каротина н до 6% зеаксантина. Обшее
содержание каротина в порфире очень лабильно (70...210 мг/100 г в сухом вещест-
ве), причем у ^больных» водорослей каротинов содержится в 1,5...2 раза меньше,
чем у «здоровых».
Биохимической особенностью красных водорослей является преобладание в
составе пигментов фикобиллинов: фикоэритрин бил ин или фикоэритрин (крас-
ный) и фикоциании-билин или фикоцианин (синий). В числе каротиноидов в
основном присутствуют 0-каротин, спириллксантин и лютеин.
В зависимости от вида багрянки, стадии ее развития и условий произрастания,
содержание и соотношение между каротинами, фикоэритринами существенно
изменяется.
164
2.5. Химический состав тканей гидробионта*
Липиды морских растений. Содержание растворимых в эфире вешеств в сухом
веществе водорослей не превышает 4% (см. табл. 2.50).
Классовый состав липидов морских водорослей варьирует в широких диапа-
зонах. Например, содержание глицеридной фракции колеблется от 17 до 72 %.
Жирные кислоты липидов бурых водорослей (ламинарий, фукусов и др.) на
18,..35% представлены насыщенными жирными кислотами (С, О...СИ 0), однако
основной является пальмитиновая (С|6 0) и несколько в меньшей мерс (8... 15 %)
миристиновая кислоты. Значительную часть (50...90 %) ненасыщенных жирных
кислот представляют моноеновые. среди которых олеиновая кислота (Ctri) яв-
ляется основной (30...49 %), несколько меньше содержится пальмитиновой
кислоты (2... 19 %). Для полиеновых жирных кислот липидов бурых водорослей
характерно преобладание кислот C]t }и СМ4и отсутствие кислот с пятью и ше-
стью двойными связями.
Липиды багрянок (порфира, родимения) по содержанию насыщенных кислот
идентичны липидам бурых водорослей, ио у них отсутствуют кислоты Св о и С10 0.
В составе ненасыщенных жирных кислот преобладают пентоеновые (См ,). а со-
держание моносновых довольно низко (58...72% и 4,..6% соответственно к обще-
му количеству ненасыщенных кислот).
Наиболее существенно различаются липиды бурых и красных водорослей по
молекулярному составу (табл. 2.52).
Таблица 2.52. Соотношение жирных кислот в липидах
водорослей (в % ОТ общего количества)
Водоросли С,« С„ С, С,
Бурые 6,6-13,8 | 13.4...36.3 34,6-54,3 4,0...18,6
Красные 0 2 .1,1 21.6 .37,1 । 6,4-20,7 , 41,4.. 70,1
Следовательно, по сбалансированности жирнокислотного состава липиды во-
дорослей существенно отличаются от липидов наземных растений.
Содержание сырого протеина у водорослей изменяется в более значительных
пределах, чем у наземных овощей (4,0—44,9 и 14,0—34,4 % соответственно в пере-
счете на сухое вещество). Ниже приведены массовые доли азотистых веществ в
растениях (в % от сухого вещества):
Морские травы.. ..6,8...10,4
Зеленые водоросли:
ульва .. . IOJ...31.8
ентеромерфа . .. . I4.0...35.6
кладофора ... ..31,8 35,6
Бурые водоросли:
ламинарии. . .4.0 ..22,5
саргассы. . .4.4-22,4
алярия.. I1.3...35.6
фокусы 4.4. .9,2
165
Глава 2. Характеристика сырья водного происхождения
Красные водоросли,
анфельцми .... 14,2—30,4
фурцеллярмя. . .17,5—24,8
порфиры. .. ..26,2.-44,9
филлофора . .25.9...28.2
Растения наземные (овощи):
белокочанная капуста. . 14.0...26,8
шпинат .. ..31,4—34,3
По уровню накопления азотистых веществ к наземным овощам близки мор-
ские зеленые водоросли, из бурых — только алярия. из красных — порфира, ан-
фельция и филлофора. По высокому уровню накопления азотистых вешеств вы-
деляется порфира.
Непостоянство содержания азотистых вешеств в одном виде водоросли обус-
ловлено рядом причин, среди которых доминирует сезон лова. Например, у боль-
шинства бурых водорослей содержание азотистых вешеств достигает максимума
в марте-апреле, а в сентябре-октябре снижается в 3...6 раз. Однако с учетом изме-
нения биомассы растений наибольшая масса азотистых веществ накапливается в
растениях в июне-июле.
Неравномерно распределение азотистых вешеств и по части растения. Напри-
мер, у японской ламинарии в верхушке содержится в 2—2,5 раза меньше белка, чем
в толстой нижней части слоевиша. Проявляется тенденция к повышению содержа-
ния азотистых вешеств с уменьшением глубины произрастания водоросли. Можно
заключить, что накопление азотистых веществ у водорослей — процесс, функцио-
нально зависящий от многих причин, важнейшими из которых является освещен-
ность, температура, солевой и газовый составы воды, сезон сбора водорослей.
В отличие от белков наземных растений, в белках водорослей содержится зна-
чительно меньше азота (15.6. .17,8 и 5,47. .10,15% азота соответственно).
Значительная часть общего азота у водорослей представлена азотом небелко-
вых вешеств, доля которого непостоянна (от 5 до 40% к общему азоту). Относи-
тельное содержание небелкового азота зависит от вида водоросли, условий ее раз-
вития, сезона года и других причин.
Меньшая часть экстрактивного азота представлена азотом летучих оснований
и полипептидов, а большая — свободными аминокислотами (табл. 2.53).
Таблица 2.53. Содержание небелкового азота в морских водорослях
Водоросли
зеленые бурые красные
Содержание небелкового азота, й к общему азоту 7-34 11.40 6...34
В том числе, % к содержанию не- белкового азота:
азот летучих основания 1,5-27,0 3.0-18,0 2.6...11.0
азот свободных аминокислот 25.O...68.O 21.0...97.0 15,0-84.0
азот полипептидов 6.5...8.S
166
2.5. Химический состав тканей гидробионтов
Содержание свободных аминокислот в сухом веществе морских зеленых водо-
рослей не превышает 400 мг/100 г, а у бурых н красных достигает соответственно
8500 и 3600 мг/100 е
На долю белкового азота в водорослях приходится: у зеленых — от 66 до 93 %,
у бурых — от 60 до 89 % и у красных — от 66 до 94 % от общего содержания азота.
В белках водоросчей содержится мало незаменимых аминокислот.
Следует отметить, что белки водорослей плохо усваиваются и, следовательно,
имеют невысокую биологическую ценность. Например, степень усвоения белков
ламинарии животным организмом составляет от 37 до 55 %, а белков хондрусов —
от 58 до 67 %.
Углеводы морских растений. Углеводы морских растений по своим свойствам н
составу отличаются от углеводов наземных растений. Наиболее важны по про-
мышленной ценности, массовости и обилию зарослей такие водоросли как лами-
нарии, несколько видов фукусов (бурые водоросли) и анфельции (красные водо-
росли). Морское растительное сырье позволяет получать продукты, которые из
наземных растений выработать невозможно. В табл. 2.54 показано содержание
основных групп углеводов в морских растениях.
Табл и и а 2.54. Массовая доля углеводов в морских растениях (в % к содержанию
сухих вешеств)
Вещество Водоросли Морские травы
бурые красные зеленые
Клетчатка 5,7... 14,4 5.1...15.8 2.1...6.5 12,2.-23,6
Пентозаны 6,5... 10,6 1.5...4 8.7... 11.1 4,7... 12,4
Метилпеьтозаны 0.8...0.9 1.1...2,0 - 0,8...4.1
Редуцирующие вещества (после гидролиза), в пересчете на глюкозу 20,0...29,6 20,6...44.4 35,0...39,6 12,5...32,6
Ламинарии 8.5... 19.6 —
Альгиновые кислоты 13,0...40.3 — 3.6...5,9
Маннит 3.7 28,9 — — —
Агар — 12,6 .25.8 — —
Агар. Агар и другие агароилы получают из красных водорослей —анфельция,
фурцеллярия. филлофора и др.
Агар является ограниченно набухающим в холодной воде фи ко коллоидом, со-
стоящим из смеси различно ассоциированных и разного состава полимеров из D-
и L-галакто пиранозных остатков.
Обязательным компонентом полимеров является эфирносвязанная сера. Со-
отношение между D- и L- галактопиранозными остатками, в зависимости от вида
водоросли и стадии глюцидного обмена, могут быть от 4:1 до 9:1.
Существенно изменяется также и степень полимеризации. Молекулярная
масса полимеров измеряется в пределах от 1 103 до 5- I05. Агар незначительно
растворяется в холодной воде, но набухает в ней. В горячей воде образует колло-
идный раствор, который прн остывании дает хороший прочный студень, облада-
167
Глава 2. Характеристика сырье водного происхождения
ющий стекловидным изломом. Гелеобразующая способность агара в 10 раз выше,
чем у желатина.
Каррагинан. Для полисахаридов различных видов гигартин, хондрусов и
других багрянок типичен неограниченно набухающий фикоколлоид — карра-
гинан, являющийся смесью полимеров D-галактозы и 3,6-ангидро-В-галак-
тозы, находящихся в молекуле примерное равных соотношениях. Молекуляр-
ная масса полимеров 3 105...7 10\ В отличие от агаров, каррагинаны имеют
высокое (23...30 % в пересчете иа SO;-) содержание эфирносвязанной серы.
Полисахариды багрянок являются разно ассоциированными полимерами, со-
держащими в разных соотношениях D-галактопиранозные и З.б-ангилро-L-ra-
лактопиранозные остатки, соединенные, как правило, 0-1,3 связями. Типичным
для них является также присутствие эфирносвязанной серы, причем с уменьше-
нием ее содержания возрастает желируюшвя способность фикоколлоида. Явля-
ясь полимерами D- и L-галактозы, фикоколлоиды водорослей устойчивы к дей-
ствию пищеварительных ферментов теплокровных животных, или даже способ-
ны инактивировать их.
Маннит. Биохимической особенностью глюцидиого обмена у бурых водоро-
слей является накопление в тканях шестиатомного сахаро-спирта D-маннита,
выполняющего функции депозитного вещества. Содержание маннита зависит от
вида водоросли, района произрастания и сезона года. Наибольшее накопление
маннита (11,8 % к сухому веществу) наблюдается у ламинарий второго года разви-
тия в июле.
На мурманском побережье Баренцева моря наибольшее количество маннита
обнаруживается у ламинарии сахаристой в августе-сентябре (23...32 %). Расход во-
дорослью запасного вещества (маннита) во многом зависит от начала периода спо-
роношения: чем раньше он начинается, тем больше этого соединения расходуется.
Маннит находит применение в фармацевтической промышленности, произ-
водстве синтетических смол, красок, бумаги, взрывчатых вешеств.
Ламинарины. Депозитными веществами бурых морских водорослей являются
также ламинарины, имеющие молекулярную массу от 3500 до 5300, мономером
которых является глюкоза, соединенная связями р-1,3. Содержание ламинарина
очень лабильно (2,5...21,5 % к сухому веществу), максимум содержания ламина-
рина приходится на июнь-июль.
Альгиновые кислоты. Альгиновые кислоты являются полимерами, в которых в
разных сочетаниях! ли козилными связями соединяются остатки маинуроиовой и
гулуроновой кислот, соотношение между которыми зависит от вида водоросли и
изменяется от 3:1 до 1:2 (рис. 2.63). Относительная молекулярная масса альги-
новых кислот находится в пределах от 20000 до 24000, Содержание альгиновых
кислот в водорослях зависит от их вида, сезона года, стадии развития и района
произрастания. Например, у макроцистисов содержание альгиновых кислот
уменьшается в северных районах, максимум их содержания у ламинарий (до 40%
к сухому веществу) отмечается на втором году развития.
Альгиновая кислота хорошо связывает воду, но сама в воде не растворяется.
Альгинат натрия способен поглощать 300 весовых единиц воды с образованием
вязких растворов, поэтому его широко применяют для стабилизации различных
168
2.5. Химическим состав тканей гидробионтов
P-D-ыаннуронош кислота
a-L-гулурономл кислота
Рас.2.63. Участок молекулы альгиновой кислоты
растворов и суспензий. Хорошую растворимость в воде имеют соли альгиновой
кислоты, в связи с чем в пищевой промышленности более широкое применение
нашли альгинаты натрия, калия, аммония, кальция, а не сама альгиновая кислота.
Альгиновая кислота и ее соли (альгинаты) не усваиваются организмом челове-
ка, но способствуют выводу тяжелых металлов и некоторых других веществ.
Добавление небольшого количества альгината натрия повышает качество
пищевых продуктов (консервов, мороженого, фруктовых соков ит. д.), различ-
ных красящих и клеящих вешеств. Растворы с добавлением альгинатов не теря-
ют свойств при замораживании и размораживании. Альгинаты используют при
производстве пластмасс, синтетических волокон и пластификаторов, для полу-
чения стойких к атмосферным воздействиям лакокрасочных покрытий и строи-
тельных материалов. С их помощью изготавливают высококачественные сма-
зочные материалы для машин, растворимые хирургические нити, мази и пасты
в фармацевтической и парфюмерной промышленности, а также все виды кор-
мов, используемых в водной среде.
Альгинаты находят применение в производстве электродов для сварки, позво-
ляющих получать высококачественные сварные швы. Стерильные вязкие растворы
альгината натрия успешно используются для приготовления суспензий, загущения
водорастворимых притираний и жидкостей от ожогов, как связующее вещество
при изготовлении таблеток и заменителей крови, а также как вещества, способ-
ствующие выведению радиоактивных элементов из организма
В некоторых видах бурых водорослей обнаружен полисахарид фукоидан, яв-
ляющийся кальциевой солью фукоидановой кислоты. Фукоидан играет роль де-
позитного вещества, состоящего из остатков фукозы (30—70%) и галактозы (до
30%), соединенных р-1,2 связями. В молекуле фукоидана содержится до 30%
эфирносвязаиной серы. Как правило, содержание фукоидана в бурых водорослях
не превышает 4 %, но у фукусов может достигать 20%.
Фукоиданы в воде способны образовывать вязкие растворы, которые облада-
ют антитромбическим действием
Витамины морских растений. Морские растения содержат в основном водорас-
творимые витамины. Их состав и содержание подвергается значительным коле-
баниям в зависимости от вида водоросли, времени года, стадии развития, района
произрастания и других причин (табл. 2.55).
169
Главе 2 Характеристика сырья водного происхождения
Таблица 2.55. Содержание витаминов в сухом веществе морских водорослей
Витамины Содержание витаминов в 100 г сухого вешеств* водорослей Суточная потреб- ность взрослого человек*
зеленых бурых красных
Ro юраствори МЫС В, (тиамин), мг 0,09...0.66 0,03 .0,11 0.05...0.46 1.4...2.4
В (рибофлавин), мг 0.09...3,7 0,02-0,6 0.1—2,3 1,5.. 3,0
В, (пантотеновая кислота), мг 0.2...0.8 0,02-0,87 0.1...I.2 5-10
В, или РР (никотиновая кислота), мг 0.7... 12.5 О.З...З.О 0.8...6.8 20...30
В( (пиридоксин), мг 0,03 ..0,25 0,027 1,0 2.0-2,2
В, (фолиевая кислота), мкг 11,8-61.3 4,6—85,7 5,9-78,2 200
Вп(г1ианкобаламин). мкг 0.12-14,9 0.3 7,6 2,5 29.1 2.5
Н (бмотин), мкг 11.8...23.0 12.6—28,2 3,7.29,4 50-300
Жирорастворимые Е (токоферол). мг 4,0 .28,0 20.. 50
Содержание и состав неорганических веществ
Сухие вешсства морских водорослей, особенно бурых, отличаются от сухих
вешеств листовидных наземных овошей прежде всего повышенным содержанием
минеральных вешеств. Массовая доля минеральных вешеств в морских и назем-
ных растениях (в % К массе сухого вещества):
Морскиетравы . .10.4...21,8
Морские водоросли:
зеленые . .. 10,4...25,1
бурые. 16,9 52,6
красные.................................................. .... 8,0...53,4
Наземные овощи (салатные, шпинатные, капустные) ..... 7,1...16,8
Уровень накопления минеральных вешеств зависит от вида водоросли, а у
одного и того же вида — от стадии развития растения, а также от условий (ос-
вещенность, соленость воды, глубина произрастания, вид грунта) и района
произрастания. Например, среди бурых водорослей наиболее значительно со-
держание минеральных веществ (50...53 % к массе сухого вешества) обнаруже-
но в тканях гигантских водорослей нереоцистис и пелагофилум. произрастаю-
щих в значительном удалении от берега. В тоже время саргасы, образующие в
открытом океане огромные пелагические скопления, не обладают способно-
стью накапливать большое количества минеральных вешеств и содержат всего
12...25 % золы.
Если уровень накопления минеральных веществ в сухом веществе бурых водо-
рослей принять за единицу, то у красных он будет равен 0,51, у зеленых — 0,19, у
морских трав — 0,15. В свою очередь среди бурых водорослей имеются виды с вы-
сокой и низкой соленакопительной способностью.
170
2.5. Химический состав тканей гидробионтов
Имеющиеся материалы о содержании минеральных веществ в морских водо-
рослях позволяют отметить следующие особенности:
• водоросли, произрастающие в сублиторали, как правило, содержат в тканях
больше солей, чем водоросли из верхней части литорали;
• произрастание водорослей в зонах опреснения ведет к снижению уровня на-
копления солей в их тканях;
• среди морских растений бурые водоросли имеют наиболее выраженную со-
ленакопительную способность;
♦ как правило, относительное содержание минеральных вешеств в тканях
снижается по мере созревания растения;
♦ минеральные вещества неравномерно распределяются по частям растений.
Минеральные вещества водорослей состоят из растворимых и нерастворимых
в воде солей (табл. 2.56). Наиболее значительное содержание нерастворимых в
воде солей обнаруживается у бурых водорослей и морских трав.
Табчииа 2.56. Содержание растворимых
и нерастворимых в воде солей в морских растениях
Р1СТГНИЯ Массовая доля солей. % к евшему содержанию минеральных вешеств
растворимы* вводе нерастьзримых в воде
Морские травы Водоросли: 61,3—88,2 11,8-38,7
зеленые 75,4. 91,4 8,6-24,6
бурые 67,0-75.7 24.3...33.O
красные 81.4...84.2 15.8...18.6
Весьма специфичен состав катионов и анионов минеральных веществ, содер-
жащихся в тканях разных видов морских растений (табл. 2.57).
Таблица 2 57. Катионно-анионный состав сухого вешества водорослей
и овощей (в % к массе сухого вещества)
Элемент травы зеленые бурые красные -земные (овоши)
Натрий 1,6.-2,7 1.5 ..5,6 1,8—5,1 3,2-6,6 0,34...4,01
Калий 0.06...2,73 1,0-2,58 6,4-17,0 2.3...6.9 0.73...5.7
Магний 0,07... 1.19 0,74... 1,43 0,3...2,1 0,16-1.27 0,09...0,61
Кальций 0,6-4.7 0,51...4,67 O.2...3.9 0,46...0,79 0,78-2,64
Сера 0,24...1,04 2,44—3,99 0,7... 1,0 I.07...3.35 0,12-0,44
Фосфор 0,16...0,45 0,13-1.4 0,1 ...0,6 0,06—0.8 0,07.. .0,7
Хлор 3,1...5,4 2,2—5,6 2.0...20.I 2,8... 7,1 0,4... 1,4
Кремний 0,76...2,28 0,15...1,12 0,42-0,65 0,22-0,92 0,17...O.52
Следует отметить, что морские растения существенно отличаются от назем-
ных овошей по составу минеральной части. Например, для бурых водорослей ха-
171
Глсао 2. Характеристика сыры «одного происхождения
рактерно избыточное содержание калия, магния, серы и хлора. Сухое вещество
красных водорослей богаче содержанием калия, магния, серы, хлора, а сухое ве-
щество зеленых водорослей имеет избыточное содержание магния, кальция, се-
ры, фосфора, хлора и кремния В среднем эти превышения по усредненным дан-
ным имеют значения, приведенные в табл. 2.58.
Таблица 2.58. Средние значения кратности содержания элементов в морских
растениях и овошах
Элемент Натрий Калий Магний Кальций Сера Фосфор Хлор Кремний
Морские травы 1 0,4 1,8 1.1 2.3 0,8 5,9 4,4
Водоросли:
зеленые 1.6 0,5 3,1 1.5 11,4 2.0 5,4 1,8
бурые 1,6 3,6 3.4 1.2 4,6 0.9 15,3 1.5
красные 2,2 1.4 3.8 о.з 7.9 1.1 6,8 1.6
Овоши 1 1 1 1 1 1 1 1
Морские водоросли обладают избирательной кумулятивной способностью, в
результате чего в их тканях накапливается разнообразный комплекс микроэле-
ментов, причем концентрация некоторых элементов в тканях водорослей в десят-
ки (Са), сотни (Вг, Сг и другие) и тысячи (Zn, Ba, 1 и другие) раз превышает их
концентрацию в воде.
Отмечено значительное содержание йода у бурых и некоторых видов красных
водорослей, что может стать причиной гипсриодизма при применении неподго-
товленных водорослей в пишу или в качестве корма животным
2.6. ПИЩЕВАЯ И БИОЛОГИЧЕСКАЯ ЦЕННОСТЬ
ГИДРОБИОНТОВ
В настоящее время принято разделять такие понятия как пищевая и биологи-
ческая ценность продуктов питания.
Пищевая ценность — комплекс свойств пищевых продуктов, обеспечивающих
физиологические потребности человека в энергии и основных пищевых веществах.
Биологическая ценность — комплекс свойств пишевых продуктов, отражаю-
щий степень соответствия их состава потребностям организма в основных биоло-
гически активных веществах.
Наряду с вышеназванными трактовками понятий биологическая и пищевая
ценность вводятся дополнительно понятия «биологическая эффективность* и
«энергетическая ценность» с целью характеристики ценности липидов продо-
вольственных продуктов, а также калорийности пищи.
Биологическая эффективность — показатель качества жировых компонентов
пищевых продуктов, отражающий содержание в них полиненасышенных жирных
кислот.
172
1 6. Пище»ь« и биологмческа« ценность гидробионтов
Энергетическая ценность — количество энергии (ккал, кДж), высвобождаемой
в организме человека из пишевых веществ продуктов питания для обеспечения
его физиологических функций.
С физиологической точки зрения пиша является источником энергии и пос-
тавщиком строительных (пластических) материалов для продуцирования, восста-
новления и замены тканей тела человека.
Для удовлетворения нужд в энергетических и пластических материалах чело-
век потребляет различные пищевые продукты, масса которых за год превышает
примерно в 9 раз его массу. Потребность человека в источниках энергии покры-
вается главным образом углеводами и липидами, в меньшей степени — белками.
Обеспечение нормальной жизнедеятельности возможно только при сбаланси-
рованном питании, когда определены пропорции отдельных компонентов пиши,
которые не синтезируются в организме человека.
Биологическая ценность продуктов питания отражает, прежде всего, качество
белкового компонента пиши, связанного со сбалансированностью его аминокис-
лотного состава, а также способность его максимально перевариваться и усваи-
ваться организмом.
Для обоснования биологической ценности исследуется аминокислотный состав
продуктов и сравнивается с идеальной шкалой аминокислот, предложенной Коми-
тетом ФАО/ВОЗ (в мг на 1 г белка):
Изолейцин . .. 4С
Лейцин 70
Лизин........... ......................................55
Метионин + цистин ... .35
Фенилаланин + тирозин .. .60
Треонин. ___40
Триптофан.. . 10
Валин. . 50
Аминокислотный скор каждой незаменимой аминокислоты в идеальном
белке принимают за 100 %, а в исследуемом белке — определяют процент соот-
ветствия:
л
АКС = —- 100. (2.7)
где АКС — аминокислотный скор конкретной аминокислоты. %; — содержа-
ние аминокислоты в 1 г испытуемого белка, мг; /11|1 — содержание этой же амино-
кислоты в 1 г белка по аминокислотной шкале, мг.
В результате определяют л имитирующую аминокислоту в исследуемом белке,
скор которой минимален. Как правило, усвояемость белка определяется содер-
жанием лимитирующей аминокислоты (см. табл. 2.14, с. 113).
Мясо рыб является не только источником полноценного белка, но и способ-
ствует улучшению обшего аминокислотного состава рациона при потреблении
совместно с продуктами растительного происхождения, для которых характерен
дефицит лизина, треонина и триптофана.
173
Глава 2. Характеристика сырка водного происхождение
Биологическая эффективность липидов рыбы и других гидробионтов опреде-
ляется наличием в них фосфолипидов, пол и не насыщенных жирных кислот и ви-
таминов. Важным показателем при биологической оценке липидов является от-
ношение суммарного содержания полиненасышенных жирных кислот и насы-
щенных жирных кислот, которое должно составлять в пише здорового человека
не менее 0,3-
Пол иненасыщснные жирные кислоты обеспечивают эффективный липидный
обмен, проницаемость клеточных мембран и снижение уровня холестерина в
крови, что позволяет отнести мясо рыбы к диетическим и лечебно профилакти-
ческим продуктам. Липиды практически всех водных животных являются биоло-
гически эффективными.
В связи с тем, что углеводы присутствуют в съедобных частях тела рыбы в
незначительных количествах, они мало влияют на ее энергетическую ценность.
Однако они входят в состав некоторых биологически активных вешеств. Ами-
носахара и содержащие их полимеры обладают высокой биологической актив-
ностью. Они оказывают ингибирующее действие на различные новообразова-
ния, их применяют при лечении атеросклероза, гипертонической болезни и
других заболеваний.
Мясо рыбы является ценным компонентом рациона как источник водо- и жи-
рорастворимых витаминов, минеральных веществ.
Ароматические вещества ие обладают питательной ценностью, однако явля-
ются важной составной частью пищевых продуктов. Они стимулируют деятель-
ность слюнных желез и желез, выделяющих желудочный сок, усиливая, таким об-
разом, деятельность органов пищеварения.
Для определения энергетической ценности (калорийности) продуктов пита-
ния, то есть количества тепла, которое может быть получено в человеческом орга-
низме при окислении белков, липидов и углеводов, содержащихся в 100 г продук-
та. используют следующую формулу:
К^БЭ^ + ЖЭ^ + УЭ^, (1.8}
где К - энергетическая ценность (калорийность) в пересчете на 100 г продукта,
кДж иликквл; Б, Хи У — содержание соответственно белка, жира и углеводов в
продукте, г/100 г; Э6, Эл и — энергетическая ценность соответственно белка
(17,1 кДж или 4,1 ккал), жира (38,9 кДж или 9,3 ккал) и углеводов (17,1 кДж или
4,1 ккал); А^, К* и - коэффициенты усвояемости соответственно белка, жира и
углеводов.
В том случае, если определяется энергетическая ценность рыбы, то содержа-
ние в ней углеводов условно принимают равным нулю, а коэффициенты усвое-
ния белка и жира в среднем составляют 0,96 и 0,91 соответственно.
При расчете калорийности продуктов питания, содержащих растительные
компоненты, следует учитывать, что в состав углеводов могут входить неусвояе-
мые вещества (клетчатка, пектины, агар и др.), которые могут доминировать в
продукте. В этом случае коэффициент усвоения углеводов может варьировать в
очень широких пределах, но для большинства пищевых продуктов его принима-
ют около 0,98.
174
2.7. Прижизненные и посмертные изменения в рыбе
2.7. ПРИЖИЗНЕННЫЕ И ПОСМЕРТНЫЕ ИЗМЕНЕНИЯ В РЫБЕ
После извлечении из воды с помошью орудий лова, рыба некоторое время
продолжает оставаться живой. Однако она довольно быстро погибает в ре-
зультате того, что жабры не способны усваивать кислород из воздуха. Иногда
рыба засыпает уже в орудиях лова, и посмертные изменения у нее начинают
проявляться еше до изъятия из воды. Длительное нахождение рыбы в орудиях
лова, где в результате агонии происходит особенно энергичное ее движение,
оказывает отрицательное влияние на последующие посмертные изменения.
В результате агонии запас энергетических веществ в рыбе уменьшается, а со-
держание промежуточных и конечных продуктов метаболизма увеличивается.
Отрицательное влияние на качество рыбы оказывает чрезмерное ее сдавлива-
ние в орудиях лова и нанесение механических повреждений при извлечении
рыбы из воды.
2.7.1. Прижизненные изменения в рыбе
Прижизненные изменения наблюдаются у выловленной рыбы при выдер-
живании ее в садках, аквариумах и других устройствах. Длительное содержа-
ние рыбы в таких условиях сопровождается ее истошением. Кроме того, под
влиянием голодания, физического и нервного утомления в крови и тканях ры-
бы накапливаются продукты распада органических вешеств, принимающих
участие в жизненном цикле организма. В частности, распад гликогена и свя-
занное с ним накопление в крови рыбы молочной кислоты оказывает угнета-
ющее влияние на эритроциты, которые постепенно теряют способность по-
глощать кислород, в результате чего рыба хотя и находится в воде, но все же
погибает от удушья. Такой вид удушья называется асфикцией (асфиксией).
Накоплению молочной кислоты в крови предшествует образование ее в клетках
тканей мяса рыбы, откуда она диффундирует в кровь. Указанное явление следует
считать основной причиной весьма быстрой гибели рыб, способных к энергич-
ным движениям (скумбрия, тунец, ставрида и др.). Резкие и многочисленные
движения способствуют быстрому распаду не только гликогена, но и других мак-
роэргических соединений, в частности АТФ. Таким образом, чем дольше агони-
зировала рыба перед смертью, тем больше энергии ею было израсходовано, тем
более коротким будет посмертное окоченение и быстрее наступят автолиз и бак-
териальная порча.
На промысле основная масса рыбы погибает уже после выемки из орудий
лова, непосредственно на борту судна. Рыба, извлеченная из воды, попадает
в неблагоприятные для нее условия и стремится за счет усиления кровообра-
щения покрыть недостаток кислорода. В результате этого ее жабры быстро
наполняются кровью, становятся ярко-красными и увеличиваются в разме-
рах. Если рыбу не поместить снова в воду, то происходит кровоизлияние в
жабры и рыба позибает от удушья, которое в данном случае называется г и -
перем ией.
175
Глава 2. Характеристика сырья водного происхождения
2.7.2. Посмертные изменения
В настоящее время посмертные изменения, происходящие в рыбе, условно
подразделяются на четыре стадии: выделение слизи, посмертное окоченение; ав-
толиз; бактериальное разложение (гнилостная порча).
При этом следует отметить, что стадия отделения слизи характеризует измене-
ние кожных покровов, стадия посмертного окоченения — результат изменения
мускулатуры. Процессы автолиза и бактериального разложения характерны как для
мускулатуры, так и других частей тела рыбы. Вместе с тем, автолитические процес-
сы распада тканей и гнилостная порча протекают с различной скоростью в разных
органах и тканях. Значительно быстрее по сравнению со скелетной мускулатурой
рыб бактериальному разложению подвергаются внутренние органы и жабры.
Выделение слизи. Поверхность живой рыбы, только что вынутой из волы, по-
крыта тонким слоем прозрачной слизи, выполняющей защитные функции, в ча-
стности, снижение коэффициента трения при движении в воде. Слизь выделяет-
ся особыми клетками эпидермиса кожи. Иногда выделение слизи бывает на-
столько значительными, что она покрывает всю поверхность рыбы. Количество
выделившейся слизи зависит от вида рыбы. Если у сельдевых рыб масса выделив-
шейся слизи не превышает 2...3% от массы тела, то у некоторых видов камбал
масса выделившейся слизи достигает 15...18%. В состав слизи входят сложные
белки и липиды. Основную часть сухих веществ слизи составляет гликопротеид
муцин, являющийся хорошим субстратом для развития гнилостной микрофлоры,
вследствие чего слизь быстро подвергается порче — мутнеет и приобретает не-
приятный запах Неприятный гнилостный запах, исходящий от слизи, не являет-
ся признаком порчи рыбы, так как микроорганизмы в этот период еше находятся
на поверхности рыбы, и нс проникли в ее ткани Слизь сравнительно легко мож-
но удалить, вымыв рыбу в проточной воде. Выделе ине слизи прекращается перед
посмертным окоченением.
Посмертное окоченение. В основе посмертного окоченения лежат сложные
физико-химические процессы, протекающие главным образом в мышечном во-
локне. Главную роль в мышечном сокращении играют миофибриллы, которые из
вешеств, входящих в состав саркоплазмы, используют необходимую энергию для
выполнения своих функций. Источником энергии в данном случае служаттолько
биохимические процессы ферментативного распада (гидролиз, фосфоролиз) не-
которых веществ, в частности, нуклеозидфосфатов, гликогена, находящихся
главным образом в саркоплазме.
В мышечной ткани рыбы основная часть энергии, необходимой для сокраще-
ния мышц, выделяется в результате расщепления АТФ. По висшнему проявле-
нию и химизму процессов посмертное окоченение практически идентично дви-
гательному сокращению живой мышцы. Молекулярный механизм сокращения
мышц основан на взаимодействии миозиновых и актиновых филламентов.
Наступление посмертного окоченения связывают с тем, что в мышцах живой
и совершенно свежей уснувшей рыбы отмечается достаточно высокое содержа-
ние АТФ, которая удерживает актин и миозин в диссоциированном состоянии.
При работе живого организма, так же как и после его смерти, происходит распад
176
2.7 Прижизненные и посмертные изменения в рыбе
находящихся в мышцах АТФ с образованием АДФ и фосфорной кислоты. Это
происходит под влиянием АТФазной активности миозина. Однако в живом орга-
низме полного распада АТФ не происходит и образующийся АДФ снова восста-
навливается до АТФ. В мертвом организме, в отличие от живого, процесс идет
преимущественно в направлении автолитического распада энергетических ве-
шеств и по мере расходования АТФ, креатин фосфата, гликогена происходит ас-
социация актина и миозина с образованием вязкого актомиозина, придающего
мышце жесткость (окоченение) (рис. 2.64).
Рве. 2.44. Схема тонкой структуры саркомера в продольном и поперечном сечении:
а — слркоиер при длине бли «ой к длине покоя (принят! м I); б— сдркомер после рястажсиия до длины, ряд.
но# 1,3 длины покоя; • — сяркоыср в состоянии сокращения до длины, рядной 0.6 длины покоя
Изучение сжатия (контракции) свежих красных и белых мышц при комнат-
ной температуре показало, что при наступлении посмертного окоченения крас-
ные мышцы сокращаются на 52 % первоначальной длины, а белые только на
15%. При этом было замечено, что после достижения максимальной контрак-
ции происходит некоторое постепенное растяжение как красных, так и белых
МЫШЦ.
Посмертное окоченение рыбы начинается с головы, постепенно переходит на
мышцы туловища, а затем на хвостовую часть. Процесс посмертного окоченения
продолжается до тех пор, пока нс израсходуется основная часть нуклеозидтри-
фосфатов Затем поступление энергии для сокращения мышц прекращается, и
мышиы расслабляются, т. е. посмертное окоченение оканчивается (разрешается).
Процесс разрешения посмертного окоченения протекает от хвоста к голове.
Посмертное окоченение обуславливает длительность сохранения свежей ры-
бы Чем позднее оно начинается н дольше продолжается, тем дальше отодвигают-
ся стадии автолиза и бактериального разложения мяса. Большинство гнилостных
микроорганизмов имеет оптимум pH в слабо щелочной зоне, при посмертном
177
Глава 2. Характеристика сырья водного происхождения
окоченении мясо рыбы имеет слабокислую реакцию, что существенно сдержива-
ет развитие гнилостных процессов.
Продолжительность наступления и протекания посмертного окоченения за-
висит от температуры, вида рыбы, ее прижизненного состояния, возраста и неко-
торых других факторов Чем ниже температура тела рыбы, тем позднее наступает
посмертное окоченение и тем дольше оно протекает. Это объясняется снижением
активности ферментов, расщепляющих макрозргическис соединения. В
табл. 2.59 показана зависимость наступления и продолжительности посмертного
окоченения от температуры хранения.
Табл нив 2 5 9. Зависимость времени наступления и продолжительности
посмертного окоченения от температуры мышечной ткани камбалы
Показа ттль Температур», "С и ‘ 25 1 I» ' »
Время наступления посмертного окоченения Продолжите зьность посмертного окоченения Г 5 мин 35 мин 2 ч 4 ч 10 ч 35 ч ! , 40мин Зч 10ч 1,5сут 2,5суг З...4сут
Время наступления посмертного окоченения при прочих равных условиях за-
висит от вида рыбы. Так, при температуре около 4‘С, посмертное окоченение у
скумбрии начинается примерно через несколько минут, у кильки — через 0,5 ча-
са, а у камбалы — через 10 часов. То есть, чем более подвижный образ жнзни ведет
рыба, тем быстрее наступает у иее посмертное окоченение.
Состояние рыбы перед смертью оказывает большое влияние как на время на-
ступления посмертного окоченения, так и на его продолжительность. У рыбы,
умерщвленной немедленно после вылова, и не подвергшейся механическим воз-
действиям, посмертное окоченение наступает позднее и продолжается значи-
тельно дольше, чем у такой же рыбы, потратившей перед смертью много энергии
и подвергшейся механическим воздействиям (давлению, перевалкам ит. д.).
Автолиз. Под автолизом понимают всю совокупность процессов посмертного
ферментативного расщепления вешеств. входящих в состав тканей рыбы
Автолиз вызывается целой группой ферментов, включающих протеиназы, ли-
пазы и амилазы, но основную роль в этом процессе играют протеолитические
ферменты, под действием которых разрушается структура сетки мышечной тка-
ни, построенной из белков и обуславливающей упругопластические свойства те-
ла свежей рыбы.
Образующиеся при протеолизе продукты расщепления белков не являются
конечными продуктами распада, поэтому автолиз не рассматривается как явле-
ние порчи. Однако протеолиз вызывает глубокие структурные изменения тканей
рыбы, выражающиеся в изменении консистенции рыбы — значительном размяг-
чении тканей, расслоении по чиосептам и отделении мяса от костей. В результате
разрушения соединигельно-тканных белков, в частности коллагена, мясо рыбы
приобретает вначале мягкую, а затем и дряблую консистенцию.
178
2.7. Прижизненные и посмертные изменения в рыбе
В начале автолиза преобладают процессы, связанные с деятельностью мышеч-
ных протеиназ (катепсинов) рыбы. Максимальная активность катепсинов у раз-
личных видов рыб обычно приходится на pH 3,5...4,5 и проявляется при темпера-
гуре 35’С. В результате действия катепсинов белки гидролизуются до полипепти-
дов и даже свободных аминокислот. Содержание свободных аминокислот в мыш-
цах рыб в процессе автолиза увеличивается в 3...7 раз по сравнению с Посмертным
окоченением. У рыб, ведущих подвижный образ жизни, протеолиз наступает
раньше, чем у малоподвижных.
Если посмертные изменения протекают в неразделен ной рыбе, то на опреде-
ленном этапе, после разрушения стеиок кишечника и желудка, протеолитиче-
ские ферменты желудочно-кишечного тракта (пепсин, трипсин, химотрипсин и
другие) диффундируют в мышцы, ускоряя их гидролиз. В первую очередь это
проявляется в разрушении мышц брюшка, особенно это актуально для рыб, име-
ющих активные ферментные системы внутренних органов (сельдь, мойва, скумб-
рия и другие).
Важную роль в ускорении процессов автолиза играют лейкоциты крови, со-
держащие целый комплекс гидролитических ферментов.
Образующиеся при протеолизе новые химические соединения вызывают из-
менения вкуса и аромата мяса рыбы, причем характер этих изменений зависит от
качественного состава и количественного содержания этих соединений. Напри-
мер. кислый привкус в мясе создают продукты гидролиза гликогена (молочная
кислота), а также нуклеотидов (фосфорная кислота). Азот летучих оснований
(аммиак, триметиламин, диметиламнн, холин и др.), а также летучие жирные
кислоты (валериановая, масляная и др.) придают мясу специфические, а при
больших концентрациях, характерных для стадии гнилостной порчи, резко не-
приятные вкус и запах. Например, при содержании ТМА 4...6 мг/100 г появляется
незначительный неприятный запах в мясе, прн содержании ТМА 8... 10 мг/100 г
отчетливо ошушается неприятный запах, а при 20мг/100 г и более — запах стано-
вится резко неприятным.
В процессе автолиза значительным изменениям иодвер1аются также и липи-
ды, но продукты гидролиза и окисления липидов играют меньшую роль в созда-
нии неприятного запаха и изменения консистенции рыбы. Изменение липидов
идет по двум основным направлениям — их гидролиз и окисление. Продукты
гидролиза триглицеридов (диглицериды, моногчинерилы, свободные жирные
кислоты) практически не изменяют органолептических свойств жира, а следо-
вательно и рыбы, но свободные жирные кислоты значительно легче подверга-
ются окислению, чем жирные кислоты в составе триглицеридов. В свою очередь
продукты окисления липидов могут вступать в реакции комплексообразования
с белками, ухудшая их усвояемость, а также придавать мясу неприятный специ-
фический запах.
Таким образом, в результате автолиза происходит не только ухудшение орга-
нолептических свойств рыбы, но и накопление относительно низкомолекуляр-
ных продуктов гидролиза, являющихся хорошей питатезьной средой для гнило-
стных микроорганизмов. Автолитический распад тканей и органов рыбы посте-
пенно переходит в бактериальный, разграничить эти процессы очеиьтрудно
179
Глоаа 2. Характеристика сыри водного происхождение
Бактериальное разложение. Бактериальное разложение тканей происходит под
воздействием ферментов микроорганизмов, вызывающих глубокий распад бел-
ковых вешеств с образованием ряда дурио пахнущих и обладающих токсичными
свойствами соединений.
Микробная клетка содержит большое количество разнообразных ферментов,
локализованных в ее структурных элементах. Клетка вырабатывает экзо- и эндо-
ферменты Экзоферменты свободно выделяются в окружающую среду. К ним от-
носятся ферменты, катализирующие реакции расщепления питательных вешеств
вне клетки. Эндоферменты прочио связаны с клеточными структурами и дей-
ствуют внутри клетки.
Большинство ферментов микроорганизмов аналогичны ферментам растений
и животных, ио в то же время есть ферменты, свойственные только микроорга-
низмам, например гидрогеназа.
При посмертных изменениях, происходящих в рыбе под влиянием ферментов
тканей и микроорганизмов, трудно разграничить роль тех и других.
Основными факторами, влияющими нв активность микробных клеток, участ-
вующих в бактериальном разложении, являются: температура процесса, наличие
достаточного количества воды (активность воды), концентрация ионов водорода
(pH), начальная обсемененность.
Микроорганизмы могут гидролизовать белки, ио более благоприятным суб-
стратом для них являются образующиеся при автолизе продукты расшсплеиия
белков — аминокислоты и другие небелковые вещества. В связи с тем, что мясо
морских рыб содержит больше небелковых азотистых вешеств, чем мясо пресно-
водных их бактериальная порча происходит намного быстрее. Особенно быстро
портится мясо морских рыб с повышенным содержанием мочевины.
При бактериальном разложении, как и при автолизе, сначала происходит раз-
ложение белков до аминокислот, а затем дезаминирование и декарбоксилирова-
ние аминокислот с образованием менее сложных веществ под влиянием специ-
фических ферментных систем микроорганизмов. Характер действия разных мик-
роорганизмов на белки может несколько отличаться. Так, ферменты В. coli гид-
ролизуют белки до полипептидов, В. cereus — до аминокислот, В. proteus и
В. mycoides разлагают белки до конечных продуктов.
При бактериальном разложении химические процессы развиваются по схеме,
представленной на рис. 2.65.
Глубокие изменения в структуре и химическом составе тканей и органов рыбы
могут быть легко обнаружены по ряду внешних органолептических признаков. К
таким признакам относятся внешний вид рыбы, упругость ее тканей, консистен-
ция мяса и запах.
Внешние органолептические признаки начавшей портиться рыбы:
• посмертное окоченение закончилось, тело утратило упругость и после на-
жима пальцами (пальпации) на нем остаются вмятины;
• глаза помутнели и опали (для пелагических рыб);
♦ цвет жабр из красного перешел в бледно-розовый, бурый или серый; жабры
покрылись мутной слизью с несвежим, затхлым, кислым или, наконец, гнилост-
ным запахом;
180
2.7. Прижизненные и посмертные изменения • рыбе
Рве. 2.45. Схема гнилостного распада белков при бактериальном разложении
• анальное кольцо влажное, припухшее и покрасневшее;
• поверхность рыбы потускнела, покрылась мутной слизью с затхлым, кис-
лым или гнилостным запахом;
• на поперечном разрезе тела видно покраснение в области позвоночника;
• мясо сильно размягчилось, стало дряблым, расслаивается по септам и легко
отстает от костей; цвет мяса неестественный — серый или красноватый, запах за-
тхлый, кисловатый или даже гнилостный.
Однако, руководствуясь только этими признаками, не всегда можно опреде-
лить пригодность рыбы в пищу. В сомнительных случаях используют физико-хи-
мические, химические и микробиологические методы исследования мяса рыбы.
При этом, в частности, с целью санитарно-гигиенической оценки рыбы-сырца
могут быть определены:
• pH мяса рыбы (щелочная реакция признак недоброкачественности);
• содержание в мясе рыб ТМА и САЛО (превышение концентрации ОАЛО бо-
лее 25мг/!00гдля морских окуней, ЗОмг/КЮгдля камбал и 35 мг/100 г для лососе-
вых и тресковых, свидетельствует о неудовлетворительном качестве продукции);
• ВУС мышечной ткаии (снижение ВУС менее 50% ставит под сомнение ка-
чество продукции);
• начальная бактериальная обсемененность и некоторые другие показатели (ие
допускается превышение КМАФАнМ более 5 10* КОЕ/г).
Контрольные вопросы
1. Дайте определение понятия «гидробионты»
2. Как классифицируются гидробионты?
3. Какие основные факторы внешней среды оказывают влияние на тсхмохимичсскис парамет-
ры рыб?
4. Перечислите основные промысловые семейства рыб, дайте им краткую характеристику.
5. Какую опасность могут прсдстаалятърыбы для здоровья человека?
IS1
Глава 2. Характеристика сырья водною происхождения
6 Какие виды тканей характерны для животных’
7. На какие группы подразделяется эпителиальная ткань, какие функции она выполняет’
6. Перечислите виды соединительной ткани и выполняемые сю функции.
9. Каково строение мышечной ткани?
10. Что входит в состав крови, каковы ее функции?
II. Почему желательно обескровливать выловленную рыбу?
12. Перечислите основные формы тела рыб. назовите вилы рыб. имеющие характерные формы
тела.
13- Что такое размерно-массовый состав рыб. какие факторы влияют на его изменчивость’
14. Назовите и дайте характеристику основным структурно-механическим свойствам рыбы.
15. Перечислите наиболее важные теплофизические свойства рыбы, где они применяются?
16. Назовите наиболее важные электрофизические свойства рыбы, где они применяются?
17. На какие группы подразделяются промысловые беспозвоночные гидробионты?
18 Какие ракообразные превалируют в качестве объектов промысла’
19. Лайте технологическую характеристику основным группам промысловых ракообразных.
20. Какие моллюски называются двустворчатыми, какие из них являются промысловыми?
21. Лайте технологическую характеристику основным группам промысловых двустворчатых
моллюсков.
22. Какие головоногие и брюхоногие моллюски имеют промысловое значение? Дайте характе-
ристику их технологических свойств
23. Назовите иглокожих, имеющих промысловое значение. Дайте характеристику биологиче-
ской ценности промысловых иглокожих
24. Какие вилы морских млекопитающих являются промысловыми?
25. На какие семейства подразделяются промысловые китообразные’Дайте характеристику их
технологических свойств.
26. Перечислите ластоногих, имеющих важное промысловое значение Дайте характеристику
их технологических свойств.
27. Как классифицируются морские растения’ Какие из них имеют важное значение как объек-
ты промысла?
28. Какие структурообразователи могут быть получены из красных и бурых водорослей’
29. Какие водоросли используются на пищевые цели’
30. Каковы цели определения элементарного и молекулярного химических составов тканей
гидробионтов’
31. Назовите и охарактеризуйте формы связи воды с материалом.
32. Дайте определение понятиям «сырой протеин* и «истинный протеин*.
33. Как подразделяются белки по растворимости’
34. Какие белки относятся к миофибриллярной фракции, какова их доля в мышцах рыб’
35. Приведите примеры саркоплазматических белков и белков стромы.
36. Приведите примеры варьирования массовой доли сырого протеина у гидробионтов разных
видов.
37. Назовите основные группы небелковых азотистых веществ, характерные для гидробион-
тов
38. Накопление каких небелковых азотистых веществ в тканях рыбы может свидетельствовать о
ее порче’
39. На какие группы подразделяются липиды?
40. В чем заключается уникальность жирнокислотного состава липидов гидробионтов?
41. Почему липиды некоторых видов рыб. нвпример акул могут быть токсичны для организма
человека?
42. Как распределяются липиды в отдельных органах и тканях гидробионтов’
182
Глава 2. Характеристика сырья водного происхождения
43. Какие углеводы характерны для тканей гидробионтов растительного и животного проис-
хождения?
44. От каких факторов зависит состав минеральных веществ в тканях и органах гидробионтов?
45. Какие водо- и жирорастворимые витамины характерны для гидробионтов'’ Какие ткани и
органы накапливают водо- и жирорастворимые витамины в относительно больших коли-
чествах’’
46. Какие вещества называются антивитаминами? Каков механизм их действия?
47. Каковы особенности химического состава рыб?
44 Как классифицируюп.я рыбы посодсржанию белка и липидов?
49. На какие категории подразделяется мясо рыб в зависимости от химического состава? Како-
вы основные направления использования мяса рыб различных категорий1’
50. В чем заключаются особенности химического состава морских растений9
51. В чем заключается пищевая и биологическая ценность гидробионтов?
52 Какие прижизненные изменения, происходят в выловленных гидробионтах9
51. Назовите основные факторы, оказывающие влияние на скорость протекания посмертных
изменений
54. Перечислите сталии посмертных изменений
55. Как влияют посмертные изменения, протекающие в рыбе, на ее качество?
56. Перечислите основные органолептические признаки начавшей портится рыбы.
Список литературы к главе 2
1 Арсеньев В А Морские млекопитающие / В. А, Арсеньев, В. А. Земский. И. С Студенецкая — М : Пнш.
пром-сть. 1973 — 232с.
2 Барашков Г. К Сравнительная биохимия водорослей/ Г. К Барашков. — М Пищевая пром сть, 1972, — 336С.
3 Емкое В П Биологические объекты как источник нишевых и кормовых продуктов / В П Быков.
Л. Л. Лагунов, Н. И Рехина // Биологические ресурсы Океана. — М-. 1985 С- 256. 262-
4 Блинов. Е И. Ресурсы морских миорослей и трав в океане. Ц Биологические ресурсы Океана. — М На-
ука. 1979. - С. 179. .192
5 Быков В. П. Белки и небелковые азотистые вешеств» рыб // Использование биологических ресурсов Ми-
рового оксан». — М.: Наука, 1980. — С. 106.. 130
6 . Быков Б. П. Изменение мяса рыбы при холодильной обработке: Автолитические и бактериальные процес-
сы / ВП Быков. — М Агропромизлат. 1987 — 221 с
7 Высоцкий В. Г. К вопросу о терминологии, применяемой при биологической характеристике качества бел-
ка / В Г Высопкий Т А. Яцышина, Е М Мамаева // — Вопросы питания. — 1977. — № 6- - С 4 ..8
8 Высоцкий В. Г Критерии опенки потребности человека а белке Веб; Теоретические и клинические аспек-
ты науки о питании / В Г Высоцкий. Т А Яцышингв. А С Виталло — М ' // Институт питания АМН
СССР. Т I Проблемы белке в питании. — 1980. — С. 3—16-
9 Грин Н , Стаут У. Гейлор Д. Биология: В 3-х 1. Т. 3: Пер. с тнгл / Под ред Р. Сопера — М.: Мир. 1990. —
С 89. 9J.
10 ЗайиепВ П Технология рыбных продуктов/В. П Зайдет, И В. Киэсветтер. Л. Л. Лагунов, Т И Макарова.
Л П Миндср, В. Н Подссвгтсв.— М.: Пищевая пром-сть, 1965 —750с.
11 Змкеев Б В. Переработка водного нерыбного сыри / Б В. Зикеев. — М: Пишепромнздат. 1950 — 3!4с.
12 Иванов А. В. Большой практикум по зоологии беспозвоночных / А. В. Иванов, Ю- И Полянский,
А А Стрелков. — М : Высшая школа, 1985. — 390с.
13 . Иванов А В Промысловые водные беспозвоночные / А В Иванов, — М : Советская Наука. 1955. — 353с.
14 Иванов Б Г Ресурсы промысловых ракообразны* Мирового океана // Биологические ресурсы Мирового
океан» - М.. Наука. 1979. С. 164. .179
15 КязеветтерИ. В. Биохимия сыры водного происхождения/И. В. Кихветтер — М Пищевая промышлен-
ность. 197J.-423 с
16 . Кнзеветтер И В. Лов и обработка промысловых беспозвоночных дальневосточных морей / И- В. Киэевет
тер. — Владивосток Приморское кннасиос издательство, 1962. — 224с.
17 . Кнзевепер И- В. Химический состав и народнохозяйственное значение промысловых макрофитов морей /
И. В Кизсвсггер // Использование биологических ресурсов Мирового океана — М Наука. 1980. —
С Bl I4Q
183
Глава 2. Характеристика сырья водного происхождения
18 Константином Л. Л. Результаты пссл Словакия пкшсвой итехнической ценности мвлонспояъзусмых рыб и
беспозвоночных Северной Атлантики /Л. Л. Константинова, Ю ф Двинин// Нетрадиционные объекты
морского промысла и перспективы их использования: Тез. докл научн.-лракт. конф.. 17... 18 апреля 1997 г,
Мурманск - Мурманск ООО «МИ Л-999». 1997 -С 67 69
19 ЛагуновЛ. Л. Технология продуктов из бес позвоночных/Л Л. Лагунов. Н. И Рекина — М - Пищевая про-
мышленность. 1967 — 127с
20 . Леванидов И. П Взаимосвязь основных компонентов я химического ставе мяса рыб / И. П. Леввнидов. // Рыб
ное хозяйство. — 1980 — №8. — С- 64—68
21 . Леваннлов И. П. Классификация рыб по содержанию в их мясе жира к бел ков/И П. Лсмнидов. //Рыбное
хозяйство. — 1968. — № 10 — С б4...66.
22 Митер Л. П. Пишев&я ценность промысловых рыб Атлантики и Баренцева моря / Л П. М кпд ср. —
Мурманск ПИНРО 1968. С 43. .44.
23 Морские млекопитающие. — М . Маука. 1984. — 312с.
24 . Никольский Г. В. Биология рыб: Учебник / Г. В. Никольский. — М.: Советская наука, 1944. — 230 с
25 . Полонский А С Рыбные ресурсы батиали Мирового оксана /АС Полонский // Биологические ресурсы
Мирового океана - М.: Наую 1979. - С 164 .179.
26 . Приморский гребешок — Владивосток: ДВНЦ АН СССР. 1955. — 355с
27 Промысловые и перспективные для использования водоросли и беспозвоночные Баренцева и Белого мо-
рей. — Апатиты: Им-во КНЦ РАН, 1998. — 628с
28 Ржинскяя Ф М. Жиры рыб и морских млекопитающих / Ф. М Ржавская. — М : Пиш. пром-сть. 1976. —
272 с
29 . Рого И А Электрофизические методы обработки нишевых продуктов / И. А. Рогов. — М.: Агропром и з-
дат. 1988. — 272с.
30 . Салыхо-а И- А. Ресурсы промысловых лонных моллюсков Мирового океана / И А. Садыхова // Биологи-
ческие ресурсы Океана — М : Наука, 1979 — С. 192. 201
31 Сафронова Т М Сырье и материалы рыбной промышленности / Т М Сафронова — М • Агропром и тлят.
1991- 191с.
32 Константинова 1 Л Технохимические свойства промысловых рыб Северной Атлантики и приле.лоших
морей Северного Деловитого океана / Л. Л. Константинова, Ю ф Двинин. Т. К Лебская. В. И. Кузьмина
— Мурманск Изд-воПИНРО. 1997 - 183с
33 Филиппович Ю Б Основы биохимии / Ю Б Филиппович — М : Высш их 1985 — 503с
34 Лебская Т К Химический состав и биохимические свойства гидробионтов прибрежной эоны Баренцем и
Бе того морей /Т К Лебская, Ю. ф. Двинин. 1 Л. Константинова. В. И. Кузьмина. В. Ф. Толкачева, В. А. Му-
хин. Л А Шаповалом. — Мурманск Итл-во ПИНРО. 1998 — С 161 147.
ГЛАВА 3. ХРАНЕНИЕ И ТРАНСПОРТИРОВАНИЕ
ЖИВОЙ И ОХЛАЖДЕННОЙ РЫБЫ
3.1. ХРАНЕНИЕ И ТРАНСПОРТИРОВКА ЖИВОЙ РЫБЫ
Живая рыба имеет высокую пищевую ценность и является иаилучшим сырьем
для приготовлении различных рыбных продуктов.
Основными поставщиками живой рыбы яаляются озерно-прудовые рыбовод-
ные хозяйства. В живом виде реализуют озерную и речиую рыбу (сом. лещ, сазан,
жерех, щука, карась), проходных или полупроходных рыб. прудовую рыбу (осет-
ровые, карповые, форель), а также рыбу заливов и внутренних морей (судак,
треска, камбала). Рыболовство во внутренних водоемах носит сезонный характер.
Морские рыбы менее живучи, чем пресноводные, требуют особых условий со-
держания и в живом виде доставляются редко. В некоторых странах (Дания, Нор-
вегия, Швеция), в приморских городах РФ (Мурманск) в торговлю поставляют в
живом виде треску, сайду, морскую камбалу, а на Дальнем Востоке в сетных меш-
ках доставляют сельдь, лосося, скумбрию и некоторых других рыб при ловле их
ставными неводами [2]. В Астрахани сомов, осетров, шук привозят в специаль-
ных лодках, на которых имеются приспособления для нахождения рыбы в про-
точной воде. Сетные мешки подвешивают к кунгасу или специальной деревян-
ной рамс, к которой для повышения плавучести подвязывают бочки. Емкость
сетного мешка зависит от вида рыбы и может быть до 100т. Длина сетных мешков
достигает 6м, а скорость транспортирования не превышает 2...3км/ч Макси-
мальная продолжительность хранения и транспортировки живой рыбы с места
лова до рыбоперерабатывающего предприятия в теплое время года не должна
превышать З...5сут, в холодное — 10сут. Для заготовки и реализации в живом ви-
де пригодна только здоровая упитанная рыба Больная, травмированная и утом-
ленная рыба быстро погибает за время перевозки и хранения. Поэтому рыбу,
предназначенную для реализации в живом виде, осторожно вынимают из орудий
лова и пересаживают в специальные емкости, находящиеся на добывающем суд-
не, иди в специальные живорыбные изотермические суда.
С берегового рыбоперерабатывающего предприятия до места реализации рыбу
перевозят в живорыбных железнодорожных вагонах или живорыбных автомаши-
нах (изотермических цистернах). В теплое время года длительность транспортиров-
ки живой рыбы по железной дороге — бсут, а в автоцистернах — не более 15 ч.
Для нормального хранения и перевозки большинства видов рыб в живом виде
содержание кислорода в воде должно быть не мснсс 4 мг/л, а для форели — не ме-
нее 7 мг/л. В процессе хранения рыбы содержание кислорода в воде уменьшается,
185
Глава 3. Хранение и транспортирование живой и охлажденной рыбы
поэтому необходимо принимать меры к обогащению среды кислородом путем
периодической или непрерывной смены водной среды или применением прину-
дительной аэрации воды. [19, 21, 22]. Наряду с содержанием кислорода, большое
значение имеет температура воды, т. к. с ее повышением растворимость кислоро-
да в воде уменьшается, а также стимулируется развитие в ней гнилостной микро-
флоры. Лучше содержать рыбу в воде с пониженной температурой порядка
3...6 °C. а экстремальные значения не должны превышать 30 °C (15].
Для перевозки и хранения живой рыбы не может быть использована водопро-
водная хлорированная вода, т. к. даже небольшие количества хлора (0,2...0,3 мг/л)
нарушают механизм дыхания рыб и приводят к их смерти.
При транспортировке н хранении живой рыбы должны быть соблюдены необ-
ходимые нормы посадки (соотношение рыбы и воды). В среднем в 1 м' воды мож-
но содержать от 50 кг (в летиее время) до 200 кг (в холодное время года) рыбы.
В местах реализации (магазины) живую рыбу содержат в аквариумах разнооб-
разных конструкций.
3.1.1. Качество живой рыбы
Прием, отбор н органолептическая оценка живой рыбы производится по
ГОСТ 7631—85 «Рыба, морские млекопитающие, морские беспозвоночные и про-
дукты их переработки. Правила приемки, органолептические методы оценки ка-
чества, методы отбора проб для лабораторных испытаний». Качество живой рыбы
регламентируется ГОСТ 24896—81 «Рыба живая. Технические условия». При этом
обращают внимание на следующее: внешний вид рыбы (рыба должна проявлять
все признаки жизнедеятельности), состояние наружного покрова (поверхность
должна быть чистой, естественной окраски, с тонким слоем слизи, без механи-
ческих повреждений, признаков заболеваний и наружных паразитов), цвет жабр
(красный), состояние глаз (светлые, выпуклые), запах (свойственный свежей ры-
бе без порочащих признаков).
Качество свежей рыбы определяется органолептически
3.1.2. Основные пороки живой рыбы
Рыба, как и теплокровные животные, подвержена различным заболеваниям.
У больных рыб кожа и чешуя тусклые, глаза мутные. Иногда на поверхности те та
обнаруживаются бугры, язвы, рубцы, при поражении паразитическими инфузо-
риями кожа покрывается слизью, похожей на голубую вуаль. Плавают больные
рыбы вяло, на боку, или вверх брюшком, поднимаются к поверхности, заглатывая
воздух, производят круговые движения. При заболевании пищеварительного
тракта из анального отверстия выделяется слизь длинными тяжами серо-красно-
го цвета.
К наиболее распространенным болезням рыб относится краснуха, жаберная
гниль, воспаление птавательного пузыря. Краснуха — паразитарное заболева-
186
3.2. Особенности хранения рыбы в состоянии яубиоза и наркоанабиоэа
ние, поражающее карпа, сазана, угря и др. У большинства рыб наблюдается
покраснение поверхности тела, точечные и пятнистые кровоизлияния, язвы на
жаберных крышках и теле. Жаберная гниль распространена у карпов, карасей,
шук. Признаками болезни является ярко выраженная мозаичность жабр (чере-
дование ярко окрашенных участков с бледными), разрушение участков жабер-
ной ткани. При направлении в реализацию больные экземпляры рыб должны
быть отсортированы (19]
3.2. ОСОБЕННОСТИ ХРАНЕНИЯ РЫБЫ В СОСТОЯНИИ
ЭУБИОЗА И НАРКОАНАБИОЗА
В 1967г. на т/б «Солнечный луч*, а затем и на т/б «Яркий луч* инженером Ат-
чантНИРО Семеновым Б. Н. были проведены исследования по сохранению в жи-
вом виде тунцов, используя сочетание принципов эубиоза и наркоанабиоза. Впо-
стедствии данные исследований были многократно проверены. Суть заключалась в
следующем. Выловленных живых тунцов на туноботе помещали в герметичную ем-
кость. заполненную морской водой и туда добавляли газообразный азот. В других
экспериментах добавляли жидкий азот в определенном сочетании. Это позволяло
быстро «заснуть* рыбе, после чего емкость закрывали и хранили на воздухе при
температуре 20...25’С в течение 5сут. По истечении этого времени емкость откры-
вали. обильно поливали тунцов морской водой, при этом до 70% рыб оживало.
Другую партию готовили подобным образом, но хранили на тунобазе при темпера-
туре от 0 до 4 ’С в течение от 7 до 10 сут, а затем повторяли операции выхода рыбы
из состояния наркоанабиоза. В среднем также около 70...75% рыб оживало.
Семенов Б. Н. определил на опытных экземплярах содержание аденозинтрифос-
форной кислоты (АТФ) в мышцах рыбы, хранившейся при температуре О...4’С, как
при условиях проведения эксперимента, так И у контрольных образцов без исполь-
зования действия газообразного азота. Результаты определений показали, что со-
держание АТФ у контрольных образцов было в 2...3 раза ниже, чем у опытных эк-
земпляров Таким образом, эти эксперименты показали возможность сохранения
рыбы в живом виде, используя принцип эубиоза и наркоанабиоза.
3.3. ПЕРСПЕКТИВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ ХРАНЕНИЯ РЫБЫ
В ЖИВОМ ВИДЕ С ПОМОЩЬЮ ЭЛЕКТРОШОКА
В Керчи, начиная с 1964г.. Г Н. Сопочкиным были проведены исследования по
хранению рыбы в состоянии анабиоза и оживления ее спустя 15 и даже 20.. 25сут
Суть заключалась в следующем. Живую рыбу (сардину) помешали в морскую воду в
соотношении вода: рыба как 2:1 и производили электрошок при определенной си-
ле тока. Оглушенную рыбу собирали, упаковывали в блоки толшиной от 5 до 10 см
и помешали в холодильную камеру при температуре — 2...3’С с интенсивным обду-
вом холодным воздухом. Спустя определенное время, когда температура поверх-
ностного слоя на глубине 1„,2мм достигала — 4‘С, рыбу извлекали и хранили при
187
Глава 3. Хранение и транспортирование живом и охлажденной рыбы
температуре — 1...2"С в течение 15 и даже 20...25 сут. По истечении этого срока ры-
бу помешали в воду при тех же соотношениях как в начале эксперимента, выдер-
живали до достижения температуры в центре блока 4...6*С и производили разряд
электричества. Примерно до 70! ; рыб оживало. Данные экспериментов были доло-
жены почти во всех отраслевых научных учреждениях. Однако в то время боль-
шинство ученых отнеслось к этой идее хранения рыбы в живом виде, в том числе
В НИРО, отрицательно. Патент, разработанный Г. Н. Сопочкиным. не был внедрен
в нашей стране, однако права на его использование были преобретены Данией, где
разработка нашла свое применение. На наш взгляд, это перспективное направле-
ние следовало бы внедрить и в России.
3.4. ТРАНСПОРТИРОВКА И ХРАНЕНИЕ РЫБЫ-СЫРЦА
(УСНУВШЕЙ) И ОХЛАЖДЕННОЙ НА СУДАХ
Промысловые суда обрабатывают свои уловы, либо сдают рыбу на рефриже-
раторы, заводы базы. Качество рыбы-сырца зависит от многих факторов и, в
первую очередь, от температуры воздуха, способов добычи и продолжительности
пребывания в орудиях лова. При большом наполнении трала рыба мнется и полу-
чает механические повреждения. В связи с этим необходимо регулировать про-
должительность траления. Из кутков трапа рыбу необходимо вымывать заборт-
ной водой, а не высыпать путем подъема кутка грузовой стрелой. При хранении
на палубе (СРТ, СРТР, СРТМ) рыбу накрывают брезентом, зашишая от солнца и
обветривания, поливая забортной водой. Продолжительность хранения в таком
виде не должна превышать 2 ч. На крупнотоннажных судах хранение рыбы пре-
дусматривается в бункерах с охлажденной морокой водой или льдом. Иногда ры-
бу. предназиачеиную для передачи на обрабатывающие суда, хранят на промыс-
ловых судах в сетных мешках (контейнерах) по 500...600 кг в каждом и выклады-
вают в ряд в порядке вылова. Мелкую рыбу-сырец на судах Северного бассейна
хранили в бочках, залитых водой, так она меньше травмируется. В прохладной
морской воде рыбу можно хранить в течение суток при соотношении рыба вода
как 2; 1. Наиболее устойчива рыба, извлекаемая из орудий кошелькового лова и
ловушек, менее устойчива рыба тралового и дрифтерного лова. При хранении и
перевозке рыбы со льдом, необходимо удаление загрязненной талой воды, уско-
ряющей порчу рыбы. Для удлинения сроков хранения охлажденной рыбы можно
использовать биомициновый (содержащий антибиотик) лед. Рыба, предназна-
ченная для посола, может быть охлаждена смесью льда и соли. Расход льда и соли
зависит от температуры воздуха (льда от 60 до 100%, соли ОТ 15 до 25% к массе
рыбы) Охлаждение рыбы-сырца в бункерах-накопителях будет описано в
п. 4.1.1, с. 191. Охлажденную рыбу в морской воде хранят в бункере при темпера-
туре от 0 до -2’С. При добыче кильки, хамсы и мойвы рыбу подсаливают в пши-
ках или чанах в трюмах судов и перерабатывают на береговых предприятиях.
Передача улова при штормовой погоде ос}шествляется в тяжелых условиях,
когда пришвартованные суда находятся в состоянии непрерывной качки. Суще-
ствует два способа перегрузки рыбы: контактный (со швартовкой) и бесконтакт-
188
3.4. Транспортировка и хранение рыбы-сырца (уснувшем) и охлажденной на судах
ный (без швартовки). При контактном способе перегрузки применяют контейне
ры (стампы) различных конструкций емкостью не более 500 кг, на которых указы-
вается их вместимость с учетом насыпной массы рыбы, а также с помошью рыбо-
насоса и спецустройств При перегрузке рыбы без швартовки могут быть
использованы контейнеры, канатные дороги, а также гибкие шланги. При лове
рыбы кошельковыми неводами рыбу из невода перегружают на обрабатывающие
суда с помощью рыбонасоса или специальных сетных мешков, закрепленных на
плотиках, а также грузовыми стрелами (2,15).
Контрольны* вопросы
1. Какие показатели характеризуют качество живой рыбы? Перечислите основные пороки жи-
вой рыбы.
2. Дайте характеристику перспективным способам хранения рыбы в живом виде (эубиоз. нар-
коанабиоз, с использованием электрошока).
3. Перечислите особенности транспортировки и хранения рыбы-сырца и охлажденной рыбы
на судах.
4. Перечислите основные этапы посмертных изменений в рыбе.
5. Дайте характеристику процесса распада и ресинтеза АТФ врыбе при посмертных изменениях.
Список литература к главе 3
Основная
I Бабаклн Б. С , Тихонов Б. С , Юрчинскнй Ю. М. Совершенствование холодильной техники и технологии.
— М.: Галактика. 1992. — |75с.
2 Бараном В. В. Обработка и транспортировка рыбы м морепродуктов: Учебное пособие. — М : Пищ проп-
еть. 1975.-144с
3 Быков В. П. Изменение мяса рыбы при холодильной обработке, автолитические и бактериальные процес-
сы — М Агропром издат. 1987. —221с.
4 Быкова В. М-. Белова 3 И Справочник ло холодильной обработке рыбы. — М.: Агропром издат. |98б. —
208 с.
5 . Головин Н. А.. Першина Л. И. Посмертные механо-химические изменения и их роль при консервировании
рыбы холодом. — Труды НИИ МРП ВНИРОт. 1—Вып. 2.—Л.. 1961.- С. 3 .143.
6 . Головкин Н. А, Маслова Г. В., Скоморовская И. Р Консервировавние продуктов животного происхожде-
ния при субкриосколических температурах. — М.: В. О. Агропромизлат, J987. — 272с.
7 Головкин Н. А, Чижов Г Б. Холодильная технология лишевых продуктов’ Учебник — 2-е им. доп и лере-
раб. — М_. Госиздат торговой литературы. 1963. — 208 с.
8 . Головкин Н. А., Чижов Г Б . Школьникова Е Ф. Холодильная теэнология пищевых продуктов: Учебник. —
М Госиздат торговой литературы 1955 — 375с
9 Кузин AM Общая биохимия-Учебник MRucuiai шк — 1961 —254с
10 . Семенов Б. Н. Определение степени свежести туниа при различных способах его хранения. Рыбное хозяй-
ство. -М3. - 1970. - С. 53—55.
11 Семенов Б Н . Акулов Л А.. Борзенко Е И . ЛихенкоС. В.. Одинцов А. Б. Применение азотных техноло-
гий в процессах охлаждения, замораживания, хранения и транспортирования скоропортящихся продуктов,
ч 1н2 — Калининград КГТУ 1994.— 278с
Р Семенов Б Н . Григорьев А А . Жаворонков В. И. Технологические исследования обработки тунца и рыб
тунцового промысла.—М.: Легкая н пиш. пром-сть, 1981 — 184с.
13. Семенов В. Н . ЕршовА. М.. Рулев Н. Н. Технология производства продукции из животного сырья: Учебн.
пособие для студентов-технологов пищевых производств В 4 ч.. ч. I. Производство охлажденной продук-
ции. — Мурманск. Иад-воМГТУ, 1991. —94с.
14 Семенов Б. Н , Один нов А. Б., Киселев В. И Методические указания по выполнению лабораторных работ
•Теоретические основы Процессов охпажления пищевых продуктов» для студентов вуэов по направлению
552400 -Технология продуктов питания» ч I Теория охлаждения. — Калининград. 1995. КГТУ — 30с,
189
Глава 3. Хромание и транспортирование живой и охлажденной рыбы
IS. Сикорский 3. Технология продуктов морского происхождения. — М : Пиш. пром-сть, 1974. — С 92 .158.
16. Трухин Н. В. Совершенствование способов охлаждения рыбы. Информ пакет ВНИЭРХ сер. -Обработка
рыбы и морепродуктов», 1990, вып. П (I). — С. I.. 23.
17. ШаробаЯко В. И. Биохимия продуктов холодильного консервирования: Учебник для вузов. — М Агро-
промншт. 1991. — 255с
Дополнительная
18 Андреева И. П. Обзор по теме -Применение защитных средств для удлинения сроков хранения рыбопро-
дукции — Калининград-АтлантНИРООКТИ. 1975 — С I 89.
19. ГОСТ 24896-81. Рыбе живая. — М.: Изд-во стандартов, 1981.
20. Родин Е М Холодильная технология рыбных продуктов, 2-е изд. — М : Агропромиздат, 1989. — 303с
21. Сборник технологических инструкций по обработке рыбы. Т I. ВНИРО — М : Колос, 1992. — С. 255.
22 Справочник технолога рыбной промышленное™ Т I, —М.: Пиш пром-сть, 1971,— С. S7...75.
ГЛАВА 4. ОХЛАЖДЕННАЯ, ПОДМОРОЖЕННАЯ,
МОРОЖЕНАЯ И РАЗМОРОЖЕННАЯ РЫБА
4.1. ОХЛАЖДЕННАЯ РЫБА
Теплофизическая основа охлаждения сводится к понижению температуры те-
ла посредством теплообмена его с окружающей средой. Полное аналитическое
описание охлаждения пищевых продуктов нельзя осуществить, и приходится
прибегать к упрощениям, выделяя наиболее важные стороны процесса. Теплофи-
зические свойства охлаждаемых продуктов всегда считаются постоянными на
протяжении охлаждении, кроме их энтальпий. Внешние условия охлаждения со-
здаются в соответствии с технологическими надобностями и техническими воз-
можностями, а влияние испарения влаги с поверхности продукта охлаждаемого
воздухом на теплообмен подлежит учету [71]
В охлажденной рыбе биохимические процессы лишь замедляются, поэтому
она имеет ограниченный срок хранения, который зависит от вида гидробионта,
его химического состава, качества сырья, условий охлаждения и хранения [5].
Охлаждение позволяет сохранить технологические свойства и пишевую цен-
ность гидробионтов, выпустить из них наиболее высококачественные продукты с
минимальным расходом энергии на 1т продукта по сравнению с другими спосо-
бами консервирования [62].
В результате охлаждения деятельность микроорганизмов и ферментов замед-
ляется, что способствует увеличению сроков холодильного хранения.
Продолжительность холодильного хранения зависит от качества рыбы-сырца
и температуры тела, которая должна быть от 0 до 4 ’С.
4.1. ]. Особенности консервирования рыбы с помощью
охлаждения
Охтаждение — способ консервирования, основанный на снижении скорости
микробиологических и ферментативных процессов в тканях животных, птиц И
рыбы [16]. Продукт считается охлажденным, если его температура близка к на-
чальной температуре ttp (криоскопической) замерзания межклеточного сока,
представляющего собой растворы электролитов. Криоскопическая точка для
различных продуктов находится в пределах от —0,6 до -2 'С, а в среднем ее при-
нимают равной -1 "С [201. Процесс охлаждения заключается в передаче тепла от
более нагретого тела (продукта) к менее нагретому (охлаждающая среда). 0x.1а-
191
Главе А. Охлакдлмнав, подмороженной, морожена! м
юя рыба
жлаюшей средой может служить любое вещество в твердом, жидком или газооб-
разном виде, если его контакт с объектом ие ухудшает его качества (отсутствие
неприятного запаха и вкуса). Температура этого вещества должна быть не выше
О’С. Из охлаждающих сред наибольшее распространение имеют воздух, вода,
лед, растворы различных солей, а также аммиак, фреон, криогенные жидкости
(азот, кислород, двуокись углерода, двуокись углерода твердая). В зависимости от
вида охлаждающей среды применяются различные способы охлаждения рыбы
(16,20, 38,71,96];
♦ охлаждение воздухом;
♦ охлаждение льдом;
♦ охлаждение погружением в жидкие охлажденные среды (морская вода,
льдоводяная смесь, растворы хлорида натрия и хлорида кальция, смеси растворов
хлорида натрия и хлорида кальция);
• охлаждение криогенными жидкостями.
Охлажденную рыбу высокого качества приготовляют из живой или уснувшей
рыбы, перед охлаждением ее сортируют по видам и размерам. Срок хранения ох-
лажденной рыбы можно увеличить, если перед охлаждением удалить внутренние
органы и жабры [37].
Охлаждение воздухом
Охлаждение воздухом в настоящее время используется редко, т. к. продолжитель-
ность охлаждения длительная, асам процесс неэффективен. Этот способ использует-
ся для кратковременного сохранения рыбы (1 сутки ис более) с целью направления
ее на последующую переработку или разделку. Температура воздуха различная: до
— 10 °C для крупного тунца и —3. .—5 'С для других объектов.
Охлаждение льдом
Охлаждение с использованием льда — наиболее распространенный и доста-
точно простой способ консервирования. На дно тары или емкости насыпают не
менее 20% льда от массы рыбы, на него ровным слоем укладывают улов, на кото-
рый насыпают новый слой льда ит. д. до заполнения емкости. Наверх лучше на-
сыпать не менее 30...40 % льда от массы рыбы.
Для увеличения сроков хранения рыбы применяют биостатически Й лед с до-
бавкой биомицина из расчета 5 г на 1 т льда. Охлажденную рыбу в ящиках перево-
зят на транспортных рефрижераторах при температуре 0 °C.
Охлаждение погружением в жидкие охлаждающие среды
Осмотическое давление морской воды и тканевого сока рыбы приблизительно
одинаково, поэтому при охлаждении в морской воде не происходит просалива-
ния и значительного набухания тканей рыбы.
На некоторых судах рыбу охлаждают в бункерах морской водой, имеющей
температуру от 0 ’С до —1 ’С в соотношении рыба: вода 1: 1 или 2:1, температу-
192
4.1. Охлажденная рыба
ру воды поддерживают подсыпкой льда. На других судах бункера снабжены на-
ружными охладителями и с их помощью охлаждают рыбу до 1 = —3 °C в течение
I...2 ч без добавления льда Эндотермные рыбы (тунцы) [45] охлаждаются на су-
дах пр. В-406 и пр. 1348 в танках, имеющих температуру рассола хлорида натрия
или хлорида кальция, или смеси растворов хлорида натрия и кальция около
-12’С до температуры в поверхностном слое рыбы толщиной 1 см 0...—1 °C в те-
чение 1,..2ч в зависимости от соотношения массы рыбы и рассола 1: 1 или 1: 2.
На тех же судах для охлаждения тунцов использовали добавление в те же рассо-
лы для охлаждения рыбы криогенные жидкости в соотношении
рыба:криогенная жидкость (жидкий азот, жидкий воздух) 1 :0,05. Продолжи-
тельность охлаждения составила 0.5ч, а рыба имела в поверхностном слое тол-
щиной 1 см температуру -1 ...—2 °C.
Для удлинения сроков хранения рыбы ее погружали на 5 мин в ванну с водой,
содержащей 25 г антибиотика на 1 м3, а затем охлаждали в льдоводяной смеси до
конечной температуры 0...4 °C.
На береговых предприятиях используют пресную воду и 2...3% растворы соли.-
Рыбу же. предназначенную для посола, охлаждают в растворах соли концентра-
цией 12...18Й, которые имеют температуру от-12до— 18°С, погружая ее в холод-
ную жидкую среду или орошением на конвейере
Рыбу, охлажденную в жидкой среде, можно хранить не более 5,..6сут, т. К. про-
исходит набухание мяса и потери азотосодержаших вешеств. В связи с этим ее в
дальнейшем могут хранить во льду или в охлаждаемых помещениях при темпера-
туре воздуха -1... 2 °C.
4.1.2. Производство охлажденной рыбы
Охлажденную рыбу изготавливают в соответствии с ТИ № 10 по производству
охлажденной рыбы [83, 101, 102].
Прием, отбор проб и органолептическая оценка охлажденной рыбы произво-
дится по ГОСТ 7631—85 «Рыба, морские млекопитающие, морские беспозвоноч-
ные и продукты их переработки. Правила приемки, органолептические методы
оценки качества, методы отбора проб для лабораторных испытаний».
Качество охлажденной рыбы регламентируется ГОСТ 814-96 «Рыба охлаж-
денная- и ОСТ 15.58—85 «Рыба мелкая охлажденная». При этом обращается вни-
мание на внешний вид рыбы: поверхность должна быть не побитой, чистой, ес-
тественной окраски; жабры от розового до темно-красного цвета; допускается
сбитость чешуи без повреждения кожи; разделка должна быть правильной с до-
пускаемыми небольшими отклонениями; консистенция плотная, может быть
слегка ослабевшая, но не дряблая; запах свежей рыбы без порочащих запахов.
Ухудшение качества рыбы, добытой в холодных и умеренно холодных водах, в
значительной степени связано с жизнедеятельностью психрофил ьных микроор-
ганизмов, хорошо развивающихся при температуре 0...+5’С. При охлаждении
рыбы эти микроорганизмы не теряют своей активности. На рыбе, выловленной в
теплых водах, преимущественно встречается мезофильная микрофлора, менее
193
Глава 4. Охлажденная, подмороженная, мороженая и размороженная рыба
устойчивая к воздействию низких температур. Эта рыба после надлежащего ох-
лаждения менее подвержена порче, чем рыба холодных вод [38, 59, 62].
Большое влияние на качество охлажденной рыбы при хранении оказывают
автолитические изменения, протекающие под воздействием протеолитических и
липолитических ферментов, присутствующих в мышечной ткани и внутренних
органах рыб. Эти изменения в значительной степени влияют на изменение вкусо-
вых свойств мяса рыбы
4.1.3. Пороки охлажденной рыбы
Дефекты охлажденной рыбы возникают в основном в результате ее посмерт-
ных изменений и особенно автолиза и бактериального разложения тканей, поэ-
тому предупреждение пороков сводится к максимальному торможению этих про-
цессов. Для торможения бактериальных процессов, приводящих к порче охлаж-
денной рыбы, большое значение имеет санитарное состояние производства (чис-
тота помещений, льда.тары, инвентаря, обслуживающего персонала).
Основные пороки охлажденной рыбы:
1) механические повреждения;
2) ослабевшая консистенция мышечной ткани;
3) лопанец;
4) кисловатый или гнилостный запах в жабрах;
5) наличие слизи мутного цвета с непонятным запахом.
Механические повреждения рыба может иметь от кусков льда при хранении, а
также в процессе погрузки и выгрузки рыбы при небрежном обращении и непра-
вильном использовании средств механизации. Ослабевшая консистенция связа-
на с задержкой рыбы в орудиях лова и на палубе судна до начала охлаждения. Ло-
панец возникает вследствие ослабления и разрушения тонких стенок брюшной
полости под влиянием автолиза. Появлению лопанца способствует механическое
воздействие на рыбу крупных кусочков льда при ее транспортировке и хранении.
Кислый или гнилостный запах в жабрах и слизи — результат воздействия на бел-
ки микрофлоры, интенсивно развивающейся при температуре около О “С. Появ-
ление этих запахов является следствием начинающегося распада крови и слизи,
как наиболее лабильных компонентов охлажденной рыбы.
4.1.4. Способы подсчета необходимого количества холода для
охлаждения рыбы и продолжительности охлаждения
Расчет потребного количества холода для охлаждения рыбы
Удельная теплота процесса при изменеиин температуры единицы массы про-
дукта на конечную величину вычисляется по формуле
g = Ai = (/, - lj) = Сс • ЛГ, (4.1)
194
4.1. Охлажденной рыба
где /, и — соответственно удельные энтальпии при начальной гн и конечной tK
температуры продукта при охлаждении, в кДж/кг (ккал/кг); Сс — удельная тепло-
емкость продукта, кДж/(кг К) или ккал/(кг °C)
Общее количество теплоты Св кДж (или ккал), отводимое от продукта при ох-
лажден ни, определяется по формуле
Q=Gg, («)
где G — масса продукта в кг,
или, используя формулу (4.1),
Q=C0A.rG. («а»
Однако при этом требуется, чтобы удельная теплоемкость продукта в задан-
ном интервале температур оставалась постоянной или было взято ее среднее зна-
чение, что удовлетворительно соблюдается при охлаждении, но нарушается, ког-
да в продукте происходит льдообразование, особенно вблизи криоскопических
температур. После смерти рыбы температура в ее тканях повышается в результате
растепления гликогена, креатинфосфата, АТФ f 16, 18, 29, 48, 74). Количество
выделенного удельного тепла из объекта g, (в кДж/кг), зависящее от его вида, со-
стояния, первоначальной температуры, определяется по формуле
«ГЛ Ж)
где g' — скорость удельного тепловыделения объекта за счет внутренних экзотерми-
ческих процессов, равная 0,6кДж/(кгч) при температуре 18...20°С; т — продолжи-
тельность пребывания объекта от момента вылова до начала охлаждения, в ч.
Для точности задания режимов охлаждения должны учитывать как экзотер-
мичность биохимических процессов и тепловых эффектов массоп ере носа, а так-
же выделение скрытого тепла £?") при отвердевании жиров, не включенные в рас-
четные значения удельной теплоемкости или энтальпии.
„ Сж
«= — • <4Я
где 6Д — масса жира в продукте, затвердевающего при конечной температуре; гж —
\дельная теплота кристаллизации жира при конечной температуре, кДж/кг
(-117,24 кДж/кг) [40].
гж = С_Д/, (4.6)
где Сж — удельная теплоемкость жира, равная 2,09кДж/кг; Д/ — интервал темпе-
ратур от начальной до конечной температуры, ’С
Влияние испарения и конденсации на баланс тепла при охлаждении следует
учитывать, когда жидкая влага испаряется с поверхности продукта в воздух при
удельной теплоте испарения водяного пара £и, а конденсация водяных гаров из
возлуха на поверхность охлаждающих приборов сопровождается образованием
«снеговой шубы» при удельной теплоте конденсации причем £, > £„. Приняв
£н = 2500 кДж/кг (597 ккал/кг) и LK = 2835 кДж/кг (677 ккал/кг), получим разность
195
Глаю 4 Охлажденная подмороженная мороженая и размороженная рыба
между значениями удельной теплоты конденсации и испарения, равную 13,3% от
LK. Пусть охлаждается Окг продукта, причем испарилосьg " кг влаги; относитель-
ная потеря влаги (усушка) составила
«О = % «Ч
Тогда за счет разности LK и Lv охлаждающие приборы должны воспринять теп-
ло, не отведенное от мяса, рыбы и т. Д. (Снгот)
O„„=G(l,-AH)b. «-«>
Значение & больше у тоших рыб, чем у жирных, вследствие повышенного со-
держания влаги в мясе и малого содержания липидов > тощих объектов, замедля-
ющих испарение влаги. Таким образом, тепло, отводимое при охлаждении про-
дукта в воздухе и воспринимаемое приборами охлаждения, должно включать в се-
бя удельную теплоту процесса, внутренние тепловыделения продукта, удельную
теплоту кристаллизации липидов и тепловой эффект испарения конденсации
при охлаждении
Q = G- |С0(г„ - /,) + g, + g' + gJL, - i,)|. <44
В формуле (4.9) первое слагаемое в квадратных скобках можно заменить раз-
ностью удельных значений энтальпии (/„ — /г) соответственно при и /, темпера-
туре охлаждаемого объекта, второе — представляющее собой удельные значения
внутренних тепловыделений продукта за все время охлаждения, третье слагаемое —
удельная теплота кристаллизации липидов по формуле (4.5) четвертое слагаемое —
удельный тепловой эффект по формуле (4.8).
Расчеты продолжительности охлаждения
Исходные условия расчета. Расчет продолжительности охлаждения продукта
ведется при следующих условиях:
1) теплофизические свойства охлаждаемого тела не меняются;
2) температура охлаждающей среды (/0) неизменна;
3) коэффициент теплоотдачи от поверхности объекта постоянен;
4) действие каких-либо дополнительных источников тепла или оттока тепла
от продукта, не включенных в его теплоемкость, не учитывается.
Технический расчет по формуле Д. А. Христодуло. Согласно формуле Ньютона,
тепло, отданное охлажденным телом, полностью воспринимается окружающей
средой. Количество теплоты Qo (кДж или ккал)
Со * F а(/пр - /с)- ~ С • СО(ГИ - у, ню»
где F— поверхность охлаждаемого тела, м2; а — коэффициент теплопередачи от те-
ла к среде, Вт/(м2 К) или ккал/(м2 ч-вС). Ггр — средняя температура тела за время
охлаждения, К (’С); t0 — среднеобъемная температура охлаждающей среды; —
196
4.1 Охлажденная рыба
продолжительность охлаждения, ч; G — масса охлаждаемого объекта, кг; Со —
удельная теплоемкость продукта в кДж/(кг- К) илнккал/(кг-’С).
Учитывая, что изменение температуры охлаждаемого объекта происходит по
логарифмическому закону, разность температур (Ггр — г0) заменяют средним лога-
рифмическим значением
Тогда вычисляется по формуле:
Cco(z„-zj 2 32 , Z„-Z„ Т'- f a(z„p-z0) Fa \-1е- <4"’ С с0
Для учета влияния ряда факторов вводится коэффициент л. позволяющий
коррелировать теоретические результаты с практическими и имеющий среднее
значение от 1,03 до 1,1. Окончательная формула продолжительности охлаждения
т,* имеет вид: «. 2,32 . *н-'о А /« г'« " г „ „ , ±Дт'-’ L . а п G с0
где Дт£ — относительная погрешность определения
= «и*
Значение а (коэффициента теплоотдачи) зависит от процесса охлаждения и
вида среды. Приближенные значения коэффициента теплоотдачи (а) для различ
ных сред:
Средам ее состояние о. Вт/(н* К)
Жидкость в покое (вода).. .232...582
Циркулирующая жидкость...... .2000...4000
Воздух в покое .. 4,6...9,3
Воздух в движении... .13,4 .29
Дробленый лед.. ......100...500
Жидкий азот. . .. .....................5000... 10000
Значение а может быть вычислено по следующим формулам:
а = ^;
d
Nu = 2,71-Re0,42;
Re =
V =
(4.14)
(4.15)
(4-16)
(4.17)
гле Nu — критерий Нуссельта, характеризующий интенсивность теплообмена на
границе жидкость-стснка; Хср — теплопроводность охлаждающей среды в
197
Глава 4. Охлажденная, подмороженная, мороженая и ромороженыаа рыба
Вт/(м К) или ккал/(м -ч-’С); d — определяющий размер, м (полуголшина пласти-
ны или половина диаметра цилиндра, шара); Re — критерий Рейнольдса, харак-
теризующий отношение сил инерции и вязкости в потоке жидкости (воздуха); v —
скорость истечения среды в м/с; v — коэффициент кинематической вязкости ох-
лаждающей среды в м2/с (для воздуха), (v= 10,04-10“* м2/с для воды,
1,789-10"2м2/с при 0*С, 1,516-10‘2м2/с при 5'С); р — коэффициент динамиче-
ской вязкости охлаждающей среды при О’С, кг е/м2 (для воды ц = 1.789 при 0"С,
1,516 — при 5 ’С); р — плотность вещества при 0 °C, кг/м1; g — ускорение свобод-
ного падения (9,82 м/с2).
Анализируя продолжительность охлаждения, из формулы Ньютона
а(^пр ^ожя)^пр
можно сделать вывод, что основными условиями для обеспечения быстрого ох-
лаждения рыбы [71) являются: 1) увеличение коэффициента теплопередачи за
счет применения жидких охлаждающих сред вместо воздушных и увеличение
скорости циркуляции жидкости; 2) поддержание более низкой температуры ох-
лаждения [18, 38. 55, 71].
Для геометрических тел различной формы (пластины, цилиндра, шара) значе-
ния удельной поверхности (Л/У). где F— поверхность продукта в мг, а И- объем
охлаждаемого тела в м5, с некоторыми упрощениями (площади пластины без уче-
та граней, цилиндра без торцевых сгенок) выражаются следующими соотноше-
ниями [62):
— для пластины шириной В, длиной L и половиной толщины R
F _ 2BL _[
Г" 2BRL = R'
— для цилиндра радиусом R и длиной L
F = 2kRL = 2
v xK!L К’
— для шара радиусом R
£ = 4,1 = 2
~v= = R
<4.21)
Так как \/R < 2/R < 3/R, то удельная поверхность (при R = const) щара в 3 раза
больше пластины и в 1,5 раза — цилиндра, т. е. шар охлаждается в 3 раза быстрее
пластины и в 1,5 раза — цилиндра. Величина F/V, например, у рыбы зависит от ее
длины; чем меньше отношение толщины рыбы к ее длине, тем больше удельная
поверхность, от химического состава сырья зависят теплофизическне характе-
ристики и скорость охлаждения. Удельная теплоемкость воды (4,187 кДж/(кг-К))
в 2 раза превышает данный показатель у жира (2,085 кДж/<кг- К)), а удельная тепло-
198
4.1. Охлажденная рыба
праведность воды (0,6 кВт/(м К)) в 4 раза больше жира От 1 кт тошей рыбы требу-
ется отвести больше тепла, чем от жирной примерно на 10...15%,т. е. она охлажда-
ется за более длительное время.
Измерение температуры продукта в процессе охлаждения происходит нерав-
номерно [88, 107]. Более быстро охлаждаются поверхностные слои, а более мед-
ленно — внутренние. На рис. 4.1 представлена кривая охлаждения рыбы водным
льдом.
Методом графического дифференцирования можно определить мгновенную
скорость снижения температуры (скорость охлаждения) в данных точках, равную
тангенсу угла наклона соответствующих углов, образованных между касательной
к кривой охлаждения и осью абсцисс. По мере увеличения тс„ скорость уменьша-
ется, приближаясь асимптотически к оси абсцисс. Из уравнения Ньютона (4.18)
видно, что при frp- ср dr — сс.
Расчет продолжительности простого охлаждения. Способ Г. Б.Чижова [59, 71[.
Простое охлаждение делится на 3 стадии:
1) неупорядоченную;
2) регулярную;
3) теплового равновесия.
Первая стадия зависит от начального температурного поля. Это иррегулярная
стадия охлаждения.
Вторая стадия независимо от начального температурного поля характеризует-
ся экспоненциальным изменением температуры во всех точках поля [16,20, 71|.
Третья стадия теоретически наступает спустя бесконечное время от начала ох-
лаждения. характеризуется наступлением теплового равновесия, когда темпера-
тура тела равна температуре окружаюшей среды. Таким образом, регулярный ре-
жим наступает лишь спустя некоторое время после начала теплообмена и длится
неограниченное время. Продолжительность I стадии зависит от сочетания гео-
метрических, теплофизических свойств тела, его начального температурного по-
ля и условий охлаждения. Представим уравнение теплового баланса при охлажде-
нии в виде равенства произведений массы, теплоемкости и изменения температу-
ры — с одной стороны и тепла, отведенного от поверхности тела, — с другой.
199
Глава 4. Охлажденная, подмороженная, мороженая и размороженная рыба
-Gcodt = a(l- ta)ch- 5, <4.И)
где 5 — площадь охлаждаемого объекта, м2.
Обозначаем
aS
= ГП, (4.23)
Gc0
тогда
£ = (4 24)
Обозначив переменную избыточную температуру v — / —10, получим
ffv
Л
~mv.
(4.23)
Интегрируем выражение (4.25), а так как постоянная интегрирования при
т = 0 окажется начальной избыточной температурой ти = tu — /0, получим
1п(Гк - Го) = —тт + 1п(/м -
далее
отсюда
v = vMe
1 । v"
— In—, или т
m v
In
/л tK -10
Рис. 4.2. Изменение логриф-
ма избыточной температу-
ры тела при регулярном ре-
жиме охлаждения
для темпа охлаждения:
Коэффициент m называется темпом охлаждения с
момента наступления регулярного режима и представ-
ляет собой тангенс угла наклона прямой логарифма из-
быточной температуры к оси абсцисс. Для нахождения
m достаточно взять на прямой полулогарифмического
графика две точки, (см. рис. 4.2) соответствующие двум
моментам времени т, иг (т2 >т,). которые соответству-
ют значениям избыточных температур.
Тогда, имея
InG, “ —яп, + A In62 = — rm2 + А\ In6, - In 02 = /п(т2 — т,)
и вычтя одно уравнение из другого, получим формулу
InGj — 1п6;
(4.29)
Или, замеряя тангенс угла наклона прямой, где ось абсцисс — время т,, т2... тя,
ось ординат — 1п6„ 1п62...1п6„; здесь 0 — избыточная температура центра объекта
исследования в соответствующие моменты времени. 6 = /и - /в = vHl; vh2...vk. Темп
охлаждения m можно определить, используя также выражение (4.23).
m
200
4.1. Охлажденная рыба
Начальную скорость усушки в кг/с (и„) вычисляют по формуле
= L(Gcm-yaS)' (,И’
где iji — коэффициент неравномерности температурного поля, принимается рав-
ным 0,9; 6 — разность между начальной среднеобъемной температурой тела и
средней температурой охлаждающей среды. К; G— начальная масса продукта, кг;
с — теплоемкость продукта, кДж/(кг- К); а — коэффициент теплоотдачи от тела к
среде. Вт/(м2К); S= F— площадь поверхности продукта, м2; L — теплота испаре-
ния, кДж/кг.
Усушка при охлаждении (<р,) вычисляется по формуле
f I —ят ,
Ф1 = —)•
(4-31)
где /и - темп охлаждения, с т — продолжительность охлаждения в часах, вы-
численная по формуле (4.12) или (4.28).
Темп охлаждения может быть вычислен и по другим формулам. Как указано
выше, для характеристики поля температур тела введен коэффициент неравно-
мерности температурного поля, представляющий собой отношение избыточной
температуры поверхности тела к его среднеобъемной избыточной температуре
Pl. 591
v5
Ф = “ » (4.32)
В предельных случаях при а -* со О, ф -* 0; при а -* 0 v„ ip -* 1.
С учетом ip общее выражение для т таково
1 а*$
« = ф—• (4.33)
При а = 0, т = 0. При ф = 1, мы получили бы выражение для т, которое соот-
ветствует закону Ньютона (4 23), в отличие от (4.33), очевидно, при ip < 1 величи-
на т окажется меньше, чем следует из формулы (4.23).
Формула (4.32) выражает т как величину, пропорциональную отношению
площади поверхности тела к его обшей теплоемкости с множителем фо, превра-
щающимся в неопределенность при а~®. Но по физическому смыслу условие
о = оо означает, что температура поверхности постоянна на протяжении всего ох-
лаждения и равна температуре внешней среды, а это сводит теплообменный про-
цесс к граничным условиям I рода [71 ]. Тогда т при а = оо обозначается и будет
зависеть от температуропроводности тела и его геометрической характеристики,
связывающей форму и размеры тела:
а
= ТГ . (4.34)
Лф
где а — температуропроводность тела, м2/с; Кф — коэффициент формы.
201
Глава 4. Охлажденная, подмороженная, мороженая и размороженная рыба
Для шара радиусом /?
Для пил и ядра радиусом R. и длиной Л
Кл = ---------------; <<•*>
Для прямоугольного параллелепипеда со сторонами б,, 6Jt б,
(4.37)
Если Аф известен, то для решения задачи об охлаждении можно пользоваться
двумя вспомогательными величинами //и М'_
н
ХИ
где V — объем тела; М = ,
а
Обе эти величины связаны через
= М = 1
Н J//+ 1,437/7+1
(4.3®
(4-М)
Вычислив //, можно найти по ней М, т и ip.
Д. Г. Рютов [71] предлагает определить продолжительность охлаждения про-
дукта от (н до Гк в центре тела при заданных г0 (температура охлаждающей среды) и
а (коэффициент теплоотдачи для плоской пластины) следующим образом:
- 2-3 / (1 2т4’-'| I '"-'° 2,3-0,11 л <t2'4£
Т * 2.5с А а )'\-г0 + 2.5» /+13А’
где I— полуголшина пластины, радиус цилиндра, шара, м.
Для правильной бесконечной четырехгранной призмы
2,3, (, 2.4М , »„-/<> 2,3-0,11 й /+2-4П
т = 7777^
(4.40)
(4-41)
202
4 J. Охлажденная рыба
Для правильного бесконечного цилиндра
т = 211 (/ , 2.85Г) | 'н~'о 2,3-0,221^ /+ 2185 а
6а 1 а ) %tK—t0 + 6а
Для шара
_ 23 j (i 3-2>) . '«-'о 2.3 о.33л /4-3-2£
Т 10.3а А а J В/.-/о+ 10,3а ;+21Л’
14.42)
14.43»
В этих формулах т выражено в часах, линейные размеры — в метрах, тепло — в
ккал, температура — в градусах Цельсия, а — в м2/ч, X — в ккал/(м-ч-“С). По-
грешность определении т — не более 5 %. В этих формулах характерно наличие
второго слагаемого, не зависящего от температурных условий охлаждения. Ес-
ли принять в соответствии с практикой охлаждения - 4 = 0,1(/н - 10), т. е.
Ig[(/H - 4)/(4 _ QI = 1 . то второе слагаемое будет составлять от первого опре-
деленную долю [ 18, 20, 71 ]. Для плоской пластины
0,11 1 + ЪГ Bi (4-44)
дзя цилиндра 0.22 1 + LZ’ Bi (4 45)
для шара 0,33 1+^' Bi (4.46)
где Bi — критерий Био:
Bi = ^, (4.47)
где R — полугол шина пластины или радиус цилиндра, шара
При охлаждении пищевых продуктов Bi принимает значения от 0,1 до 15, то
второе слагаемое может составить для пластины от 0,8 до 10%, для цилиндра от
1,2 до 20%; для шара от 1.5 до 30%, что позволяет Д. Г Рютову считать формулу
(4.28) недостаточно правильной, т. к. не учитывается второе слагаемое. При ма-
лых значениях Bi (Bi < 0,3), т. с. при медленном охлаждении это не существенно,
но при возрастании Bi погрешность расчета по формуле (4.28) возрастает.
203
Глава 4. Охлажденная, подмороженная, мороженая и размороженная рыба
Расчет продолжительности охлаждения по способу Д. Г. Рютова сводится к
следующему [55,71J. Для учета второго слагаемого Рютов предложил формулу:
т = А In —'-?+В.
««1
Если сравнить выражение (4.48) с формулой (4.28) и учесть, что в последней
отсутствует слагаемое В, представляющее длительность иррегулярной стадии ох-
лаждения, то следует заключить, что А есть величина обратная т. Смысл В в фор-
муле (4.48) разъясняется графически на рис. 4.3.
Ряс. 4.3. Понижение температуры
тела по мерс простого охлаждения
его в начальном периоде
Линия 1-2-3 показывает действительное из-
менение температуры в центре охлаждаемого те-
ла. 4—3 соответствует расчетному изменению тем-
пературы по формуле (4.48). Отрезок I изображает
интервал времени от начала охлаждения, пока
действительная и расчетная температурные кри-
вые не совпадут. Из названного ранее условия вы-
ражения (4.48) следует, что она действительна при
критерии а 0.25.
(4
и с учетом формулы (4.48) длина отрезка I соот-
ветствует времени
_ 0.25
(4.50)
Позже, при т > г,, действительная и расчетная кривые совпадают, и по форму-
ле (4.48) можно получить точные результаты.
Отрезок II изображает интервал времени от начала охлаждения до пересече-
ния расчетной температурной кривой с ординатой, изображающей начальную
температуру продукта и является вторым слагаемым в формуле (4.48) [71]. Част-
ные варианты этой формулы возможно применить для расчета простого охлажде-
ния однородных тел сложной формы, для которых подбирается подходящее эк-
вивалентное тело простой формы (пластина, цилиндр, шар, куб) при условии ра-
венства обоих объемов и определяется характерный размер (/. R) эквивалентного
тела, для которого выполняется расчет. Вычисляется критерий формы — Ф,,
представляющий отношение плошали охлаждаемой поверхности данного тела
сложной формы к плошали охлаждаемой поверхности эквивалентного тела. Если
Bi s 1, величина Ф, вводится как множитель при коэффициенте теплоотдачи, т. е.
аф= Ф,а. Если же Bi ъ 1, то в расчете пользуются действительным значением а,
ноХф = Ф.К включается в величину коэффициента теплопроводности. Так как Ф,
больше 1, то при равенстве объемов двух тел, тела сложной формы охлаждаются
быстрее, чем простые по форме тела.
Номографический способ расчета продолжительности охлаждения основан на
ряде упрощений [8, 55, 71]. Для тел правильной геометрической формы на осно-
204
4.1. Охлажденная рыба
вании второй теоремы подобия искомая функция в виде безразмерной темпера-
туры может быть представлена зависимостью:
0 = ^ = 4BiF”-#)’
(4.51)
где О, = — конечная избыточная температура продукта; О0 = |гх т - — началь-
ная избыточная температура;x/R~ L — критерий геометрического подобия; х —
расстояние от центра тела до поверхности; R — полуголшина пластины или радиус
цилиндра, шара; Bi, Fo — критерии Био и Фурье, вычисляемые по формулам (4.47)
и (4.49) соответственно, (, т — температура в точке х в момент времени т; /„ — на-
чальная температура тела; /0 — температура среды; а, X, Со — определяются по
формулам (2.3), (2.2) или (2.1); nt — определяется по формулам (4.23), (4.33) или
(4.34).
При решении задачи по формуле (4 51) аргумент становится постоянным чис-
лом (при х = 0; £ =0; при х = Я; £ = 1), следовательно
£ = Ф(В1. Fo).
«О
Для определения величины т приведены номограммы [71] для пластины, ци-
линдра и шара (рис. 4.4...4.6). На номограмме находится точка, лежащая на кри-
вой и соответствующая найденным Bi и Fc. Абсцисса этой точки и выражает про-
должительность охлаждения продукта через величину критерия Fo, характеризую-
щего скорость перестройки температурного поля. Время охлаждения по найден-
ному значению Fo вычисляется из формулы (4.49).
Рис. 4.4. Номограмма безразмерной температуры для середины пластины
205
Глава 4 Охлажденная, подмороженная, мороженая и размороженная рыба
Рис. 4.6. Номограмма безразмерной температуры для центра шара
Среднеобъемная температура тела /¥ — величина, которая в нестационарных
процессах меняется по времени в соответствии с изменением поля температур и
зависимости теплофизических свойств тела от температуры и формы тела (71],
может быть найдена из следующего выражения:
Bi
где — температура центра в "С; л — показатель степени кривой охлаждения тела
воздухом (Зала 1). жидкостью (4 а л а 1); ф0 — условная величина интенсивно-
сти охлаждения, равная: 1/(л + 1) — для пластины, 1/(л+2) для цилиндра,
206
4 1 Охлаждвннп* рыбе
3/(л + 3) — для шара. Координата точки л. температура которой оказывается чис-
ленно равной среднеобъемной температуре тела, вычисляется по формуле:
х - /%", <*-53>
где / — полутолшина пластины или радиусы цилиндра или шара [9, 38].
Схема определения номографическим способом следующая:
1) определение Со;
2) определение 1;
3) определение а;
4) определение а, или из таблиц;
5) определение Bi;
6) определение 6;
7) по Bi и 0 находим Fo;
8) из находим т.
ФикиинА. и ФикиинаИ. предложили рассчитывать продолжительность ох-
лаждения по следующей формуле:
где Кф — коэффициент формы тела (для пластины 1, цилиндра 0,5, шара !6); I —
определяющий размер (толщина) продукта, в м. Остальные обозначения из-
вестны.
В процессе охлаждения льдом, льдосолевой смесью, жидким азотом необхо-
димо найти расход охлаждающей среды. Особенность расчета необходимого ко-
чичества льда следующая. Вначале находят теплофизические характеристики
льда:
Теплофизичсскис характеристики льда следующие:
рл = 0,85 - 0,92 г/см1, средняя рл — 917 кг/м3;
“ 80 ккал/кг = 334,4 кДж/кг;
Ся = 0,5 ккал/(кг • °C) = 2,1 кДж/(кг К);
X = 2,33 Вт/(м - К) = 2 ккал/(м ч-’С);
а = 0,004 19 м’/ч.
Затем задаются соотношением льда и охлаждаемого продукта.
В зависимости от температуры окружающего воздуха и условий транспорти-
рования количество добавляемого льда к продукту составляет от 20 до 100% от
массы охлаждаемого объекта 116,99]. Чем мельче лед. тем быстрее происходит ох-
лаждение и меньше механических повреждений кожного покрова объекта (рыбы)
(35, 38]. При охлаждении мяса, кур, рыбы а составляет 116,3 Вт/(м2 К). Для уве-
личения продолжительности хранения охлажденного объекта заготовляют хлор-
ный и биомициновый лед 114, 27. 38]. К моменту потребления хлорный лед дол-
207
Гловл А. Охлакданная, подмороженное, мороженая и размороженная рыба
жен содержать от 30 до 60 мг активного хлора на 1 кг льда и биомициновый не бо-
лее 5 мг биомицина на 1 кг льда [14]. Ход решения задачи по определению коли-
чества льда G, с целью охлаждения G продукта состоит в следующем:
гпл
О=аи-4)С;
(4 55)
где г„„ — удельная теплота плавления льда, ккал/кг; /, — начальная и конечная
энтальпия продукта, ккал/кг; С— масса охлаждаемого продукта, кг.
С целью интенсификации понижения температуры продукта применяют
льдосолевой способ охлаждения [35|. В. А. Бобков [17] предложил следующие эм-
пирические формулы для определения ряда физических характеристик льдосоле-
вой смеси
1. Температуру (*С) смеси льда и соли, /ем, находят из выражения:
в -0,7х, (4.54)
где х — массовая доля соли в смеси льда и соли, %.
2. Холодопроизводительность смеси льда и соли, гсы, ккал/кг:
г„ - 80 т <4.sn
3. Насыпная плотность смеси дробленого льда и соли, рсм, кг/мэ:
рсм = 500 + 5х. (4.50
Схема расчетов ряда параметров льдосолевой смеси следующая:
1. Определяют расход холода на охлаждение по формуле:
2. Находят количество лыюсолевой смеси:
3. Затем рассчитывают объем льдосолевой смеси:
у = С.М = О
СМ Рем РсыГсм
Расчеты охлаждения с добавлением жидкого азота проводятся в двух вариантах:
1) непосредственное охлаждение парами жидкого азота;
2) охлаждение продукта в холодном рассоле с добавлением в него жидкого
азота [1.46].
Целью расчетов при охлаждении парами жидкого азота является определение
количества жидкого азота N2 (GNj) для охлаждения продукта массой Gp от началь-
208
4.1. Охлажденная рыба
ной температуры /и до конечной температуры tt и нахождения отношения массы
азота к массе объекта.
Для удобства расчетов при работе со «Справочником холодильщика»
И. С. Комарова используем систему МКГСС.
Например, 10 кг рыбы (тошей) охлаждаются в течение I ч парами жидкого азо-
та от начальной температуры +20*Сдо конечной +1 "С Требуется определить ко-
личество жидкого азота и его процентное отношение к массе рыбе.
Дано: = +20 *С, /к = +1 *С, /н = 80,3 ккал/кг, iK = 64,4 ккал/кг, 67 = 10 кг,
= 100 ккал/кг (qr^ — холодопроизводительность одного килограмма жидкого
азота).
Решение:
On, =
<? = <?N, =
^ = (80.3 64,4).l0=1S9_|feKr:
Q, 1 UU
Gn, 1.6 100
ь = -io-= ,6%-
Таким образом, для охлаждения рыбы потребуется 16% N2 по отношению к ее
массе.
Способ охлаждения в рассоле с помощью жидкого азота (N,) позволяет интен-
сифицировать понижение температуры объекта, способствовать более длитель-
ному хранению продукта вследствие бескислородного замораживания из-за вы-
теснения воздуха азотом, т. к. азот на 4 % легче воздуха, лучшему санитарному со-
стоянию объекта и уменьшению содержания обшей обсемененности микроорга-
низмов, по причине подавления азотом роста аэробной микрофлоры на
поверхности рыбы, мяса. [41,42. 49... 51,53].
Пример. Рассчитайте количество жидкого азота (в кг и %) по отношению к
массе тунца (1000кг), добавляемого в охлажденный до -5ЬС рассол в течение 1 ч при
соотношении рассола и рыбы 1:1, если начальная температура рыбы без добавления
жидкого азота в рассол была + 25 ’С, конечная +5 *С, а при добавлении жидкого азота
в рассол конечная температура такого же количества тунца составила 0 ‘С.
Дано:
• (7р= 1000 кг
♦ Для рассола NaCl: /„ = +25*С, “ 84,5 ккал/кг, tK — +5 "С, iK ” 67,7 ккал/кг.
• Для рассола NaCl + N2: Гн = + 25 *С, = 84,5 ккал/кг, tK = 0 ’С,
/, = 63,5 ккал/кг, qr =100 ккал/кг.
Решение:
=ця - и= 1000 (84-5 “ 67-7> = 16 800 кка-п;
<?ь.а = сР<‘*Кг - ) ’ 1000 • (84,5 - 63,5) = 21 000 ккал;
209
Глава Л. Охлажденная, подмороженная, мороженая м размороженная рыба
A(?n2 = Gnici+Nj “ C?n»ci= (21 — 16,8) • 103 = 4200ккал;
г Л^а
с" = V
4200
100
= 42 кг;
Gn/ 100
42 - 100
юоо
= 4,296.
Таким образом, для охлаждения тунца требуется 4,2 % жидкого азота по отно-
шению к массе рыбы.
Продолжительность нестационарных теплообменных процессов
в холоди тьиой технологии
В холодильной технологии различают четыре рода граничных условий [30] в
зависимости оттого, что известно при определенной координате (на границе те-
ла) — искомая функция, ее производная или их комбинации. Согласно условиям
первого рода, на определенной границе должно быть известно значение искомой
функции (температуры).
Т\,-,„=Т„. |>Я)
Если известно значение производной искомой функции, то это условие вто-
рого рода:
Эх |л я л X
Здесь правая часть равенства соответствует заданию величины теплового по-
тока q^, проходящего через границу х = хгр. Задание теплового потока осущест-
вляется при электрообогреве с обычно известной мощностью или при нагреве от-
крытой поверхности тела источником лучистого потока, когда возрастающая
температура поверхности тела остается значительно ниже температуры источни-
ка излучения [30]о
Наиболее распространены условия конвективного теплообмена наружной по-
верхности твердого тела с окружающей текущей средой — условия третьего рода,
соответствующие тинейной комбинации искомой функции и ее производной на
границе тела.
~ <4Л1>
Физический смысл (4 61) состоит в равенстве количества теплоты, проводи-
мого изнутри охлаждающего тела к его наружной границе (правая часть уравне-
ния), количеству теплоты, отдаваемого поверхностью тела к окружающей среде.
Предполагается, что поток теплоты от поверхности теплообмена к среде пропор-
ционален разности температур поверхности (7’|jr_Ji>) и среды (/,). Коэффициент
теплоотдачи определяет интенсивность процесса теплообмена и зависит от боль-
210
4.1 Охлажденная рыба
шого числа факторов: скорости движения среды у поверхности, свойств среды,
геометрической конфигурации, размера поверхности и т. д. Методы определения
а составляют предмет исследований конвективного теплообмена: при решении
задач нестационарного охлаждения твердых тел значение а считается известным.
В уравнении (4.61) дополнительно предполагается отсутствие источника теплоты
на внешней границе тела; а при наличии источника его поверхностная мощность
вводится в уравнение конвективной теплоотдачи в качестве дополнительного
слагаемого 130, 57].
Условия четвертого рода реализуются в тепловых задачах на границе контакта
двух тел, где должны быть одинаковы температуры тел и потоки теплоты.
Ч = Ч,;
__X2L|
(4.62)
В условиях (4.62) 7] и Т2 — температурные поля в первом и втором телах, теп-
юпроводность которых X, и X, соответственно. Контакт двух тел предполагается
идеальным без зазора и на границе контакта отсутствует источник (сток) теплоты,
п противном случае зазор рассматривается как третье тело, а мощность источника
вводиться во второе уравнение системы (4.62). Данная задача решается для усло-
вий постоянства температуры внешней теплоотводящей среды и постоянства ко-
эффициента теплоотдачи на поверхности объекта. Известно выражение измене-
ния температуры точки с безразмерной координатой х по толщине тела в неста-
ционарных теплообменных процессах в зависимости от показателя степени п
кривой охлаждения’
= 'u-(y) ’('ц-О. <•“>
где /и — температура в центре тела; tt — температура на поверхности тела; 1= R —
полуголшина тела
Приняв х = 0 в центре тела и х = 1 на его поверхности при расположении оси в
направлении кратчайшего расстояния от центра к поверхности, решить эту зада-
чу возможно следующим образом:
= Vcpdty,
где 5 и V— поверхность и объем охлаждаемого тела; р — плотность; tv — средне-
объемная температура тела.
Отсюда получим
<4 65)
211
Глава 4. Окл а жданная, подмороженная, морожена* и размороженная рыба
Для граничных условий третьего рода
'г = <4“>
обозначим Р.В‘ = В. (МТ> Bi + и
Температурный градиент у поверхности тела, на которой базируется формула
(4.66), можно представить выражением:
д! и В . .
ax"7Tty(r'1)’ ‘"
Тогда оказывается:
V / (1 \ Л.
А = f- — I я-Ч’) т-т- <44»
од п ''В 11 *у~
Принимая во внимание, что
а 1
ЬГ 41 " 1 + лФ’
и выполняя интегрирование от tk(i до 1Ук (от начальной среднеобъемной темпера-
туры тела до конечной), получим решение:
Т = Ф- |/Ф1р+—) In—----— (4.70)
Этой формулой легко пользоваться для расчета продолжительности как ох-
лаждения, так и нагревания.
4.1.5. Современная технология хранения гидробионтов
в охлажденном состоянии
Основная цель современной технологии хранения рыбы в охлажденном со-
стоянии состоит в улучшении качества полученной продукции длительного
хранения. Для этого используют озонобезопасные технологии в соответствии с
Монреальской конференции 1981 года, которая заключается в использовании
холодильных агентов, не наносящих вреда с точки зрения экологии природы.
В этом случае использование криогенных жидкостей является великолепным
способом решения данной проблемы. Добавление жидкого азота с целью ин-
тенсивного охлаждения рыбы и рыбопродуктов в соотношении рыба: азот
10:0,5 способствует увеличению сроков холодильного хранения рыбы как ми-
нимум в 2...3 раза в зависимости от ее вида и массы по сравнению с аналогич-
ным хранением без использования криогенных жидкостей. Хранение же рыбы в
модифицированной газовой среде (N, — 90 ..95 %) способствует не только
212
211
4.2. Подмороженная рыба
уменьшению выпуска недоброкачественной рыбы в 1,5...2 раза по сравнению с
производственным аналогом, но и уменьшает усушку в 1,5...2 раза. Таким обра-
зом, использование криогенных жидкостей в виде жидкого азота и жидкого
кислорода способствует улучшению качественного состояния рыбы в процессе
долговременного хранения. Эффективность использования азотных техноло-
гий по своим практическим результатам превышали «кислородные» технологии
минимум в 2—2,5 раза.
4.1.6. Перспективные пути увепичения продолжительности
хранения охлажденных гидробионтов
Увеличение сроков хранения охлажденного продукта можно осуществить не-
сколькими путями [18, 20, 48, 55, 71J.
1 Добавление жидкого азота (наряду с применением хлорного и биомицино-
вого льда) не только в процессе охлаждения, ио и непосредственно в лед для тор-
можения развития микрофлоры, улучшения качества рыбы, для удлинения сро-
ков ее холодильного хранения на 30% по сравнению с существующими в про-
мышленности стандартными методами [14].
2. Упаковка охлажденного продукта в полиэтиленовые газонепроницаемые
пакеты с добавлением в них газообразного азота, углекислоты или инертных га-
зов в количестве от 5 до 10 % объема, позволяет увеличить продолжительность хо-
лодильного хранения объекта на 20...30 %.
3. Использование подмороженного мяса рыбы до средиеобъемной температу-
ры поверхностного односантиметрового слоя от —2 до —З’С, а в толше мяса от 0
до -I "С, позволяет увеличить вдвое срок хранения охлажденного продукта.
4. Использование многофакторных вариантов — предварительное подмора-
живание + модифицированная газовая среда (N2, СО,) позволяет хранить охлаж-
денный продукт в хорошем качественном состоянии в 2,5...3,0 раза дольше, чем
вольту [9, 30).
4.2. ПОДМОРОЖЕННАЯ РЫБА
Идея холодильной обработки рыбы до температуры несколько ниже /кр и хра-
нения при этой температуре упоминалась в публикациях 1920... 1930 гг. Автору
этих работ Головкину Н. А. в 1972 г. была присуждена Государственная премия
СССР. Холодильная обработка продуктов, сопровождаемая частичным льдообра-
зованием, называется подмораживанием, а не переохлаждением и не глубоким
охлаждением, как этот процесс иногда называют вопреки происходящим физи-
ческим явлениям [16].
Если же холодильная обработка до температуры ниже криоскопической не
сопровождается льдообразованием, то такой процесс называется переохлаж-
дением. Наиболее широко подмораживание используется для сохранения ры-
бы и мяса
213
Глава 4. Охлажденная, подмороженная, мороженая и размороженная рыба
4.2.1. Особенности технологии производства подмороженной
рыбы и мяса
Существуют два основных пути, которыми пользуются для осуществления пе-
реохлаждения млн же подмораживания.
Первый путь состоит в том, что продукт помешают в камеру, где поддержива-
ется температура —З’С. Иногда температуру воздуха в камере постепенно пони-
жают от более высокой начальной до заданной {72]. В обоих случаях температура
продукта медленно понижается, приближаясь к температуре воздуха в камере.
При этом льдообразование в продуктах необязательно и не всегда желательно.
Второй путь состоит в том, что продукт помешают в морозильную камеру, в
результате чего замораживается периферийный слой ограниченной толщины (от
1 до 2 см). Затем продукт помещают в камеру холодильного хранения, где поддер-
живается температура от —2 ’С до —3 *С. В результате внутреннего теплообмена во
всем объеме продукта достигается температура от—2*С до —З’С.
Подмораживание рыбы может быть осуществлено в контактных мокрых мо-
розилках, а на судах в море в специальных рыбных танках, где замораживающей
средой может быть рассол, содержащий от 16 до 18 % хлорила натрия или от 20 до
25% хлорида кальция. Иногда подмораживают рыбу (на тунцовом промысле) в
смеси растворов хлорида натрия и хлорила кальция (до 10%NaCl + 17%СаС1г
или 17 % NaCl + 10%CaCh). Подмораживают не только рыбу, но и мясо. Подмо-
роженное мясо условно иногда называют переохлажденным, хотя это неправиль-
но, а принципиальная схема его производства состоит в следующем. Парные го-
вяжьи туши или пол утуши помещают в морозильные камеры с температурой от
-25‘С до -35’С, где они подмораживаются до состояния, когда средиеобъемная
температура (/) будет ниже начальной криоскопической. К концу подморажива-
ния образуется замерзший слой толщиной 2...Зсм. а в толще бедра температура
остается выше начальной криоскопической (/кр), вследствие чего полутушн ста-
новятся упругими и их можно укладывать в штабель. Хранение мяса осуществля-
ется в камерах при fip —2 ’С или транспортируют в вагонах с механическим охлаж-
дением при температуре (—2± 1)’С. В процессе хранения температура мяса по
всему объему устанавливается около —2’С {3. 2, 32, 45, 55]. По сравнению с ох-
лажденным у подмороженного мяса в 2—2.5 раза удлиняются сроки хранения.
У подмороженной рыбы на ее поверхности создается подмороженный слой
определенной толщины с температурой -З’С, но внутренняя часть рыбы остает-
ся незамороженной, и ее температура достигает +4...-1 ’С. Если поместить про-
дукт на хранение при —2 *С, то в течение первых суток происходит перераспреде
ление температуры по всей массе и она становится равной —2 ’С.
По качеству подмороженная рыба незначительно уступает охлажденной. но
продолжительность ее хранения в два раза превышает возможную длительность
хранения охлажденного продукта и достигает у тунцовых рыб 18...20сут, у сельде-
вых — 27сут. Вследствие частичного вымораживания влаги рыба приобретает ме-
ханическую прочность, и сс легко транспортировать.
Повреждение структуры клетки кристаллами льда, несомненно, имеет
место в ходе подмораживания, но подмороженный слой занимает небольшой
214
к.1. Подмороженная рыба
объем, а низкая положительная температура тормозит обычные процессы и,
прежде всего, гликолиз. В подмороженной рыбе по сравнению с охлажденной
раньше на 1...2сут наступает посмертное окоченение, но замедляется на
6...7сут разрешение окоченения и наступление расслабления мышечной тка
ни [16, 19, 46J.
Хранение подмороженных продуктов должно осуществляться при темпе-
ратуре —2...-3‘С. Это требование вызвано тем, что температура -2*С нахо-
дится в зоне максимального льдообразования, понижение температуры хране-
ния на 2...3 ’С влечет резкое увеличение льдообразования, а незначительного
повышения температуры хранения достаточно для достижения таяния крис-
таллов льда, размягчения мышечной ткаии и усиления активизации фермент-
ных систем.
Биохимические и биофизические исследования эффекта подмораживания
мяса животных и рыб показали, что качество объектов сохраняется вдвое дли-
тельнее, чем при охлаждении. Так, распад АТФ замедляется значительнее по
сравнению с охлаждением, что способствует длительному хранению, рыба стано-
вится более транспортабельной из-за вымораживания около 52...60 % влаги, а
также угнетается микробиальная обсемененность [19]. Срок хранения подморо-
женной рыбы увеличивается до 20...25 сут [45, 46, 49, 55]. При подмораживании в
воздушных скороморозильных аппаратах происходит усушка рыбы, достигающая
0.5...0,8% [62], а подмораживание в солевых растворах (на примере тунцовых)
приводит к небольшому увеличению массы на 0,2—0,25%. Кроме того, подмора-
живание менее энергоемко, т. к. расход холода составляет 60...70 % его расхода по
сравнению с замораживанием [62].
4.2.2. Расчет продолжительности подмораживания рыбы
различными способами
Метод Чижова [72]
Теплофизическая задача о подмораживании требует
определения продолжительности пребывания продук-
та в морозильной камере, чтобы образовался заморо-
женный периферийный слой нужной толщины. В
свою очередь толщина замороженного слоя должна
быть такой, чтобы при последующем внутреннем теп-
лообмене во всем объеме тела устанавливалась задан-
ная температура, равная температуре хранения [21. 22.
32]. Для решения задачи воспользуемся схемой
(рис. 4.7). где /—половина толщины пластины, а также
радиус цилиндра или шара, у — половина толщины не-
замороженной сердцевины в пластине, а также радиус
незамороженной сердцевины цилиндра или шара, Л —
толщина замороженного периферийного слоя.
Рис 4.7. Схема одномерной ха-
рактеристики поля температур
(к галаче о подмораживании)
215
Глава 4. Охлсжсенно», подмороженная, мороженая и размороженная рыба
Для решения задачи должны быть заданы конечная и среднеобъемная темпе-
ратура тела t„r, температура теплоотвода шей среды г0, коэффициент теплоотдачи а
на поверхности тела. Если подмораживается пластина, то объемы замороженной
и незамороженной частей ее будут соответственно:
К - S(! - у), (4.71»
yr=Sy (4.72)
Уравнение теплового баланса, реализуемое при адиабатном теплообмене
внутри тела после его перемещения в камеру холодильного хранения, если пре-
небречь медленным теплообменом поверхности продукта с воздухом камеры,
имеет вид:
w',-о
Плотности замороженного и незамороженного слоев можно признать одина-
ковыми, т. е. рх = рг, а энтальпии it, есть функции соответствующих средне-
объемных температур t„ t , первая из которых задана, а две другие должны
быть найдены. Из уравнения теплового баланса для пластины получим:
(4.73)
(4-74)
Объем замороженной и незамороженной частей для цилиндра находятся из
следующих выражений:
И,= л(/г-/)А,
(4.75)
(4.74)
где Л — высота цилиндра
Из аналогичного уравнения теплового баланса получим
♦ для цилиндра:
(4.77)
для шара:
(4-78)
(4.79)
(4.Ю)
Если найдены величины у» то х = I - у во всех трех случаях Для отыскания
среднеобъемных температур нужно задаться значением л в формуле (4 63) илн до-
стоверным значением /„:
216
АЛ. Подморожемнаа рыба
„ = Bin'll.
L 'ц *“ ?v3 J
При этом для отыскания ф используем формулу (4.52) в общем виде и полу-
чим:
6»=<M-WU-^). ил»
где для пластины и = —Ц , для цилиндра и = —Ц , для шара ф = —Ц .
П+1 Л +I и+з
Если задаются значением п, то из (4.52) по заданным Го находят температуру
в центре тела /и. После этого, приняв вместо 4 величину /ар, по формуле (4.82) сна-
чала определяют /,,, а затем рассчитывают tl по заданной и найденной Ги. Далее,
приняв вместо ru значение /кр, по найденной Г, из формулы (4.82) для заморожен-
ного слоя определяют Зная среднеобъемные температуры, находят энтальпии,
нужные для вычисления у Установив таким путем нужную толщину заморожен-
ного слоя х, определяют продолжительность образования этого слоя в условиях, в
которых осуществляется подмораживание.
Метод И. Г. Алямовского
Метод основан на условии И. Стефана на границе раздела фаз (3, 22], которое
поясняется на рис. 4.8.
За время А граница промерзания продвинется на от-
резок то в расчете на единицу поверхности выделит
ся теплота льдообразования, равная Pp2d$. Тепло, отве-
денное за время А из зоны 2 по закону Фурье, равно:
Рис. 4.8. Граница раздела фаз:
р — плотность. кг/м ; £ — мгно-
венное положение границы про-
мертви ня; Р — удельная теплоте
льдообразования, ккал/м’. 1 — «-
мерзшм зона. 2 — незамерзшая
а тепло льдообразования и тепло, отведенное из зоны 2,
должно быть отведено через промерзший слой; тогда
выполняется условие Стефана на границе раздела фаз:
а/, л
Если температура зоны 2равна температуре замерзания, то — = 0 и условие
(4.83) примет вид:
<4Л4>
где)., - коэффициент теплопроводности, ккал/(мч-град) (вт/м-грал): / — темпе-
ратура. 'С.
217
Глава 4. Охлажденная, подмороженная, мороженая и размороженная рыба
Вывод формулы продолжительности подмораживания произведен для тела,
приближающегося по своей форме к пластине (в системе МКГСС)
Пусть имеется пластина толщиной 2Я, начальная температура которой — fH,
температура среды — tc, а — const. Процесс получения подмороженного продукта
2-х этапный. Первый этап — охлаждение от /„ до /кр на поверхности, второй этап —
подмораживание, т. е. получение замерзшего поверхностного слоя определенной
толщины.
Теплофизические характеристики считают постоянными для каждой зоны.
Используем следующие обозначения:
♦ lL — температура среды, в которой происходит подмораживание, ‘С;
♦ Z= /Я — относительная толщина замерзшего слоя;
♦ ь — толщина замороженного слоя, м;
♦ Л — половина толщины образца, м;
* zuh ~ температура центра! ьной (осевой) плоскости в момент, когда на по-
верхности продукта достигается криоскопическая температура, т. е. в конце 1 эта-
па, ’С;
♦ Р= WidL — удельная теплота льдообразования, ккал/кг;
♦ И/— относительное влагосолержание;
♦ со — относительное количество вымороженной влаги;
♦ L = 80 ккал/кг — удельная теплота плавления льда;
♦ 7— среднеобъемная температура. ’С;
• а — коэффициент температуропроводности, м2/ч;
• 7* — конечная среднеобъемная температура, ’С;
♦ а — коэффициент теплоотдачи, ккал/(м'-чтрад).
Продолжительность охлаждения и /ин в конце 1 этапа находят по номограммам
и другим формулам, приведенным в [2, 3J.
В табл 4.1 даны результаты расчета продолжительности 1 этапа Fo2 в безраз-
мерной форме и температуры центра гин. если /и пластины равна 37’С, а /1( — тем-
пература поверхности в конце 1 этапа равна (криоскопической) (4Р = -1 ‘С при
различных условиях теплообмена (7^)].
Таблица 4 1 Результаты расчета продолжительности I-го этапа
в. -20’С -2, с -"с -«С
Ъ • - F^ л, — <6 '
1 1,10 8.5 0,85 11.6 0.70 14.2 0,58 16.5 0,50 18,9
2 0,45 19,9 0,33 24.6 0,24 28.8 0,19 32.0 0.14 33,9
3 0,23 29,0 0,16 33,1 0,11 35,3 0,08 36,3 0.06 37,0
4 0,13 34,6 0,09 36,4 0,06 36,8 0,05 37,0 0,04 37,0
5 0,08 36.0 0,06 37.0 0.04 37.0 0,03 37,0 0,02 37,0
7 0,04 37,0 0,03 37,0 0.02 37,0 0.02 37.0 0,01 37.0
10 0,02 37,0 0.01 37.0 0,01 37.0 0,01 37,0 0.0! 37.0
Рассмотрим второй лап — подмораживание (рис. 4.9).
218
4.2. Подмороженная рыба
При решении задач 1 этапа известна температура
пластины в любой точке t2(x, 0) = f(x), в частности,
= которая соответствует началу второго
этапа (т = 0), когда на обеих поверхностях пластины
достигнута Обозначим толщину замерзшего слоя
Таким образом, х=£ — мгновенное положение грани-
цы замерзания. Математическая постановка задачи
следующая:
Рис 4.9. Подмораживание пла-
стины:
I — твердая, замерзшая фазе; 2 — не-
зшерэшая ф4м
/1Й,т) = /2(5.т) = г1ф:
рр^ - 1 а,'1 > e'd
lx = t lx - 5
Уравнение (4.85) — есть условие Стефана на границе раздела фаз (где Р= со И'?—
удельная теплота льдообразования; ш — относительное количество выморожен-
ной воды в замерзшем слое).
Задача (4.85) — нелинейная, точного аналитического решения не имеет, поэ-
тому для ее решения пользуются приближенным методом. Будем считать в твер-
дом слое закон распределения температур линейный:
/|(Л. т) = [ Z|(0. Т) - /с] • (х - 5) + . (4.84)
Подставив в (4.86) х =0, найдем температуру поверхности:
6(0. т) =
^'Л + '«р
1 + “1
Исключив ее из (4.37), закон распределения температуры в твердом слое мож-
но записать следующим образом:
^-‘(x-g)+rw.
(4.88)
Приняв в незамерзшей части параболический закон распределения темпера-
туры, получим:
'г(* т) = ЦК, т) + [ iKp - HR, т)] • «•»’>
Приближенно считаем, что температура центра изменяется по закону:
<(Я.т) = /„„(1 -1) + 6Р|
где — температура в центре в момент, когда температура на поверхности равна 1^.
219
Глава Л. Охлажденная, подмороженная, мороженая и размороженная рыба
При4 = 0/(Л,т) = г„н. При£ = «/(«,т) = /ч,
Подставим выражение /ц„ из выражения (4.90) в выражение (4.89), получим за-
кон распределения температуры в зоне 2:
зная, что
аг __ Э/ д£
dx ~ d% dx '
найдем частное решение продолжительности подмора-
живания т при условии, что при х = 0, £ » 0 [3, 2):
_Lft2 . Г PPi ciPi 4с?р2(Гин - />р) [ „
а ) k+Oxp-'c) 2Х, ЗЙХ,(/кр-/с) Iя а
(4.92)
Выражение (4.92), умноженное на —в безразмерной форме, будет иметь вид:
С!р|Лг
F -±Ог + ^1 Г fPi , 1 , 4сгРг('-н-'№) (. 1 jl_
°'‘2l BiJ [с, (fKp-Op, 2 Зе.гД/^-/,) ” Bi, J]
1
2Bi’
ln(l+ZBi,) _4сгрг(,и".
9c,p,(tv-rc)
(4.93)
где Z= £//?, Fo = a^/R2. Bi = аЯ/Х, (все ТФХ считаются постоянными для каждой
фазы).
4.2.3. Перспективные направления в технологии подмораживания
и способы удлинения срока хранения подмороженной рыбы
Использование азотных технологий [43] в процессах подмораживания рыбы, а
также хранения ее в модифицированной газовой среде (95—98% N2) способствует
удлинению сроков хранения гидробионтов в 2,5...3 раза по сравнению с охлаж-
денным аналогом, а также замедляет наступление расслабления мышечной ткани
исследуемых объектов |6, 19, 74].
В последнее время одним из новейших направлений в холодильной обработке
пишевых продуктов является применение злектротехнологий (3, 38], которые в
большей части относились к мясу животных, но могут быть с такой же эффектив-
ностью использованы для производства подмороженной и охлажденной рыбы.
Электротехнология, как показала практика, по сравнению с существующими тех-
нологиями имеет ряд преимуществ: электрическое поле воздействует непосредствен-
но на сырье биологического происхождения и среду без промежуточной трансфор-
мации энергии, что позволяет проводить тонкое регулирование процессов; упроща-
ется автоматизация в связи с безинерцион костью управления потоком заряженных
220
4.2.Подмороженная рыба
частиц, сокращается потребление энергии; интенсифицируются тепло- и массооб-
мен в аппаратах и технологических процессах, возможности электротехнологии ис-
пользуются еше крайне недостаточно, однако эти возможности в последнее время
все более осознаются специалистами различных отраслей производства, что приво-
дит к расширению области ее применения в промышленности. Универсальность
данной технологии состоит в том, что в природе нет таких сред и вешеств, которые
бы не приобретали заряд под действием электрического поля или не являлись бы но-
сителями зарядов, т. е. не поддавались бы силовому воздействию поля.
Одним из направлений электротехнологии является электронно-ионная обра-
ботка (ЭИО). Электроантисептирование пишевых продуктов, один из видов
ЭИО, позволяет сохранять их качество при холодильной обработке и хранении.
Первые исследования по уничтожению бактерий постоянным электрическим то-
ком были осуществлены еше в 1887 г. Кохом и Мендельсоном.
Один из видов ЭИО — озонирование, впервые примененное в 1909 г. для обработ-
ки воздуха боенского холодильника в г. Кельне в целях увеличения стойкости мяса
при хранении. С 1975г. иа предприятиях Росмясомолторга начали применять озони-
рование продуктов, а также при обработке холодильных камер и тары В США более
80% складов для хранения яиц оборудованы озонаторными установками.
Применение электростимуляции позволяет сохранить качество охлажденного
мяса, ускорить процессы его созревания, улучшить консистенцию мяса, замедлить
гидролитические и окислительные процессы в жировой ткани при замораживании
туш в парном состоянии, а также снизить потери массы при размораживании.
Интенсификация теплообмена при наложении электрического поля является
следствием его силового воздействия и возникающих в связи с этим аэродинами-
ческих явлений, получивших название злектроконвентивных. Влияние электри-
ческого поля на процесс теплообмена аналогично влиянию гравитационного поля,
а электроконвекция аналог гравитационной (естественной) конвекции. Однако из-
за неодинаковой природы полей при определенных условиях электроконвекция по
интенсивности значительно превосходит естественную 13, 38].
Разработан способ хранения охлажден-
ных или замороженных продуктов в холо-
дильной камере, позволяющий сократить
потери продукта от усушки за счет поддержа-
ния высокой относительной влажности сре-
ды (97...99%). Способ осуществляется следу-
ющим образом (рис. 4.10).
В холодильной камере / над штабелем 2
охлажденных или замороженных продуктов
размешают экран из токопроводящего мате-
риала. В качестве токопроводящего материа-
та используют металлизированную с двух
сторон ткань, пленку, или металлическую
сетку. Между экраном 3 и штабелем 2ссозда-
ют воздушный зазор 4. На экране путем под-
ключения к отрицательному полюсу источ-
Рис 4.10. Холодильная камера с электро-
конвективным теплообменом:
! — холодильная кхмере; 2 — штабель л ролу кто».
3 — крен; 4 — воздушный шор; 3 — теплоизо-
ляции. 6 — потолочные батареи. 7 — лихлектри-
ческие стержни. 8 — лелхные экраны. 9 — при-
стенные батареи. 10 — источник питаннт
221
Глава 4. Охлаждений», подмороженное, мороженая и размороженная рыба
ника постоянного тока 10 создают электрический потенциал, обеспечивающий
образование в воздушном потоке электрического поля напряженностью
1...50 кВ/м. В холодильной камере, снабженной пристенными и потолочными
аппаратами охлаждения 9 и 6. изолирующий экран 3 крепится горизонтально к
потолку на диэлектрических стержнях /. Пристенные охлаждающие аппараты 9
отделены от грузового объема камеры охлаждения ледяными экранами 8. Шта-
бель продуктов сформирован на поддонах. Созданное электрическое поле иони-
зирует пространство между поверхностью продукта и токопроводящим материа-
лом экрана, что приводит к ориентации диполей молекул воды в продукте с опре-
деленной диэлектрической поляризацией. Это обуславливает образование по-
верхностного заряда на границе продукта. Под действием электрических сил
иоиы воздуха в зазоре между экраном и штабелем продукта устремляются к по-
верхности продукта, вследствие чего поверхность приобретает униполярный за-
ряд. Зарядка поверхности прекращается в тот момент, когда сила отталкивания
между ионами, осевшими иа поверхности продукта, становится равной сумме
притягивающих сил. В дальнейшем в результате насыщения воздушного слоя
ионным потоком, электрические силы препятствуют движению влаги из продук
та, тем самым сокращая потерн продукта от усушки.
Положительной особенностью электроконвективного охлаждения является
также снижение на 10...20% потерь массы продукта от усушки. Здесь, кроме сокра-
щения продолжительности процесса, оказывает также влияние то, что в процессе
электроконвективного охлаждения поверхность мяса приобретает электрический
заряд одноименного знака с объемным зарядом, находящимся в воздухе. В таких
условиях испарению влаги с поверхности мяса, препятствуют электрические силы.
На предприятиях США. Австралии. Новой Зеландии и Швеции распростра-
нен способ размягчения (тенлеризация) охлажденного мяса с помощью электри-
ческого тока — электростимуляция.
Ряд зарубежных авторов провели исследования по данной проблеме. Для опреде-
ления оптимальных режимов электростимуляции мяса с целью предотвращения хо-
лодового сжатия мышечных волокон при дальнейшем интенсивном охлаждении и
холодильном хранении ВН ИХИ провел серию экспериментов на Московском мясо-
комбинате АО «МИ КОМО [38]. В результате экспериментов установлено, что по-
стоянный ток практически не оказывает никакого влияния иа течение гликолити-
ческих процессов в мясе при охлаждении. Эффект электростимуляции наблюдался
лишь при обработке образцов мышц импульсным и переменными токами. Опти-
мальные параметры тока: сила тока 50...70 мА. напряжение 240.250 В, частота
40...60Гн. Оптимальная продолжительность обработки 2...5 мин. Эти режимы уста-
новлены только при проведении экспериментов в лабораторных условиях |3.38].
Выявлено, что pH у электростимулированных образцов мяса падала от значе-
ния 6,6 через 45...50мин после убоя до значения 5,7 через 10ч, в то время как у
контрольных образцов величина pH к этому периоду составляла 6,0 и только че-
рез 22...24ч после убоя она достигала значения 5,8. Органолептическая оценка
мяса показала, что уже через сутки опытные образцы мяса были более нежными
по консистенции, чем контрольные. Ухудшения качества мяса н увеличения по-
терь сока посте электростимуляции не наблюдалось.
222
4.3. Мороженая рыба
По мнению авторов 116]. гликолитические процессы говядины после убоя мож-
но ускорить в 2.0 ...2,5 раза с помощью воздействия электрического тока и тем са-
мым предотвратить или значительно уменьшить нежелательное сокращение мы-
шечных волокон при интенсивном охлаждении и улучшить консистенцию мяса.
Специалистами научно-исследовательского института агрономических иссле-
дований Франции (JNRA) установлено, что эффект, оказываемый электростиму-
ляцией на различные мышцы, проявляется неодинаково. В частности, на мыш-
цы, характеризуемые меньшей степенью сокращений, электростимуляция оказы-
вает меньший расслабляющий эффект, чем на мышиы, характеризуемые более
высокой степенью сокращений. Сотрудниками ВНИИХИ проведены также ра-
боты по изучению влияния электростимуляции на микробиологические показа-
тели охлажденного мяса 116], так как результаты ряда исследований в данном на-
правлении носят противоречивый характер В частности, Берри и Котула указы-
вают на то, что в элсктростимулированном охлажденном мясе отмечается сниже-
ние количества аэробных микроорганизмов и бактерий группы кишечиой
палочки. При изучении влияния электростимуляции на микрофлору мяса после
созревания Халл и др. не выявили заметных различий в количестве микроорга-
низмов в контрольных и опытных образцах.
Работы отечественных исследователей показали, что воздействие электриче-
ского тока на мышечную ткань вызывает сильное снижение pH мяса и уменьше-
ние его влагоудерживаюшей способности в первые 4... 10ч хранения Однако за-
тем в опытах эти величины постоянно возрастали. Экспериментальные исследо-
вания проводили при следующем режиме: полугуши обрабатывали импульсным
одиополупериодным током напряжением 220 В, частотой 25 Гц в течение 3 мин,
после чего опытные и контрольные полугуши, не подвергавшиеся электростиму-
ляции, охлаждали и хранили в камере при 273 К. Наряду с повышением качества
электростимулированного охлажденного мяса, выявлено, что общее количество
аэробных мезофильных бактерий снизилось в среднем в 5 раз, психрофил ьиых
бактерий — почти на порядок. Снижение количества микроорганизмов на охлаж-
денном мясе непосредственно после электростимуляции авторы объясняют не-
благоприятным воздействием на микроорганизмы соединений образующихся
при электролизе компонентов среды. По мнению авторов, угнетающее действие
электротока на микроорганизмы проявлялось лишь в процессе электростимуля-
ции. Дегустационная оценка охлажденного мяса, прошедшего тепловую обработ-
ку, через Зсут хранения показала, что электростимул и ровен ное мясо по органо-
лептическим показателям значительно лучше [3]
4.3. МОРОЖЕНАЯ РЫБА
В общем объеме пишевой продукции рыбной промышленности на долю мо-
роженых рыбных продуктов приходится около 80% [48 84]. Замораживание ры-
бы по сравнению с охлаждением — процесс более сложный по технологическим и
теплофизическим признакам. В литературе по холодильной технологии [7, 9...11,
16. 22. 26, 41. 43. 48, 65. 86, 98] давно существует термин «быстрое заморажива-
223
Глава 4. Охлажденная, подмороженная, мороженая и размороженная рыба
ние», подчеркивающий значимость сокращения длительности процесса и симво-
лизирующий передовое направление в технологии замораживания и длительного
высококачественного состояния продукта при холодильном хранении. В холо-
дильной технологии быстрота (или скорость) считается первостепенным и необ-
ходимым условием успешного замораживания пищевых продуктов [72] Наряду с
развитием холодильной техники замораживания были продолжены исследования
влияния быстроты замораживания на качество продукта в целях прекращения
развития микробиологических н ферментативных процессов, особенно в рыбе в
птице [72]. С теплофизической стороны замораживание сопровождается льдооб-
разованием, а физические изменения пищевых продуктов влияют на механиче-
ские электропроводящие свойства и ультраструктурные изменения мышечной
ткани. Эффект льдообразования сказывается как источник тепла переменной
мощности и действует во всем объеме замораживаемого тела [16].
Замораживанием пищевых продуктов называют технологический процесс
полного или частичного превращения в лед содержащейся в них влаги вследствие
отвода тепла при понижении температуры ниже криоскопической [ 1,2,9,16,72].
Замораживание применяют:
♦ для обеспечения стойкости продуктов при длительном хранении;
♦ для придания продуктам своеобразных пищевкусовых свойств (мороженое);
♦ для подготовки к отделению влаги механическим или тепловым способом.
Низкая температура хранения приостанавливает жизнедеятельность микроор-
ганизмов. тормозит развитие биохимических и химических реакций. Холодильную
стойкость замороженным продуктам придает превращение воды в лед, так как
кристаллизация жидкости нарушает нормальное питание микроорганизмов.
В технологическом отношении замораживание вызывает изменение в продуктах
и неполную биологическую обратимость возвращения жизнеспособности организ-
му, кроме микроорганизмов, часть которых не погибает при низкой температуре.
Неполная технологическая обратимость замораживания характеризуется час-
тичным перераспределением влаги, травмированием ткаией кристаллами льда и
изменениями, которые могут привести к некоторому снижению пищевкусовых
достоинств объекта, если процесс проведем неправильно.
4.3.1. Микроструктура мышечной ткани при холодильной
обработке и хранении
Изменение микроструктуры мышечной ткани при замораживании [46, 47, 56,
61] рассмотрим на примере низкотемпературной обработки мяса животною про-
исхождения.
При замораживании мышечной ткани наблюдается образование льда. При за-
мораживании центры кристаллизации льда в мясе образуются прежде всего в
пространствах между мышечными волокнами, что приводит к нарастанию кон-
центрации солей в межклеточной жидкости (мясном соке) и повышению осмоти-
ческого давления, а это способствует перемещению воды из мышечных волокон в
межклеточное пространство. В момент, когда температура воды внутри волокна
224
4.3. Мороженая рыба
достигает начальной криоскопической точки клеточной жидкости, начинается
кристаллообразование в мышечном волокне.
При температуре замораживания -20 "С происходит преимущественно обра-
зование кристаллов льда между мышечными волокнами и их пучками. Если ис-
пользовались температуры от —40 до —80 "С, кристаллы льда образуются не толь-
ко между мышечными волокнами, но и внутри них.
Мельчайшие кристаллы льда образуются равномерно по всему мышечному
волокна для небольших кусочков мяса. При замораживании мяса в больших кус-
ках в поверхностных слоях образуются мелкие, а в глубоких слоях более крупные
кристаллы льда [ 13. 16. 20...22. 30. 45. 59. 60. 72]. При одной и той же температуре
замораживания, например — 30 *С, контактный способ с быстрым отводом тепла
от мыши приводит к более равномерному образованию кристаллов между мы-
шечными волокнами и внутри них
На кристаллообразование льда большое влияние оказывает состояние замора-
живаемого мяса. т. к. при замораживании парного мяса при -20‘С (сталия после-
убойного расслабления) образование кристаллов льда в виле лендрито» толщи-
ной 10.. 25мкм, реже 30...40мкм. происходит между мышечными пучками, ино-
гда между группами волокон. При замораживании охлажденного мяса при той же
температуре в сталии разрешения посмертного сокращения наблюдается образо-
вание более крупных кристаллов льда толщиной З0...40мкм и редко 20мкм под
сарколеммой, а местами и внутри мышечных волокон. При использовании ско-
роморозильных аппаратов «АРСА», «УРМА» с подпрессовкой мяса от 5 до
1000 кПа. позволяющей интенсифицировать процесс замораживания на
15...209?, происходит уплотнение мышечной ткани и перемещение центров кри-
сталлизации льда пре имуществен ио в межволоконные пространства
Представляет интерес замораживание посоленного .мяса. При замораживании
его гистологическое строение ткаии мало отличалось от исходного. Поваренная
соль, глицерин и сывороточный альбумин крови резко задерживают кристаллооб-
разование. Объем кристаллов льда на 9 % больше, чем объем воды, из которой он
образуется что приводит к сжатию структур волокон и локальным их нарушениям
При температуре замораживания —20’С в глубоких слоях мяса в зоне локализации
кристаллов наблюдаются значительные ультраструктурные изменения, характери-
зующиеся деформацией и разрывом миофибрилл волокон, распадом сарколеммы и
частичным разрушением соединительной ткани. Более выраженные изменения
наблюдаются в охлажденном мясе в связи с образованием крупных кристаллов.
При начальном хранении мороженого мяса поверхностный уплотненный
слой упакованного и неупакованного мяса после замораживания не претерпевает
существенных изменений. В процессе хранения охлажденного мяса и парного
мяса без упаковки под уплотненным поверхностным слоем образуется губчатый
слой, который представлен сетью рыхло расположенных резко деформированных
мышечных волокон, разделенных множественными разнообразными по форме
пространствами размером 5О...6Омкм, миофибриллы деформированы, гомоген-
ны. местами разорваны, отмечаются также разрывы сарколеммы. К 6...8 месяцам
холодильного хранения при температуре -18‘С толщина зубчатого слоя парного
замороженною мяса достигает 2...4 мм. охлажденного замороженного 4...6 мм.
225
Глава 4. Охлажденная, псдмоаожвннан, мороженая и размороженная рыба
Через 12 мес хранения толщина этого слоя была соответственно 4...6 и 6—8 мм, к
24 мес — 6...8 и 8... 12 мм. Этот слой был толше в местах разрубов мяса.
Прн двухлетнем хранении замороженного мяса в полиэтиленовой упаковке
образования губчатого слоя не наблюдалось, цвет его без пленки оставался свет-
ло-розовым, а в пленке — красным. В более глубоких слоях мяса через 2 мес хра-
нения полутуш в упаковке и без упаковки порозность (увеличение пространства
между элементами мышечной ткани) увеличивалась незначительно, а у охлаж-
денного замороженного объекта она оставалась значительно больше, чем у мяса,
замороженного в парном состояния.
К 6 месяцам хранения порозность глубоких слоев мышечной ткани возраста-
ла, что связано с увеличением размеров кристаллов льда. У парного заморожен-
ного мяса к этому сроку в области локализации кристаллов льда начинали обна-
руживаться мелкозернистые массы. К 12 месяцам хранения порозность нарастает
интенсивно и приближается к порозности мяса, замороженного в стадии разре-
шения посмертного окоченения (2 суток после убоя). У парного замороженного
мяса кристаллы льда толщиной 20...40мкм располагаются между отдельными
мышечными волокнами или под отслоившейся сарколеммой, а у охлажденного
замороженного мяса кристаллы льда 40...50мкм обнаружены между группами
тесно сближенных мышечных волокон.
Анализ полученных данных [60] показывает, что при длительном хранении за-
мороженного мяса наблюдается сложное развитие процессов механического разру-
шения структуры мышц под действием кристаллов льда продолжающегося в усло-
виях низкой температуры автолиза и постепенной дегидратации поперечнополоса-
тых мышц, лизис гранулярных элементов саркоплазмы сопровождается выделени-
ем слабо связанной воды и ростом кристаллов льда (перекристаллизация воды).
В неупакованном мясе образование губчатого слоя связано с сублимацией льда
в поверхностных слоях и деформацией мышечных волокон вследствие их высыха-
ния. Количество воды в губчатом слое снижается до 30%, а в глубоких слоях мяса
достигает 70%, что приводит к заполнению освободившихся от льда пор воздухом,
усилению окислительных процесса и снижению товарного вида продукта.
У парного замороженного мяса при хранении его в полиэтиленовой упаковке
образования губчатого слоя не обнаружено. Естественные потери мяса, хранив-
шегося длительное время без упаковки, в 10 раз больше по сравнению с усушкой
мяса, упакованного в полиэтиленовую пленку. Применение атмосферы, содержа-
щей 99% азота при 0°С способствует удлинению сроков хранения охлажденного
мяса до 20 суток, а замороженного — до 2 лет, т. к. психрофильные аэробные бак-
терии угнетаются в атмосфере азота и у них наблюдается грануляция протоплаз-
мы, автолиз и лизис их структур. В размороженном мясе, которое было заморо-
жено в охлажденном виде, выявляется большее количество белковой зернистой
массы, большая порозность мышечной ткани, а в соке размороженного мяса об-
наруживается значительное количество микроорганизмов.
Товарное качество размороженного мяса лучше, если оно было заморожено в
парном состоянии, а в быстрозамороженном мясе после размораживания сохра-
няется большое количество полостей внутри самых мышечных волокон. Таким
образом, при размораживании замороженного мяса наблюдается дальнейшее
226
А.З Морожено* рыба
развитие процесса автолиза мышц: степень автолиза размороженной мышечной
ткани по мере увеличения срока хранения ослабевает, что связано со снижением
его протеолитической активности, которая более выражена у размороженного
парного мяса, чем охлажденного.
4.3.2. Принцип термоансбисза и повышение стойкости при
хранении мороженых продуктов
Способ консервирования холодом основан на том, что при понижении темпе-
ратуры значительно снижается активность жизнедеятельности микроорганизмов и
активность тканевых ферментов (протеолитических и липолитических), в резуль-
тате чего замедляются биохимические реакции, протекающие в мясе, рыбе, курах,
молоке, а также реакции, вызываемые деятельностью микроорганизмов, — бакте-
риальное разложение [9. 12, 17, 27, 29. 60, 68, 74]. Применяемый метод сохранения
пищевых продуктов относится к анабиозу — подавлению жизнедеятельности-со-
храняемых живых продуктов и их вредителей — микроорганизмов [23,43].
Анабиоз может быть создан понижением температуры при хранении продук-
тов (термоанабиоз). Различают два вида термоанабиоза: психроанабиоз и крио-
анабиоз [48, 49. 55]. В первом случае продукты сохраняются при температурах,
близких к0‘С, т. е. в охлаждением состоянии, во втором — при замораживании и
хранении продуктов в замороженном состоянии при температурах значительно
ниже криоскопических с переходом основной массы воды в кристаллическое со-
стояние 119, 20, 34, 86]. При действии низкой температуры замедляется развитие
гнилостных процессов, а также инактивация ферментов, которые уже не оказы-
вает своего разрушающего действия на белки, жиры, углеводы позволяя сохра-
нить продукт в хорошем качественном состоянии [16,43].
Замораживание способствует сохранению витаминов н позволяет длительно
стабилизировать цвет продукта, присущий ему в свежем виде [46 .50, 86]. Вместе
с тем, холод не может улучшить первоначальное состояние продукта, если про-
дукт длительное время перед замораживанием находился без охлаждения. Замо-
раживанием называется процесс частичного или полного преврашения вдел во-
ды, содержащейся в пищевых продуктах |5. 30.71].
С теплофизической точки зрения замораживание представляет собой пониже-
ние температуры продукта ниже его криоскопической температуры и сопровожда-
ется льдообразованием [71...73,75,76]. Главная особенность замораживания состо-
ит именно в льдообразовании, а совокупность двух совместно протекающих явле-
ний — льдообразования и понижения температуры — определяет физическую кар-
тину замораживания пишевых продуктов [36. 371. Физические изменения влияют
на теплофизические и механические свойства продукта. Льдообразование сопро-
вождается перемещением влаги в продукте н нарушением первоначальной структу-
ры [1...3]. Эффект льдообразования проявляется как источник тепла переменной
мощности, действующий в объеме замороженного продукта [1, 19, 23,24].
В технологическом отношении замораживание обеспечивает высокую стой-
кость пишевых продуктов при последующем хранении благодаря:
227
Главе 4. Охлажденная, подмороженная, мороженая и размороженная рыба
1) превращению воды в лсд при замораживании, препятствующем питанию
микроорганизмов и ухудшающем возможности диффузионного перемещения ре-
агирующих вешеств [16];
2) значительному понижению температуры среды, что действует угнетающе
на микрофлору [2|;
3) результативному эффекту превращения воды в лед, что сходно с эффектом
обезвоживания пищевых продуктов. Различие состоит в том, что при обезвожи-
вании сушкой из продукта удаляется вода, а при замораживании этого не проис-
ходит.
4.3.3. Способы замораживания
Способы замораживания оценивают по ряду признаков, важнейшими из ко-
торых являются: качество продукта, техническое совершенство, экономичность
[34, 65, 88...90]. Способы замораживания правильнее группировать по опенке пе-
редатчиков тепла от продукта (как источника) к хладагенту (как приемнику):
I) замораживание в кипящем хладагенте (контактное или бесконтактное);
2) замораживание в жидкостях как промежуточных теплоносителях (контакт-
ное или бесконтактное);
3) замораживание в воздухе как промежуточном теплоносителе (контактное
или бесконтактное).
Применяются смешанные способы замораживания, например заморажива-
ние погружением в жидкость или орошением жидкостью, замораживание в парах
кипящего азота (илн в самом азоте), в углекислоте, замораживание на холодной
металлической поверхности с одновременным обдуванием воздухом, заморажи
вание в рассоле с последующим домораживзнием на воздухе [43,46, 47,51, 71].
Контактное замораживание в закиси азота пока не нашло промышленного
применения [72[. Предложено замораживать продукт в контакте с кипящими
фреонами. Стоимость замораживания в азоте в 3.. 4, а во фреоне-12 в 1,5..2 раза
дороже, чем в воздухе. Однако контактное замораживание во фреоне в настоящее
время не рекомендуется, так как фреоны извлекают жир из продукта и тем самым
уменьшают его энергетическую, и питательную ценность. Кроме того, фреоны
канцерогенны и озоноопасны. Согласно Монреальской конвенции [43], к
2000-му году все фреоны, особенно фреон-12, должны быть запрещены или заме-
нены другими озонобезопасными фреонами типа R-134a, R-125a, R-123 и их ана-
логами которые пока очень дороги и взрывоопасны [46, 47]. В Германии изучает-
ся возможность использования озонобезопасного фреона R-22, который по срав-
нению R-12 и R-502 имеет повышенную на 50 % холодопроизводительность н по-
вышенное давление, что требует реконструкции холодильных компрессоров, а
также повышенную стоимость (в 5...10 раз по сравнению R-12) [6. 10]. Фреоны
R-134a и R-125a требуют использования соответствующих масел при их работе,
однако превосходят все существующие фреоны по степени озон обе зопасности, а
по своим термодинамическим характеристикам близки к R-12. К 2000-му году
предполагалась замена существующих фторхлсруглеродов следующими агента-
228
4.3. Мороженая рыба
ми: R-II — фреоном 123, R-12 — фреоном 134a, R-500— R-!34a и R-125a, галоге-
на R-22 — R-125a и усовершенствованным R-22.
Ниже приводятся составленные поданным ГИПХ (Госинститут прикладной
химии) характеристики новых фреонов (табл. 4.2), так как с сентября 1987 г. Мон-
реальская конвенция планировала регулирование использования R-ll, R-12 и
R-500. а именно, снижение их количества на 20% с 1 июля 1993 г., на 50% с
1995г., дальнейшее снижение на 30% с 1 июля 1998 г. и полное прекращение их
производства в 2000 г.
Таблица 4 2. Основные характеристики хладонов
Показатель R-22 K-PJ R-I2M R-134»
Температура кипения, ’С -40,85 -27,8 -48,5 26,1
Плотность. кг/м1.
жидкость 1409,0 1456,0 1515,0 1373,0
пар 4,7 6.4 6,7 5,2
Теплота испарения, кДж/кг 234,0 167,0 157.0 217,0
Энтальпия. кДж/кг.
жидкость 454.0 323,0 318,0 356,0
пар 697,0 490,0 475,0 573,0
Теплоемкость Ср, кДж/(кг К):
жидкость 1,03 1,03 1,09 1.31
пар 0,617 0,70 0,69 0,78
Теплопроводность, м К/(Па-с):
ЖИДКОСТЬ 116,0 72,0 77,0 103.0
пар 6,9 9,40 8,40 9,4
Токсичность, млн 1 (по объему) 1000 100 1000 1000
Горючесть Не горюч
Потенциал глобального потепления 0,4 0,02 0,5 0,2
Озоноразрушаюший потенциал 0,05 0,0 0.0
С организаций, использующих R-ll, R-12 и R-500, должна будет взиматься
большая пошлина [24, 25].
Замораживание в углекислоте позволяет получить продукты хорошего качест-
ва с температурой в центре - —80 “С. При этом углекислота убивает гнилостную
микрофлору и способствует длительному хранению рыбы. мяса, овошей. хотя в
последних происходит изменение цвета, который восстанавливается при отсутст-
вии углекислоты. Замораживание в других криогенных жидкостях (жидкий азот,
жидкий воздух) на примере тунцовых рыб (22...25,43], кильки, салаки, проведен-
ное в условиях моря [47, 48, 53), показало возможность и предпочтительность
этого способа холодильной обработки по сравнению с другими. Так, продолжи-
тельность замораживания тунца по способу, описанному в [47, 48] в среднем
уменьшилась по сравнению с рассольным способом в 3...5 раз при использовании
различных охлаждающих сред, а при использовании криогенных жидкостей — в
229
Глава 4. Охлажденная, подмороженная, мороженая и размороженная рыба
30 ...50 раз, что позволило обработать дополнительное количество рыбы и полу-
чить большой экономический эффект.
Бесконтактное замораживание в кипящих хладагентах реализовано в различных
типах плиточных морозильных аппаратов, применяемых для замораживания филе
или блоков мяса и рыбы. Интенсивный отвод тепла через металл пластины делает
замораживание в таких аппаратах довольно быстрым. Контактное замораживание
в жидкостях может быть выгодным для хранения крупных рыб. так как значитель-
ный коэффициент теплопередачи по сравнению с воздушным замораживанием
позволяет резко сократить продолжительность замораживания. Однако просалива-
ние мяса рыбы до 6...8% требует модернизации этого способа, чего можно достичь
путем добавления жидкого азота в рассол, позволяющим получить мороженую ры-
бу высокого качества даже при замораживании ее в 20...30%-м водном растворе
СаС12 [41, 48, 53]. В случае отсутствия криогенной жидкости (жидкого азота или
жидкого воздуха) при замораживании в растворе хлорида кальция в качестве пасси-
ватора диффузии [5, 98] добавляют глюкозу. Проникновение растворенных ве-
ществ в мясо или рыбу сокращается благодаря большой скорости замораживания,
что обеспечивается температурой жидкости до -50 ’С и ниже.
Доктор технических наук Л. В. Куликовская разработала способ заморажива-
ния мяса с использованием низковольтной электростимуляции (36 В, 50 Гц, 120 с)
и жидкого азота [3, 38]. Потери массы при производстве замороженных блоков
этим способом составили 0,92% (в то время как традиционным способом —
2,1 %). При размораживании мяса потери мясного сока составили в электрости-
мулированных образцах 1,35% против 3,5% у контрольных образцов, при ис-
пользовании жидкого азота качество мяса и длительность его хранения значи-
тельно (в 1,5...2,0 раза) превышает аналоги, изготовленные по традиционной тех-
нологии, так как низковольтная электростимуляция в сочетании с жидким азо-
том угнетает развитие психротрофных бактерий, вызывающих порчу мяса при
холодильном хранении [3, 14, 38].
Для интенсификации воздушных способов замораживания мяса
Б. С. Бабакин [3| предложил перспективное применение электротехнологии [7].
Интенсификация теплообмена при наложении электрического поля является
следствием его силового воздействия и возникающих в связи с этим аэродинами-
ческих явлений, получивших название электроконвективных. Влияние электри-
ческого поля на процесс теплообмена аналогично влиянию гравитационного по-
ля, а электроконвекция аналогична гравитационной (естественной) конвекции.
Однако из-за неодинаковой природы полей при определенных условиях элект-
роконвекция по интенсивности значительно превосходит естественную. При этом
температура -18 "С на поверхности и в центре мясной туши достигается в
1,3...1,9 раза быстрее, чем у контрольных образцов. Чем больше напряженность
электрического поля между электродами, генерирующими электроконвекцию, тем
интенсивнее процесс замораживания. Так, через 2 ч замораживания при напряжен-
ности электрического поля Е= 7,9*105В/м температурное поле составило
—1...—4*С, а при Е= 8,3- 10s В/м 4...-7*С; через3 ч соответственно -2,5...—5,5 и
—15...—16°С. При этом у контрольного образца (£= 0) через 2 и 3 ч после начала за-
мораживания температура понижалась до -0,5...—2,5 и — 1...-4Х соответственно.
230
4.3. Мороженая рыба
Интенсивность холодильной обработки характеризуется как температурой
воздуха, так и плотностью теплового потока. В начальный период замораживания
плотность конвективно-лучистой составляющей теплового потока q на
100...200 Вт/м2 больше у опытных образцов, чем у контрольных (3. 511. Это сказа-
лось на усушке продукта, достигающей у опытных образцов 0,95... 1,15 %, а у кон-
трольных образцов — 1,3 %.
В процессе замораживания фронт испарения (сублимации) опытных образцов
перемещается в глубину за счет подсыхания верхних слоев гораздо быстрее, что
создает дополнительное гидравлическое сопротивление массообмену, усиленное
также тем, что температура поверхности мяса у опытного образца понижается в
два раза быстрее, чем у контрольного.
Известно, что диэлектрические свойства мяса обусловлены его поляризацией под
влиянием внешнего электрического поля. Кроме диэлектрических свойств, мясо об-
ладает ионной проводимостью. Как в охлажденном, так и в замороженном виде [381,
мясо проводит постоянный ток вследствие неупорядоченного расположения прото-
нов и наличия ионных и ориентационных дефектов в структуре льда. В условиях
электроконвективного теплообмена, когда вокруг продукта создается внешнее элек-
трическое поле, поляризация и ионная проводимость значительно изменяют дина-
мику как процесса замораживания в целом, так и отдельных его этапов 13, 381.
Замораживание продуктов в воздухе сочетают также с передачей тепла от про-
дукта к металлу. Интенсивный отвод тепла через металл пластины делает замора-
живание в таких аппаратах быстрым, а умеренная температура кипения хладаген-
та по сравнению с температурой кипения азота создает условия, при которых на
продукте не образуются видимые трещины [3,38). Бесконтактное замораживание
в кипящих хладагентах успешно реализовано в различных плиточных морозиль-
ных аппаратах, применяемых для замораживания филе мяса, рыбы и других про-
дуктов, которым придают форму плоского параллелепипеда [71...73).
Контактное замораживание с использованием фреона-12 согласно Монреаль-
ской конвенции к 2000-му году полностью должно было быть прекращено [511.
Применяя опыт использования сушильной техники, можно замораживать
мелкие продукты струей воздуха, направленной перпендикулярно продукту так,
что он находится во взвешенном состоянии (в псевдоожиженном слое) [9. 301.
При таком замораживании, называемом флюидизацией, необходимо решить
вопросы аэродинамики взвешенного слоя и теплообмена, так как коэффициент
теплопередачи у них значительно больше, чем у туннельных воздушных моро-
зильных аппаратов, что позволяет производить замораживание за короткое время
и получать качественный продукт длительного хранения [12,17,32,51 ].
4.3.4. Изменение тепгофизических характеристик мяса рыбы
в процессе замораживания
Понижение температуры продукта сопровождается изменением концентра-
ции содержащейся в нем влаги [51]. Температуру, соответствующей начвльной
температуре замораживания тканевых соков объекта, называют криоскопической
231
Главе Л. Охлажденная, гадморожеиная, мороженая и размороженная рыбе
а температуру и концентрацию, соответствующую эвтектической точке (изо-
термическое замерзание раствора как единого целого без разделения его компо-
нентов) — эвтектической или криогидратной (когда растворенное вещество и
растворитель находятся в твердой фазе).
Криогидратная точка различна для растворов разных солеи. Так, для NaCl
концентрацией 23,1% она равна — 21.2’С. для СаС12 при концентрации 29.9%
-55‘С. Для большинства нишевых продуктов криогидратная точка 65 °C (с ко-
лебаниями до —55 °C). При охлаждении воды до О °C начинается процесс льдооб-
разования с выделением 80 ккал/кг или 335,2 кДж/кг кристаллизационного тепла
[1, 20]. Дальнейшее понижение температуры не происходит до тех пор, пока вся
вода не превратится в лед. При полном превращении воды в лед происходит уве-
личение ее объема на 8... 10 %. Когда замерзает солевой раствор, процесс образо-
вания кристаллов льда начинается при температуре ниже О’С; при этом темпера-
тура замерзания раствора понижается соответственно количеству растворенной
соли в воде [23...25).
Понижение температуры замерзания разбавленных молекулярных растворов
не зависит от природы растворенных вешеств и обусловливается молярной кон-
центрацией. Растворы нелетучих вешеств, если в единице объема растворено
одинаковое количество частиц, понижают точку замерзания на одну и ту же вели-
чину К, которая называется молярной депрессией (12, 15, 32]. Для воды
К= 1,86°C, т. е. одна грамм-молекула нелетучего вешества, растворенного в лит-
ре воды, понижает температуру замерзания на 1,86 °C.
Криоскопическая температура различна для разных продуктов, мясо
—0,8...-1,2“С; рыба пресноводная -0,6...—1,5’С; рыба морская —1...—2,5’С; мо-
локо —0,5 °C; яйца куриные -0,67'С; яблоки и груши -2 °C; персики —1,4°C; ли-
моны и апельсины -2,2 °C.
При замораживании пишевых продуктов наблюдаются две группы процессов, с
которыми связаны важнейшие изменения в замораживаемых объектах. С одной
стороны, при замораживании происходят фазовые, структурные и объемные изме-
нения, с другой — биохимические, возникающие до периода замораживания, с мо-
мента заготовки или производства продукта. Фазовые, структурные и объемные из-
менения возникают благодаря теплообменным явлениям в процессе заморажива-
ния. биохимические превращения зависят исключительно от степени активности
ферментативной системы самих продуктов [5, 16, 28, 29, 68, 70]. Замораживание
продукта протекает в узком интервале температуры: от криоскопической до конеч-
ной температуры втолше объекта (—6°C и ниже) [37] В этом интервале происходят
все вышеперечисленные изменения, а вместе с ними изменяются (при переходе от
охлажденного к замороженному состоянию) и тепловые показатели: теплоемкость
(О, теплопроводность (1) и температуропроводность (а). Фазовые и структурные
показатели оказывают существенное влияние как на биохимические изменения в
продукте, так и на продолжительность их хранения.
В зависимости от скорости замораживания образуются кристаллы различных
размеров: более крупные при медленном замораживании и мелкие — при быст-
ром замораживании. Считается, что образование крупных кристаллов более вред-
но, чем образование мелких ]73, 74]. Некоторые исследователи утверждают, что
232
4.3. Мороженая рыба
сверхбыстрое замораживание приводит к затвердеванию воды в атмосферном со-
стоянии, и называют явление витрификацией (72). В криобиологической терми-
нологии быстрым замораживанием считают условия, когда температура объекта
понижается в секунду на десятки градусов, а сверхбыстрым — на сотни градусов
[9.30]. Но независимо от обшей скорости замораживания кристаллы льда в пери-
ферийном слое продукта всегда будут меньше, чем в глубинных слоях. Это объяс-
няется тем. что скорость замораживания будет наибольшей в поверхностном слое
замораживаемою продукта и наименьшей — в центре продукта.
В камерах замораживания влагоотток из воздуха обеспечивается конденсаци-
ей содержащихся в нем паров на поверхности охлаждающих приборов в виде сне-
говой шубы, поэтому воздух морозильных камер насыщается влагой, образую-
щейся за счет сублимации ледяных кристаллов поверхностного слоя продукта
[28,30, 38J. Ледяные кристаллы этого слоя продукта начнут сублимироваться, ос-
тавляя пористую структуру.
Влага в виде водяного пара (сублимация льда) будет постепенно перемещаться
к периферийному слою, но так как температура этого слоя ниже температуры
глубинный слоев, то водяные пары после их конденсации превращаются в лед.
Кристаллы льда, вновь образовавшиеся в периферийном слое, резко отличается
по плотности и размерам от кристаллов, сублимировавших из периферийного
слоя. Таким образом, совершающиеся фазовые превращения будут сопровож-
даться изменениями структуры и частично объема замороженного продукта. Ес-
ли процесс замораживания прерывается, то конечная температура заморажива-
ния определяется по температуре воздуха камеры хранения замороженного про-
дукта, а состояние замороженного продукта называется нестабильным [28, 71 [.
Нестабильное состояние устанавливается в камере хранения вследствие вырав-
нивания температуры по всему объекту замороженного продукта. Глубина и ин-
тенсивность фазовых и структурных изменений определяется продолжительно-
стью хранения продукта в камере.
Кристаллообразование начинается в межклеточном пространстве, потому что
концентрация жидкости этого пространства меньше концентрации жидкости
внутри клетки. Такое явление происходит в растительной и животной клетке.
Здесь создается разность осмотических давлений в клетке и межклеточном про-
странстве, которая играет решающую роль в прижизненном обмене вешеств [5
17.18.53[. В мертвой клетке не происходит обмена, следовательно, не может быть
различной концентрации водного раствора неограниченных и ограниченных ве-
шеств в клетке и межклеточном пространстве, т. е. различных температур замер-
зания 112. 43, 72). Для возникновения кристаллизационного центра в охлаждае-
мой жидкости обязательно должно быть переохлаждение [71].
Глубина переохлаждения равна:
• при = -1,8 *С в растительных клетках —7,5"С;
• при = — 1,2*С в животной ткани -5,0’С;
• при <р = -0,5 *С у молока -6,0 'С;
* ПРИ 1ч>= -0,67 *С у куриного яйца —13,1 ’С.
При замораживании продуктов в промышленных условиях переохлаждение
не наблюдается, вследствие загрязнения их.
233
Главе 4 Охлажденное подмороженное мороженая и размороженная рыба
Биохимические процессы, протекающие в продукте при замораживании, воз-
никают в результате активности ферментов и продолжаются, но в более замед-
ленном темпе, и в процессе холодильного хранения [18, 26, 51]. Установлено [5,
15, 45. 72,73], что быстрое понижение температуры до О °C, так называемый шок,
вреден для живой клетки, тогда как постепенное охлаждение и длительное пре-
бывание при низкой температуре не приносит ей вреда. Температурный шок не
всегда проявляется одинаково. Полагают, что охлаждение неравномерно сокра-
щает активность клеточных ферментов, мало влияя на диффузионные процессы.
Резкое нарушение равновесия клеточных процессов оказывается вредным для
клетки, а адаптация возможна при медленном охлаждении. В области отрица-
тельных температур шоковые явления связывают с представлениями об осмоти-
ческом шоке.
Кроме того, считают, что быстрая кристаллизация воды влечет за собой быст-
рое концентрирование растворов электролитов в клетке, а это вызывает ее гибель
[71,98]. Избыточная и метаболическая влага могут быть кристаллизованы без за-
метного вреда для тканей, кристаллизация витальной воды смертельна; остаточ-
ная замерзаюшая вода кристаллизуется после гибели ткани, и, наконец, часть во-
ды можно назвать незамерзающей, так как она не кристаллизуется даже при
очень низких темпера гурах (18, 71].
Для биологических объектов из которых вырабатываются продукты питания,
сохраняемых с помощью искусственного холода, кристаллизация до 30% влаги
безопасна, от 30 до 60 % — близка к биологической гибели, 60...80 % — гибельна в
большинстве случаев; 90...95 % влаги кристаллизуется при дальнейшем отводе
тепла от мертвой тканн и лишь 5... 10 % не кристаллизуется при обычных про-
мышленных методах холодильной обработки [6, 32].
Большинство клеток млекопитающих (например, клеток яичников, гипофи-
за, надпочечника) жизнеспособны после медленного понижения температуры
даже при —190 *С и хранения при этой температуре.
Бытует мнение, что при температуре ниже 0*С биохимические и биофизиче-
ские процессы в клетках замедляются, однако это предположение не подтверди-
лось [3, 71]. Была доказана возможность размножения микроорганизма в течение
длительного времени при —10*С. Если температура понижена не настолько, что-
бы подавить действие всех ферментов, то жизнь клеток сократиться скорее
вследствие аутоинтоксикации, чем продлиться в результате уменьшения скоро-
сти обмена вешеств.
Многие жизненные процессы зависят как от диффузии влаги, так и от дей-
ствия ферментов [5, 6, 12, 16, 72]. Избирательная проницаемость клеточной мем-
браны не остается неизменной при понижении температуры, а это в сочетании с
изменениями внутриклеточных н внеклеточных условий также должно нарушить
нормальное динамическое равновесие клетки и внешней среды. Прекращение
диффузионного обмена останавливается, когда отвердевают все капельножидкие
компоненты системы ]13, 32, 36].
При замораживании гибель многих микроорганизмов происходит уже при
—3...—10’С, при дальнейшем понижении температуры отмирание их замедляет, а
некоторые виды микроорганизмов инкапсулируются [7].
234
4.3. Морожена* рыба
Рж. 4.11. Диаграмма состоя-
ния при замерзании двух-
комгонентного раствора
(связь концентрации с тем-
пературой)
Таким образом, холодильная обработка и последующее холодильное хранение
не приводят к полному уничтожению микроорганизмов, и их жизнедеятельность
активизируется при благоприятных условиях. Однако количество вымороженной
влаги в продукте является одним из основных факторов оценки жизнедеятель-
ности микроорганизмов и естественного качества и длительности холодильного
хранения замороженного продукта.
Для двухкомпонентного раствора связь между темпе-
ратурой замерзания и массовой концентрацией изобра-
жена на рис. 4.11, где область 1 соответствует однородно-
му жидкому раствору, область 2 — выделение растворите-
ля в твердокристаллическом состоянии при отводе тепла,
когда температура системы достигает Гэ (эвтектической),
концентрация раствора будет С,. При этом концентрация
возрастает с повышением температуры, если начальная
концентрация раствора менее Сэ. Начальной криоскопи-
ческой температурой называется такая температура рас-
твора, при которой начинается выделение кристаллов
льда из раствора без переохлаждения.
Если начальная концентрация раствора выше эвтек-
тической, то отвод тепла ведет к уменьшению концентрации путем выделения
растворенного вещества в твердокристаллическом состоянии (область J) до тех
пор, пока не будет достигнута эвтектическая точка.
В холодильной технологии относительное количество воды, превратившейся
в лед, принято называть количеством вымороженной воды (ю). Под этим подра-
зумевается количество льда Gn при данной температуре, отнесенное к суммарно-
му количеству воды и льда, содержащихся в продукте при данной температуре,
или то же, но отнесенное к начальному содержанию воды Gwv продукте. Коли-
чество вымороженной воды в продукте со выражается в долях единицы или в про-
центах от обшего содержания воды в объеме [5, 11, 16,28, 71].
Закон Рауля гласит, что понижение температуры замерзания растворов про-
порционально возрастанию концентрации раствора. Тогда начальная температу-
ра замерзания rip раствора будет равна:
'.р=£С^. <««
где Е— криоскопическая постоянная, зависящая от свойств растворителя; С* —
концентрация раствора при 1^.
Здесь Gf, — масса растворенных вешеств; М— их молекулярная масса
Любая более низкая криоскопическая температура до окончания вымерзания
воды
г=ЕС„
(4.96)
где С, — концентрация раствора при конечной температуре раствора;
235
Глава 4. Охлаждаемая, подморожвнмая, мороженая и размороженная рыба
GP
М'
отсюда
Qo _ fil
Ск Gjp
(МТ)
В соответствии с определением, количество вымороженной воды
Gi Gw- Gn
(D = — = I------------.
f-'u-
Следовательно,
При Г = Гто ш = 0, а в эвтектической точке / — t}, по смыслу должно быть w = 1,
поскольку при низких температурах изменения со мало и погрешность близка к
погрешности задания условий расчета.
Используя данные Р. Хейеса, Г В. Чижов подобрал уравнение для вычисле-
ния ш(71|
Л и
Ш = ----, (4-W)
1 + ^
lg t
где Лк и /^ — постоянные, равные соответственно 1,105 и 0,31.
Более точно выражение (4.99) представлено следующей формулой:
I +------------
lg['+(1-rw)J
В уравнении (4.100) берутся абсолютные значения (без знака минус) темпера-
тур по стоградусной шкале.
В табл. 4.3 приведены данные о количестве вымороженной влаги со (в %) в раз-
личных пишевых продуктах в зависимости от температуры продукта
Закон Рауля распространяется только на разбавленные чистые растворы, при-
чем ои отражает зависимость /жр от кажущейся молекулярной массы растворенно-
го вещества, которая определяется не только химическим составом его компо-
нентов, но и степенью диссоциации их на ионы, выступающие в данном случае в
роли молекул. Степень диссоциации на ионы компонентов сухих веществ умень-
шается с ростом концентрации раствора. Поэтому по мере вымораживания воды
остающийся более концентрированным внутриклеточный сок перестает «подчи-
нятьсяо формуле (4.98). Следовательно, в эту формулу необходимо внести попра-
вочный коэффициент, так как без него формула (4.98) пригодна для расчета толь-
ко в условиях, близких к криоскопическим температурам. Если температура рас-
236
4.3. Мороженая рыба
Таблица 4.3. Количество вымороженной влаги (%)
в различных пищевых продуктах
Температура заморо- женного продукта, "С Мясо, гггиш Рыба Яблоки, груши Апельсины, лимоны
-1 0...25 0...45 0 0
-2 52-60 0...68 0 0
-3 67...73 32...77 32 20
-4 72...77 45...82 45 32
-5 75 .80 53...84 53 41
-6 77 ..82 S8...85 58 48
-7 79 ..84 62-87 62 54
-8 80 ..85 65-88 65 58,5
-1С 82,5 ..87,5 70...90 70 65,5
-18 89 -91 76—95 80 75
твора ниже криоскопической на 0,5... 1,5’С,то w определяется по (4.98), прн бо-
лее низких температурах со можно рассчитать по уравнению Жадана:
со
1,12-0,05
f ' *кр-
(4.101)
Причем при расчете со продуктов животного и растительного происхожде-
ния в 89 % случаев отклонение о расчетного от опытных данных было менее
2 % [49]
Расчет теплофизических характеристик (ТФХ). При расче-
те продолжительности процессов холодильной обработки пищевых продуктов
необходимо знать теплофизические свойства этих объектов: плотность — р, теп-
лоемкость— С, теплопроводность — X, температуропроводность — а.
1>. Плотность — отношение массы рыбы к ее объему — составляет около
Ю00кг/мэ для свежей рыбы, 1050... 1080 — для потрошеной и 922...927 — для мо-
роженой. Плотность подчиняется закону аддитивности и вычисляется в кг/м3 по
выражению:
1
£i g_ । Sn
g, g2 " g„
(4.102)
где g',, g’...g^ — массовые доли объема; g^ g2...g„ — плотность этих компонентов,
кг/м3.
При замораживании вода превращается в лед, расширяясь на 8... 10%. Это
уменьшает плотность на 5... 10 % и тем больше, чем больше влаги в продукте и чем
ниже температура, достигаемая при замораживании [13,20].
2). Удельная теплоемкость (С — количество теплоты, поглощенной или выде-
чяемой 1 кг продукта при повышении илн понижении температуры на 1 *С [6,
9-10,13... 16, 20].
237
Глава 4. Охлажденная, подмороженная, мороженая и размороженная рыба
Теплоемкость пишевых продуктов, в том числе и охлажденных, определятся
по формуле:
Со = + Ссв (1 — И-'), <4. юл
где W— доля влаги; 1 — IF— доля сухих вешеств; С^и Ссв — соответствующие
теплоемкости воды и сухих вешеств.
При вычислении расчетной теплоемкости замороженного продукта необходи-
мо учитывать количество воды, превратившейся в лед, со и теплоемкость льда Сл,
тогда формула (4.104) приобретает вид:
См = CwW{ 1 - Ш) + С„ Н'-Ш + QB( 1 - ио. (4.104)
Из выражений (4.104) и (4.104) получим:
См = Со- (С^- Сл)И^-<й. (4.109)
Приняв Сж=4,19 кДж/(кг-К) или 1 ккал/(кг-*С) и Сл = 2,1кДж/(кг-К), или
0.5 ккалДкг-*С), получим удельную теплоемкость [27, 44):
См = Со — 2,1 IF-со, (4.106)
где См в кДж/(кг К) или
См = Со — 0,5И'-ш, (4.107)
где См в ккалДкг ’С).
Теплоемкость льда принимается независящей от температуры, хотя при тем-
пературе -200 *С она убывает, достигая 0,84 кДж/(Кг- К).
Количество вымороженной влаги есть функция температуры, необходимую для
вычисления ш среднюю температуру находят в интервале от до fK по формуле:
'ср = ^“7*. «|"в
In—
'го
Теплоемкость См следует вычислять по формуле (4.104) с учетом средней тем-
пературы и количества ш для этой температуры, определенного по формулам
(4.100)...(4 101) (71) При фазовом превращении воды в лед удельное количество
теплоты выделяемой единицей массы продукта при понижении температу-
ры А, вычисляется по формуле
dqw= LW— , (4.1И)
at
где L — 335,2 кДж/кг.
Более точно тепло льдообразования L (в кДж/кг) можно вычислить по формуле:
L = 333,2+ 2,12/ +0.0042/2, (4.по)
где / — температура льдообразования в продукте (О ’С)
или по формуле:
238
4.3. Мороженая рыба
L = 79,82 + 0,506/ + 0.001/2,
(4-111)
где L измеряется в ккал/кг.
Если принять изменение температуры /2 — /, = 1 ‘С, то количество теплоты qM
получит размерность и смысл составной части удельной теплоемкости:
— ШУ(<о2 — со,), (4.112)
где Ш] и ш2 — количество вымороженной влаги, соответственно при /, и Г2 [72].
Сумма расчетной теплоемкости См и теплоты фазового превращения £^даст
полную удельную теплоемкость Си:
С„ = См + Х.И'Сю, - ш,). (4.113)
Полная теплоемкость компонентов рыбы при отрицательной температуре
равна 1106]:
Си, - + Ок Сл) (4.114)
Полная удельная теплоемкость Си принимает максимальное значение при /кри
минимальное — при полном превращении воды в лед при /э[30, 70, 71].
Для вычисления Си при температуре t можно воспользоваться эмпирической
формулой:
(4.115)
где т и п — эмпирические постоянные, значения которых приведены в |96, прил. I].
На рис. 4.12 показана зависимость Си и Сы пище-
вых продуктов от температуры: с понижением тем-
пературы теплоемкость продукта уменьшается.
3). Теплопроводность К — количество теплоты,
проходящее через единицу площади продукта в еди-
ницу времени при градиенте температуры в направ-
лении теплового потока, равном единице. В отличие
от теплоемкости теплопроводность не подчиняется
законам аддитивности. Когда в продуктах не проис-
ходит льдообразования, их теплопроводность изме-
няется незначительно. Льдообразование значитель-
но меняет теплопроводность [72], так как X льда в
4 раза больше К воды. В таких условиях можно пред-
ставить теплопроводность продукта как функцию
его температуры. X льда обычно принимается равной 2,21...2,34 Вт/(м К), но при
понижении температуры льда до -100’С теплопроводность его увеличивается до
3,5 Вт/(м- К). Приближенно считается теплопроводность льда по формуле:
Х, = 2,2-0,11 г,
Ряс. 4.12. Зависимость расчетной
и полной теплоемкости нишевых
продуктов от температуры
(4.1 И)
где X, — коэффициет теплопроводности льда, Вт/(м • К)
239
Глаша 4. Охлажденная., подмороженная., мороженая и размороженная рыба
ИЛИ
X = 1,9 - 0,00951.
(4.117)
Здесь X, измеряется в ккалДм’С).
Для приближенных расчетов теплопроводности пишевых продуктов можно
использовать формулу, Вт/(м К):
, п
Хм - т + "У ’
(4.118)
где значения эмпирических постоянных /пил приводятся в [71, с. 70|.
Более точно Хм можно рассчитывать по формуле:
- 1 Л’
>-М = К +----g! . «.II»
' + 1g'
где Х^ — теплопроводность рыбы при температуре выше Гкр; А', В — опытные ко-
эффициенты, равные соответственно 0,669 н 0,148; / температура, ’С.
При содержании влаги в мороженой рыбе до 80 %
Хм = Хо + 0,9И( «по)
где W — относительное количество влаги в рыбе при данной температуре в долях
единицы массы.
На рис. 4.13 показан характер зависимости
теплопроводности замороженных продуктов
от температуры /.
Более точно зависимость Х„ от температуры
Г представлена формулой:
Xw = 1,74- И4о + 0,23. (4.121)
4). Температуропроводность — характери-
Рае.4.13. Зависимость теплопроводное- СТИКЭ ТвПЛОИНерЦИОННЫХ СВОЙСТВ Продуктов
ти продуктов от температуры рассчитывается по формуле (2.3), с. 65.
Приближенное постоянство X, р. С при по-
нижении температуры до начала льдообразования влечет за собой постоянство
коэффициента температуропроводности. С началом льдообразования температу-
ропроводность резко возрастает, вследствие увеличения X и уменьшения Сир.
Так как теплоемкость продукта можно представить в виде расчетной См и пол-
ной теплоемкости С^, то соответственно можно выразить и коэффициенты тем-
пературопроводности продукта как расчетный ом и полный
_ ,Лм
смР
(4.122)
(4.123)
240
4.3. Морожена» рыба
Характер зависимости а от t показан на
рис.4.14, где видно, что возрастание а заканчи-
вается с окончанием льдообразования.
Считая, что при начальной Ггр количество
вымороженной влаги прн температуре, равной
криоскопической сос = 0 и, что максимальное
количество вымороженной воды со^ равно
епнннне, получим полное приращение коли-
чества вымороженной воды Дш при заморажи-
вании, также равное 1. Тогда формула (4.98) мо-
жет быть переписана в новом виде
Ряс. 4.14. Зависимость расчетного и пол-
ного коэффициентов температуропро-
водности пищевых продуктов от тем-
пературы
со = со^-^Дсо, (4.124)
(4.125)
Рассуждая аналогично, можно записать выражения для Сч, Хм, ам в такой же
форме:
См = Стт + ^ЛС, (4.1ВД
АС = Со - Сга1п, (4.127)
*1»
<•.!»>
"м = "п... - . ^ = °™. - "о- « '«>
В этих выражениях предельные значения со^, Cmin, Х^, и полные прира-
щения их АИ< АС, АХ, Ас постоянны, что позволяет написать функцию в общем
виде:
/0 = Л+^/?. (4.131)
Пользуясь теоремой о среднем значении определенного интеграла, получим:
+ = Л + ^Ч(/2-/,). <4.132)
t,
Решение дает среднюю температуру в интервале от до f2:
/2-Г,
'ср = --— . (4.133)
1п-
241
Глава 4. Охлажденная,, подмороженная, мороженая и размороженная рыба
При вычислении См, Хм, см формула (4.133) приобретает внд:
гср = /к~/кр и *34)
In—
'мр
Эту среднюю температуру необходимо найти во всех случаях замораживания
от начальной до конечной /2 (от t криоскопической до температуры окончания
льдообразования) и вычислить ее для См, Хм, см, но не для Со так как для них
следует определить среднеобъемную температуру продукта г, илн (/).
Общие выражения для См, Хм и см могут быть записаны в соответствии с фор-
мулой (4.105) в следующем виде:
Cw = Со - (оДС, «.в»
Хм = К + ШАХ. w *36)
= а0 + ШАс. (4.137)
Имея в виду, что величина Со вычисляется по формуле (4.104). находим:
СМ = С„№ + С(,(1 - ИО - (о-АС, «лад
а по формулам (4.104) и (4.127)
Ст.Л'С.(1-И0+Сл^ «'»>
Здесь Сп — теплоемкость сухих вешеств.
Пренебрегая влиянием небольшого количества иезамерзшей влаги на мини-
мальную теплоемкость продукта, получим:
AC = (Q-CJ1)M/-2,!ir, (4.W)
если удельная теплоемкость измеряется в кДж/(кг-К), и
АС = (СЯ,—Сл)И/ = 0,5И< (4.14D
если удельная теплоемкость измеряется в ккал/(кг *С).
Выражение (4.141) согласуется с формулой (4.107).
Сопоставляя различные данные ДХ, можно сказать, что ДХ изменяется от 0,928
до 1,16Вт/(мК)или от 0.8 до 1.0ккал/(кг-'С) для продуктов с содержанием влаги
70.„80% и при уменьшении доли ^уменьшается ДХ.
4.3.5. Средняя объемная температура тела (fv)
Средняя объемная температура тела величина, которая в нестационарных
процессах меняется во времени в соответствии с изменением поля температур в
завнснмостн теплофнзнчсских свойств тела. Физически следует 4 представлять
как величину, достигаемую в адиабатных условиях, если задана характеристика
температурного поля в предшествующий в момент.
242
4.3. Мороженая рыба
tv = (4.142)
У V
где /, — температура точки тела с координатой х.
Приняв хравным нулю в центре тела, х = /на его поверхности прн расположе-
нии оси Хв направлении кратчайшего расстояния от центра к поверхности, при
температурах центра ги и поверхности ts можно представить температуру точки с
координатой х выражением
'« = 'u-ffl ('u-'j). <414»
где л — показатель степени кривой охлажден ия.
Вслнчииа л меняется во времени и зависит от размера и теплофизическнх
свойств тела, а также от коэффициента теплопередачи а [71]. При а -• « п так-
же стремится к ос. При холодильной обработке продуктов на воздухе Зана 1,
при охлаждении с применением жидкостей 4 а па 1. На протяжении всего про-
цесса числовые значения п соответствующие наибольшему приближению рас-
четного изменения температуры тела по его толщине к действительному, удает-
ся получить, если для расчета п берется точка с координатой х =0,5/ (/— опре-
деляющий размер тела: толщина для пластины, диаметр для шара и цилиндра)
или близкая к ней.
Из формулы (4.142) можно получить частные решения:
1. Для пластины (при решении в прямоугольных координатах)
i
tv = у - (4 144>
0
2. Для цилиндра (при решении в цилиндрических координатах)
lv = -у jtx-Xdx. И-US)
I о
3. Для шара (при решении в сферических координатах)
1V = -V Г/уЛ2dx . (4.146)
' о
В этих решениях сохраняется условие х = 0 в центре и х = / на его поверхности
Используя формулу (4 143) в общем виде, получим:
^='и-1р(/и“/т). (4.147)
где ip, = 1/(п + I) для пластины, = 2/(п + 2) для цилиндра и ф„ = 3/(л + 3) для
шара
Сопоставляя формулы (4.143) и (4.146), легко определить координату точки,
температура которой численно равна среднеобъемной температуре тела:
243
Глока 4. Охлажденная, подмороженная, мороженая и размороженная рыба
Использовать формулу (4.147), возможно при граничных условиях 1-го рода,
когда известна температура поверхности Если имеют место граничные условия
3-города, то использование формулы (4.147) в расчетах затруднительно, так как ls
не известна Найти среднеобъемную температуру Г, при граничных условиях 3-го
рода можно следующим образом. Из дифференциального уравнения теплообме-
на, выражающего условия 3-го рода [30, 72J в виде равенства тепла, передаваемо-
го внутри тела теплопроводностью, н на его поверхности конвекцией, представ-
ленного в форме
~KlTx =
получим производную
df _ «(/jy—/р)
дх X
Из формулы (4.143) при х = /эта же производная имеет вид:
df п\
Т-= -т('и-'5)- <*!«»>
их I
Приравняв оба выражения производной и учитывая критерий Био, характери-
зующей процесс теплопроводности при нестационарном режиме:
о-
В1 = — , (4.154)
получим
"(/O-G)s Bi(/S—/0). <4131)
Выполнив несложные преобразования, получим выражение
Bi , .
tu~ts = вГГл(Гц-Го)* (4Л52)
Совместное решение формул (4.147) и (4.152) позволяет получить выражение
среднеобъемной температуры тела для граничных условий 3-города,
= “ BiTn ’ Ч’('“ “'о) ’ *4,53)
В дальнейшем для краткости будем обозначать
Bi л
--- = В. (4.154)
Bi + п
Продукты, направленные после замораживания в камеры холодильного хране-
ния, не должны вызывать повышения или понижения температуры хранения [5,
244
4 3. Морожена» рыба
18,28. 32,56, 71 ]. Такое условие будет соблюдено, если принять г, продукта, равной
температуре воздуха камеры хранения, и из формулы (4.153) найти, при какой тем-
пературе центра следует закончить замораживание, если температура теплоотводя-
шей среды была f0, а толщина, теплопроводность тела и коэффициент теплоотдачи
а на его поверхности будут учтены величиной критерия Бно [ 1,2,10, 11, 72].
4.3.6. Влияние формы и размеров тела на внутренний
теплообмен [71]
Если принять половину толщины пластины, а также радиусы цилиндра и ша-
ра равными (/= R), то отношение объемов этих тел к плошали охлаждаемой по-
верхности дает соотношение 1 :‘/а:!6, совпадающее с продолжительностью ох-
лаждения или замораживания. При этом тепло отводиться либо от двух противо-
положных плоскостей пластины, либо от цилиндрической поверхности объекта,
либо от всей поверхности шара [49|.
Обозначим продолжительность теплообменного процесса пластины, цилинд-
ра и шаратп, тц,т, соответственно, отношение их объемов к площадям охлаждае-
мых поверхностей при R коэффициентами формы Фг, Фи, Фш,тогда
а V । л 1 а И 1
й> — — - 1 - ф — — — — ф — — — —
" Si и S! 2 й SI 3 '
В этом случае
Тц' Ф(] =V
Хи‘Фп =Тп'Ф|11»
Тш ' Фп Хи ’ Фр
Фш ” Фц
(4.155)
(4.156)
(4.157)
Представив такие тела в прямоугольных координатах с точкой начала отсчета в
середине тела, можно назвать перенос тепла в пластине одномерным, в цилиндре и
призмах — двухмерным. а в шаре и его аналогах (многогранниках) — трехмерным.
Используя для расчетов данные, приведенные в [71], введем множительтр, как
в формуле (4.147); зр включает в себя число 1 — для пластины, 2 — для цилиндра и
3 — для шара, численно это соответствует 1/Ф. Пусть в системах прямоугольных
координат, начало которых расположено в центре, действительно соотношение
При этом /, — наименьшее из трех расстояний будет полутолшиной
пластины илн прямоугольного параллелепипеда, полуд на гон ал ью ромба или ок-
таэдра, радиусом цилиндра или шара, наименьшей полуосью эллипса или эллип-
соида. Тогда для тела с плоскими параллельными поверхностями (пластина) при
одномерном отводе тепла:
<Р„ - = 1 • «15»
Язя параллелепипеда прн двухмерном отводе тепла:
245
Глава А. Охлажденная, подмороженная, морожена! и размороженная рыба
(4.159)
Для эллиптического цилиндра-
(4.IM)
6-6
где т = --- .
6 + л
Для ромбической призмы при двухмерном отводе тепла:
(4.1611
Для параллелепипеда при трехмерном отводе тепла:
Для трехосного эллипсоида при трехмерном отводе тепла:
3^ + ~^= + АО]
F(M, К), Е(М., К) — эллиптические интегралы 1-го и 2-го рода.
Для трехосного октаэдра при трехмерном отводе тепла:
зУ(х* й+с)(й+с-/1)(/1 + с-В)(л + й-о’
где А = Jl’ + ^.B = Jli+lj.
Если нужно определить продолжительность холодильной обработки объекта
т, то по соотношению длин трех пространственных осей подбирают одну из «бли-
жайших форм тела (пластина, цилиндр, шар) и решают соответствующую задачу
Результат решения умножается на величину Ф, при этом используют формулы
(4.155)...(4.163), (4.166) из настоящего пособия.
246
4 3 Мороженая рыба
4.3.7. Продолжительность нестационарных теплообменных
процессов холодильной технологии (НТПХТ)
Задача о продолжительности НТПХТ решается для условий постоянства темпера-
туры внешней теплоотводяшей среды и коэффициента а на поверхности объекта.
Однако методы решения задачи различны в случае отсутствия фазовых превращений
воды в продукте и в случае их присутствия. Можно выполнить общее решение зада-
чи, нс учитывая названные различия и приняв характеристику температурного поля
объекта по формуле (4.143). Уравнение теплового баланса для объекта следующее:
-k^Sth = Vcpdfy, (4.1С7)
отсюда
Л = ------dfy, HIM)
г»а
дх
где а — коэффициент температуропроводности продукта, а - .
Однако из зависимостей, на которых базируется формула (4.153), можно пред-
ставить температурный градиенту поверхности тела выражением
dt п В
ГЛТТТ;1'-'»'- ,4,‘”
тогда
И 1 ( 1 л
А = -------т-Ф т:—п- (4 ,70>
Sa п \ В 7(/к-/с)
К Bi
Приняв во внимание, что, как было сказанно выше, Ф = — .В = —- ивы-
Si Bi + п
полнив интегрирование в пределах от до получим искомое решение в виде
Т ~ —Г/Фф4-\п——- (4.171)
о< а>
Этой формулой можно воспользоваться как формулой для определения как
т^.так иТр,,,. Единственная трудность заключается в оценке величины л для на-
чального и конечного теплового состояния продукта. Впрочем, если задаваться
r>Jf и fn, то величина и, необходимая для отыскания ip для медленного охлаждения
или отепления, будет близка к единице, а для быстрого охлаждения возрастает до
2 или 2,2 |72J Величина К должна быть принята для температуры, достигаемой
поверхностью продукта незадолго до конца процесса, коэффициент а должен
быть взят с учетом теплоты фазового превращения аи — среднего значения от на
чальной температуры поверхности до конечной, вычисляемой по формуле
(4 172)
247
Глава 4. Охлажденная, подмороженная, мороженой и раямороженная рыба
4.3.8. Способы определения количество холода, отводимого
от рыбы в процессе замораживания, и продолжительности
замораживания
Определение количества холода, отводимого от замораживаемой рыбы
Интервал изменения температуры в продукте включает охлаждение от началь-
ной температуры /„до криоскопической t р и собственно замораживание, характе-
ризующееся льдообразованием, происходящим в области температур от /1р до не-
которой конечной t. [26].
В процессе замораживания охлаждение и льдообразование не разделяют во
времени. Когда в периферийных слоях начинается льдообразование, централь-
ные слон продолжают охлаждаться. Тепло, отводимое от замораживаемого про-
дукта, выражается уравнением
Q = 6[ С0(С - /кр) + L IFw + См(Гвр - /)], <4.173)
где L — удельная теплота льдообразования; G — масса продукта; IF— доля влаги в
продукте; о — доля вымороженной влаги в продукте; Со и См — соответственно
теплоемкости незамороженного и замороженного продукта.
Первое слагаемое формулы (4.173) представляет тепло охлаждения, второе —
тепло льдообразования, третье — тепло, отводимое для понижения температуры
при одновременно происходящем льдообразовании. Во втором слагаемом коли-
чество со следует находить в интервале температур и iK для средиеобъемной тем-
пературы tK. Второе слагаемое — наибольшее во всей сумме из-за величины удель-
ной теплоты льдообразования L. Обычно в продуктах со составляет 0,85—0,90, а
величина £И4о — 70...80 % всего тепла, отводимого при замораживании пищевых
продуктов, вследствие соответствующего содержания влаги б объектах.
Третье слагаемое в прямых скобках требует осреднения теплоемкости См, яв-
ляющейся функцией температуры. В качестве конечной температуры /к следует
применять — среднеобъемную температуру замораживания, вычисляемую по
формуле (4.153). Теплоемкость См в формуле (4.173) следует вычислять для сред-
ней температуры от до tK по формуле (4.134). Тепло, отводимое от замораживае-
мого продукта, можно вычислить по следующей формуле:
0=G(l,-l,). (4.174)
где /и и i, — удельные энтальпии при начальной и конечной температуре про-
дукта.
Тепло Q{, которое нужно отвести от продукта для его замораживания от на-
чальной температуры лежащей ниже криоскопической, до конечной /г, рассчи-
тывается следующим образом:
С' = G[LIF((De - СО,') + См(/, - Г,)], (4 175)
где <ок и СО] — количество вымороженной влаги при температурах гк и которые
определяют как среднеобъемные в интервале температур (ш/ — при /жр и со, —
при Г,' и /к); См — находят в интервале температур от до
248
4.3. Мороженая рыба
Q't можно вычислить по разности удельных энтальпий, умноженной на массу
продукта:
Q; - С(С -«п‘>
где »и и ig — удеаьные энтальпии при среднеобьемных температурах тела в начале
и в конце рассчитываемого процесса.
Опредетение продолжительности замораживания
Подобно охлаждению, процесс замораживания (особенно твердых вешеств)
подразумевает нестационарную теплопередачу. В начале процесса заморажива-
ние внутренних слоев продукта несколько запаздывает по сравнению с поверх-
ностным слоем [30, 71]. Расчет времени замораживания сложен из-за перемен-
ных показателей. Скрытая теплота фазового перехода отводится при постоянно
понижающейся температуре, в то время как теплопроводность значительно изме-
няется, т. к. все большее количество воды претерпевает фазовый переход [2,3, 7].
Неправильная форма продукта и неоднородность состава делают нх расчеты не-
достаточно надежными! 14[.
Метод Р. Планка. Определение времени замораживания тмм связанос решени-
ем задачи Стефана, т.е. задачи нестационарной теплопроводности с фазовыми
превращениями и с подвижными границами раздела фаз. В постановке задачи
Стефана можно выделить три основных направления [6, 30, 71]:
1. Не рассматривается уравнение теплопроводности в твердом или жидком
теле. Рассматривается только баланс тепловых потоков на границе раздела
фаз. Потоки теплоты задаются независимо, исходя из физических условий
процесса.
2. Рассматриваются уравнения нестационарной теплопроводности в твердой
фазе с соответствующими граничными условиями и условия Стефана — так на-
зываемая «однородная* задача Стефана, которая реализуется, если начальная
температура тела гв равна криоскопической /кр. В этом случае температурное поле
в жидкой фазе не определяется.
3. Рассматриваются два уравнения теплопроводности с соответствующими
граничными условиями и условия Стефана.
Из-за невозможности практически решить задачу Стефана нашли примене-
ние различные приближенные аналитические методы, делящиеся на интеграль-
ные н дифференциальные. Суть приближенных методов состоит в том, что пред-
варительно задают температурный профиль, который затем подставляют в усло-
вие Стефана в дифференциальной или интегральной форме [30].
С использованием дифференциального метода можно получить формулу
Планка. Обычно такую задачу называют задачей о теплопроводности в системах с
подвижной границей раздела. Схема решения состоит в представлении о переме-
щении границы раздела между отвердевшей и жидкой фазами от периферии в
глубь тела по мере отвода тепла от его поверхности. Отвердевшую жидкость рас-
сматривают как не подверженную свободному или вынужденному конвективно-
му движению, если она распределена в виде мелких включений в пористом твер-
249
Глава 4. Охлаждвниая, подмороженная мороженая и размороженная рыба
дом теле или механически связана с неподвижной структурой тела, или вязкость
отвердевшей жидкости велика [72].
Для вывода формулы Планка необходимы следующие исходные условия:
♦ однородное влагосодержашсе тело перед замораживанием охлаждено до /гр;
♦ льдообразование в теле происходит без переохлаждения и совершается изо-
термически при /кр;
♦ тетофизнческие свойства тела не являются функцией температуры;
• теплоемкость замороженной части тела равна нулю(Сн = 0);
♦ коэффициент теплопередачи от поверхности замораживаемого тела к среде
и температура те пл оотводя шей фазы постоянные
На рис. 4.15 показано замораживание неограниченного тела с плоской по-
верхностью.
Спустя некоторое время от момента начала
Рас. 4.15. Схема замораживания тела с
плоской поверхностью прн переме-
щении границы раздела
замораживания, граница раздела между замерз-
шей и незамерзшей частью тела продвинулась
на расстояние R вглубь от поверхности dx
(рис. 4.15). Далее за время А граница раздела
продвинулась на dx. Если тепло, выделяемое
единицей массы тела при замораживании,
обозначить q. плотность р, площадь поверхно-
сти границы раздела 5, то тепло, выделяемое
прн продвижении границы раздела на расстоя-
ние dx, будет
dQt = qpSdx.
В стационарном процессе отведенное тепло от
плоской стенки можно вычислить по формуле
dQi । — г 5(гкр - }dt
где t0 — температура охлаждающей среды; dt продолжительность охлаждения.
Обозначим /кр /0 = v и, приравняв выделенное тепло dQt и отведенное тепло
dQu, получим
vA va
где все величины, кроме tux, постоянны.
После интегрирования получим
, 49х
2vk va
(4-1ВД
Постоянная интегрирования равна нулю, т. к. при t = Ох =0.
Для удобства вычислений полученное выражение можно привести к следую-
щему виду:
250
4.3. Морожено* рыба
v V2X а/
Сопоставив выделение тепла по формуле (4.181)степлом замораживания, вычис-
ленным по формуле (4.173), можно сделать вывод о том, что в формуле (4.181) учтено
только второе слагаемое в прямых скобках формулы (4.173) в случае со = 1. т. е. фор-
мула (4.181) получена путем введения ряда упрощающих допущений, однако в ней
учтены наиболее значимые факторы, влияющие на процесс замораживания.
Если замораживается плоскопараллельная пластина толщиной 21, то заморажи-
вание заканчивается, когда границы раздела фаз, движущиеся от противополож-
ных поверхностей пластины навстречу друг другу, встречаются- на осевой плос-
кости пластины [71]. Тогда при х= I т двухстороннего замораживания плоской
пластины примет вид
v ^2Х а>
Для длинного цилиндра радиусом R
"=ае7^ + ±)-
V-2V2X а/
Для кольцевого цилиндрического слоя толщиной х = R — г пр и отводе тепла от
внешней поверхности
т = ^[(^_rJ)(_L. + ^_1Р1П^.
где г внутренний радиус незамороженной сердцевины цилиндра; А? — внешний
радиус от внешней поверхности.
При отводе тепла от внутренней поверхности кольцевого цилиндрического
слоя толщиной х= R —г
Т = ^(^_Я)(Л_^+±^|ПД|. <«.»«
Для шара радиусом R, когда граница раздела достигает центра шара при г~ О
или х = R
qpRt R 1
Т = -11— — + — 1. (4.186)
v • 3 V 2Х а /
В общем виде при R= 1 формулу Планка можно представить следующим образом:
т = ^/Ф(21+а)’ <4Ю”
/Ф= V/S. а для тел иной формы, произведение это можно вычислить с помощью
[71. табл. 14, 15 или 9], (22, табл. 4.1,4.2}.
251
Главе 4. Охлажденная, подмороженная, мороженая и размороженная рыба
Если замораживают продукт в упаковке, то необходимо учитывать термиче-
ское сопротивление в виде термических сопротивлений дополнительных слоев:
где К, — теплопроводность каждого слоя толщиной б,.
В формуле (4.187) тепло q должно представлять собой только тепловой эффект изо-
термического льдообразования. Действительную неизотермичность можно учесть, ес-
ли принять количество ш к концу замораживания при ty замораживаемого тела, тогда q
вычисляется по формуле (4.173). Этот прием дает основание пользоваться формулой
(4.187) в том случае, когда начальная температура тела выше /(р, a fu ниже /кр.
Так как при замораживании плотность р меняется вследствие расширения при
льдообразовании, то р выбирают при средней температуре по формуле (4.132)
или (4.134). Формулу (4.181) можно получить, исходя из нелинейного изменения
температуры в замороженном слое, по формуле
где п — показатель степени кривой охлаждения изменения температуры по толщи-
не тела в нестационарных условиях. При л= 1, т. е. при линейном распределении
температуры по толщине замороженного тела, получается формула (4 181) Следо-
вательно, формула (4.189) более общая, чем (4.181) и (4.187), т. к. учитывает л.
Методы Д. Г. Рютова и В. Е. Кулаковой. Д. Г Рютовым в 1936 г. была предложе-
на формула для учета влияния начальной температуры пластины на продолжи-
тельность сс замораживания, вводя биноминальный множитель (1 + 0,0053/Д к
количеству тепла, отводимого от единицы массы при замораживании
РГ?(1 +0.0053/.) тсм( t -t„ „..Yi.r. 4>Л
KL 8(Гкр-Г0) л2 \ tK-t0 ZJ k a J
где m' — корректирующий множитель, представляющий функцию критерия Био,
а в качестве определяющего размера взята толщина пластины:
. ..0.1936 0,3475 0.590 0,988 1.710 3,412 5,85 8,25 10,63 16,05 «
Ш. 1.217 1,200 1,183 IJ57 1,112 1.074 1.043 1.027 1.019 1,01 1.0
Расчеты дают результат близкий к действительности, если вместо См ввести С_,
a q необходимо определять по формуле (4.173) или (4.174) для учета /н продукта.
Куцаковой В. Е. [30,95] учитывается теплоемкость замороженной части тела
при вычислении продолжительности замораживания тела простой формы по
формуле Планка для Bi г 5
КрС/ Ф& сУ Д J3
2 Чф-'о+ 2Л2Хл+ а)‘
(4 191)
Если Bi < 1, то добавка к формуле Планка будет иметь вид, при 6 = R
252
4.3. Мороженая рыба
*еС(Л + ±1те
2 К2Хл 2а/ '
1>рКФ( R 1) ЛрС R _1Д
Лф-*о'2Хл + а- + 2 <2Хл+2а/
(4.192)
Дтя учета влияния начальной температуры на т, предлагается заменить удель-
ную теплоту кристаллизации gнаg = g + С0(/И4Ч — rtp), где Со — удельная теплоем-
кость незамороженного тела, или g' = (iH — /.) «наивный способ» при Bi < 1; если
Bi > 1, то можно использовать «полунаивный» способ, при котором в начале вы-
числяют т, за которое поверхность тела достигнет среднеобъемную температу-
ру тела I, в момент (/1р < /, < /н).
Далее вычисляют т„ по формуле Планка как в наивном способе», в которой g
заменено на = g + Со (Г, - Гкр) и т, = т, +1„
Преимущества этого способа перед «наивным» проявляются:
1) когда т, не является пренебрежительно малым ст„;
- - h
2) если---- не намного меньше единицы.
Выполняемость этих условий определяется коэффициентом теплоотдачи у
поверхности тела, а точнее критерием Bi, г. к. если Bi » 1, то поверхность тела
остывает до гкр очень быстро, а основная масса тела остыть не успевает. В этом
случае достаточно ограничиться «наивным» способом. Если же Bi < 1, то необхо-
дим «полунаивный» способ.
Ме тод В. П. Ковалькова [30]. Продолжительность замораживания пред-
ставляется в виде суммы
U = + А. + <4,и>
где I — время, учитывающее выделение теплоты, для 0 s Гн « 6°C; /2 — время,
учитывающее выделение теплоты в интервате температур от -6*С до — Т„„ [ 7^п —
температура промерзания (—/„„)]; — время, учитывающее выделение теплоты от
начальной температуры Гн (/„) до О °C; — время, учитывающее выделение теплоты
от полного промораживания до конечной температуры ttu.
Для вычисления предложенных времен (т.) В. Е. Куцакова предложила следу-
ющие формулы:
-Af,/p( 1 1 А
Tj = ^-=4 — + —-. , (4.194)
7}-/0<а 2X2
-Ai2/pf 1 1 У
+ 3?J’
1 = месь Г- ~ расчетная
т -Г ~Ь~ ТО
температура поверхности в момент окончания промерзания, Тпл ж Tv+ ] 4 Bi »
253
Глава Л. Охлождвнная., подмороженная, мороженая и размороженная рыба
Bi = р ; X’ — усредненный коэффициент теплопроводности за период промерза-
ния Тт
Время выделения теплоты от начальной температуры до О ‘С
£ = VhCoPo/Ц--1 ^-)1пГ" тГо, v а ахн / -/ о (4.1М)
где Ти — температура продукта в начале охлаждения; фн = A-raeBi"=T? 1,05-0,122 О,„ " 1,05 + 0,0096 D„ U“b
I 1 —X X . л Т- = -т— + — ,(х~0,6); Ан >4) X (4.197)
2+Bi'
2 + 1,41Л +Bi'+ Bi*2’
при изменении Bi от 0 до во — 0,5 лх s 0,707.
Продолжительность дальнейшего понижения температуры продукта после его
промерзания рассчитывают по формуле
т, = ’W'QJ- + у. <4 |И>
Чао 2ХУ !к~ 1о
где ф Тк — конечная температура продукта.
Г. = Т„А Tf- I- . (4.294) Т,.-То
здесь Г, — расчетная температура замерзания, равная —1,0 *С; — конечная
среднеобъемная температура объекта (полутуши мяса);
/ = / 3/^-1,021 ,
N Р
<4.201)
Г - _ 1 А*1 * -
А ₽’
где А. 3 — коэффициенты, найденные опытным путем; I — расчетный размер по-
лутуши (объект), только мясо; Х = Х' = Хср за период промерзания; Bi = — ;
. Bi = х
(4.201)
254
4.3. Мороженая рыба
Переменные Di (критерий распределения термического сопротивления).
DiG(0,1), Tj определены в [8] путем решения системы уравнений Стефана
методом тепловых моментов.
Величины Т‘, К‘, /сведены с критериями Bi0 и Bi'.
Расчеттмч производится метолом последовательных приближений.
Задается Bi0 (I) и Bi" (II), после расчета получают (I) и Bi’, которые сравни-
вают с первым приближением и уточняют.
Достоинства метода:
• Начальные условия задачи могут носить произвольный характер, т. е. любые
Т„кТл
♦ Имеется возможность определить каждый из временных интервалов отдельно.
• Метод доступен и может быть автоматизирован, что обеспечит любую необ-
ходимую сходимость задачи.
Недостатки метода:
♦ Введенные автором переменные, полученные из решения задачи Стефана,
представляются абстрактными.
♦ Метод расчета т и переменных сложен. Априорное их задание носит част-
ный характер (у автора только для говядины) и сомнительно.
♦ Автор упоминает о зависимости теплофизических характеристик (ТФХ) мя-
са от /и И< однако в расчете используются зависимости С= (г) и Д/ = /(/, to)
• Точка замерзания задается априорно.
♦ X дается как средняя для трек интервалов температуры.
♦ Зависимость рот Г не учитывается.
♦ Использовать данный метод для сравнения различных видов мяса нельзя.
Таким образом, изложенная методика расчета тмм носит частный характер и не
может быть рекомендована для расчета любых объектов.
Метод Леви. Леви представляет время промораживания т в виде функций Bi,
F и теплоемкости продукта (С^) (а/х)~'. что тождественно выражению
(.Тс-ТЛК- r„)In. (4 1ВД
В качестве базового Леви предложил следующее уравнение
(TC-TJ(T„-TJ = 0,0244(18,943^-1), (4.ИИ)
где температура среды Тс, температура подмороженной поверхности объекта Тш и
начальная температура объекта Т выступают как величины, зависимые от X..
Зависимости Х(/) во всем диапазоне температур (равно, как и другие ТФХ)
сведены в универсальную систему, которая позволяет находить ТФХ для варьиру-
емых Т <0 и сорта мяса.
Далее определяются Bi и зависящая от Bi параболическая поправка к профи-
лю Г по массиву. Путем подгонки к первому приближению получают истинный
профиль Т, затем по методу Леви находят Bi, Fo и т.
Расчет основан на последовательных приближениях в виде задания профиля
температур, который выбирается в виде параболической зависимости.
255
Главе 4. Охлажданная, подмороженная, мороженая и размороженная рыба
Достоинства метола:
• Продолжительность холодитьной обработки представлена в виде простой
формуаы.
* Учитывается зависимость всех ТФХ от температуры, влагосодержания и
сорта мяса.
Недостатки метода:
• Заранее задается вил профиля температуры в зазоре, и это допущение не
позволяет дайной методике быть универсальной.
• ТФХ продукта представлены в -универсальной схеме*, что приводит к поте-
ре ясности в ее анализе.
• Полнота информации по ТФХ мяса сводится на нет наличием большого ко-
личества коэффициентов, ис имеющих физического смысла.
Таким образом, представленные методики имеют один общий недостаток
претендуя на некоторую универсальность, они в основе имеют частное допуще-
ние, которое является отправной точкой расчета — (у Ковалькова Ли Di, у Леви —
параболическое возмушаюшее звено в профиле температуры), поэтому осталь-
ные дополнения не уточняют и не повышают уровень решения проблемы по
сравнению с формулой Планка
Метод возмущения малого параметра. Суть метода состоит в разложении реше-
ния по малому параметру [6] е = Cp{Tf— Tt)/q. Введение параметра предполагает
строго определенные температурные условия (7}~ Tt)<& [1 /(€/>)]. Преимущество
метода состоит в том, что решение задачи представляется в виде ряда по степени е
(ет = тс + ет, + е*г2 причем первый член разложения представляет собой
квазистационарное решение, т. е. с точностью до множителя формулу Планка.
Подобный метод применялся в работе R. Pedroso. G. A. Domoto для решения за
дачи Стефана с граничными условиями 1-го рода.
Рассмотрим уравнение теплопроводности для сферы
ат_ a d\RT)
« К RSR2
Граничные условия:
I 1. Дт. R = AJ = = const
I, 2. Дт, Л= Л/= 7}= const
'i л
Далее вводятся безразмерные параметры:
е = См(Т/-7’);
(4.Z05J
(4.106)
(4-107)
(4.208)
256
4.3. Мороженая рыба
л г Д/ (4.209)
(4.210)
г = Х^; (<2П)
8 = ^. дт <4.212)
Получаем следующую краевую задачу:
f £ddU _ 1 02(Г, U) drf Г дг1 «(глг=г/)= 1:и(глг= 1) = о. 1 6 = ~~ =г/ (4.213)
Общее решение этой краевой задачи можно записать в виде
и = и(гг г, е), 6 = е),
которое раскладывают в ряд Тейлора по степеням е в окрестности е = 0 и пред-
ставляют в уравнении (4.213).
Задача решается с помощью преобразования Ландау, позволяюшего устано-
вить границу раздела фаз. Это преобразование имеет вид
<4214>
Преобразование Ландау ддя сферы имеет особую точку в центре сферы, т. е.
при rf= 1. Таким образом, для rf~ 1 необходимо применять преобразование коор-
динат, не имеюшее там особой точки. Учет любого числа членов даст необходи-
мую точность, существует возможность сравнения с квази стационарным реше-
нием, отсутствует идея последовательных приближений, что делает этот метод
доступным для практических решений.
Метод приблизительного определения времени замораживания. В данном методе
[17] вводятся некоторые упрощения для опенки тмм на основе формулы Планка:
• Все количество теплоты отводится от продукта при температуре, равной
температуре замерзания
♦ Продукт однороден и изотропен.
♦ Температура охлаждающей среды Тй (То) остается постоянной.
• Выделяют два этапа в изменении температуры во времени-
• охлаждение от начальной температуры Т„ до точки замерзания Т/,
257
Глава 4. Охлажденная, подмороженная, мороженая и размороженная рыба
• собственно замораживание от Tf до конечной температуры Тк.
Общее эффективное время замораживания = + т, (где может быть
рассчитано по законам нестационарной теплопроводности):
Ai'ipDr I D 3
ДТ осхг0 + СХК/ ’
(4.115)
где Л Т= Tf— То,к„ — конечная теплопроводность замороженного продукта; А/, —
разность энтальпий в диапазоне от Tf до Т, (средняя температура), Дж/кг; D —
1 I
толшина продукта; —— = —+ £-£ (здесь — термическое сопротивление
упаковки, включая находящийся в ней воздух); В, С — коэффициенты, завися-
щие от формы замораживаемого продукта:
Геоиетрическ*! форма однородного продут В С
Сфера . . Ь 24
Цилиндр бесконечной дли ны .. ... 4 16
Пластина бесконечных размеров. . 2 8
При воздушном замораживании из-за потерь массы, вследствие испарения
влаги, коэффициент теплоотдачи воздуха ав > Вт/(м2 К) может быть вычислен по
формуле
ав Ж 0,75v° *, (4.214)
где я — скорость движения воздуха, при флюидизации в 4,5 раза больше ав', в
плиточных морозильных аппаратах а = 500, при контактном замораживании в
рассоле — 2000...3000 Вт/(м2-К).
Ниже приведены термосопротивления некоторых упаковок:
Упяковка С’К/кДж
Бумага парафинированная и навощенная.. .. 0,0043
Не тлофан и полиэтилен .0,0084
Поддон алюминиевый с полиэтиленовой прокладкой . 0,0] 30
Картон парафинированный складной (Ь = 0,54 мм) .. ..0,015
Коробка открытая из навощенного картона (6= 1,5 мм) . . .0,015
Коробка открытая из навощенного картона (6 1,5 мм)
с полиэтиленовой оберткой....... ...... ...... .0.0364
Ящик закрытый из гофрированного волокнистого
картона (6 = 5 мм). . . ....0.1300
Для продуктов неправильной формы продолжительность замораживания оп-
ределяется по формуле
_^ФГ^ + А1
ДА, [2 av0J
(4.217)
где /, — в ккал/м1.
258
4.3. Морожена* рыба
4.3.9. Способ замораживания с использованием жидкого азота
и воздуха по способу Б. Н. Семенова [43, 46, 47] и установление
влияния различных показателей на продолжительность
замораживания и конечную температуру замораживания рыбы
Под криогенными жидкостями понимается жидкий азот, жидкий кислород,
зпекислота, используемые для замораживания пишевых продуктов. При исполь-
зовании криогенных вешеств теплоотдача может происходить посредством:
а) контакта с парами N2 + каплями жидкого N2,
б) контакта с парами СО2 + снегом СО2,
в) контакта с парами N2,
г) контакта с парами СО2,
д) добавлением жидких N2, СО2 или воздуха в растворы NaCl или СаС12.
В табл. 4.4 приведены основные физические характеристики N, или СО2.
Тяблица 4.4 Основные характеристики замораживающихвешеств
Покаиттть Ч,жидкий СО,
Температура кипения при атмосферном давлении, "С -195,8 -78,5*
Температура кристаллизации, ’С -210 -56,6
Плотность жидкости при температуре хранения 18 ’С, кг/м’ 812 1030
Относительная плотность пара при атмосферном давлении (воздух = 1) I 1,1 1.5
Обычная температура при транспортировке в жидком состоянии, ’С -189 1 -12;-45
Абсолютное давление при транспортировке и хранении в жидкости, кг/см’ 1 * 8...25
Внешняя теплота, поглощаемая жидким агентом, при /хр для превра- щения в пар. кДж/кг 186 262,5**
Средняя удельная теплота пара, кДж/(кг *С) 1,04 0.81
Доступная холодопроизводительность при температуре пара — 18 ’С, кДж/кт 371,3 315**
'Темперпур* сублимации СО, может существовать только в твердом и газообразном состоянии при атмосферном
давлении
••Если температура хранения в жидком состоянии -17*С
При использовании криогенных жидкостей (жидкого азота и углекислоты)
путем добавления их в рассолы NaCl и СаС12 в определенном соотношении про-
исходит интенсификация замораживания, позволяющая обработать количество
продуктов в 2...3 раза большее, чем при замораживании традиционными спосо-
бами из-за меньшей продолжительности замораживания. При этом продукты
не просаливаются, т. к. скорость кристаллообразования льда больше скорости
диффузии соли в продукт, время прохождения критического интервала темпе-
ратур (от -2 до —5 *С) в 5.. 10 раз меньше, чем при других способах холодильной
обработки. Наблюдается улучшение качества продукции, уменьшаются потери
259
Гласа 4. Охлажденная,, подмороженная, мороженая и размороженная рыба
при замораживании. Продукт приобретает стойкость при дальнейшем хране-
нии, вследствие создания условий анаэробного замораживания в результате вы
теснения воздуха нз рассола азотом или углекислотой, а также гибели ряда мик-
роорганизмов под влиянием N2 или СО2. В условиях промысла тунца использо-
вание криогенных жидкостей позволяет сохранить в большем количестве АТФ в
мясе и прижизненное количество энергии из-за прекращения агонии рыб, что в
дальнейшем влияет на длительность холодильного хранения в сторону значи-
тельнейшего (в 3...4 раза) увеличения по сравнению с методами без использова-
ния жидкого азота и углекислоты, а также на экологичность производства про-
дукта [45, 46,49[.
С помошью ряда эмпирических формул, полученных на основании обработки
данных по продолжительности замораживания рыб тунцового промысла [41 ...43]
в зависимости от способа холодильной обработки рыбы, можно установить раз-
личные факторы, влияюшие как иа продолжительность замораживания, так и на
температурные характеристики рыбы. В табл. 4.S...4.8 приведены результаты по-
добных исследований Б. Н. Семенова, жидкий азот.был добавлен к массе рыбы в
растворы СаС12 и NaCl в соотношении рыба: азот как 10:1 (авторское свидетель-
ство № 1143950 от 23.11.83 г.).
Таблица 4.5. Зависимость продолжительности замораживания (у) от
массы тунца (т)
Способ эаморажиыния в растворах Уравнение регрессии Коэффициент корреляции
СаСЦ+К, у* 0,1410m+3,13 0,72
CaClj у = 0,26m + 9,10 0,63
NaCl + N2 у = 0,19m + 4,78 0,74
NaCl у = ЬАЬт + 9,76 0,74
Таблица 4.6. Зависимость между продолжительностью замораживания (у), массой
туниа (т) и конечной температурой замораживаемой рыбы (Тг)
Способ ммораживания в растворах Уравнение регрессии Матобеслсчсяис Я.
СаС13 + N, у =-0,173 ГР + 0,0645m + 1,45 0,77 78,26
СаС12 у = —0,368 Тг + 0,10m + 4,14 0,68 74.58
NaCl + N, у =-0,271 Tr + 0,131m + 4,66 0,88 90,48
NaCl у = -0,576 Тг + 0,134m + 4,64 0,77 70,97
Таблица 4.7. Зависимость изменения температуры рыбы (у') от у и т
г I Способ замораживания в растворах Уравнение регрессии K. Матобеспечение. %
СаС1, + Nj У = - 3,56y + 0,279m + 0,725 0,87 91,30
CaCI, У = —l,36y + 0,209m + 1,61 0,85 94,92
NaCl + N, У = —2,58y + 0,358m - 0,844 0,83 92,06
NaCl У = -1,02y + 0,2 Im + 0,829 0,81 92,47
260
4.3. Мороженая рыба
Табл и ua 4.8. Эмпирические зависимости между продолжительностью замораживания
туниа, его массой, жирностью, температурой тела, скоростью циркуляции раствора,
коэффициентом формы
С .особ шорин- ыми* я распорах Уравнение регрессии Матсвеспе- чение %
СаС1) + N, у= 0,211Л, +0 153Л2 - 1 v08A, + 0,046Х4 + 1.69Л, + 0.0802 0.88 82,16
СаС12 у=-0.51 IX, + 0.0324JT +0.25Л,+ 0.ИХ,- Ю.5Х + 7.О4 0.85 81,35
NaCl + \ у~= -О.264Д + О.О23Х + 2.72J, - 0,0156%4 + З.ЗЗХ, + 1,32 0,90 87,30
NaCl у= -О.587Х, - 0.291 + 7,33/, + 0,101J4 - 3,46/. + 0,61 0.80 72,04
Примечание X — температура рыбы, ’С; Л, — масса, кг,X — жирность, %;Xt — скорость циркуляции рассола,
ы/е.Х,— коэффициент формы Xt - , где к—объем рыбы, м*;5— площадь поверхности рыбы, ы1; R— преобла-
ааюшмй раэмер. м
Результаты расчетов данных исследований показали, что /Гкор между >fr) про-
должительностью замораживания и массой рыбы колеблется от 0,63 до 0,90, а это
указывает на достоверность данных. Для приближенных расчетов т в зависимости
от способа замораживания можно пользоваться формулами вида
т = Ат
где А — расчетные коэффициенты для различных охлаждаюших сред, значения
коэффициентов приведены в табл. 4.9.
Таблица 4.9 Значения расчетных коэффициентов (И) от способов
замораживания
Способ эяыоражиыния Для туныо» массой до 5кг Для туниов мас- сой ОТ 5до 10 кг Для туниов мас- сой ДО 150 кг’
NaCl 10.620 1.200 0,800
NaCl + N, 3,229 0.250 0.200
CaClj 7.080 1.000 0,650
CaCl2+N, 2.483 0,200 0.18
В жидком азоте:
погружением 0.050 0.100 0.110
парокапельный 0.060 0.120 0.130
В жидком воздухе погружением 0,050 0,100 0,130
Воздушное замораживание 10,830 1,300 0,960
• Для тун ио > большой мяссы (100. 150кг) формы рыбы упапоблялась пластине, * до 50 кг —
цилиндру [45.55.48,41,42,43[
Отличие экспериментальных данных от расчетных составило не более 10%.
Согласно (41,42] тунца замораживали в жидком воздухе как методом погруже-
ния, так и парокапельным способом при соотношении рыба:криогенная жид-
кость 1:1. При этом скорость охлаждения методом погружения составила для
261
Табл ина 4.10. 1е пл ©физические характеристики мяса тунца при различных условиях замораживания в криогенных жидкостях
ЖмдкИл ажл ЖндкиЯ иоцух
Показатель Парокапслыш смесь Погружение югрухенис
Толщина продукта м
0.1 03 0.5 0.1 □3 0.5 0.1 03 оз
Температура начальная среднеобъемная ’С 30,0 Ю,0 30,0 30,0 30,0 30,0 30,0 30,0 30,0
Температура криоскопическая tv *С -1 1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 1
Температура замораживания соков/п. *С -1.2 -1.2 -1.2 -1.2 -1.2 -1,2 -1.2 -1.2 -1.2
Температура среды /,р, 'С -150,0 -150,0 -150.0 -196,0 -196.0 -196.0 183.0 -183.0 -183.0
Коэффициент теплоотдачи на поверхности объекта а, Вт/(м’ Ю 450.0 450,0 450,0 780 780 780 450.0 450 0 450,0
Теплопроводность замороженного слоя А. Вт/(м - К) 1,22 1.22 1.22 1.22 1.22 1,22 1,22 1.22 1.22
Скрытая удельная теплота разового превращения воды в лед £,Дж/кг 335,0 335.0 335,0 335,0 335.0 335.0 335,0 335,0 335.0
Плотность замороженного объекта р, кг/м' 1000,0 1000,0 1000,0 1000,0 1000,0 1000.0 1000.0 1000,0 1000.0
Влагосоде ржание объекта относительное W, доля единицы 0,72 0.72 0,72 0,72 0.72 0.72 0,72 0.72 0,72
Температура рыбы среднеобъемная г, "С -45,94 -48,36 -48,73 -62,09 -64.00 -64,39 -56,11 -59,06 -59,60
Толщина промороженного слоя за ти, м 0,0271 0,0823 0,1375 0,0285 0.0861 0,1436 0,0261 0,0851 0.1420
Критерий Био Biwl 36,83 110.55 184.42 63,93 191,80 319,67 36.88 110,54 184,40
Показатель степени кривой распределения температуры л 3,0 3,0 3.0 3.0 3,0 3.0 3.0 3,0 30
Удельная теплота, отводимая с поверхности 9,. Вт/м* 67050,0 67050,0 67050.0 15 1944 151944 8! 810,0 81810.0 81810,0 81 810,0
Удельная теплота, проходящая через замороженный слой, ?ц, Вт/м2 9.0 2,96 1,77 8,55 2,33 1,70 8,68 2,87 1.72
Продолжительность криогенного воздействия т,р„ ч:
для цилиндра 0,19 2.06 5,89 0.18 1,78 5.04 0 17 1.81 5.17
для пластины 0,38 4,12 11.79 0.36 ч.56 10 08 П 44 3.61 10 34
Глава 4, Охлаждение ж, подмороженная, мороженая и ро1морожеииая рыба
4 3. Мороженая рыба
жидкого азота и воздуха соответственно 480 н 450 град/ч, парокапельным спосо-
бом 48 и 45 град/ч. При замораживании жидким азотом концентрация О2 пони-
жалась в местах проведения работ на 2%, а при использовании жидкого воздуха
отмечено повышение концентрации О2 на 2%. Продолжительность заморажива-
ния свежевыловленного тунца от начальной температуры тела + 25...+30 ’С до ко-
нечной температуры в центре тела -45...-64*С в зависимости от массы объекта
до 20 кг колебалась при погружном способе от 5 до 30 мин, при парокапельном от
30 до 60 мин.
В табл. 4.10 приведены резутьтаты вычислений, выполненных согласно [45].
Полученные результаты согласуются с экспериментальными работами, однако
для тунцов большой массы (100... 150кг) форма рыбы уподоблялась пластине, а
для объектов массой менее 50 кг — цилиндру. Наибольшая эффективность крио-
генного замораживания достигалась прн замораживании тунцов большой массы,
о чем свидетельствуют значения q}, qlt, и т,р1.
При этом:
(«1»
. = «('„-'с,) Ц'.-'кр)
(Z.-U CXw,(/„-/<,)’
(4.220)
(4 Ml)
(4.222)
Теплофизические характеристики мяса тунца при различных условиях замо-
раживания с расшифровкой величин, входящих в формулы (4.219)...(4.222), пред-
ставлены в табл. 4.10.
4.3.10. Скорость замораживания
Понятию скорости замораживания в холодильной технологии уделяется боль-
шое внимание вследствие ее значимости для характеристики теплофизической
эффективности процесса. Предлагаются следующие понятия времени соответ-
ственно скорости замораживания [6, 30, 71,72].
1. Номинальное время определено как время понижения температуры тела
объекта от0до-15 *С(или до—10’С) в термическом центре.
2. Эффективное время — продолжительность понижения температуры от за-
данной начальной до заданной конечной в термическом центре тела.
263
Главе 4. Охлажд-мная, подмороженная, мороженая н раяморажанная рыба
Отношение каждого из этих времен к кратчайшему расстоянию от термическо-
го центра до поверхности тела дает соответственно номинальную или эффектив-
ную скорость замораживания. Более строгим является понятие линейной скорости
замораживания, представляющей собой скорость перемещения границы раздела в
замороженном теле.
Согласно Планку ]6, 30] для различных процессов замораживания характерны
следующие значения линейной скорости замораживания (м/с):
Быстрое замораживание .. ... . (1,4...5,6)-10"’
Среднее замораживание________ . (2,8-.. 14)-10 *
Медленное замораживание.... . (2,8. .28)-10“’
Согласно этим критериям (19], продолжительность замораживания должна
составлять (в мин):
быстрого,
среднего...
медленного .
.7 .30
..30... 150
.150... 1500
Истинная скорость замораживания dx/dx вычисляется следующим образом:
♦ для пластины
vSdx „ . vSdx
—r-,WSdX= ——
|tfP
для цилиндра (прнх = /?- ги5= 2л/*)
rfp = «p-2nr*dr; dQ2 = 1 WI*rft
1 I । A
~—z + zrin—
2aR 2k r
gp 2nrhdx = —--j--— vnhth;
2аЯ+2Х1пТ
(4.224)
для шара (прих= R — ги5'=4лг2)
dQi = gp 4nHdr; =
vitrft;
4аЯ2 4Х
264
4.3. Мороженая рыба
*<?, = ?P4nr’A = —"7-i 1\ :
я)
Планк ввел понятие объемной скорости замораживания, представляющей со-
бой приращение объема замороженной части тела во времени, приходящейся на
единицу плошали границы раздела |71 ]. Во время замораживания пластины пло-
щадь поверхности границы раздела остается одной и той же, но для цилиндра и
шара она убывает. Обозначим объемы символом Ии, опираясь на полученные вы-
ражения истинных линейных скоростей замораживания, представим истинные
объемные скорости замораживания;
• для пластины
1 dV dx v
(4.226)
т. е. эта формула подобна формуле (4.223);
• для цилиндра
l_dV _ rdx = V
Sdt ~ Rdt ~ fl R R\
(4.227)
• для шара
__________х________
5A f^dv г] я2/] ] х-|
1а+Т17 + я)>
При одинаковых условиях замораживания, теплофизических свойствах и ра-
венстве радиусов цилиндра, шара, половине толщины (/) пластины средние ли-
нейные скорости замораживания пластины, цилиндра и шара относятся как
1:2:3. Соотношение между средними линейными и средними объемными ско-
ростями замораживания:
• для пластины
I V
7 = Л;
• для цилиндра
Л э V
- = 2—, (4.230)
г St
• для шара
Л , V
~ - 3—. (4.231)
г St
(4.228)
265
Глава 4 Охлсждеимав, подморожонна» мороженая и размороженная рыба
Рнс 4 16. Изменение линейных
и объемных скоростей замор i-
живания пластины, цилиндра
и шара по мере продвижения
границы раздела'
линейные скорости: / — шар; 2 — ци-
линдр; 3 — пластин», объемные ско-
рости 4 — ннзинлр J — ияр
На рис 4 16 показано качественное изменение ли-
нейной и объемной скоростей замораживания по ме-
ре продвижения границы раздела в телах различной
формы.
При X=G начальные скорости замораживания ве-
лики, затем при увеличении X они убывают вслед-
ствие роста термического сопротивления заморожен-
ного слоя. Линейные скорости замораживания ци-
линдра и шара, зависящие от формы тела и условий
замораживания, проходят через минимум. При г-* 0.
dx/dt — 33. Линейная и объемная скорости заморажи-
вания пластины изображены одной линией (5), т. к.
совпадают и убывают по мере перемещения Гранины
раздела. Объемные скорости замораживания цилинд-
ра н шара также убывают, но быстрее, чем у пласти-
ны. Крутизна наклона всех линий, характеризующих
скорости замораживания различных по форме тел.
так же, как и положение минимума двух первых ли-
ний. зависит от теплофизических свойств этих тел и условий их замораживания.
Истинная объемная скорость замораживания связана с истинной интенсивно-
стью отвода тепла соотношением
А
(4.132)
Соответствующие частные выражения интенсивности отвода тепла для плас-
тины представлены в виде формулы
(4 233)
X + а
где функция положения границы раздела выражена через радиус R
На основании оценки изменений интенсивности отвода тепла от заморожен-
ного продукта можно сделать ряд важных выводов:
• Во-первых, убывание интенсивности отвода тепла тем значительнее, чем
больше толщина замораживаемого тела.
♦ Во-вторых, убывание интенсивности отвода тепла тем значительнее, чем
больше коэффициент теплопередачи иа поверхности тела.
• В-третьих, сокращение тмм, достигаемое увеличением а, тем меньше, чем
больше тол шина замораживаемого тела.
Интенсивность отвода тепла при замораживании пропорциональна убываю-
щей разности температур между поверхностью тела и внешней средой, если
а ~ const.
При проектировании морозильных установок теплоотводяшие приборы часто
подбирают, ориентируясь на среднюю интенсивность отвода тепла, которая вы-
ражается как отношение всего тепла, отводимого при замораживании, к длитель-
266
4.3. Мороженая рыба
нести процесса. При этом не учитывают динамику интенсивности отвода, что ве-
дет к нарушению теплового режима морозильной камеры.
Поскольку в формуле Планка льдообразование считается изотермичным, что не
соответствует действительности, скорости замораживания (как линейная, так и объ-
емная), относятся только к перемещению границы раздела, и в момент встреч границ
раздела в центральной части тела при ее криоскопической температуре понятие о
скорости замораживания теряет смысл [54, 56...58, 71,72]. Это несовершенство мож-
но исключить, если характеризовать скорость замораживания изменением количест-
ва вымороженной влаги во времени или скоростью льдообразования. Так как коли-
чество вымороженной влаги есть функция температуры, то и скорость льдообразова-
ния нужно оценивать как характеристику, которую можно приложить к некоторой
точке (совокупности точек) изотермического контура или элементарного объема те-
ла Лля истинной скорости льдообразования действительно тождество
dw _ dtitdl
d\ di dt
(4.234)
Второй сомножитель в тождестве Л/Л должен быть задан по температурному
графику, из которого графическим дифференцированием можно получить дан-
ные. приемлемые для расчета.
4.3.11. Технология замораживания рыбы в современных условиях
Известно, что 15...20 % холода расходуется изначальном этапе замораживания
от/„до -1 ‘С, 55 % — на льдообразование (от -1 до -5 °C) и 20...25 % на конечном
этапе холодильной обработки. В рыбной промышленности в основном применя-
ется воздушное замораживание.
Различают морозильные аппараты следующих типов:
• с интенсивным движением воздуха;
♦ многол л точные морозильные аппараты;
• контактные морозильные аппараты, в которых продукт замораживается при
непосредственном контакте с жидким холодильным агентом или хладоноентелем.
В аппаратах с интенсивным движением воздуха продукт замораживается в по-
токе холодного воздуха. Аппараты этого типа отличаются друг от друга способом
укладки продукта, а также конструктивным оформлением системы транспорти-
ровки продукта через морозильное отделение В зависимости от толщины про-
дукта продолжительность замораживания при температуре от -30 до -32 °C мо-
жет составлять до конечной температуры —18 °C от 2,5 ч для рыбы толщиной
60...70мм, до 7...8 ч для субпродуктов в блоках толщиной 150 мм.
Mhoj «плиточные морозильные аппараты имеют различное расположение
плит и отличаются способами загрузки продукта. В контактных морозильных ап-
паратах с использованием метода орошения в качестве охлаждающей среды ис-
пользуют растворы NaCl, СаС12, этиленгликоля, пропиленгдиколя, иногда при-
меняют жидкий воздух или жидкий азот. Повышение экономичности аппаратов с
использованием жидкого азота достигается получением максимального перегре-
267
Главе 4. Охлаждаиися, подмороженная, мороженая и равмороженная рыба
ва газообразного азота в зоне предварительного охлаждения продукта, а также за-
мораживанием дорогих объектов (креветка, лангусты, тунцы), деликатесных
блюд, некоторых сортов плодов с нежной структурой.
В последние годы, особенно за рубежом, все большее внимание уделяется за-
мораживанию пишевых продуктов, в т. ч. и рыбных, путем контакта со сжижен-
ными газами (азот, углекислота, воздух) (41...44, 49]. Принципиальные преиму-
щества в использовании криогенных жидкостей следующие:
* создание наилучших условий для теплообмена, т. К. происходит наиболее
полное использование теплоты испарения холодильного агента;
• высокая скорость замораживания вследствие нахождения продукта в среде
испаряющегося хладагента;
• максимальное упрощение схемы замораживания
В табл. 4.11 приведены свойства ряда криожидкостей.
Таблица 4.11. Свойства ряда криожидкостей
Вещество Температура кипения при давлении 1 атм. Скрытая теплота испарения, ккдл/КГ
1елий -268,8 108.8
Азот -195.8 47.3
Окись углерода (СО) -190.6 53.5
Аргон 184,4 37
Метан -161.1 136
Этан -88,9 109
Окись азота (NO) —88,9 90
Пропан -42,2 100,6
Двуокись углерода (СО,) -57,6 75
Двуокись углерода (твердая) -79.0 (5 атмосфер, точка сублимации) 135.4 (при- мерно)
Как видно из таблицы, наиболее идеальным газом является твердая двуокись
углерода, т. к. имеет высокую скрытую теплоту испарения и довольно низкую
температуру кипения, но ее использовать трудно из-за необходимости создания
идеального контакта между рыбой и этим агентом. Можно использовать и жид-
кий воздух, нмеюший температуру кипения около -183‘С, но он взрывоопасен.
Кроме того, при подаче жидкого воздуха в камеру испаряется, прежде всего, азот
и в емкости, содержащей жидкий воздух, повышается содержание кислорода.
Вследствие этого наибольшее распространение получил жидкий азот. Чрезвычай-
но интенсивный отвод тепла от поверхности продукта обусловливает утрату про-
дуктом пластических свойств, сменяемых упругими, вследствие чего возможно, в
отдельных случаях, растрескивание рыбы (поданным |76]), хотя авторы работ по
тунцу (Семенов Б Н.), проведенных многократно в условиях моря в течение
20 лет. этого не замечали даже при проведении исследований по ультраструкгуре
мышечной ткани. Основная масса льда в продукте образуется при понижении
268
4.3. Мороженая рыба
температуры до -5 *С. Периферийный слой продукта при замораживании образу-
ет жесткий или полужесткий контур, испытывающий разрывающее напряжение
при льдообразовании в глубжележащем слое. Если наружный слой продукта не
утратил способности растягиваться под действием расширения внутреннего слоя,
то растяжение происходит через появление трещин. Если пластические свойства
наружного слоя сменились упругими, то При достаточно больших разрывающих
усилиях наружный слой растрескивается, когда температура периферийной части
будет понижена до -40,.,-80’С [45, 51 ]. Возможен другой способ предупрежде-
ния растрескивания продукта — посредством предварительного охлаждения хо-
лодными парами азота. Этот способ применяется в современных морозильных
установках, работающих на жидком азоте [511. Для замораживания пищевых про-
дуктов жидким азотом применяются установки периодического действия и не-
прерывно действующие [45, 47]. Для предотвращения растрескивания продукта,
он предварительно охлаждается парами жидкого азота, а затем орошается жид-
ким азотом. При испарении каждый килограмм жидкого азота поглощает
47,7ккал, а при последующем нагревании на каждый градус газ поглощает
0.254 ккал/кг. Общий охлаждающий эффект, достигаемый при переходе 1 кг азота
из жидкого состояния в газообразное при температуре -25 °C, составляет около
90 ккал, а при -18 °C — 100 ккал.
При замораживании орошением криогенные жидкости превращаются в кап-
ли, интенсивно испаряющиеся при контакте с продуктом и отталкивающиеся от
вею. Поэтому основная масса азота, соприкасающаяся с продуктом, находится
главным образом в газообразном состоянии, а температура поверхности продукта
резко понижается. При выходе продукта из этой зоны происходит выравнивание
температуры по всему объему [76].
При замораживании в рассолах жидкий азот подается в холодный, охлаждае-
мый до—18...-20 °C, рассол при соотношении азот:рыба как 1:10, и происходит
увеличение коэффициента а примерно в 2 раза, что способствует сокращению
времени замораживания рыбы до стандартной величины —18 °C в центре пример-
но от 3 до 6 раз в зависимости от массы объекта |24. 25, 51].
При замораживании непосредственно в криогенных жидкостях при соотно-
шении рыба : азот 1:1 скорость понижения температуры составляла 480°С/час
для жидкого азота и 450 °С/час для жидкого воздуха.
При замораживании парами жидкого азота и жидкого воздуха, соответствен-
но. 48 и 45 °C в час |51].
Высокая скорость замораживания обеспечивает образование мелкокристал-
лической структуры льда в тканях и связанное с этим лучшее сохранение качест-
ва, уменьшение потерь массы и сокращение потери тканевого сока при дефроста-
нии. При использовании жидкого азота очень быстро проходит зона критических
температур от -1 до —5 °C, при которой отмечена наивысшая скорость денатура-
ции белка. Она сокращается по сравнению с воздушным замораживанием в
20 раз, а по сравнению с рассольным — в 6 раз [41,42]. В условиях тунцового про-
мысла потери массы рыбы при замораживании в криожидкостях составили по
данным [23, 51] в среднем 0,35%, при замораживании парокапельным способом
от0,8до 1 % в зависимости от массы и вида тунцов, при рассольном заморажива-
269
Глава 4. Охлажденная, подмороженная, мороженая и размороженная рыба
нии с добавлением жидкого азота потерь рыбы не наблюдалось. По данным [76].
массовые потери мерланга при -160 *С составили 0,4%, прн 140*С — 0,9%, при
—100*С — 1 %, при — 20 СС — 2 %. Такой же характер уменьшения потерь наблю-
дался при дефростацин мороженого продукта.
В процессе трехмесячиого холодильного хранения наименьшие потери массы
мерланга наблюдались при —80...—120 °C, составляющие 1,15%, а при —40 °C —
1,4% [76]. Общие потери массы мерланга за счет вымерзания влаги при замора-
живании жидким азотом и вытекании тканевого сока в процессе дефростации со-
ставили 2,33%, при температуре -40*С — около 3,4%, а при медленном заморажи-
вании -10 °C — 8% (76|. Замораживание в жидком азоте уменьшало обесцвечива-
ние мяса туниа в процессе холодильного хранения при — 20СС, обусловленное
превращением миоглобина и оксимиоглобина в метмиоглобин. Гидрофильные
свойства мышечной ткани гунна лучше сохранились при замораживании рыбы в
жидком азоте, чем в воздухе при —40 "С. Кроме того, количество АТФ у тунца, за-
мороженного с помощью жидкого азота (во всех вариантах, включая и рассоль-
ный), было минимум в 2 раза более, чем у сравниваемых аналогов, замороженных
без использования жидкого азота. Та же тенденция была отмечена в процессе
длительного холодильного хранения, в т. ч. и по изменению структуры мышечной
ткани рыбы, которая была меньше величины 2.2 [47, 54|. а степень окисления мя-
са рыб. оцениваемая по кислотному, перекисному, альдегидному, тиобарбитуро-
вому числам была также в 1,5...2 раза ниже по сравнению с рассольным замора-
живанием рыб производственного варианта. Примерно то же указано в работе
БорисочкинойЛ. И. [76].
Одной из особенностей продуктов, замороженных в жидком азоте, является
побеление их поверхности после замораживания, которое может быть объяснено
тем, что кристаллы льда, образующиеся при сверхбыстром замораживании, осо-
бым образом отражают свет, в результате чего появляется окраска, напоминаю-
щая мел, но это не отражается на качестве, т. к. в процессе незначительного по-
тепления эта окраска исчезает.
В США подсчитано [76], что стоимость I кг жидкого азота, полученного иа
судно, составляет 0,034 $. Кроме того, для судов, ведущих лов в прибрежной зоне,
жидкий азот берется в термом зол ированные конейиеры, которых на судне типа
СРТМ помешается 8 шт., имеющих габаритные размеры 2,5x2,5x3м, вмещаю-
щих по Ют жидкого азота. При надлежащей изоляции потери азота из контейне-
ров составляют ло 1.4% в сутки при температуре трюма 25 °C. После использова-
ния жидкого азота контейнеры заправляются рыбой обшей массой 48 т, т. е. по 6 т
в каждый контейнер. Это позволяет внедрить замораживание на малых судах без
оснащения их дорогостоящей аппаратурой, что создает выгодные условия транс-
портировки и выгрузки мороженой рыбы [4|.
Россия имеет тунцеловы пр. В-406 и пр. 1348, которые возможно переборудо-
вать под криогенный комплекс, предусматривающий монтаж на каждом судне
4-х установок типа ЗИФ 1002 или появившиеся в продаже в последнее время но
вые установки, работающие на мембранной основе и способные при мощности
150 кВт получить 100 л/ч жидкого азота. Это сократит число обслуживающего
персонала по выработке жидкого азота минимум в 5 раз и даст возможность обра-
270
4.3. Мороженая рыба
батывать «пиковые» уловы, до Ю0...200т за сутки. За время одного рейса
120...130сут эти «пиковые» уловы наблюдаются от 6 до 8 раз. что позволит не
т лько устранить все затраты на переоборудование аналогичного судна за корот-
кое время (около года), но и принести в дальнейшем большую прибыль нашему
государству [46, 90J Специалисты США и Канады считают экономически выгод-
ным использовать жидкий азот для замораживания креветок, омаров, лангустов и
других дорогих деликатесных продуктов с пеной не менее 50 центов за кг
Для замораживания используют также двуокись углерода. Двуокись углерода
получают при производстве NH^ (стоимость ее довольно низкая, при ее примене-
нии можно получать температуры замораживания от ОТ (—17,78 °C) до -НОТ
(-78,89°C). Поглощение углекислоты безопасно для человека, т. к. она удаляется
при дальнейшей тепловой обработке. В виде жидкости углекислота находится
под высоким давлением, а при атмосферном давлении существует в твердом или
газообразном состоянии. Использование углекислоты имеет свои преимущества:
нетоксичность. нейтральность по отношению к материалам, высокая удельная
теплота парообразования (от 75 до 135,4 кг/кг для твердой углекислоты), низкая
температура кипения при атмосферном давлении (от 50 до 75 кг/кг). Морозиль-
ные аппараты, работающие на жидкой углекислоте, имеют высокие показатели
по холодопроизводительности, занимают небольшие помещения. Скорость замо-
раживания значительно ниже, чем жидким азотом, г. к. углекислота не может ки-
петь на поверхности продукта. Жидкую углекислоту хранят при температуре око-
ю -20'С и давлении 20 атм. Углекислота может быть переохлаждена до —25*С,
что позволяет ее подавать к месту орошения с температурой 20 °C. При распы-
аснии жидкой углекислоты из 1 кг образуется 0,48 СО? в виде снега и 0,52 кг СО2 в
виде газа. Если смесь направить на охлаждаемый продукт, то температура моро-
зя зьной установки понижается и достигает уровня -62,2’С. Рыбное филе, упако-
ванное в полиэтиленовую пленку, охлаждается за 12 мин. Некоторые исследова-
тели полагают, что углекислота угнетающе действует на гнилостную микрофлору
и препятствует ее росту. В зарубежной практике нашли способ обработки пише-
вых продуктов, при котором замораживается продукт с поверхности на 6.. 6.5 мм
его толщины, а затем его упаковывают в газонепроницаемые пленки. При такой
обработке из поверхности слоя вытесняется кислород, замещаемый на углекис-
лоту, а внутри упаковки продукта образуется атмосфера инертного газа [75,76)
4.3.12. Производство мороженой рыбы
Мороженую рыбу выпускают неразделанной (круглой), потрошеной с голо-
вой (колодка), потрошеной без головы, в виде тушек, кусков (стеков), филе, фар-
ша и т. д. Приготовляют из живой и свежей уснувшей рыбы, по качеству соответ-
ствующей ТУ на рыбу-сырец и охлажденную согласно ГОСТ 814-96 [83 .85, 91
93, 96...99, 100... 102, 107J. Целую или потрошеную рыбу тщательно моют и после
стечки направляют на замораживание. На судах основную массу рыбы заморажи-
вают в виде блоков в противнях или блок-формах с крышками [5, 19, 31, 32, 56,
58. 59. 90, 94J. Применение крышек позвотяет получить блоки опредетеннпй
271
Глава 4. Охлажденная, подмороженная, мороженая и размороженная рыба
формы и размеров, уменьшает потери массы за счет испарения влаги и несколько
замедляет окислительные процессы. На продолжительность замораживания в
формах большое влияние оказывает плотность укладки рыбы, т. к. при неплотной
укладке ухудшается теплообмен из-за воздушных прослоек между рыбами, поэ-
тому в промышленности применяется подпрессовка блоков, позволяющих
уменьшить количество свободного пространства воздуха под крышкой. Блок
имеет обычно размеры (в мм) 60x250x800, массой до 12кг. При большей толщине
блока продолжительность замораживания резко возрастает (см. ф. Планка) про-
порционально квадрату толщины. Замораживание сырья в блоках соответствует
экономии тары за счет увеличения коэффициента заполнения 'т) (для я шика
мороженой рыбы составляет 0.5, а блоками — 0,8).
Продолжительность замораживания зависит от а, который в свою очередь яв-
ляется функцией скорости движения воздуха при воздушном замораживании, но
до определенных пределов — 15м/с. В различных современных морозильных ап-
паратах а изменяется от 8Вт/(м2-К) (при естественной циркуляции) до
1000 Вт/(м2-К) в плиточных установках. Однако уменьшение времени заморажи-
вания наблюдается до значения а - 600 Вт/(м2-К), а при дальнейшем увеличении
С!ТММ уменьшается незначительно [62,63]
Крупную рыбу замораживают в подвешенном состоянии (тунцовый промысел
[23]) в течение 24 ч Рыбу в мелком фасовании замораживают на специальных
стеллажах. Примерные нормы загрузки рыбы в морозильные камеры (кг) состав-
ляют следующие величины:
На I м2 грузовой плошали поля Не более 100
На 1 № стеллажей . .. 30...50
На 1 м подвесных устройств . Не более 200
На тунцовом промысле рыбу замораживают в растворах NaCl (18...20 %) соот-
ветствующей концентрации или смесей растворов в течение I...5 суг в зависимо-
сти от улова [23...25, 51]. Усушка при замораживании составляет различные вели-
чины для разных гидробионтов [6|, в подсчет ее для некоторых условий замора-
живания приведен подробно в публикации [58].
Расчет усушки при замораживании
Теоретические положения (первая предпосылка). Усушка продукта при его замо-
раживании происходит вследствие массового потока влаги от поверхности про-
дукта к охлаждающему воздуху, омывающему продукт. Движущей силой этого
процесса является разность влагосодержания воздуха у самой поверхности тела
(Xg, кг/кг) и в ядре потока (хс, кг/кг). Поток влаги направлен в сторону, противо-
положную градиенту концентрации, т. е. при наличии усушки xs>x*. Тогда поте-
рю влаги телом т (кг) за время т (с) можно записать [95] как
т = РВ(Х5— фХ,)Л, (4 235)
[де 5— поверхность тела, м2, рв — коэффициент испарения для чистой воды; <р —
относительная влажность воздуха, %
272
4.3. Мороженая рыба
Приняв во внимание, что коэффициент испарения для чистой воды больше,
чем таковой для испарения воды из продукта, так как влага из продукта удаляется
частично из растворов, частично через проницаемые пленки, вводят коэффици-
ент сопротивлению испарения
И =
Рв
Рп
С учетом известного соотношения Льюиса 195]
£ = СР = 1,0 кДж/(кг-град)
Р
выражение (4.235) принимает вид
m = —(jCj-yjrJSt,
где а — коэффициент теплоотдачи, Вт/(м-град); Ср— удельная теплоемкость воз-
духа, Дж/(кг град); остальные обозначения известны
Значения коэффициента испарения для разных продуктов различны, ц также
зависит я от упаковки материала и от температуры поверхности испарения. На-
пример, ц при охлаждении достигает следующих значений;
Туши мяса.. .... .. 2,5
Колбасы и сардельки в кишечной оболочке 1.7; 2.8
Колбасы и сардельки в целлофановой оболочке ... .. 5,6
Выражение (4.236) можно представить в следующем виде
т - 0,622-^(Ps~lP^Sz, <4237)
рС/Д Р J
где Р, Р^ — полное давление воздуха и давление насыщенного пара в воздухе; Р5 —
давление насыщенного водяного пара у поверхности продукта.
Количество испарившейся влагн т можно выразить через теплоту, затрачен-
ную на испарение, с учетом выражения (4.237) [95]
т = —(/н - 4)_ + _ , (4-238)
где М— масса продукта, кг; г— удельная теплота испарения, кДж/кг; /н, 4 — теп-
лосодержание продукта в начале и в конце процесса, кДж/кг; 57 — средняя экви-
валентная разность температур поверхности тела и теплоотводяшего воздуха, воз-
никающая в результате массопереноса или испарения,
п оэ r ?s <^м,с •
0£22 мсР------
к, — средняя разность температур поверхности тела и теплоотводящего воздуха,
созданная конвективным теплообменом, Fy = ts—te.
273
Глава 4. Охлажденная, подмороженная, мороженая и размороженная рыба
Чтобы вычислить усушку по выражению (4.238), необходимо знать начальную
и конечную среднеобъемные температуры тела, которые используются для на-
хождения энтальпий lv и /г.
Средняя разность температур поверхности тела находится из следующего
выражения
VS = ---— , (4.239)
In^
v5k
где vsh ~ fs* ~ 1с ~ начальная разность температур между поверхностью тела и
окружающей средой; ул = гЛ — te — конечная разность температур между поверх-
ностью тела и окружающей средой.
Температуры /5ни обычно можно найти из решений уравнений теплового со-
стояния при граничных условиях 3 рода. В этих решениях безразмерная температу-
ра R является функцией критерия Фурье, Био и безразмерной координаты x/R
Решения при разных Fo, Bi, x/R представлены в виде номограмм, из которых
легко определить безразмерные температуры в начале 6Н и в конце 6„ процесса, а
затем найти /^и ГЛ [95].
Определив г^, по таблицам определяют давление насышенного водяного пара
/\ при этой температуре.
Вторая теоретическая предпосызка. В последнее время появились дополни-
тельные публикации [30, 56. 95| по данному вопросу, позволяющие несколько
другим способом взглянуть на расчет усушки при замораживании
dm = fiS(xs-xa)dv. (4 24®
где 5— поверхность тела, м2; fl — коэффициент массоотдачи. м/с.
Выясним, за счет чего может оказаться xs > ха.
Как известно [56], влагосодержание воздуха определяется его температурой и
относительной влажностью
Х=<Г^Р^(Т), <4 241,
где <р — относительная влажность воздуха (безразмерная); = 0,018 кг/моль; R —
универсальная газовая постоянная. /?= 8.31 Дж/(моль-К); Т — температура воз-
духа, К; Рнвс(7) — Давление насышенного водяного пара, Па. которое может быть
определено из известной эмпирической формуле Филоненко:
1г>7>„.с(7Э . 23.7<4.242)
Для воздуха в ядре потока температура равна некоторой известной величине
Т= Та, а относительная влажность воздуха <р„ как правило, близка к единице Для
воздуха же у самой поверхности тела температура равна температуре поверхности
274
4.3. Морожено* рыба
Т= Т5, которая за время процесса понижается от криоскопической температуры
Тг в начале замораживания до почти равной Тк в конце. При выводе известной
формулы Планка для продолжительности замораживания тел простой формы (то
есть бесконечной пластины, бесконечного цилиндра и шара [56|) получаются и
выражения дтя температуры поверхности тела в ходе процесса. Что же касается
относительной влажности воздуха у поверхности тела ср,, то она зависит от того, в
каком периоде идет сушка. Как известно (66], сушка любого материала разделяет-
ся на два периода, В первом периоде (период постоянной скорости сушки) водя-
ной пар над поверхностью тела является насыщенным, то есть ф,= 1. Во втором
периоде (период падающей скорости) это уже не так и ср, < 1. Как правило, усуш-
ка при замораживании идет в первом периоде, то есть мы можем принять ср, 1.
Таким образом, разность влагосодержаний воздуха у поверхности теза и в ядре
потока возникает за счет разности температур поверхности продукта и охлаждаю-
щего воздуха. Отсюда ясно, что в основном усушка идет в начале процесса замо-
раживания, когда температура поверхности заметно выше То. Расчеты показыва-
ют, что за первую половину процесса происходит 80 % всей усушки.
Для расчета усушки также необходимо знание коэффициента массоотдачи р.
Здесь можно воспользоваться известным эмпирическим соотношением Льюиса [56]
| = GouP.™ = 1380Дж/(м'-К), (4.243)
где а — коэффициент теплоотдачи от поверхности тела, Вт/(м2- К); — удель-
ная теплоемкость воздуха, Дж/(кг К); — плотность воздуха, кг/м3. Числовое
значение приведено для температуры —20 *С
Итак, полная усушка определяется посредством интегрирования выражения
(4.240) по всему времени замораживания, с учетом выражений (4.241).,.(4.243).
Чисто технически при интегрировании удобнее в качестве переменной использо-
вать не время /, а толщину промерзшего слоя Д. так как при выводе формулы
Планка получаются выражения для температуры поверхности Ts как функции от
Д, а также выражения для dt'/d&. Тогда окончательную формулу для расчета усуш-
ки можно записать так:
' Риалы f/ Л(А)
^-водыРводы Л
К )
dt' ,к
(4.244Г
где г — характерный размер те та (для пластины — половина толщины, для ци-
линдра и шара — радиус).
Интеграл в (4 244) может быть вычислен, если известны выражен ия для Ts и dt'/dL
[см 56]. Однако интеграл (4.244) не может быть взят аналитически, поэтому можно
использовать программу численного расчета усушки по изложенной методике, напи-
санной на языке Quick Basic (52]. Программа запрашивает все необходимые данные,
а затем производит вычисление интеграла (4.244) по формуле прямоугольников с
разбиением интервала интегрирования на 1000 частей. При этом, в зависимости от
заданной формы тела используются соответствующие формулы для Т, и df из [56].
После выдачи результата программа запрашивает, нужно ли провести расчет еще раз.
Программа представлена в виде непосредственно исполняемого файла.
275
Глава 4 Охлажденная, годмарож«мнав, морожена* и размораж»нна« рыба
Произвотство филе
Замороженную рыбу глазируют пресной или морской водой, при этом масса
глазури составляет для блока 4 %, а для отдельных рыб от 2 до 3 %. Рыбу упаковы-
вают в тару, маркируют н хранят до реализации в соответствии с действующей
нормативно-технической документацией (НТД).
Филе — опин из видов продукта, отвечающий требованиям рационального ис-
пользования рыбы-сырца. Принципиальная схема производства филе включает
следующие технологические операции: приемку рыбы-сырца, мойку, сортировку,
разделку (снятие чешуи, потрошение, иногда обезглавливание, мойку), филетн-
рование, зачистку филе, обеешкуривание (но может быть и с кожей), мойку и за-
крепление филе в 10% соляном растворе в течение 10 мин, расфасовку и взвеши-
вание. охлаждение или замораживание, упаковку и хранение.
Под воздействием соли на поверхности филе образуется уплотненный и слегка за-
консервированный слой мяса (до 1,5 % NaCl), способствующий сохранению присущих
рыбе экстрактивных и ароматических веществ, уменьшающих усушку данного продук-
та [2]. Закрепленное филе после стечки фасуют в блокформы, выстланные водонепро-
ницаемым пергаментом или целлофаном. Применяется мелкая (0,25; 0,5; I кг) и круп-
ная (2.0; 3.0; 5кг и более, но не более 1 Зкг) расфасовка. Порции филе до 1 кг укладыва-
ют в картонные коробки, более 1 кг замораживают в блокформах и противнях и упако-
вывают в картонные или деревянные ящики [62.67.93]. Если же филе не упаковывают
после замораживания, то его обязательно глазируют в пресной холодной воде.
Производство фарша [4]
ПишсвоЙ фарш выпускают двух видов: «Фарш мороженый» без промывания мяса
рыбы в воде н 'Особый фарш мороженый» с промыванием в охлажденной воде.
Технологическая схема производства мороженого рыбного фарша включает
следующие операции: приемку, мойку, сортирование и разделывайие рыбы, отде-
ление мяса и отделение излишней влаги (только для особого фарша), тонкое из-
мельчение, перемешивание фарша со стабилизирующими добавками, фасование
в пакеты из полимерной пленки или картонные коробки, укладывание в формы
для замораживания, замораживание, удаление из блокформ. хранение, транспор-
тирование, реализация. Стабилизирующие добавки (поваренная соль, сахар, цит-
рат или фосфат натрия) вносятся для повышения устойчивости белков к денату-
рации, стабилизации водоудерживаюшей способности и увеличения срока хране-
ния. Выход рыбного фарша из неразделанной рыбы составляет 20...22 %, из обез-
главленной потрошеной — 74...76 %. Замораживание фарша лучше проводить
при температуре -30 ‘С до в центре блока не выше 18 ‘С.
Особенность особого рыбного фарша заключается в том, что он вырабатыва-
ется путем выдавливания из той же тушки мяса, но без костей и кожи на спецобо-
рудовании с последующим измельчением его на волчке и выпускается в основ-
ном в виде пакетов массой до 5кг для сети общественного питания, а для рознич-
ной — брикеты массой от 0,5 до 1 кг. Срок хранения фарша при температуре
—18 *С составляет не более 3-х месяцев.
276
4.3. Мсрож«наа рыба
Производство пищевой продукции из ракообразных и головоногих
Из замороженных до температуры -18 ’С ракообразных наибольшее значение
имеют креветки и крабы, из головоногих — кальмары и каракатицы. Срок хране-
ния в мороженом виде ракообразных составляет до 4-х месяцев, а головоногих —
10... 12 месяцев при температуре воздуха камеры -18’С.
Технологическая схема приготовления пишевой продукции из ракообразных
представлена на рис. 4.17|62J.
Добыча
1
Хранение
Мойка
Удаление головогруди
Сортировка
Варка
Замораживание
I
Шейки ракообразных
сыро- и варенокопченых
Замораживание
1
Сыромороженные
иеразделанные
ракообразные
В реали-
зацию
На промпе-
реработку
-► Варка
I
Замораживание
I
Вареномо-
роженные
иеразделанные
ракообразные
На промпе-
реработку
Размораживание
В реа-
лиза-
цию
На пром-
перера-
ботку
Удаление
головогруди
1
—* Мойка
1
Варка мяса
Удаление панциря
Вареное мясо
Мясо очищенное
1
Производство кулинарных
изделий
I
Реализация в торговле
Обжарка
Рж. 4 17. Технологическая схема производства питеноЙ продукции из ракообразных
277
Глава 4. Охлажденная, подмороженная, мороженая и размороженная рыба
4.3.13. Глазирование замороженных продуктов
Глазированием называется процесс образования на поверхности блока или те*
ла мороженой рыбы равномерной сплошной ледяной корочки.
Защитные покрытия предохраняют замороженные продукты от усушки и
окисления при хранении. Наиболее часто используют оболочки из льда, а также
различные водные растворы и применением поливинилового спирта (ПВС), кар-
бокси метил целлюлозы (КМЦ), позволяющие создать более прочные покрытия,
чем лед из обычной волы, т. к. срок холодильного хранения в таких случаях уве-
личивается в 1,2 раза для рыбы и мяса. Сходную цель преследуют, создавая ледя-
ную корку на брезенте или марле, применяемых для укрытия штабелей заморо-
женных грузов, подверженных усушке. Образование такой оболочки или корки,
называют глазированием. Рыбу глазируют в блоках или поштучно путем кратков-
ременного погружения ее вхолодную воду или орошением. При этом на поверх-
ности рыбы образуется ледяная оболочка, а поверхностный слой ее несколько
отепляется. После выдержки рыбы в холодном воздухе повторяют погружение
или орошение, отчего слой глазури утолшается. Толщина слоя глазури достигает
3...5 мм, а по массе составляет от 2 до 4% от массы рыбы.
Наряду с пресной водой для глазурования мороженой рыбы применяется
обеззараженная морская вода [92]. Обеззараживание морской воды разрешено
Минздравом (заключение № 1239/412-12) и производится путем введения в нее
антисептиков: катамина АБ (ТУ 0-01-816-90), выпускаемого в виде водного рас-
твора массовой доли от 48 до 50 %, который разводится до массовой доли 0,05 % и
используется для глазирования мороженых блоков рыбы. Допускается для этих
целей катапол (ВТУ от 27.07.82), выпускаемый в виде водного раствора массовой
лоти 10 %, а употребляется для гтазурования в концентрации массовой доли так-
же 0,05 %. Данные антисептики оказывают раздражающее действие на кожу в
концентрации их соответственно для катамина АБ — 0,5%, катапола — 11,1 %.
Гипрорыбфлотом (с. н. с. Зуйковой Л. П.) было установлено, что сроки хранения
мороженой рыбы в водной глазури из обеззараженной морской воды удлиняются
в 1,5 раза по сравнению с рыбой, глазурованной в пресной воде обычным спосо-
бом. На обеззараженной морской воде можно готовить растворы поливинилово-
го спирта (ПВС) марки 6/1 концентрацией 3% ПВС. Согласно инструкции <Об-
работка блоков мороженой рыбы защитным водорастворимым покрытием из
ПВС» в приготовленный раствор ПВС в пресной воде нельзя добавлять морскую
волу, так как возможна коагуляция полимера. При использовании карбоксиме-
тилцеллюлозы применяется 1 %-ный водный раствор. Введением модификаторов
типа 0,1 % оксиэтил целлюлозы (ОЭЦ) или оксопропил целлюлозы (ОПЦ) сокра-
щается время пленкообразования в 2 раза. Сроки хранения рыбы, обработанной
водным раствором ПВС, КМЦ, на 50% больше, чем рыбы того же вида после гла-
зирования пресной водой.
В теплофизическом отношении глазирование представляет сложный нестаци-
онарный процесс, в котором тепло передается от глазировочной жидкости к ры-
бе, аслой этой жидкости, ближайший к холодной поверхности глазируемого объ-
екта, отвердевает.
278
4.3- Морожено» рыба
Тепловой расчет глазирования производят по схеме теплового баланса для от-
дельных последовательно выполняемых операций, совокупность которых приво-
дит к образованию требуемого слоя глазури |71,72). При первом смачивании теп-
io отводится от поверхности тела к лежашим глубже слоям по законам теплопро-
водности и подводится от жидкости к поверхности тела по законам конвективно-
го теплообмена. Разность между отведенным и подведенным теплом
представляет собой тепло, выделившееся при образовании глазури. Зная тепло
затвердевания глазури, можно определить ее массу. Далее следует выдержка рыбы
в холодном воздухе, причем тепло отводится от внешней поверхности глазури
конвективно к воздуху и температурное поле в толше глазируемого тела изменя-
ется. Затем снова следует смачивание поверхности тела вместе с первоначально
образовавшимся слоем глазури, причем расчет теплообмена осуществляется по
схеме как и при первом смачивании. Допускается ряд упрощений, в частности,
считают изменение температуры в теле по закону простого охлаждения. Матема-
тическое выражение для тепла образования глазури при первом смачивании тела,
уподобляемого цилиндру, следующее
е, = -1,966, F0M - Ф, 5т, (4.245)
где 8 — полная энтальпия тела массой С перед первым смачиванием; а, — коэф-
фициент теплоотдачи от поверхности тела к жидкости; t ~ температура жидко-
сти; Ф. — коэффициент приближенного подобия тела; 5— поверхность смачива-
ния:!— время смачивания; Fv — критерий Фурье, равный дт/Я2.
Отсюда толщина глазури
О,
& = ---(4.246)
£ргФг5
где L — теплота льдообразования; р. — плотность рыбы.
Тепло Со, отдаваемое телом воздуху во время выдержки после первого смачи-
вания, находится из уравнения
= 8Л-4-В, (4.247)
где 1С и I, соответственно температура воздуха и начальная сред необъемная темпе-
ратура теза перед выдержкой: А и В — коэффициенты, вычисляемые в соответ-
ствии с характеристикой температурного поля тела.
Со можно вычислить также по разности энтальпий тела (поверхности и цент-
ра) после первого смачивания с учетом ги
Определив Со и Можно вычислить полную энтальпию тела перед вторым
смачиванием (С2).
<?2=Cj +&-<?<>, <4М«>
где Ся — тепло, отведенное от поверхности тела внутрь во время первого смачива-
ния (поразности энтальпий).
Примерно также рассчитывают глазирование теза при последующих смачива-
ниях и теплообмен при выдержке в волдухе.
279
Глава 4. Охлаждение», подмороженная, мороженая и размороженная рыба
На образование глазури влияют следующие факторы: температура и размеры те-
ла; длительность каждого смачивания и число смачиваний; температура глазиро-
вочной жидкости и скорость ее движения; длительность и условия выдержек глази-
руемого тела в воздухе после каждого смачивания. Глазурь будет образовываться
тем успешнее, чем больше полная теплоемкость тела в то же время высокая
температуропроводность тела способствует быстроте образования глазури. Таким
образом, возрастание теплоемкости тела приводит к образованию большей массы
глазури, но с малой скоростью. Формой тела, наиболее благоприятной для глазиро-
вания, оказывается та, которой свойственна наименьшая удельная поверхность
при равенстве объемов сравниваемых тел. Температура тела и масса глазури, отне-
сенная к массе глазированного тела, связаны линейной зависимостью, особенно
при многократных смачиваниях, в связи с понижением температуры поверхности
тела путем внутреннего теплообмена во время каждой промежуточной выдержки.
При увеличении размеров глазируемого тела относительная масса глазури тем
меньше, чем больше размеры тела. Однако, удельная поверхность убывает с увели-
чением линейных размеров тела одной и той же формы, и поэтому толщина слоя
глазури при прочих равных условиях будет возрастать с увеличением размеров тела
Вначале глазурь образуется быстро, затем при последующих смачиваниях этот про-
цесс замедляется и может начаться оплавление глазури. Поэтому выдержку моро-
женой рыбы в воде доводят до 2...5 секунд и не более 2...3-кратных погружений.
Температура глазировочной жидкости должна быть по возможности ближе к
температуре ее замерзания, т. е. 0,..0,5'С. Влияние температуры жидкости на ус-
пех глазирования возрастает, если жидкость движется у поверхности глазируемо-
го тела. Такое движение неблагоприятно для глазирования, т. к. увеличивает теп-
лоотдачу всей массы глазировочной жидкости к телу, вместо теплоотдачи от тон-
кого слоя жидкости из которого образуется глазурь Поэтому лучшие результаты
достигаются при глазировании погружением тела в жидкость, чем при орошении
его жидкостью.
4.3.14. Технология хранения замороженных продуктов
Цель хранения — исключить изменение состояния качества хранимых про-
дуктов. Основным средством достижения такой цели является достаточно низкая
температура хранения и ряд других условий. Выбор режима хранения зависит от
относительной влажности воздуха, скорости его движения, упаковки объекта, что
влияет на усушку хранимых продуктов. При герметичной упаковке побудитель-
ное движение воздуха позволяет пользоваться интенсивными охлаждающими
приборами. Если продукт не упакован, то побудительное движение увеличивает
усушку. Сочетание достаточной низкой температуры хранения воздуха камеры с
его побудительным движением может даже сократить усушку продукта. Относи-
тельная влажность воздуха в камерах хранения устанавливается самопроизволь-
но, в зависимости от особенностей продукта, теплопритоков и действия охлажда-
ющих приборов, обычно относительная влажность воздуха не должна быть ниже
92...95 %. Первым обшим требованием следует считать строгое постоянство и рав-
280
4.3. Мороженая рыба
номерность температурных параметров в камере хранения. Вторым требованием
является сокращение внешних и внутренних теплопритоков.
Возможная продолжительность холодильного хранения
Допустимые сроки хранения обычно связывают с видом продукта и условия-
ми хранения, выделяя температуру хранения как наиболее важный фактор. Не
всегда можно признать преимущество одного из условий хранения по сравнению
с другим. Так, герметичная упаковка продукта исключает необходимость регули-
рования влажности воздуха в камере, сокращает возможность окисления, предот-
вращает обсеменение продуктов микроорганизмами нз воздуха и, в какой-то ме-
рс, может констатировать понижение температуры хранения на несколько граду-
сов. В табл. 4J2(no [76J) приведены данные по продолжительности хранения мо-
роженых гидробионтов.
Таблица 4.12. Сроки хранения мороженых гидробионтов в зависимости от
температуры хранения
Продукт Хранение месяцах (t)
при—18‘С при -25-е при —30‘С
Тощая рыба неразделим пая 4 8 12
Филс трески 5 7 8
Омары,крабы 6 12 15
Креветки 6 12 12
Креветки, упакованные под вакуумом 12 15 18
Устрииы 4 10 1»
Примечание Для ставриды глазированной i “ 6 мес при г “ -1В "С. к •= 8 мсс при г -30" С
Скорость протекания любой из реакций, характеризующих изменен нс белков,
липидов и их соединений, можно представить как накопление продуктов реак-
ции во времени (т) и она является функцией температуры (/):
У =
dG
Л
(4.249)
где у — скорость реакции; dG’ — накопление продуктов реакций
Связь скорости реакции с температурой выражается уравнением
-
d( "
(4 250)
Решение этого уравнения при постоянном температурном коэффициенте
скорости реакции л„ позволяет представить скорость реакции Y, при температуре
/, если при скорость реакции будет
Y = Yj*.
(4251)
281
Глава 4. Охлажденная, подмороженная, мороженая и размороженная рыба
Назовем температурным фактором скорости реакции Сю отношение скоро-
стей одной и той же реакции при температурах, отличающихся на 10’С
Сю = «и»
Вайт-Гофф доказал, что для большинства химических реакций Сю = 2...3. Для
величины 10 можно получить решение, аналогичное Y,
У,.х=У^'+иЯ. (4.253)
Тогда температурный фактор скорости реакции так же, как и температурный ко-
эффициент реакции представляются постоянной величиной
Со=«10Я1, (- 254)
прологарифмируем формулу (4.251)
1пУ, = 1пУ] + и/
и получим
<Я1пГ,)
л, = -------. (4.255)
at
отсюда связь между Сю и К представится выражением (см. формулы (4.254) и (4.255))
Допустимая продолжительность хранения продуктов находится в обратной
связи с температурой
Л
— = —П Т . (4.257)
at
Тогда для продолжительности хранениях, при /, постоянном коэффициенте ri
и возможной продолжительности хранения топри температуре г0 получим
Т, =Тое (4.253)
Р Птанк сопоставил температурный фактор Сюс температурным фактором
продолжительности хранения С'ю в виде формулы
Ош = ---- (4.25»
ТГ* 10
1огда
т,*|о”т0е“"<'*10), (4 2И>
а С'ю выражается так же, как и фактор С10»а именно
С'10 = «1С"- <4261>
282
4.3. Мороженая рыба
Если принять, что ()iD и Сю не зависят от температуры, то оказывается, что
они равны так же, как и температурные коэффициенты nt и п'. Если учесть реаль-
ное влияние температурных факторов, то обнаружено их различие, которое, од-
нако, по мере понижения температуры сближается между собой (для тошсй рыбы
в особенности):
Д °C .-10 -20 -30
.. 4,22 2.87 2.13
О'. .3.64 2,62 2,04
Д. Г. Рютов установил связь между возможным сроком хранения заморожен-
ных продуктов и температурой в пределах от -6 до -20 °C [71]:
Т^ЛЮ'005'. (4.262)
Для говядины, баранины А -2,15; свинины тощей — 1,78; мяса кур — 1,58;
гусей, кроликов — 1,26. Для тощей рыбы А = 1,26, а жирной — 1,78. Возрастание
абсолютных величин отрицательной температуры по стоградусной шкале соот-
ветствует увеличению допустимых сроков хранения.
Если продукт принимают для холодильного хранения после того, как он хра-
нился, то для определения нового срока холодильного хранения следует учесть
итог предшествующего хранения [28]. Допустимая продолжительность хранения
т выражается как отношение начальной стойкости продукта •&* к скорости ее па-
дения «у» при данных условиях хранения
и
Т = - . (4.263)
V
Если скорость падения стойкости при -18 °C принять за 1, то
v = l0O,OJ(IB + n (4264)
отсюда стедуст, что и = 7,95/4 (см. формулу (4.257)), т. е. А — числовое выражение
начальной стойкости продукта.
Если же продукт с начальной стойкостью «и» хранился последовательно в те-
чение времени т,, т2, т, в условиях, когда скорость падения стойкости была v(, v2,
Vj, а затем предназначен для хранения в условиях, когда скорость падения стой-
кости будет v„, то допустимую продолжительность хранения можно найти из со-
отношения
и 2 Т,У, + T2V2 + TjV] +...+ ТЯУИ. (4.265)
Каждое из слагаемых представляет собой выражение потерн стойкости за «т»
при данном «1 >. Таким образом, хранение допустимо, пока не исчерпана стойкость
продукта. Скорость падения стойкости «к» является функцией температуры и нахо-
дится в ближайшем родстве со скоростью реакции «у». В соответствии с той же схе-
мой представлений стойкость «и» можно характеризовать условным числовым вы-
ражением накопления продукта реакции до допустимого изменения качества. Воп-
рос о связи между температурой и допустимым сроком хранения называют «про-
блемой Т-Т-Т» (Time-Temperature Tolerance), которая привела к созданию в США
283
Глава 4. Охлажденная, подмороженная, мороженая и размороженная рыба
цветных температурных индикаторов изменения стойкости продукта. В таких ин-
дикаторах меняется окраска со скоростью, зависящей от температуры, либо со вре-
менем появляется цветная надпись, предупреждающая о недопустимости дальней-
шего хранения. В лаборатории холодильной обработки рыбы АтлантНИРО Гри
горьевым А. А. предложен расчет допустимого срока хранения рыбы
т = 153 - 250%] - 0,5х2, ндед
где т — допустимый срок хранения, сут; х, — содержание альдегидов. мг%; —
содержание азота летучих оснований, мг%.
Данная формула не работает прн следующих условиях, когда не выдерживают-
ся соотношения АЛО и альдегидов в рыбе. Содержание АЛО — 22мг%, альдеги-
дов — менее 0,55 мг%; АЛО — 23—27,5 мг%, альдегидов — 0,56...0,75 мг%, АЛО —
свыше 28 мг%, альдегидов — 0,8 мг% и более. Отсутствие указанного соответ-
ствия между АЛО и альдегидами свидетельствует об утрате рыбой пишевой цен-
ности вследствие ее порчи.
Усушка при холодильном хранении
Количество влаги (со, ,), испаряемой поверхностью продукта, в результате вос-
приятия радиационного тепла приближенно представляется выражением
*-л Ип
где anp, Snp — соответственно коэффициент теплоотдачи и плошадь поверхности
продукта при радиационном теплообмене; Ln — удельное тепло парообразования;
гр, /п — температура греюшей поверхности и поверхности продукта.
р-(|-ф)
Рг
И.М)
где цр — психрометрический фактор, в который входят Ро и Р— давление насы-
щенного водяного пара при температуре воздуха камеры и прн температуре по-
верхности продукта, причем ф — относительная влажность воздуха камеры. цл не-
много > 1, поэтому ыпр не может быть значительной при малой разности (Гр - /п).
Условимся для уравнений теплового баланса, выражающих равенство количества
тепла при испарении влаги с поверхности продукта в воздух, обозначать с индек-
сом «п», а при конденсации этой влаги нз воздуха на поверхность охлаждающих
батарей обозначать с индексом <б».
Известны эмпирические формулы |!03], связывающие а, Вт/(м2 К) и р,
г/(м’-с-Па) — коэффициент испарения прн обтекании плоской поверхности вы-
нужденным потоком воздуха со скоростью v (м/с):
а = 1,16(5,3 + 3,6v), (4.2*9)
р = 2,08 + 17,4и). (4.27»)
Сопоставление этих формул приводит к величине отношения коэффициентов
а/p немного более 0,11-103 при практически вероятных скоростях v. При ф = 1 и
284
4.3. Морожено* рыба
/„=/#= 0, где 10 — температура воздуха камеры. Испарение влаги прекращается, но
конденсация влаги увеличивается с увеличением q (см. формулы (4.267) и (4.268)).
Иначе говоря, большая относительная влажность в камере нс свидетельствует о не-
избежности сокращения усушки при <on = we. Возрастание разности Ц — /6) и уве-
личение х вызывающих увеличение 0Г и 0в. увеличивает усушку. Однако, пониже-
ние температуры камеры сокращает усушку В отечественной практике используют
воздушное и смешанное охлаждение камер хранения охлажденных продуктов, а
для замороженных продуктов применяют низкотемпературное (до -40’С) хране-
ние с упаковкой с целью достижения минимальной усушки. Усушка замороженных
продуктов зависит от загруженности камер, выраженной соотношением 5„/54 (где
$„ — площадь испаряющей поверхности продукта) и LJLt.
В камерах хранения замороженных продуктов при Д/£6=1 и К"
всц/(Д,-Щ = 29,3 Па/К зависимости равновесной относительной влажности воз-
духа камеры от скорости его движения, отношения SJS6, и разности (Го - /6) качест-
венно те же, как в камерах хранения охлажденных продуктов. С понижением тем-
пературы воздуха его равновесная относительная влажность убывает. Усушка замо-
роженных продуктов значительно сокращается при понижении t0 примерно в
2,5 раза на каждые 10'С понижения температуры хранения. При увеличении v в ка-
мере возрастание усушки зависит от отношения 5„/5в. При -25 С и изменении vot
0,29 до 0,6 м/с усушка возрастает при S„/St = 10 на 30 %, при Sn/S6 = 40 на 7 %. При
/й = -25 'С и и - 0,2м/с, и при увеличении отношения 5„/5й в 4 раза по сравнению с
вышеприведенными данными, относительная усушка сокращается в 2,5 раза.
В камерах с однотипным охлаждающим оборудованием усушка пропорцио-
нальна притоку тепла и возрастанию «у». Увеличение отношения Sn/56 путем
уменьшения знаменателя, приводящее к росту разности (/0 — Г6), приводит также к
увеличению усушки. Тепло образования пара при усушке замороженных продук-
тов и тепло при конденсации пара на поверхности приборов охлаждения с обра-
зованием снеговой шубы численно различается, так как L„ (Дж/г) является функ-
цией температуры
Ln ~ 2,835 - 0,0023/, (4.271)
где Г — температура хранения, ’С
Различия тепла парообразования и конденсации незначительны, ввиду малой
величины множителя, при температуре (/). Среднемесячную усушку (%) рыбы,
мяса и других продуктов в % можно определить
где G — среднемесячная загрузка камеры, т; шпр — среднемесячное количество
влаги, г/ч, испаренной с поверхности объекта.
Среднюю равновесную относительную влажность воздуха можно найти из со-
отношения
(4.273)
285
Глава 4. Охлажденная, подмороженная, мороженая н размороженная рыба
Д. Г Рютов придавал большое значение системе охлаждения камеры [32, 33].
влияющей на усушку, которую он назвал коэффициентом радиационной эффек-
тивности охлаждающих приборов; чем больше коэффициент (К}, тем меньше
усушка. Значение этого коэффициента при /1р = — 18*С приведены ниже:
Потолочная батарея однорядная из 18 труб.... ... 1,58
Пристенная батареи однорядная из Ютруб.... 1,51
Потолочная батарея:
пучковая из6 х 8труб... .. 1.30
оребренная из 9 труб. .. 1.22
Воздухоохладитель из:
гладких труб. -- 1,08
оребренных труб ... 1,00
Мокрый воздухоохладитель ... 1,00
Для сокращения усушки иногда искусственно увлажняют [4,15, 37] воздух для
установления более высокой <р, однако разумно сокращать отвод влаги, нежели
добиваться высокой влажности воздуха, так как это ускоряет образование снего-
вой шубы на охлаждающих устройствах, неблагоприятно сказывающейся на теп-
лообмене. и может вызвать повышение температуры камеры, создавая дополни-
тельную нагрузку на работу холодильных машин.
Коэффициенты испарения 0 также связаны с усушкой. Для мяса выше средней
упитанности 0 составляет 6.25-10-6г/(м2-сПа), средней упитанности
8Д2-10“*г/(м2 с Па), ниже средней упитанности 10,62-10“ьг/(м2 с Па) и для льда
12,71 •10“‘г/(м1-с-Па). Таким образом 0теы меньше, чем меньше влаги. Замедление
усушки рыбы и мяса в процессе длительного хранения связано с уменьшением со-
держания влаги в поверхностном слое и уменьшением вследствие этого 0 (71,72].
Величина S^, представляющая площадь, участвующую в теплопереносе и вла-
гомере носе, называется эффективной поверхностью испарения и в среднем в
2,5 раза меньше полной поверхности всей площади рыб и мяса. Для мороженой
рыбы и мяса, уложенного в штабель, эффективная поверхность испарения со-
ставляет для тощей рыбы и мяса 12 м2/т. для жирных рыб и свинины 11 м2/т. Эти
данные могут варьировать в зависимости от плотности укладки штабеля и коле-
бания температурного режима хранения К сокращению усушки приводит ряд
мер, в частности, укрытие продукта, надежная упаковка. Д. Г. Рютов счел воз-
можным для упаковывания продуктов использовать формулы (4.266) и (4.273),
однако заменив в формуле (4.273) 0it коэффициентом паропрохождения 1», опре-
деляемым из соотношения
где г„ г2, г3 — коэффициенты паропрони пае мости каждого из слоев упаковки, в
г/(м2с-Па).
Так, для сокращения усушки мороженого мяса в 10 раз необходимо, чтобы о
был в 175 раз меньше, чем 0П, что достигается использованием упаковочных мате-
риалов с малой паропронинаемостью (г< 0.04- Ю"6 (г/м2с- Па)).
286
4.3. Мороженая рыба
Холодитьняя обработка пищевых продуктов с применением
электрофизических методов
В настоящее время, поданным ФАО, в мире ежегодно производится более
I млрд т скоропортящихся продуктов и лишь 25 % этого количества подвергает-
ся холодильной обработке. Поэтому столь велики — около 80 кг надушу населе-
ния — потери продуктов.
Одними из важнейших пишевых продуктов являются мясо и продукты его пе-
реработки Потери мяса при производстве довольно значительны, по су шествую-
щим нормативам только на замораживание и хранение замороженного мяса спи-
сывается более 165 тыс. т ценнейшего питания.
При хранении 1 млнт замороженной говядины ежегодные убытки от усушки
эквивалентны потере 70тыс. голов крупного рогатого скота. Планами экономи-
ческого развития многих стран предусмотрен быстрый рост производства замо-
роженных продуктов.
В мясоперерабатывающем производстве в последнее время используют 50% и
более размороженного мяса, кроме того, интенсивно развивается производство
быстрозамороженных мясопродуктов и кулинарных блюд. Эти обстоятельства
обуславливают актуальность процессов совершенствования и интенсификации
процесса холодильной обработки мяса и мясопродуктов.
Высокая стоимость энергетических и сырьевых ресурсов все в большей степе-
ни становится фактором, который приходится учитывать при оценке эффектив-
ности различных методов совершенствования холодильной обработки.
Так. совокупные затраты на производство, холодильную обработку, хранение
I кг товарного мяса согласно данным межотраслевого энергетического баланса
составляют свыше 22,1 кВт ч {15]. Эти затраты могут быть сокращены лишь при
использовании высокоэффективных теплообменных процессов [4. 15. 37].
Известно, что диэлектрические свойства мяса обусловлены его поляризаци-
ей под влиянием внешнего электрического поля. Кроме диэлектрических
свойств, мясо обладает ионной проводимостью [4] как в охлажденном, так и за-
мороженном состоянии. Замороженное мясо проводит постоянный ток вслед-
ствие неупорядоченного расположения протонов и наличия ионных ориента-
ционных дефектов в структуре льда. В условиях электроконвективного теплооб-
мена вокруг продукта внешнее электрическое поле, поляризация и ионная про-
водимость значительно изменяют динамику процесса замораживания как в
целом, так и отдельных его этапов [4].
На основе полученных результатов экспериментальных исследований холо-
дильной обработки мясного сырья в условиях электроконвективного теплообме-
на разработан ряд способов и устройств.
Среди них — камера холодильной обработки биологических объектов
(рис. 4.18). В теплоизолированном корпусе размешены воздухоохладители и сис-
тема электродов, установленных на диэлектрических держателях и подключен-
ных к источникам питания (4, 15, 37].
При холодильной обработке биологические объекты перемешаются иа транс-
портере по грузовому отсеку в непрерывном или цикличном режиме и подверга-
287
Глава 4. Охлажденная, подмороженная, мороженая н размороженная рыба
Ряс. 4.18. Камеры холодильной обработки биологических объектов:
в — с транспорте ром; 6 — с подвесным конвейером, I — геплонэалирешниый корпус, 2 — яоэ-
духооклалители ,3.4 — электроды; 5 — грузовой отсек, б — биологический объект; 7 — транспортер;
8— источник литании; 9 — подвесной конвейер; 10 — диэлектрические держатели
ются воздействию электроконвективного воздушного потока, создаваемого спа-
ренными рядами электродов.
Другой вариант камеры предназначен для холодильной обработки биологи-
ческих объектов, перемещаемых с помощью подвесного конвейера (рис. 4.18, б).
Электроды выполнены в виде дуги окружности. При этом радиус дуги окружно-
сти электрода равен расстоянию от его поверхности до линии перемещения био-
логического объекта или больше него. Благодаря этому биологические объекты
любой геометрической формы оказываются в фокусе действия электроконвекции
и равномерно обдуваются со всех сторон |8].
В камерах холодильной обработки биологиче-
ских объектов используется традиционное холо-
дильное оборудование.
Б. С. Бабаки ным и М. Р. Бовкуном [4] разрабо-
тай способ холодильной обработки штучных био-
логических объектов, по которому в термические
центры (рис. 4.19) биологических объектов 7 по их
наибольшей оси вводят заостренными концами
те пл ©передающие элементы 2, имеющие электро-
проводные поверхности, например, тепловые
трубки, термосифоны или металлические стержни,
и заземляют их.
Далее вокруг биологических объектов 7 разме-
шают генерирующие электроды 3 и поддерживают
соответствующую температуру воздуха в зависимос-
ти от вида холодильной обработки. Затем подключа-
ют электроды к источнику питания [4,15, 37).
Возникающий электроконвективный воздуш-
ный поток, направленный от генерирующих элек-
Рис. 4.19. Холодильная обработка
штучных биологических объектов:
I — биологический объект. 2 — теппопе-
редиощие элементы; 3 — генерирующие
электроды, 4 — источник питания
288
4.3. Мороженая рыба
тредов к заземленным элементам и биологическим объектам, интенсивно обду-
вает последние, увеличивая наружный теплообмен. При этом происходит диффу-
зия ионов сквозь толщу биологических объектов к электропроводной заземлен-
ной поверхности элементов. Интенсивный теплоотвод из термических центров
биологических объектов теплопередающими элементами способствует увелнче-
ниюскорости процесса холодильной обработки. Как показывают результаты экс-
периментальных исследований, данный способ позволяет значительно интенси-
фицировать процесс холодильной обработки биологических объектов, при этом
его продолжительность сокращается в 1,4... 1,8 раза, и снижаются потери массы
продуктов (рис. 4.20).
Ряс 4.20. Термограммы термического центра (7, 2) и поверхности (3, 4) образцов при
мсктроконвективном теплообмене (2, 4) и в отсутствие электроконвекнии (/, J):
период охлзжаскня; б — период замораживания [кристаллизации); « — период домораживаиия
Совершенствование процессов холодильной обработки пишевых продук-
тов осуществляется также с помощью импульсной подачи напряжения на ге-
нерирующие электроды. В этом случае ионы потерявшегося электро ней-
трального хладоносителя (воздуха) осаждаются на поверхности продукта,
который при этом приобретает электрический заряд одноименного знака с
ионами хладоносителя. Интенсификация охлаждения и замораживания про-
исходит до того момента, пока сила, определяемая величиной заряда про-
дукта и препятствующая осаждению ионов, ие стаиет равной сумме движу-
щих сил. определяемых значением коэффициента диффузии и подвижно
стью ионов. На поверхности продукта будет образовываться так называемый
«запирающий слой».
С этого момента следует подавать ионизированный хладоноситель противо-
положной полярности. Так как продукт и ионы хладоносителя имеют разноимен-
ные заряды, вновь возникает электроконвективное движение ионов хладоноси-
теля к поверхности продукта и интенсифицируется процесс холодильной обра-
ботки продуктов, а также, вследствие сокращения времени процесса, достигается
снижение энергозатрат. На описанном принципе разработан ряд способов холо-
дильной обработки мяса и мясопродуктов, позволяющих интенсифицировать
пронесена 30...50%.
Таким образом, проведенные экспериментальные исследования подтвержда-
ют широкие возможности электротехнологии для интенсификации процесса хо-
лодильной обработки сырья биологического происхождения.
289
Глове 4. Охлажденной, подмороженная., мороженая и раэморожвнная рыба
Увлажнение воздуха в холодильных камерах
Рнс. 4.21. Охлаждающий эле-
менте электроконвективным
теплообменом-
I — труЬ»; 2 — плоское перфори-
рованное рсОро; 3 - направляю-
щие пластины. 4 — генерирующий
электрод, 5 кожу*(.отверстиями,
6 — источник питания
лообмеиных элементах
Увлажнение распылением воды в воздух холодильной камеры широко исполь-
зуется в отечественной и зарубежной практике. Эффективность увлажнения во-
дой определяется тонкостью распыла. Степень дисперсности распыла должна
быть не более Юмкм. В этом случае седиментация (осаждение) частиц подчиня-
ется закону Стокса. При более грубом разбрызгивании капли воды не успевают
испаряться и оседают на продукте.
Наибольшее распространение получило увлажнение воздуха при помощи
пневмомеханических форсунок тонкого распыла [28]. Вода подается в форсунки
под напором водопровода, а сжатый воздух — от компрессорной установки под
давлением 0.4...0,6 МПа.
В последние годы находят широкое применение дополнительные техниче-
ские средства, способствующие сокращению потерь массы и снижению качест-
ва мяса при холодильной обработке. К числу таких средств относятся использо-
вание модифицированной газовой атмосферы, укрытие штабелей оболочкой из
брезента или мешковины с намораживанием на ее поверхности корки льда, уст-
ройство ледяных экранов в камерах хранения, увлажнение воздуха, применение
батарей с продольным оребрением, использование электроконвективного теп-
лообмена и др.
На рис. 4.21 представлен вариант охлаждающего
элемента с электроконвективным теплообменом, раз-
работанный Б. С. Бабакиным, М. Р. Бовкуном и
Д. М. Кареевым [4]. Батарея содержит теплообменные
элементы в виде труб для циркуляции хладагента (хла-
доносителя) с вертикальными ребрами 2, расположен-
ными вдоль труб 1 на их противоположных сторонах. В
ребрах 2 выполнены просечки, отогнутые пластины 3
которых обращены к трубе I и угол наклона пластин к
горизонтальной оси возрастает от трубы /к периферии
ребра. Охлаждающая батарея снабжена генерирующим
электродом 4, подключенным к источнику питания 6.
профиль электрода соответствует профилю оребрен-
ной трубы. Направляющие пластины 3 отогнуты в сто-
рону, противоположную генерирующему электроду
Теплообменные элементы заземлены.
Охлаждающая батарея работает следующим обра-
зом. Воздушная среда поступает к теплообменным эле-
ментам, проходя через отверстия кожуха 5, где ионизи-
руется, и возникает электроконвективное движение
среды, направленное к теплообменным элементам.
Влага, содержащаяся в воздухе, конденсируется на теп-
образуя иней нитевидных кристаллов, направленных в
сторону электрода 4. В начальный момент инееобразования заряженные частицы
влаги оседают и рекомбинируют на микровыступах и шероховатостях поверхно-
290
4.3. Мороженая рыба
стей теплообменного элемента, увеличивая поверхность теплообмена. В дальней-
шем частицы влаги оседают на образующиеся кристаллы инея, увеличивая на-
пряженность электрического поля Под действием электрических сил и электро-
конвективного воздушного потока нитевидные кристаллы сдуваются, н тем са-
мым замедляется процесс инееобразования и интенсифицируется теплообмен.
В дальнейшем эти кристаллы инея сублимируются, повышая относительную
влажность воздуха в камере. Расположение просечек под разными углами спо-
собствует направлению электроконвективного воздушного потока к противопо-
ложной стороне труб батареи, также интенсифицируя теплообмен.
Опытные работы и производственные испытания по охлаждению, заморажива-
нию и хранению мяса с покрытием из ацетилированных моноглицеридов (AM Г)
показали возможность снижения усушки в среднем на 50 % за месяц при хранении
замороженного мяса, 60% — при хранении охлажденного. Товарный вид мяса по-
сле покрытия его пленкой не изменяется и сохраняется лучше, чем без покрытия.
Замедляется рост микроорганизмов из поверхности мяса: число микроорганизмов
в мясе с покрытием составляет 3-10* г-1, а в контрольных образцах — 3 IO6!*'1.
Одним из действенных методов стабилизации температурно-влажностных ус-
ювий в камерах хранения является применение ледяных экранов, устраиваемых
по периметру наружных стен. Ледяные экраны играют важнейшую роль в локали-
зации радиационного теплообмена в холодильной камере. Это свойство стабили-
шруюшего воздействия экранов на физическую обстановку в камере в настоящее
время все больше используется всвязи с их совершенствованием [8].
Ледяные экраны устраиваются на расстоянии 400...600 мм вдоль наружных
стен. На деревянном каркасе от пола до потолка укрепляется мешковина, на ко-
торую намораживается ледяная корка толщиной 40...60 мм. Ледяную корку намо-
раживают как со стороны грузового пространства камеры, так и со стороны обра-
зующей стены. Экраны позволяют стабилизировать влажностный режим в поме-
щении камеры и уменьшить теплоприток через наружные стены.
Сопоставление фактических данных по температурно-алажностному режиму
в камерах холодильников для северной, средней н южной климатических зон по-
казывает. что в камерах, оборудованных ледяными экранами, относительная
влажность воздуха поддерживается в пределах 97...98 %, тогда как в камерах неэк-
ранированных на этих же холодильниках величина относительной влажности
воздуха составляет 9Z...95 %. Температурный режим в экранированных и неэкра-
нированных камерах примерно одинаков.
В камере, расположенной на промежуточном этаже, температурный пояс ха-
рактеризуется приблизительным равенством температур в продукте и в камере,
что свидетельствует о правильности принятого соотношения между нагрузками
пристенных (в продухе”) н в потолочных (в камере) охлаждающих поверхностей.
Этого нельзя сказать о камере верхнего этажа холодильника, где разность темпе-
ратур между внутрнкамерным воздухом и в продухе достигает в отдельные перио-
ды 3...4*С, причем воздух в камере имеет более высокую температуру. Такая су-
щественная разница в температурном режиме камер объясняется высокими теп-
"Просганство между экраном и стеной или между и стеной при отсутствии экранов
291
Глава 4. Охлажденная., подмороженная мороженая и размороженная рыба
л©притоками в камеру верхнего этажа через перекрытие холодильника В этой ка-
мере ис удавалось достичь требуемых температурных условий хранения
продукции прн температуре -18 °C и ниже.
Полученные результаты свидетельствуют о нецелесообразности устройства
ледяных экранов в камерах верхних этажей холодильников и, по-видимому, в ка-
мерах одноэтажных холодильников с батарейными системами охлаждения. Эти
камеры нельзя также использовать по прямому назначению из-за высоких значе-
ний усушки продукции
Уменьшение дефицита влажности воздуха в холодильной камере за счет суб-
лимации льда с поверхности экрана позволяет повысить относительную влаж-
ность воздуха на 1...2 % сверх 95 %. При этом количество сублимирующейся влаги
составляет [4|-
Л6, = Э (4 275)
где аэ — коэффициент теплоотдачи экрана со стороны камеры, Вт/(м2-К); fj —
плошадь поверхности экрана, м2; 63 — температура экрана, *С; е — коэффициент
влаговыдсления экрана, Р— теплота сублимации льда, кДж/кг.
Недостатком экранирования является снижение полезной холодильной вмести-
мости примерно на 5... 10%, а также конструктивная сложность, требующая больших
затрат ручного труда по монтажу, обивке тканью и намораживанию льда. Восстано-
вить сублимировавший лед можно только в период выгрузки продукта из камеры.
Одним из перспективных направлений в холодильной технике и технологии
обработки пищевых продуктов является применение электротехнологии, осно-
ванной иа использовании электростатических полей, когда за счет электрокон-
вективного теплообмена сокращается продолжительность холодильной обработ-
ки продуктов, а также потери, вызванные усушкой и повреждениями кристалла-
ми льда [8, 10,17].
Тепло- и массообмен в камерах хранения замороженного мяса
в пересыщенном влагой воздухе
Свойства пересыщенного воздуха приведены в [4, 37].
Существующие методы расчета усушки мяса базируются на известной форму-
ле Дальтона, при этом воздух в камере рассматривается как транспортная среда
для переноса влаги продукта к поверхности охлаждения. Анализ методики пока-
зывает, что ее применение ограничено рамкамн 100%-ной влажности. Она не мо-
жет быть использована для описания процесса в пересыщенном воздухе по следу-
ющим причинам: формула Дальтона является приближенной, так как парциаль-
ное давление пара не может быть принято в качестве потенциала переноса влаги в
иеизотермических условиях; формула Дальтона справедлива только для стацио-
нарного испарения жидкости со свободной поверхности. Это уравнение затруд-
нительно использовать в области отрицательных температур, поскольку опреде-
ление парциального давления пара при низких отрицательных температурах свя-
зано с недопустимо высокой погрешностью; по уравнению нельзя рассчитать ин-
292
4.Э. Морожена» рыба
тенейвность массообмена при конденсации пара, так как способ определения
коэффициента массообмена учитывает только процесс испарения жидкости с
плоской поверхности.
Поэтому теория усушки, основанная на формуле Дальтона, не может объяс-
нить наличие се при 100%-ной влажности в упаковке. Последнее объясняется
недоучетом роли традиционной теплоты, воспринимаемой штабелями мяса от
наружных ограждений конструкций камер и передаваемой к ним на поверхно-
сти охлаждения.
Пересыщенный воздух образуется при адиабатном расширении влажного воз-
духа в расширителях при отводе внешней работы. Общее давление паровоздуш-
ной смеси падает быстрее парциального и при одной и той же температуре на
изотерме Ван дер-Ваал ьса пар может иметь давление выше давления насыщен-
ных паров при той же температуре, т. е. быть переохлажденным. В этом случае
степень насыщения воздуха паром будет больше единицы.
Для расширения практической задачи
хранения замороженного мяса в пересы-
щенном воздухе можно использовать зону
метастабильных состояний пара, располо-
женную между спинодалыо / и бинолалью
2 (рис. 4.22). Этот участок соответствует
состоянию пересыщенного пара, т. е. па-
ра. имеющего температуру ниже темпера-
туры конденсации при данном давлении Р
В точке «е* состояние пара является
метастабильным (относительно устойчи-
выми), а в точке «а» оно стабильно и соот-
ветствует давлению насыщенных паров
Ра= Р5. Поэтому пар состояния точки «е*
стремится принять состояние точки «аг.
Процесс перехода пара из состояния
точки «е» в состояние точки «а» является
изотермическим и сопровождается выде-
лением теплоты фазового перехода.
Следуя положениям статистической
v
Рис 4.22. РК-диаграмма волы и водяного пара:
J спиныжль; 2— виноджш, К — крлтяческм точка;
м — иютерм! переохлажденного (Пересышейного) па-
ра; bf — аэотерма перегретой воды
термодинамики, стабильный воздух с <р = 1 можно считать устойчивой системой,
обладающей большой вероятностью состояния. Воздух метастабильного состоя-
ния относител ьно устойчив и обладает меньшей вероятностью состояния. Веро-
ятность состояния, как известно, характеризуется энтропией. Следовательно, по-
тенциал, определяющий массоперенос в среде пересыщенного влагой воздуха
должен быть функцией энтропии. Таким потенциалом является химический по-
тенциал воздуха |Т.
Система, содержащая переохлажденный пар, метастабильна, т. е. относитель-
но устойчива и прн наличии в ней центров конденсации (элементарных частиц,
пылинок и др) начинает образовывать капли конденсата. Образовавшиеся капли
жидкости подвержены действию сил поверхностного натяжения.
293
Глава 4. Охлаждение», подмороженная морожечая и размороженная рыба
Значительное снижение усушки замороженного мяса достигается при хране-
нии его в насыщенном влагой воздухе со степенью насыщения около 100%. По
методу, предложенному В. С. Тихоновым, в холодильную камеру подается насы-
щенный влагой воздух, получаемый в термодинамическом генераторе вл а го насы-
щенной среды (ТГВ) [15).
Работа ТГВ состоит в периодическом отборе части воздуха из камеры, сжатии
его в воздушном компрессоре малой производительности, промежуточном ох-
лаждении и последующем адиабатном расширении с вводом дополнительной
влаги. В результате воздух вновь приобретает температуру камеры и в насышей-
ном состоянии возвращается в зону хранения продукта.
Эффективными расширителями для ТГВ по энергозатратам являются турбо-
детандеры, однако для них характерен ряд недостатков, в частности, они имеют
ограниченный ресурс работы, а при их эксплуатации требуется квалифицирован-
ный обслуживающий персонал.
В качестве увлажнителей воздуха предлагается применять простейшие по
конструкции вихревые трубы. Вихревые трубы (ВТ) имеют ряд преимуществ по
сравнению с турбодетандерами, заключающиеся в конструктивной простоте,
долговечности, отсутствии вращающихся деталей и экологической чистоте.
Результаты испытаний и промышленной эксплуатации систем воздушного
охлаждения с увлажнением среды показали, что в охлаждаемых объектах можно
создавать среду с избыточным парциальным давлением водяных паров, соответ-
ствующим некоторому насыщению среды.
Увеличение количества подаваемой влаги приводит к возрастанию содержа-
ния крупнодисперсной фракции капель, которые, смешиваясь с охлажденным
воздухом, выходящим из воздухоохладителя, коагулируют со скоростью, пропор-
циональной интенсивности турбулентного потока. При этом размер капель очень
быстро достигает 2О...ЗОмкм и на их поверхности продолжает конденсироваться
избыточная влага. Избыточное количество подаваемой влаги не увеличивает пе-
ренасыщение воздуха в камере, а напротив, снижает его за счет интенсивного
процесса конденсации и вла го вы падения, что приводит к повышению энергозат-
рат как прямых, так и косвенных (в виде дополнительных тепловых нагрузок на
системы охлаждения).
В условиях значительного роста цен иа энергоресурсы эксплуатация таких
систем, несмотря на сокращение фактических потерь мясопродуктов от усушки,
снижает эффективность работы системы увлажнения.
Для уменьшения энергозатрат предлагается воздух в низкотемпературных ре-
структуризованных камерах увлажнять влагонасышенной средой с диаметром ка-
пель, не превышающим Юмкм. С целью получения тонкодисперсного состава
капель разработан электростатический камерный классификатор капель, при-
нцип работы которого заключается в отклонении траектории движения влагона-
сышенной среды, поступающей в него из увлажнителя под действием электри-
ческих сил и конденсации капель диаметром более Юмкм на внутренней поверх-
ности под действием сил тяжести, инерции и сопротивления.
Результаты анализа расчетов выявили с it дующий характер траекторий капель
в закрученном воздушном потоке, более крупные капли отбрасываются к стенкам
294
4.3. Мороженая рыба
канала На большее расстояние, чем капли меньшего размера; повышение напря-
женности электрического поля способствует более сильному отбрасыванию ка-
пель к стенкам канала Более крупные капли, хотя и имеют меньшее удельное
значение силы Стокса по сравнению с мелкими, из-за большей массы поднима-
ются на меньшую высоту, чем менее крупные.
Таким образом, в электроконвективной насыщенной влагой воздушной среде
будет происходить усушка, затем дальнейшее прохождение воздушной среды че-
рез теплообменную охлаждающую поверхность, что позволит снизить интенсив-
ность инееобразования и тем самым увеличить продолжительность работы аппа-
рата без оттайки.
Интенсивность инееобразования можно замедлить нанесением гидрофоб-
ного покрытия на теплообменную поверхность воздухоохладителя. Объясняет-
ся это тем, что такая поверхность становится неполярной, в результате чего зна-
чительно снижаются силы межмолекулярного взаимодействия поверхностных
атомов иа Гранине иней — покрытие. Кроме того, гидрофобная пленка, напри
мер двухслойное кремнийорганическое покрытие, снижает механическое сцеп-
ление кристаллов инея с поверхностью. Отмечается повышение коэффициента
теплопередачи в среднем на 30 % по сравнению с коэффициентом теплопереда-
чи серийного промышленного воздухоохладителя. Влияние термического со-
противления гидрофобного покрытия на стоимость полимерного материала, а
также непродолжительный срок его службы сдерживают промышленное ис-
пользование данного способа [4J.
Проточная (криогенная) система холодильной обработки
В связи с открытием в России значительных запасов (340 млрд м3) подземных
высокоазотных газов, себестоимость природного азота становится на порядок
ниже, чем азота, полученного методом сжижения и разделения воздуха [151-
Основное оборудование с проточной системой организации процесса на базе
жидкого азота используется в аппаратах для быстрого замораживания пишевых
продуктов. Рациональный принцип организации такой системы — трехзоиный,
который позволяет использовать пары азота после его испарения в зоне замора-
живания (2-я зона), для предварительного охлаждения (]-я эона) и выравнивания
температуры по толщине продукта (3-я зона). Использование холодных паров
азота является существенным фактором в сокращении расхода жидкого крио-
агента. Однако температура выходящих паров из таких скороморозильных аппа-
ратов достаточно низкая — на уровне —50...—70’С.
В связи с сезонностью производства сельскохозяйственной продукции отсут-
ствуют установки, позволяющие адаптироваться и осуществлять быстрое замора-
живание продуктов в конкретных условиях и наиболее полно использовать по-
тенциал криоагента.
Для повышения степени использования низкотемпературного потенциала газо-
образного азота в конкретных условиях производства сельскохозяйственной про-
дукции предлагается система мобильного хладоснабжения на базе азотного скоро-
морозильного аппарата АСТА, созданного специалистами МГУПБ, ТОО «Темп-1».
295
Глава 4. Охлажденная, подмороженная, мороженая и размороженная рыба
Основной принцип конструктивного оформления данной системы — прак
тически полное использование холодильного потенциала жидкого и газообразно-
го азота.
В проточной системе мобильного хладоснабжения рассматриваются три тем-
пературных уровня:
I) —196 *С, температура испарения жидкого азота, подаваемого в криогенный
морозильный аппарат из специализированной цистерны;
2)—70...—50"С, температура газообразного азота, уходящего из скороморо-
зильного аппарата после осуществления процесса замораживания продукта до за-
данной конечной температуры;
3) -20 ’С, температура газообразного азота, необходимая для хранения замо-
роженного продукта.
Поддержание заданных температурных уровней осуществляется за счет холод-
ных паров азота, отходящих из многозонного скороморозильного аппарата. Пре-
дусмотрена также подпитка жидким азотом из цистерны.
С использованием системы хладоснабжения на базе ЖГА, предусматриваю-
щей три температурных уровня, предложены конструктивные и компоновочные
решения оборудования проточного принципа действия для мобильного замора-
живания и транспортировки продуктов растительного и животного происхожде-
ния (приоритетная справка ФИПС на изобретение № 98112280) (рис. 4.23).
Рис. 4.23. Проточная азотная системе «обильного хладоснабжения для замо-
раживания и транспортировки пищевых продуктов
/ — эстный скороморспильмый аппарат, 2 конвейер; 3 — цистерна с жидким азотом; 4 — ав-
топрицеп; 5 — стол для подготовки продукта; в — брезентовый тент; 7 —стол для сортировки и
укладки. изотермический контейнер-накопитель, f— авторефрижератор; /. II, Ш —эоны
предварительного охлаждения. таморяжиаании. выравнивания температур
Проточная система хладосиабжеимя предусматривает в конце холодильной
обработки продукта выброс газообразного азота в атмосферу, при этом его темпе-
ратура должна теоретически быть равна температуре окружающей среды. Это
свидетельствует о полном использовании его температурного потенциала.
В действительности такого не происходит и с выходящим газообразным азотом
выносится некоторое количество холода ((?1ЫХ).
296
4.3. Мороженая рыба
Для оценки степени использования температурного потенциала газообразно-
го азота введен показатель £ — отношение полезного использованного количест-
ва холода (Qx) к количеству холода, полученного при полном использовании хо-
лодильного потенциала азота (0, +
<4.270
где г — теплота испарения жидкого азота, кДж/кг; Ср — удельная теплоемкость
жидкого азота. кЛж/(кг К); 1О — температура кипения жидкого азота (Го = —196 ’С);
/ос — температура окружающей среды, *С; Гв< — температура выходящего в атмо-
сферу газообразного азота, °C.
Результаты расчета показателя £ (4.276) представлены на рис. 4.24. Показатель
С определяет эффективность работы проточной азотной системы, т. е. является ее
КПД. Так, например, при £ = 0,7 используется 70% холодильного потенциала
криоагента, а 30% выносится в атмосферу с газообразным азотом [151.
Рис. 4.24. Зависимость показа
теля ч от температуры выходя-
шего в атмосферу газообразно-
го азота <4u,ini) и температуры
окружающей среды (го с)
4.3.15. Перекристаллизация при хранении замороженных
пищевых продуктов [28]
В процессе холодильного хранения происходит перекристаллизация льда.
Увеличение размеров кристаллов льда происходит на основе общих законов фи-
зической химии [71]. В монографии по льду В. П. Вейнберг подчеркивал, что во
льду происходит рекристаллизация, в результате чего уменьшается общее число
кристаллических зерен в связи с ростом крупных, вследствие уменьшения объема
и даже полного исчезновения более мелких. Это обусловлено зависимостью упру-
гости насыщенного пара над испаряюшейся поверхностью от радиуса кривизны
ее. Так каку поверхности малых кристаллов упругость насыщения больше, то они
постепенно испаряются, пар мигрирует к поверхности крупных кристаллов, ко-
торым свойственна меньшая упругость насыщения, и конденсируется на этих
297
Глока А Охлажденная, подмороженная, мороженая и размороженная рыба
кристаллах. В результате размеры крупных кристаллов увеличиваются, а мелкие
уменьшаются и могут исчезнуть. Явление режелаиии (смерзания) имеет большое
значение для изменения роста кристаллов. Это явление, вызываемое неравно-
мерностью удельных давлений иа различные части кристаллов, плавление тех
частей, где давление больше, и перемещение талой жидкости с последующим за-
мерзанием ее в областях характеризуемых малым давлением. Таким образом, от-
дельные небольшие кристаллы, смерзаясь между собой, образуют крупные слит-
ки. В замороженных рыбных продуктах рост кристаллов льда тем значительнее,
чем выше температура хранения и чем больше ее колебания. Последнее можно
объяснить преимущественным плавлением мелких кристаллов при медленном
повышении температуры, перемещением жидкости и замерзания ее на поверх-
ности крупных кристаллов при последующем повышении температуры Повто-
ряющиеся колебания температуры в камерах способствуют перекристаллизации.
Тухшнайд [69] привел данные о том, что за 30 суток хранения мороженной ры-
бы при средней температуре -5,6 *С размеры кристаллов увеличились вдвое, а
при —14,4’С — на 25% от первоначального размера. В кусочках говядины, замо-
роженных жидким азотом, дальнейшее хранение сопровождалось увеличением
средних размеров в 16 раз за 68...69 суток при температуре (г) —2...—7 °C, в 12 раз
за 137 суток при / = —10 °C и в 7 раз за 25 суток при f= —18 ‘С.
Б. Люйс [72,71], исследовавший рекристаллизацию льда в биологических объ-
ектах, называет 4 причины, вызывающие это явление:
1) развивающееся замерзание жидкости с присоединением к кристаллам но-
вых частиц кристаллитов;
2) формирование новых кристаллов из аморфной массы, не сложившейся
прежде в кристаллические структуры;
3) плавление или разрушение ранее образовавшихся кристаллов и образова-
ние новых кристаллов;
4) рост больших кристаллов за счет малых как результат миграции молекул от
одних к другим (миграционная кристаллизация).
Чижовым Г. Б. [71 ] отмечено, что при температурах -30 "С и 0 "С хранения об-
разцов замороженных ранее в жидком азоте, наибольшая рекристаллизация льда
наблюдалась при -10 °C, что приводило к нарушению целостности волокон
вследствие развивающейся денатурации белка, т. к. освобождающаяся при этом
влага, ранее находившаяся в связанном состоянии и, будучи поэтому незамерз-
шей, освобождалась замерзая, увеличивала размеры кристаллов. Увеличение объ-
емов кристаллов соответствовало приращению вымороженной воды. Смерзание
кристаллов в общий слиток вызывает эффект уменьшения количества и увеличе-
ния размеров кристаллов, способствующих денатурации белка и ухудшению ка-
чества продукции.
4.3.16. Применение антиокислителей, антибиотиков [75]
В настоящее время известно большое количество веществ, введение которых в
жиры тормозит процесс окисления их молекулярным кислородом. Антиокисли-
298
4.3. Мороженая рыба
тельными свойствами обладают ароматические амины, фенолы, в особенности
многоатомные, отдельные серосодержащие соединения, характерной особенно-
стью которых является легкость окисления их молекулярным кислородом.
Считают, что механизм действия антиокислителей основывается на недопу-
щении инициирования цепей окислительных реакций или обрыве их. В зависи-
мости от состава и структуры антиокислителей им присуща определенная специ-
фичность действия. Большое значение имеют степень подвижности находящихся
в молекулах антиокислителей активных атомов водорода, а также реакционная
способность специфических по отношению к действию молекулярного кислоро-
да функциональных групп.
Для предотвращения окислительной порчн жиров н жиросодержаших продук-
тов б России разрешено применение следующих антиокислителей: бутилгидрок-
сианизола, бутилокситолуола, додецил галлата и аскорбиновой кислоты
(табл. 4.13) [7,8].
Таблица 413 Основные антиокислители
Наименование Химически формула Допустимая концентрация (мг/кг жира}
Аскорбиновая кислота С6Н,Ов Не лимитируется
Бутилгидроксианизол (БОА) С„н16о, 200
Бугилгидрокситолуол (БОТ) С5Н„О 200
Додепилгаллат (ДГ) c„Hwo5 100
В настоящее время за рубежом в практике используют большое число анти-
окислителей Максимально допустимая суточная доза этих вешеств для человека
приведена (по [7]) в табл. 4.14.
Таблица 4.14. ДСП некоторых антиокислителей
Химическое вещество ДСП (допустимая суточная доза дли человека), мгна 1 кг массы тела
Аскорбиновая кислота Не лимитируется
Аскорбиновокислый натрий 15
Бутилгидроксианизол 0,125
Бугилгидрокситолуол 0,25
Винная кислота 30
Гваяковая смола 0,15
Изоаскорбиновая кислота Не лимитируется
Изоаскорбиновокислый натрий 5
Лимонная кислота Не лимитируется
Пропилгаллат 2,5
Тиодипропионовая кислота 3,0... 15,0
Токоферолы 2
Фосфорная кислота 70
299
Глава Л, Охлаждение», подмороженная, мороженая и размороженная рыба
Для предотвращения окислительной порчи некоторых рыбных продуктов ши-
роко используют бути л гидроксианизол (БОА). Этотантиокислитеть применяется
практически во всех странах. Используют как чистый БОА, так и смеси его с дру-
гими антиокислителями и синергистами. Изучением возможности применения
БОА для предотвращения порчи пишевых рыбных продуктов занимаются много-
численные отечественные и зарубежные исследователи.
БОА оказался эффективным антиокислителем для мороженых осетровых рыб.
Добавление БОА к жиру, выделенному из осетровых, в количестве 0,02% повы-
шало стойкость жира к окислению в 4,8 раза. Авторами (Московский институт
народного хозяйства) рекомендовано применение БОА в виде спиртового раство-
ра для обработки упаковочных материалов, в которые обертывают рыбу.
Эффективным оказалось использование бутил гидроксианизола и его смеси с
лимонной кислотой для предотвращения окисления жира мороженого китового
мяса и тихоокеанской макрелещуки (Япония). Блоки свежего китового мяса и
филе макрелещуки погружали на 10 мин в водные дисперсии, содержавшие 0,01;
0,02; 0,04 % БОА или те же количества антиокислителя и 0,5 % лимонной кисло-
ты. Образованные таким способом образцы замораживали при температуре
-25 *С и хранили при -15 ’С в течение года. Через 1,2, 3,6,9 и 12 месяцев оцени-
вали качество образцов органолептически и по содержанию перекисей в жире.
Было установлено, что обработка образцов водной дисперсией, содержавшей
БОА в количестве 0,01.. 0,2 %, успешно предохраняла жир образцов от порчи око-
ло года. Мороженую рыбу и китовое мясо разрешается перед хранением обраба-
тывать растворами, содержащими до 1 г БОА иа литр.
Испытания препарата *Тенокс-7» (Польша), состоящего из бугилгидрокси-
анизола, пропилгаллата и лимонной кислоты, который применяли в дозировках
0,005 и 0,003 % для торможения окислительной порчи жира мороженого окуня
(Sebastes mannus), показали эффективность его действия в концентрации 0,03%.
Эта дозировка препарата предохраняла жир рыбы от окисления в течение 60 сут
хранения при 20°C, при температуре хранения 50’С органолептические призна-
ки окислительной порчи жира были отмечены через 29 сут (21].
В Японии для обработки рыбы, китового мяса и беспозвоночных используют
изоамилгаллат. Изоа.милгаллат растворим в жире и спирте, в воде растворяется
плохо.
Мороженую рыбу и китовое мясо перед хранен нем глазируют в растворе, со-
держащем 1 г изоамилгаллата в 1 кг раствора.
В последние годы экспериментально установлена высокая ингибирующая ак-
тивность этилендиаминтетрауксусной кислоты (ЭДТА) и некоторых ее солей в
отношении жира рыб. ЭДТА, как показало исследование, ингибирует самоокис-
ление жиров, катализируемое следами металлов. ЭДТА и ее соли образуют с ме-
таллами комплексные соединения. Значительно усиливается антиокислительная
активность ЭДТА при добавлении к ней аскорбиновой кислоты.
Этилендиаминтетрауксусная кислота была успешно использована для предох-
ранения от окисления испанской макрели. Мясо испанской макрели отличается
высокими вкусовыми качествами, однако при хранении в мороженом виде оно
быстро приобретает неприятный прогорклый привкус. Использование других ан-
300
4.3. Мороженая рыба
тиокислмтелей (БОА, БОТ, пропилгаллага) для предохранения испанской макре-
ли от окисления жира не дало положительных результатов.
Обработка испанской макрели, хранившейся после вылова не более 24 ча-
сов, растворами ЭДТА, Са№2ЭДТА, №2ЭДТА, №„ЭДТА и Са2ЭДТА концент-
рацией 12,5; 18 и 25мг% способствовала длительной сохранности рыбы без
признаков порчи. Филе рыбы погружали в раствор антиокислителя на 20 мин, а
разделанную рыбу (потрошеную обезглавленную) шприцевали растворами ан-
тиокислителей вдоль боковой линии, располагая места инъекций через 5...7 см.
Образцы упаковывали в пленки, замораживали и хранили при -23 °C в течение
12 мес. Качество образцов в процессе хранения оценивали органолептически, а
также по содержанию перекисей и свободных жирных кислот. Было установле-
но, что после 12 месяцев хранения лучшее качество имели образцы рыбы, обра-
ботанные №2ЭДТА и №4ЭДТА в концентрации 18мг%. При этом в образцах
филе, обработанных погружением в раствор антиокислителя, после 12 мес хра-
нения перекисей содержалось меньше, чем в образцах, шприцованных раство-
рами тех же вешеств [25].
В Индии проводились исследования по предотврашению прогоркания замо-
роженной жирной рыбы Отмечено, что глазировка раствором, содержащим ан-
тиоксидант (в частности аскорбиновую кислоту, бутилгидроксианизол и бутил-
гидрокситолуол) при использовании синергистов (лимонная кислота, полифос-
фаты. глутамат натрия) ингибирует прогоркание. Однако эффективность антиок-
сидантов зависит от вила рыбы, сезона и других факторов [13].
В качестве ингибитора жира мороженой рыбы хорошо зарекомендовала себя
аскорбиновая кислота.
Обычно аскорбиновую кислоту добавляют в растворы для глазирования в ко-
личестве 0,1 .1,0%. Использование аскорбиновой кислоты совместно с лимон-
ной усиливает ее ингибирующее действие.
Исследованиями, проведенными во ВНИРО (1958г.) и КаспНИРО (1963г.),
было показано, что нспользованне аскорбиновой кислоты для глазирования са-
лаки, балтийской и каспийской кильки, а также сельди увеличивает продолжи-
тельность хранения рыбы в мороженом виде на 2...3 мес по сравнению с конт-
рольной партией [8, 18].
ВТИНРО изучали влияние фиксации на хранение мороженого филе хека.
Хека тихоокеанского (Merluceus produc/S) разделывали на филе в стадии по-
смертного окоченения. Филе перед замораживанием подвергали фиксации в вод-
ном растворе антиокислителей. В качестве последних служили аскорбиновая и
лимонная кислоты, взятые в равных количествах, — по 0,025 %. Замораживали
фиче хека блоками массой 10 кг при —28 °C, затем глазировали и упаковывали в
картонную тару. Содержание влаги в образцах при хранении не изменялось.
Фиксация филе в растворе антиокислителей перед замораживанием способ-
ствовала несколько лучшему сохранению влагоудерживающей способности мяса,
о чем можно судить по количеству связанной влаги.
Содержание в образцах азота водо- и солерастворимых белков к четвертому
месяцу хранения резко снижалось: в контрольном — от 52 % общего азота до 28, в
обработанном антиокислителями — от 54 до 26 % обшего азота Содержание в об-
301
Глава 4. Охлажденная, подмороженная, морожена* и размороженная рыба
разцах небелкового азота практически не менялось и составляло 11,5... 13,1 % об
шего азота.
Влияние антиокислителей на замедление окислительной порчи тканевого
жнра определяли по накоплению свободных жирных кислот и перекисей в жире
темной мускулатуры хека. Содержание перекисей в жире к пятому месяцу хра-
нения филе составляло: в контрольном образце 0,17 % йода, в обработанном ан-
тиокислителями 0.09% Йола. Кислотное число жира к этому сроку достигало: в
контрольном образце 15, в обработанном ангиокислителлями 13,7. В контроль-
ном образце отмечалось пожелтение темной мускулатуры, а также присутствие
запаха «старой* рыбы.
Таким образом, установлено, что фиксация замедляет окисление тканевого
жира [43].
Глазирование мороженой салаки и кильки 0,2%-ными растворами моноглю-
тамата натрия, смеси аскорбиновой и лимонной кислот и глутаминовой кислоты
позволяет заметно удлинить срок хранения этих рыб. Наиболее эффективным из
испытанных антиокислителей оказался моиоглютамат натрия; наименее эффек-
тивным — глутаминовая кислота; смесь аскорбиновой н лимонной кислот зани-
мает промежуточное положение. Салака, глазированная чистой водой, сохраня-
ется без изменения качества при —15 ’С в течение 3 месяцев. При этих же услови-
ях салака, глазированная раствором глутаминовой кислоты, а также смеси аскор-
биновой и лимонной кислот, вполне удовлетворительно сохранялась в течение
6...7 месяцев, а глазированная раствором моноглютамата натрия сохранила вкуси
запах, присущие свежей рыбе, в течение 9 месяцев.
Килька, глазированная чистой водой, сохраняется в течение 2 месяцев, в то вре-
мя как глазированная 0,1%-ными растворами моноглютамата натрия и смеси ас-
корбиновой и лимонной кислот — в течение 4 месяцев, а глазированная 0,2 %-ми
растворами данных антиокислителей — в течение 6 месяцев. При понижении тем-
пературы от -15 до -25 ’С срок хранения мороженой рыбы удлиняется примерно в
2 раза.
Использование аскорбиновой кислоты (1 %) для глазирования лососевых, по
данным Я. В. Мнкулич и А Ф. Мякиш (1957 г.), способствовало окислению жнра
неразлеланной рыбы до 8...9 месяцев и филе до 7 месяцев.
Поданным R. Greig, аскорбиновая кислота успешно ингибировала окисление
жнра в мороженом филе сига и морском окуне [22].
Кроме того, использованная в концентрации 1 %, аскорбиновая кислота, по
данным М. Schwartz и В. Walts, эффективно предохраняла от окисления жир мо-
роженых устриц в течение 6 месяцев хранения при температуре —20 “С [22].
В нашей стране при производстве ставриды, разделанной на пласт и повторно
замороженной, в солевой раствор (используемый для посола рыбы) вносили
смесь 0,2 % лимонной и 0,3% аскорбиновой кислот. В пробах, где был применен
антиокислитель, гидролиз и окисление жира протекали более медленно. Моро-
женая ставрида после 5 месяцев хранения является вполне пригодной для реали-
зации и переработки. При производстве ставриды, разделанной на пласт, исполь-
зование антиокислителя является желательным, что позволяет и значительной
мере предупредить окисление жира. При использовании в качестве сырья для
302
А.З. Морожено* рыбе
производства этого продукта мороженой тощей ставриды пятимесячного хране-
ния рекомендуется использовать смесь 0,2% лимонной и 0,3% аскорбиновой
кислот, что позволяет после двухмесячного хранения повторно замороженного
продукта сохранить его качества [24).
По данным СибНИРХ, в качестве антиокислителя для мороженой рыбы
(осетр, нельма, муксун) может быть использован прополис — пчелиный клей. Он
содержит и своем составе около 55% смол, 30% воска, 5... 10% эфирных масел и
5 ..10% механических примесей. Хорошие результаты были получены, когда рыбу
до замораживания промывали в водном растворе прополиса, а после заморажива-
ния глазировали в 0,005 %-ном водном растворе прополиса и лимониои кислоты,
взятых в соотношении 1:1. После 10 месяцев хранения при -2О...-25’С рыба, об-
работанная антиокислителем, имела высокие вкусовые качества [61].
В Англии официально разрешенными антиокислителями является бутилоксиа-
низол (БОА), бутилокситолуол (БОТ), пропил галлат, октил галлат и додецилгаллат.
Английская Фирма Imperial Chemical Industry Ltd, занимающаяся производством
некоторых из указанных антиокислителей (Торговая марка Топанол) разработала
новый антиокислитель, который получил торговую марку Топанол-354. Новое ве-
щество по химической формуле занимает промежуточное положение между бутил-
оксианизолом и бугнлокситолуолом. Предварительные испытания показали, что
Топанол-354 сочетает в себе свойства этих двух антиокислителей. Топанол-354
представляет собой кристаллы белого цвета, на 99% состоящие из 3.5-ДИ-трет-бу-
тил-4-гидроксианизола, плавится при температуре 104'С и практически нс имеет
вкуса и запаха. Вещество почти нерастворимо в воде и водных средах, но растворя-
ется в большинстве органических растворителей.
По токсичности Топанол-354 сравним с БОТ и БОА, но в целом он более безо-
пасен. Чем выше содержание ненасыщенных жирных кислот в жире, тем в боль-
шей степени проявляется преимущество Топанола-354 по сравнению с бутил гид-
роксианизолом. Новый антиокислитель более активен в сохранении витаминов
жира и запаха его, не придает привкуса горечи, проявляющегося при использова-
нии БОА. менее летуч. По сравнению с БОТ по отношению к животным мирам
он более активен. Топанол-354 также более активен в отношении животных жи-
ров, чем галлаты, и при его использовании не наблюдается окрашивание жира в
присутствии железа н его солей. Антиокнслительные свойства Топанола-354
обусловлены той легкостью, с которой он взаимодействует со свободными ради-
калами, ведущими цепи окисления. Другие стадии окислительного процесса мо-
гут быть приостановлены различными добавками (лимонная и др. кислоты). Ис-
пользование таких добавок в сочетании с Топанолом-354 усиливают его аити-
окислительныс свойства.
Для получения максимального эффекта необходимо Топанол-354 вносить на
более ранних стадиях производства продукта. Поскольку эффективная концен-
трация Топаиола-354 для большинства жиров и масел невелика (0,02%), долж-
но быть обеспечено равномерное распределение антиокислителя в продукте.
Внесение антиокислителя может быть осуществлено путем растворения в жире,
путем приготовления концентрированного раствора в жире (1 %) и последую-
щей добавки этого раствора в обрабатываемый продукт при тщательном пере-
303
Глава 4. Охлаждение», подмороженная мороженая и размороженная рыба
мешнванин. Другим способом является распыление раствора на продукт или
погружение продукта в раствор антиокислителя. В некоторых случаях для уси-
ления зашиты продукта антиокистителем можно обрабатывать поверхность
упаковочного материала или тары.
Топанол-354 является единственным антиокислителем, который испытан в
полном соответствии с национальными и международными требованиями при-
менительно к пищевым продуктам [26].
В США и Канаде официально разрешено использовать антибиотики для хра-
нения некоторых видов рыбных продуктов.
По сведениям газеты «Ля Пэш Маритим»(М₽991.1960 г.) ауреомицин является
хорошим средством предохранения рыбы от порчи и улучшения ее состояния и
качества. Срок хранения продуктов увеличивается, когда антибиотики вводят в
процессе замораживания рыбы [11].
4.3.17. Особенности систем охлаждения добывающих,
обрабатывающих и приемно-транспортных судов [14, 53]
Добывающие и обрабатывающие суда по грузовместимости рефрижераторных
трюмов занимают 1 место в рыбопромысловом флоте, достигая 60% от объема
всей полученной продукции. В основном, рефрижераторные трюма (РТ) таких
судов оснащены воздушной системой охлаждения (ВСО) и другими системами
рефрижерации низкотемпературных трюмов (СРНТ). тепловлажностныс режи-
мы которых не в полной мере отвечают требованиям современной холодильной
технологии, а их технико-экономические и эксплуатационные характеристики
недостаточно высоки. Проблемы могут быть решены применением различных
модификаций систем внекамерного панельного охлаждения (А. с. № 162762,
282053,559076.732632. 1086335).
ПСО (панельно-судовое охлаждение). Закономерности теплообмена приборов
охлаждения ПСО со стороны трюма состоят в том. что конвективный теплообмен
пластины волнообразного профиля с переменной температурой в сравнении с
изотермической пластиной более интенсивный, отвод внутритрюмных тепло-
притоков осуществляется лучистым путем, а приведенный коэффициент тепло-
передачи мало зависит от плотности теплового потока. Повышение эффектив-
ности работы ПСО достигается максимальным экранированием наружных ог-
раждений и развитием теплообменной поверхности приборов охлаждения со сто-
роны трюма. Дополнительное термическое сопротивление воздушной прослойки
и развитие поверхности ПСО способствуют сокращению внешних теплоприто-
ков, уменьшению разности температур между воздухом трюма и охлаждающей
средой, а также уменьшению энергозатрат.
Закономерность формирования температурного поля воздуха и груза по высо-
те трюма и твиндека зависит от расположения охлаждаемого помещения на судне
и принятой системы экранирования. Так, в трюме ППР «Алтай» наиболее высо-
кая температура наблюдается в нижней части, где повышенные теплопритоки и
ухудшенные устовия для их отвода, а более низкая — в верхней части, вследствие
304
4.3. Мороженая рыба
интенсивного лучистого теплообмена между грузом и панельными приборами
охлаждения. В верхнем твиндеке и в трюме ПР «Искома» зона повышенных тем-
ператур наблюдается в средней части, а низких — в верхней и нижней частях.
Другой важной особенностью ПСО является то, что при длительной эксплуата-
ции вусчовиях инееобразования на поверхности панельных батарей температур-
ные режимы в охлаждаемых помещениях поддерживались стабильно, и оттаива-
ние панельных батарей не производилось.
ГСО (гталкотрубная система охлаждения). Закономерность формирования
температурного поля воздуха и груза такая же. как и в ПСО с неполным экрани-
рованием. однако в отлнчне от последней в течение длительной эксплуатации
температуры воздуха и груза не стабильны, а их распределение по объему поме-
щений неравномерное.
ВСО. При бесканальном воздухораспределен и и зона пониженных темпера-
тур находится внизу, а повышенных — вверху. Особенно неравномерное темпе-
ратурное поле наблюдается в твиндеке. При канальном воздухораспределении
температурное поле имеет противоположный характер. Характерной особен-
ностью всех ВСО является то, что температурный режим в трюмах нестабилен.
В процессе оттаивания воздухоохладителей наблюдается повышение темпера-
туры на 4 *С, после его завершения — понижение температуры на 3...5 ’С. В про-
цессе загрузки оттаивание проводят через 3...5 сут и сразу же после ее заверше-
ния,, и в режиме хранения через 12...25 сут, в результате чего наблюдается посто-
янное колебание температур воздуха и груза, что приводит к ухудшению техно-
логических режимов хранения.
Относительная влажность воздуха. В СРНТ с естественной циркуляцией возду-
ха относительная влажность во всем объеме охлаждаемых помещений составляла
97... 100 %, а в ВСО 89...93 % внутри штабеля и 82...85% снаружи после 97, 89 и
82 ч охлаждения соответственно.
Интенсивность доморажнваиия грузов в процессе загрузки. Домораживание
груза в камерах хранения противоречит технологическим требованиям, которые
в условиях промысла зачастую не выполняются. В условиях промысла до
70...80 % времени рефрижераторные трюма находятся в состоянии частичной
загрузки с продолжительностью 10...20сут для каждого трюма. Интенсивность
домораживаиия груза в трюмах с ПСО выше, чем для ВСО. Только в трюме с
бесканальиой ВСО через 7...11 сут после начала загрузки скорости ломоражива-
ния сравнялись между собой.
Потеря массы груза от усушки. Средняя величина усушки, определенная теоре-
тическим путем, составила для трюма ПП Р «Алтай* 0,23 %, для верхнего твиндека
0,18%, а соответствующие экспериментальные данные: 0,20 и 0.14%. Если при-
нять потерю массы в нижнем твиндеке равной верхнему, то общая потеря массы
от усушки по судну нс превысила 0,11...0,12 %. Потери массы груза от усушки в
трюмах, оборудованных ПСО, ниже соответствующих потерь в 1.5...2 раза в срав-
нении с ГСО, в 2,9...8,6 раза в сравнении с ВСО.
Анализ результатов. ПСО по всем эксплуатационно-технологическим показа-
телям имеет неоспоримое преимущество перед другими СРНТ. Хотя в ПСО, как и
в других СРНТ, наблюдается разность температур воздуха и груза по высоте поме-
305
Глава 4. Охлождвннав, подмороженная, морожвная и размороженная рыба
шения, однако эти температуры имеют тенденцию к понижению в процессе дли-
тельного хранения при почти постоянных разностях температур между воздухом
и грузом. В табл. 4.15 приводятся данные по теплофизической обстановке раз-
личных СРНТ.
Таблииа 4 15. Влияние систем охлаждения в трюмах на технологичность выпуска
мороженой продукции в процессе длительного хранения
ТреСоынис «иодильной технологии ПСО ICO ВСО
Зашита груза от внешних тепло- притоков Обеспечено на 48...70 % Обеспечено на 18..27 % Отсутствует полностью
Низкая температура воздуха (до Поддерживает- Нс поддержи- Поддерживается в трю-
-зо*С) ся вастся мах, но нс поддерживается в твиндеках
Стабильность температур Температура медленно по- нижается Температура вначале пони- жается, затем повышается Температура понижается с цикличным колебанием до 5...9*С через 3...5 сут прн загрузке и 25 при хранении
Равномерность температурного Разность температур по высоте охлаждаемого контура. *С
поля по объему 4,4...6,2 (НЭ); 0,2...3,6(ПЭ) 1,5.65 (НЭ) 5,7...8,0 (НЭ) неполное (ПЭ) экранир.
Равномерность поля температур Разность температур по высоте штабеля, *С
в объеме штабеля 4,2...6,0 (НЭ): 0. .2,5 (ПЭ) 1.2 ..5.9 (НЭ) 5.7-8.O (НЭ)
Высокая относительная влаж- Обеспечивает- В любых час- Обеспечивается только
ноегь воздуха до 93...95 % ся влюбыхчас тяк штабеля тях штабеля выше 93 ..95% внутри штабеля, снаружи — нс обеспечивается
Лучистый теплообмен между грузом и приборами охлаждения Очень высокий Высокий Отсутствует
Потери массы груза от усушки 0,11..Д21 % 0,7 ..0,31% 0,35.-0,81 %
Естественная конвекция воздуха Обеспечивается Не обеспечивается
Технико-экономические показатели СРНТ
ПСО по сравнению с ВСО обладает низкими энергозатратами и объемными
потерями, но вместе с тем имеют повышенные массовые показатели. Различные
модификации ПСО. в т. ч с промежуточным хладоносителем, в сравнении с ВСО
при непосредствениом кипении R-22 в одинаковых условиях сопоставления об-
ладают меньшими холодопроизводительностью и мощностью, приблизительно
на 10...50% за счет максимального экранирования наружных ограждений, рацио-
нальных геометрических размеров теплопередаюшего элемента и меньших теп-
лопритоков. В табл. 4.16 приведены: в числителе — удельные показатели СРНТ,
отнесенные к полезному объему трюма | энергетические (Вт/м1), массовые (кг/м1),
объемные (м3/м3)); в знаменателе — относительные показатели (ГСО с одноряд-
ными батареями принята за базу сравнения).
306
4.3. Мороженая рыбе
Таблица 4 16. Технике-экономические показатели СР НТ
Систем! охлаждения Энергетические Массо ые Объемные
ПСО(ПХ-промежуточный хладоно- 20,5 23.9 0.104
ситель) однорядные батареи 1.0 1.0 1.0
ПСО (ПХ, двухрядные батареи) 26,0 36,2 0,169
1.31 1.51 1.62
ВСО-ребристые системы охлаждения 13.9 19.1 0,108
(ПХ)-кратковременная эксплуатация 0,68 0.80 1,04
ВСО (ПХ, НК-непосрсдствснное км- 43,3...51,0 23,6 0.221
пение, канальная! 2,11 .2,49 0.99 2,12
ВСО (ПХ, НК, бес канальная) 29.0... 34.5 17,7 0,127
1.41...1,68 0,74 1,0
ПСО(ПХ, ПЭ) 12.2 35.9 0.059
0,59 1.5 0,57
ПСО(ПХ НЭ) 13.8 26.0 0.048
0.67 1.09 0.46
Влияние типа СРНТ на технические характеристики
рыбопромыслового судна
Для оценки влияния типа СРНТ на показатели судна предложено 2 метода: А и Б.
Метод А основан на сравнении ПСО и ВСО для траулеров с одинаковыми
главными измерениями (£, В, Н= const), автономностью плавания, главными и
вспомогательными энергетическими установками.
Метод В основан на сравнении ПСО и ВСО для траулеров с одинаковыми по-
лезными грузовместимостями трюмов (Р= const), автономностью плавания и
продолжительностью промыслового рейса. В этом случае меньшие потери ПСО
скажутся на сокращении располагаемого объема трюмов и поверхности их на-
ружных ограждений, что приведет к большему, чем в предыдущем случае, сокра-
щению энергетических затрат и запасов топлива холодильной установки (ХУ). По
этой причине снизится масса ПСО, что вызовет уменьшение главных размеров
судна, весовой нагрузки корпуса и изоляционной конструкции, энергетических
затрат и запасов топлива для главной силовой установки.
Использование первого метола оценки для вновь проектируемых судов может не-
сколько исказить истинные технико-экономические показатели. Так, по этому мето-
да годовой расход топлива на 1 траулер типа «Горизонт» (пр 1386) или «Антарктида»
(пр. 16080)„ сокращается иа 27...28т, а расход материалов увеличивается иа 17... 18т
По второму методу уменьшается как расход топлива (на 107... 115т), так и ма-
териалов (на 210...250т). Масса ПСО с панелями из алюминиевых сплавов сокра-
щается дополнительно на 14. .24 т. Поэтому метод А можно использовать только
при переоборудовании судов и сравнении СРНТ на эксплуатируемых траулерах, а
метод В — при новом проектировании
307
Глава Л Охлаждения», подморожвннса, морожена! и ра1мороженно» рыбе
Экономическая эффективность и пути совершенствования ПСО
Внедрение ПСО в конце 90-х годов на судах пр. 582, 1376, 394-А, 394-АМ, 413
осуществлено на 173 объектах с общим водоизмещением более 840тыс. т и ^узо-
вместимостью рефрижераторных судов около 320тыс. м3, что позволило получить
ощутимый экономический эффект. Установлено также, что суда, рефтрюмы кото-
рых оборудованы ПСО. обладают более высокими коэффициентами утилизации
водоизмещения по чистой грузоподъемности, по дейдвейгу в сравнении с судами,
трюмы которых оборудованы ВСО. Таким образом, на перспективу предпочтитель-
нее переоборудование действующих судов и строительство судов с рефтрюмами с
ПСО. Таким образом, оптимальной температурой хранения большинства рыб счи-
тается температура от -20 до -25 ’С, а сельдевых и некоторых других-30 "С; оп-
тимальной влажностью воздуха камеры хранения является 95... 100 %.
Технологическими инструкциями допускается колебание температуры возду-
ха и относительной влажности воздуха около 2%. Температурный режим хране-
ния в трюмах регулируется изменением температуры хладагента, величинами по-
верхности приборов охлаждения или продолжительности их работы. Относитель-
ная влажность воздуха регулируется путем осушения его хлористым кальцием
или увлажнения его посредством специальных увлажнителей.
4.3.18. Погрузка и выгрузка мороженой рыбной продукции
Погрузка мороженой рыбопродукции в трюмы и выгрузка ее осуществляется с
помощью трюмных элеваторов, грузовых устройств, кранов, оборудованных пло-
щадками. на которые укладываются ящики с мороженой продукцией. На палубы
трюмов по всей их площади укладывают решетки высотой нс менее 100... 150 мм.
обеспечивающих циркуляцию воздуха, а также предохраняющие яшики от за-
грязнения |5].
По существующим нормам загрузки, в 1 м’ грузового объема трюма укладыва-
ют 450...500 кг мороженой рыбы в ящиках. Первый ряд ящиков укладывают на
решетки, далее яшики размешают ровными рядами для исключения циркуляции
воздуха внутри штабеля. Для наиболее целесообразного использования емкости
трюма оставляют свободные пространства под пристенными батареями на шири-
ну ящика (25см), под потолком (20см), в местах расположения потолочных бата-
рей (40см). В настоящее время широко внедряются пакетные и контейнерные
способы перевозки продуктов, вт. ч. мороженой рыбы.
4.3.19. Оценка качества мороженых гидробионтов
Мороженую рыбу производят в соответствии с ТИ № 11 по изготовлению мо-
роженой рыбы (30, 100] и ГОСТ 1168—86 «Рыба мороженая. Технические усло-
вия.. Мороженую рыбу приготавливают из рыбы-сырца и из охлажденной рыбы
преимущественно непосредственно на рыбообрабатывающих судах Рыба-сырец
308
4.3. Мороженая рыба
лолжна отвечать требованиям соответствующих технических условий, а охлаж-
денная — требованиям ГОСТ 814-96 «Рыба охлажденная» [100] или соответству-
ющих технических условий (79, 81, 83...85, 87,92, 101, 102, 105, 107].
По длине мороженую рыбу подразделяют в соответствии с ГОСТ 1368—03
•Рыба всех видов обработки. Длина и масса» [79, 80].
Мороженые ракообразные объекты производят согласно ГОСТ 20845-75 «Кре-
ветки мороженые». Технические условия и ТИ № 171—77 по выработке креветок
мороженых (вареных и сырых) неразделанных и разделанных, кальмаров и карака-
тиц по ГОСТ 20414-93 «Кальмары, каракатица мороженые. Технические условия».
Также вырабатывают пищевую продукцию из морского гребешка в соответствии с
ГОСТ 30314-95 «Филе морского гребешка мороженое. Технические условия», ми-
дий по ОСТ 15-156-95, ТУ 1502-513-83 и вТИ №298-88, а также моллюсков.
Прием и отбор проб мороженой рыбы производят по ГОСТ 7631—85 «Рыба,
морские млекопитающие, морские беспозвоночные и продукты их переработки.
Правила приемки, органолептические методы оценки качества, методы отбора
проб для лабораторных испытаний» (84].
Качество мороженой рыбы регламентируется ГОСТ 1168-86 «Рыба мороженая»
(распространяется на рыбу всех семейств и видов, кроме сельдевых, анчоусовых, оке-
анических скумбрии и ставриды, глоссы, ельца, снетка, сайры, корюшки, мелочи
второй и третьей групп и новых рыб океанического промысла) [79]„ ГОСТ 20057-96
«Рыба океанического промысла мороженая. Технические условия» (распространяет-
ся на мороженую рыбу океанического промысла пищевого назначения, кроме тунца,
парусника, макрели, меч-рыбы, марлина, сардины, сардинеллы, сардинопса. хряще-
вых океанических рыб. жирной мойвы) [82]; ГОСТ 17661-72 «Тунец, парусник, мак-
рель, марлин и меч-рыба мороженые»; ГОСТ 2123—75 «Сардины мороженые»; ГОСТ
2135-85 «Сельди мороженые»; ОСТ 15403-97 «Сельдь мороженая»; ОСТ 1550-93
•Анчоусовые и мелкие сельдевые рыбы мороженые , а также ГОСТ 17660-97 «Рыба
специальной разделки мороженая?, ГОСТ 3948-90 «Филе рыбное мороженое» [31].
Фарш рыбный котлетный, мороженый ТУ 15-02-405-91; ОСТ 15-378-91 «Фарш
рыбный пищевой мороженый. Технические условия».
При оценке качества мороженой рыбы пользуются органолептическими и
физико-химическими показателями. Органолептические методы оценки вклю-
чают в себя: определение внешнего вида, цвета, консистенции, запаха и вкуса ры-
бы Внешний вид рыбы, цвет, состояние кожного покрова определяют визуально.
При оценке внешнего вида мороженой рыбной продукции различают подкожное
пожелтение каротиноидного характера, не связанное с окислительной порчей
жира, и пожелтение, обусловленное окислением жира. Пожелтение каротиноид-
ного характера вызвано переходом из кожи в подкожный слой жирорастворимых
пигментов-каротиноидов н не является признаком порчи рыбы. Поскольку по-
желтение, связанное с окислительной порчей, и пожелтение каротиноидного ха-
рактера визуально различить достаточно трудно, необходимо иметь в виду, что
окислительная порча жира сопровождается появлением специфического запаха
окислившегося жира, который определяют после пробной варки, при этом пвет
жира изменяется до грязновато-желтого с коричневым оттеиком, чего ие наблю-
дается при каротиноидном пожелтении. Для оценки пожелтения у рыбы снимают
309
Глава 4. Охлажденная, подмороженная, мороженая и размороженная рыба
кожу в местах наиболее выраженного пожелтения. Значительное пожелтение бы-
вает явно выраженным на поверхности и в брюшной полости, но оно не прони-
кает в толщу мышечной ткани. Пожелтение считается незначительным при слег-
ка пожелтевшей поверхности и незначительном пожелтении брюшка. Оконча-
тельное решение о степени окисления рыбы принимают определяя кислотное,
перекисное, альдегидное, тиобарбитуровое числа.
Запах мороженой рыбы определяют по степени сохранения свойственного
данному виду рыбы запаха и наличии запаха окислившегося жира. Неразморо-
женную рыбу исследуют с помощью нагретой в кипящей воде металлической
шпильки, вкалывая се в различные участки тела рыбы. После вкалывания шпиль-
ку сразу извлекают и определяют запах. Качество запаха размороженной рыбы
определяют с помощью деревянной шпильки (диаметр 0,5 см), вводя ее в различ-
ные участки тела рыбы н регистрируя запах. В случае сомнения в оценке запаха
рыбу подвергают пробной варке. Для этого ее разделывают как при обычной ку-
линарной обработке и варят до готовности (10... 15 мин) в чистой посуде с приот-
крытой крышкой, предпочтительно на пару или в чистой несоленой воде при
слабом кипении (соотношение рыбы и воды 1:2). Во время пробной варки и по-
сле нее устанавливают запах пара, бульона и отваренного продукта. Запах бульона
и продукта вторично оценивают при определении вкуса.
Вкус рыбы определяют при разжевывании после пробной варки. Вкус выявля-
ют одновременно с вторичным определением запаха после предварительного
проведения проб до температуры 18...20*С (охлажден).
Консистенцию мороженой рыбы определяют после размораживания. Она харак-
теризуется одним признаком — плотностью (при этом может быть плотной, слегка
ослабевшей, слабой и дряблой). Для определения консистенции делают поперечный
разрез наиболее мясистой части тела рыбы. О консистенции судят по величине уси-
лия, необходимого для деформации мышечной ткани, и способности к восстановле-
нию ямок, образующихся в местах надавливания (в месте полученного разреза).
Балльная шкала органолептических показателей представлена в табл. 4.17.
Таблица 4 17. Варианты балльной шкалы
Характеристик* инсства Уровень к*- чества. “ Ьш
Отличное: по соответствующему признаку продукт характеризуется поло- жительно, заметных дефектов не обнаружено 80.. 100 3
Хорошее: в продукте обнаружены незначительные недостатки или дефек- ты. которые почти не оказывают отрицательного влияния иа вкусовые свойства продукта 60...80 4
Среднее: в продукте обнаружены недостатки или дефекты, но при этом он соответствует минимальным требованиям стандарта 40...60 3
Неудовлетворительное: в продукте обнаружены недостатки ИЛИ дефекты, в результате которых продукт не соответствует минимальным требовани- ям стандарта, но еше не утрачивает пригодности к употреблению в пишу Плохое: продукт нс подлежит продаже, исключено его использование по 20.. .40 2
прямому назначению 0...20 1
310
4.3. Мороженая рыба
Использование пятибалльной шкалы позволяет дегустаторам достаточно точ-
но оценить качество исследуемого образна.
Показателями недоброкачественности рыбы являются: наличие неприятного
запаха, слизи, покрывающей рыбу; непрозрачная потускневшая чешуя, легко отде-
ляемая от тела; непрозрачная роговина глаз, жабры желто-серого или коричневого
цвета с резким гнилостным запахом; вздутое брюшко (может быть разорванное) с
полуразложившимися внутренностями; пожелтевшее или покрасневшее мясо у
костей, а также у позвоночника, дряблые мышцы, легко отделяемые от костей; по-
ложительная проба при определении окислившегося жира с помощью металличе-
ской или деревянной шпильки. Физико-химические показатели качества мороже-
ной рыбы определяют по ГОСТ 7636-85, а также по специальным методикам [85]
4.3.20. Пороки мороженой продукции из гидробионтов
Основными пороками мороженой рыбы являются: 1) окислительная порча
жира; 2) денатурация белка; 3) усушка рыбы; 4) перекристаллизация льда; 5) за-
пах старой рыбы; 6) развитие плесени.
Окисление жира в рыбе протекает даже при очень низких температурах
(-30*0, при этом в ней накапливаются низкомолекулярные продукты окисле-
ния, ухудшающие ее вкус, изменяющие цвет н придающие ей неприятный запах.
С целью предотвращения окисления н осаливания жира применяют быстрое за-
мораживание рыбы, глазирование блоков, упаковку блоков в полиэтиленовые
пакеты с созданием вакуума и без него, антиокислители для торможения окисли-
тельных процессов жира Подкожное пожелтение жира, не связанное с перехо-
дом в толщу мяса, в отличие от окислительной порчн не ухудшает вкуса н пище-
вой ценности продукта, т. к. оно обусловлено переходом в подкожный слой жира
каротиноидов — жирорастворимых вешеств желтого и красного цветов, содержа-
щихся в коже рыб в виде белково-каротнноидных комплексов, разрушающихся
при хранении, или токоферолов. Подкожное пожелтение возникает у рыб, содер-
жащих в коже нс менее 0,8 мг% каротиноидов или токоферолов.
В результате денатурации белка мышечная ткань рыбы становится жесткой,
сухой и волокнистой. На последних стадиях денатурации мясо рыбы тускнеет и
приобретает пористую структуру. В таком состоянии размороженная рыба под
незначительным давлением легко теряет клеточный сок. Все это ведет к ухудше-
нию потребительских свойств рыбы. Для снижения скорости денатурации белка
используют быстрое замораживание до температуры на выше —18‘С н хранение
продукции при той же температуре.
При хранении мороженой продукции вследствие испарения с ее поверхности
влаги происходит усушка. Она вредна нс только нз-за уменьшения массы, но и
снижения качества продукции. На величину усушки влияют такие факторы, как
температура окружающей среды, влажность воздуха, химический состав продук-
та, вид упаковки, состояние глазури, продолжительность хранения. По исследо-
ваниям Д. Г Рютова, усушка при хранении мороженой рыбиой продукции умень-
шается на 45% при понижении температуры от-10 до 18 *С.
311
Глава 4 Охлажденная, подмороженная, мороженая и размороженная рыба
Для уменьшения усушки при хранении желательна влажность воздуха около
95%. При усушке мясо обесцвечивается и приобретает сухую жесткую консис-
тенцию, наблюдается ухудшение гидрофильных свойств мяса и ускорение окис-
лительной порчи.
Перекристаллизация льда в мышечной ткани рыбы происходит при колеба-
нии температуры в холодильных камерах в результате нарушения режима хране-
ния, а также б процессе перегрузки продукции с судна на холодильник, с холо-
дильника на железнодорожный или автомобильный транспорт при нарушении
регламента погрузо-разгрузочных операций, особенно в летнее время. Мелко-
кристаллическая структура льда при этом переходит в крупнокристаллическую,
что приводит к разрыву структурных элементов мышечной тканн, выделению
значительного количества тканевого сока и. в конечном счете, к ухудшению ка-
чества рыбы.
Запах «старой* рыбы появляется в результате длительного хранения мороже-
ной продукции. С целью предотвращения данного дефекта следует строго соблю-
дать сроки холодильного хранения, которые в зависимости от вида рыбы состав-
ляют от 3 до 6 мес.
«Старые? запахи являются признаком денатурациейных изменений в белко-
вой системе мороженой рыбы. С появлением «старого» запаха наблюдается изме-
нение консистенции мяса рыбы (губчатый слой, трещины на поверхности), гид-
робионты легко поглотают запахи оборудования, тары. Мясо после варки стано-
вится жестким, волокнистым, безвкусным.
При температуре хранения выше -12’С на рыбе может развиться плесень. Эго
особенно важно при перевозке мороженой продукции железнодорожным и авто-
мобильным транспортом, а также при ее хранении в пунктах реализации (базах,
магазинах), где достаточно часто нарушаются температурные режимы хранения.
4.3.21. Некоторые методы определения качества рыбы
О степени свежести мороженой рыбы судят по таким показателям, как содер-
жание триметиламина (ТМА), азоглетучих оснований (АЛО), растворимость бел-
ковых вешеств, активная кислотность (pH), присутствие свободного аммиака, а
также по величине кислотного, перекисного и альдегидного чисел, определяемых
химическими методами.
Растворимость белковых веществ. При замораживании и последующем холо-
дильном храненин растворимость белковых веществ снижается. Теряя эластич
ность и способность удерживать влагу, актомиозиновая фракция частично утра-
чивает способность к растворению хлористого натрия, в то время как саркоплаз-
матические белки остаются почти неизменными. По степени денатурации мио-
фибриллярной фракции белка, таким образом, можно судить о качестве
мороженой рыбы. Рассмотрим это подробнее на примере табл. 4.18.
Так, для пробы № 1 на 60-е сутки хранения около 50 % миофнбриллярных бел-
ков оказались денатурированными, что вызывает резкое снижение качества мо-
роженого анчоуса при его дефростаиии
312
4.3. Мороженая рыба
Таблица 4 18 Изменение белковых фракни й мяса мороженой рыбы
(анчоуса) в процессе холодильного хранения при температуре воздуха —18 ’С
S. «собы Длительность «ОЛО- ,рос 1 тыльногохранеки» сут Количество белков, Я к сырой ткани
Саркоплимвтические Миофибрил ясные Денатурированные
1 0 5.0 5.2 5.3
30 4.9 4.8 5.6
60 4,4 2.4 8,9
90 4,2
2 0 4.2 5.4 4.5
30 4,0 5.0 5,6
60 4.0 5.0 5,8
90 3.8 3.0 8.0
Для пробы № 2 снижение качества наблюдалось на 90-е сутки хранения. Если
принять во внимание, что содержание растворимых миофибриллярных белков в
мышечной ткани свежей рыбы в среднем составляет 5,5...6,5 %, можно оценить ее
качество по количеству этих белков на данный момент холодильного хранения
рыбы.
В основе метода определения саркоплазматических и миофибриллярных бел-
ков лежит биуретовая реакция. Суть ее заключается в том, что При добавлении к
щелочному раствору тюбого белка нескольких капель слабого раствора серно-
кислой меди CuSO4, появляется характерное фиолетовое или красно-фиолетовое
окрашивание, обусловленное образованием комплексных соединений меди [51J.
Определение реакции мяса рыбы и концентрации водородных ионов при помощи
pH-метра. В мышечной ткани рыбы делают неглубокие надрезы, в которые поме-
шают лакмусовые бумажки или бумажки универсального индикатора, смоченные
водой, и прижимают их к мясу рыбы стеклянной палочкой. Через 10 мин лакму-
совые бумажки переносят на белую поверхность и сравнивают их с цветом конт-
рольных бумажек, смоченных водой, и бумажки универсального индикатора
сравнивают со специальной шкалой, поставляемой в комплекте с данным инди-
катором. Для свежей рыбы характерно наличие кислой среды, о чем свидетель-
ствует покраснение (чаше порозовение) лакмусовой бумажки и желтый цвет уни-
версального индикатора. Для удовлетворительного качества характерна ней-
тральная реакция, на что указывает фиолетовый цвет лакмусовой бумажки и се-
ро-темный цвет универсального индикатора. Посинение лакмусовой бумажки и
серо-синий цвет универсального индикатора свидетельствуют о щелочной среде,
что является характерным для рыбы с начинающимися процессами порчн.
Для более точного определения реакции среды мышечной ткани рыбы исполь-
зуют pH-метр. С этой целью готовят вытяжку из одной части фарша мяса рыбы и
10 частей дистиллированной воды, длительность экстракции 15мин. Концентра-
цию водородных ионов определяют потенциометрически на pH-метре. Свежая ры-
ба имеет pH мышечной ткани в пределах 6,0...6,8; рыба удовлетворительного ка-
чества — 6,9...7,0; с начинающимися процессами порчи — pH 7,1 и выше
313
Глава А. Охлажденная, подмороженная, морожена* и размороженная рыба
4.3.22. Возможный способ подхода к оценке качество
и продолжительности холодильного хронения рыбы
Стабильность свойств рыбы при холодильном хранении является важнейшей
характеристикой способа консервирования. Поэтому представляет интерес как
количественное, так н качественное определение стабильности [72].
Попробуем предположить, что процесс холодильного хранения рыбы являет-
ся процессом непрерывного снижения качества, даже при сверхнизких темпера-
турах, а скорость снижения качества пропорциональна разности между текущим
значением качества (/£), которое может быть вычислено по Чижову [72]. н неко-
торым установившимся значением Тогда
<*П7)
где т — коэффициент; т — время хранения
Откуда;
+ («ч>
i де Ко — значение качества при т = 0.
Отсюда следует, что
(4 279)
или К ~ е^, (4,2яо)
где К -%.
Ло
Если при таком подходе к процессу холодильного хранения коэффициент т
можно рассматривать как количественный показатель стабильности, имеющий
следующий смысл, что стабильность есть величина, обратная промежутку вре-
мени, в течение которого качество продукта прн холодильном хранении умень-
шилось бы до *0*, если уменьшение качества происходило бы с постоянной
скоростью.
Качество — мера соответствия продукта своему назначению [43, 72]. Обоб-
щенную численную характеристику качества Г. Б. Чижов [72] представляет в виде
выражения;
(4,241)
где Q — обобщенная численная характеристика качества; g — безразмерное чис-
ловое выражение признаков, совокупность которых характеризует качество объ-
екта; К — коэффициент, учитывающий различие величин и относительную зна-
чимость признака в их совокупности; а — относительная значимость признака.
Относительная характеристика изменения качества объекта (Я,) представля-
ется как по [44. 72]:
314
4.3. Морожена* рыба
=Cj’ «™>
где С?, = Со — первоначальная численная обобщенная характеристика свежего
продукта; Q2 последующая обобщенная численная характеристика хранивше-
гося продукта.
Тогда, зная предельную продолжительность хранения продукта тк, воз-
можно представить в виде отношения предельной обобщенной численной ха-
рактеристики качества продукта (£к) к предельной продолжительности хране-
ния, т. с.:
<?к
т = — . (4.283)
С целью уменьшения ошибки в расчете «т», представляется логичным замена
£?к на Д = Ск/£?„ вследствие чего выражение (4.283) примет вид:
Величина К будет представлена в виде Qt/Q0, а это равно Я,, т. е.:
К = R^, (4 285)
тогда (4.280) преобразуется в (4.286):
„ V
Я, = е , (4.286)
%"
я, ’
ИЛИ = е * (4.287)
Из формулы (4.287) можно вычислить продолжительность хранения рыбы или
тюбого другого продукта:
т=^'х
По степени изменения т = ЛТ(/к/тк можно судить о скорости порчи продукта и
прогнозировать предельность его холодильного хранения
4.3.23. Перспективные направления в холодильной технологии
рыбы
Резюмируя вышесказанное, можно выделить следующие основные перспек-
тивные направления в холодильной технологии производства высококачествен-
ных рыбных продуктов:
315
Глава 4. Охлажденная, подмороженная, мороженая и раэморохениая рыба
♦ понижение температуры замораживания и хранения позволяет улучшить
качество выпускаемой продукции и удлинить сроки хранения;
♦ использование азотных технологий как при замораживании, так и при хра-
нении является современным н эффективным способом замораживания и хране-
ния пишевых продуктов, так как позволит удлинить срок хранения мороженой
рыбы в 3 раза;
• использование электротехнологии позволит ускорить процессы охлажде-
ния, подмораживания и замораживания рыбы и сделать современное холодиль-
ное оборудование более лабильным к изменяющимся условиям
4.4. РАЗМОРАЖИВАНИЕ РЫБЫ
Отепление и размораживание (лефростация) — заключительная операция
перед выпуском пишевых продуктов в розничную продажу или перед кулинар-
ной обработкой. Цель ее — привести продукт в состояние возможно близкое к
натуральному продукту высокого качества или в первоначальное состояние
присущее этому объекту перед холодильной обработкой и хранением (состоя-
ние реституции).
Размораживание (или лефростация) — это процесс превращения льда, содер-
жащегося в тканях замороженной рыбы, в воду. Вода при этом распределяется по
мышечной ткани таким образом, как это было до замораживания. Практически
достичь полной обратимости процесса замораживания не удается. Способность
клеток и волокон к влагоудержанию значительно снижается вследствие травми-
рования их кристаллами льда и уменьшения способности белковых вешеств к
гидратации из-за проходящих лен ату рацио иных изменений белка. Поэтому часть
клеточного сока (свободная или с лабоудерживаемая и структурно связанная вла-
га) вытекает из продукта и теряется [31].
Размораживание производят для возвращения продукта в исходное состоя-
ние непосредственно перед промышленной обработкой рыбы, направляемой на
производство консервов, пресервов, копченой, соленой или другой продукции.
В конце размораживания температура рыбы повышается ло О‘С. Для осущест-
вления данного процесса необходимо затрачивать энергию, чаше всего в форме
теплоты.
4,4.1. Современные способы размораживания
Основными способами размораживания в настоящее время являются: размо-
раживание в воздушной среде (иа воздухе при естественной и искусственной
циркуляции), размораживание в жидкой среде (погружение в проточную воду,
орошение водой, в водном растворе NaCl); размораживание конденсирующимся
паром под вакуумом; размораживание кристаллизирующейся водой; разморажи-
вание контактом с греющей поверхностью; размораживание в паровоздушной
смеси; размораживание инфракрасным излучением; размораживание токами
316
4.4. Размораживание рыбы
промышленной частоты и в электромагнитном поле СВЧ (диэлектрическое раз-
мораживание)
Размораживание в воде — наиболее распространенный метод. Рыбу при помо-
ши транспортирующего устройстве перемешают в ванне с водой (температура не
выше 20’С), под лушируюшим устройством или при последовательном ороше-
нии и погружении. Методом орошения лучше размораживать мелкую рыбу. Ин-
тенсификация процесса размораживания рыбы в воде достигается подачей пара
под давлением, циркуляцией воды, использованием смеси воды и воздуха в виде
пульсирующей струн. К преимуществам данного метода относится высокий ко-
эффициент теплоотдачи от воды к продукту, что способствует сокращению про-
должительности размораживания по сравнению с дефростацией на воздухе; в
производственных условиях размораживание в жидкой среде удобнее, чем на воз-
духе. так как одновременно рыба промывается от слизи и загрязнений; процесс
дсфростации в воде легче механизировать.
К недостатку метода относится большой расход воды, расход тепловой энер-
гии, дополнительные затраты на очистку воды, потеря части органических и ми-
неральных вешеств.
Размораживание на воздухе — рыбу раскладывают на стеллажах в помеще-
нии или под навесом при температуре 1О...15*С и выдерживают до полного
размораживания. Интенсификация процесса размораживания на воздухе до-
стигается путем его увлажнения и циркуляции. Преимущества метода — про-
стота и дешевизна (не требуется подвода тепла), отсутствие дорогостоящего
оборудования: к размораживанию в воздушной среде прибегают в случаях,
когда другие методы неприемлемы: при помоши этого метода осуществляют
размораживание фнле, икры, молок, мороженого фарша и т. п. Недостатки —
в большинстве случаев невозможность поточного процесса, повышенные за-
траты ручного труда, высокая продолжительность процесса, уменьшение мас-
сы за счет подсыхания верхнего слоя н вытекания тканевого сока, неравно-
мерность размораживания на поверхности и в центре продукта, обсеменение
размораживаемого продукта микроорганизмами, потеря части азотистых ве-
шеств.
Размораживание конденсирующимся паром под вакуумом основано на исполь-
зовании теплоты, выделяющейся прн конденсации насыщенных паров на хо-
лодной поверхности мороженой рыбы. Чтобы исключить отрицательное воз-
действие на продукт высоких температур (при атмосферном давлении водяной
пар конденсируется при 100 *С), конденсацию пара осуществляют при низком
давлении (под вакуумом), при этом температура пара снижается до 20 *С. К до-
стоинствам этого способа относится отсутствие перегрева продукта, потерь
массы, бактериального загрязнения, небольшой расход воды, сохранение вку-
совых качеств; скорость размораживания увеличивается в 2 раза по сравнению с
размораживанием в воде и в 3 раза — по сравнению с размораживанием на воз-
духе. Недостатки — обесцвечивание некоторых видов рыб, особенно тунца, в
вакуум-камере; сложности технического оформления метода; так как для под-
держания стабильности процесса нз рабочего объема камеры необходимо не-
прерывно отсасывать паровоздушную смесь.
317
Глава 4. Охлажденная, подмороженная, мороженая и размороженная рыба
Размораживание кристаллизирующейся водой — способ основан на использова-
нии теплоты, выделяющейся при льдообразовании на поверхности заморожен-
ной рыбы. Рыбу погружают б волу температурой плюс 0,5... 1.0 °C, близкой темпе-
ратуре льдообразования. За счет аккумулированного тканями рыбы холода про-
исходит размораживание вследствие намерзания на ее поверхности льда. Преиму-
щества метода — применяется при дефростации крупных ценных видов рыб,
замороженных поштучно, например осетровых, снижает набухание и обшую об-
семененность рыбы. Недостатки — способ неприменим для размораживания
блоков рыбы.
Размораживание контактом с греющей поверхностью — способ дает положи-
тельные результаты, главным образом, для блоков рыбы, имеющих ровную по-
верхность, используется, например, при выбивке блоков из блок-форм при их
разгрузке, при этом в качестве теплоагента используется водяной пар Преиму-
щества метода — процесс контактного размораживания идет быстрее, чем при
размораживании на воздухе, не требуется большого расхода воды и ее очистки от
чешуи и пены. Недостатки — использование контактного подвода тепла интенси-
фицирует только процесс размораживания поверхности блока; возникают труд-
ности в обеспечении постоянства контакта блока с греющей поверхностью; воз-
можен перегрев рыбы и нарушение кожного покрова.
Размораживание в паровоздушной смеси — метод размораживания, при кото-
ром водяные пары, конденсируясь на поверхности замороженной рыбы, отдают
теплоту конденсации. Замороженную рыбу помешают в камеру, в которой со-
здается насыщенная водяными парами среда с температурой 18 °C и понижен-
ное давление, что необходимо для лучшей теплоотдачи. Продолжительность
размораживания в паровоздушной смеси почти равна продолжительности раз-
мораживания в воде. Данный метод применим для дефростации рыбы, замо-
роженной поштучно, особенно крупных экземпляров, аккумулировавших
большое количество холода Метод непригоден для размораживания блоков
рыбы
Размораживание инфракрасным излучением основано на том, что в процессе
нагревания между излучателем и облучаемым телом происходит лучистый теп-
лообмен. Поверхностная плотность потока излучения в десятки раз превышает
плотность теплового потока при конвективном и контактном размораживании,
что позволяет достигать высоких скоростей нагрева. Преимущества — высокая
скорость размораживания. Недостатки — в результате мощного теплового по-
тока первоначально происходит быстрое нагревание поверхности тела на глу-
бину 1...2 мм; температура поверхности быстро повышается, что может приво-
дить к быстрому испарению влаги и образованию вздутий под кожей рыбы.
Данный способ размораживания может применяться только в комбинации с
другими.
Все выше рассмотренные способы относятся к способам поверхностного
размораживания, т. е. когда тепловой поток подводится к поверхности продук-
та, при этом поверхностные слои блоков или брикетов претерпевают более за-
метные качественные изменения, чем внутренние; кроме того, часть теплоты
тратится на нагрев транспортных средств, рассеивается в окружающую среду.
318
4.4. Размере*" вон ие рыбы
Этих недостатков лишены методы объемного размораживания (элсктрофизи-
»еские методы нагрева).
Размораживание токами промышленной частоты — способ заключающийся в
том, что через блок мороженой рыбы, обладающий определенной электропро-
водностью, пропускается переменный электрический ток, который вызывает его
нагревание Блок погружают в медленно циркулирующую воду, в результате чего
его температура повышается, а электрическое сопротивление уменьшается. С
двух сторон к блоку подводят два электрода и пропускают через них переменный
гик Преимущества метода — высокая скорость размораживания, хорошее каче-
ство размороженного продукта, отсутствие усушки, равномерность прогрева по
всей толщине блока, возможности установки аппарата для размораживания в по-
точные линии по переработке рыбы. Недостатки — большой расход электроэнер-
гии и воды, опасность поражения обслуживающего персонала электротоком,
сложности конструкции аппарата.
Размораживание в электромагнитном поле высокой (ВЧ) и сверхвысокой частоты
СВЧ (диэлектрическое размораживание) — метод основан на пропускании рыбы
через интенсивное электрическое поле переменного тока высокой или сверхвы-
сокой частоты, энергия которого расходуется на дефростацию рыбы. Во время
размораживания теплота генерируется одновременно по всему объему рыбы,
блоки прогреваются быстро и равномерно по всей толщине. Усушки или набуха-
ния рыбы при таком размораживании не происходит Достоинства метода — вы-
сокая скорость размораживания, сокращение потерь белковых и азотистых экс-
трактивных вешеств, предотвращение развития микрофлоры, возможность регу-
лирования конечной температуры рыбы, небольшая потребность в площадях под
оборудование, удобство включения дефростационных установок в механизиро-
ванные линии Недостатки — повышенный расход электроэнергии, не всегда
равномерное распределение температурного поля в продукте (рекомендуется
прерывистый СВЧ нагрев), высокая стоимость данного способа, сложность кон-
струкции установки.
4.4.2. Теплофизические процессы розмороживония
Отепление мороженой рыбы приводит к повышению ее температуры до жела-
емой, однако не следует допускать конденсации паров влаги из воздуха на повер-
хности продукта из-за развития микрофлоры и ухудшения качества рыбы. Или
отептелие следует проводить так. чтобы не достигалась точка росы. Вместе с тем.
чрезмерно сухой воздух вызывает значительную усушку продукта, поэтому требу-
ется регулировать состояние и движение воздуха, омывающего продукт, в соот-
ветствии с постепенным повышением температуры поверхности объекта так,
чтобы обеспечить достаточно интенсивный теплообмен и чтобы при температуре
поверхности продукта воздух был близок к состоянию насыщения парами влаги.
Отепление считается законченным, когда температура продукта становится та-
кой, что при перенесении его в новые условия будет исключена поверхностная
конденсация влаги.
319
Глава А. Охлажденная, подмороженная, мороженая и размороженная рыба
Рис. 4.25. Схема опреде-
ления конденсации вла-
ги на поверхности про-
дукта i—^-диаграмме
Задача о выборе параметров воздуха для отепления ре-
шается с помощью диаграммы i— d для влажного воздуха
(рис. 4.25).
Если состояние воздуха изобразить точкой 1, то
конденсация влаги на продукте не произойдет при ус-
ловии, что температура его поверхности соответствует
изотерме А, и произойдет, когда температура поверх-
ности соответствует изотерме В. При состоянии возду-
ха, представленном точкой 2, конденсат не будет обра-
зовываться при любой из двух температур поверхности
продукта.
Процесс размораживания протекает в принципе в
соответствии с обратной кривой замораживания
(рис. 4.26)
Внутренняя температура продукта вначале воз-
растает по кривой /...2 до точки таяния льда, а за-
тем остается постоянной на участке 2...3. и в конце
процесса повышается до запрограммированного
уровня — точки 4.
Количество тепла, необходимого для полного
размораживания продукта, зависит от его массы
С, степени вымораживания влаги <ц начальной г,,
и конечной г2 температуры продукта, содержания
влаги И< удельной теплоемкости продукта до и
после размораживания (С и С), tKp — криоскопи-
ческой температуры продукта:
Рмс. 4.26. Кривая размораживания
продукта
<2 - G[C(rKP - /,) + £ + C(t2 - Q].
Как следует из формулы, количество тепла Q состоит из тепла q, = C'(tw — ft)‘
дг = WwL — тепла оттаивания и = С(t2 — 1кр) — тепла, нужного для повышения
температуры рыбы до Г2.
Можно Q подсчитать по формуле:
0 = 6(4-1,),
(4 290)
где J, и 4 — энтальпия продукта до и после размораживания. кДж/кг.
Расчет продолжительности размораживания
При размораживании рыбы, начальная температура которой ниже крио-
скопической, подвод тепла влечет неравномерное повышение температуры в
различных ее частях и соответствующее этому поглощение тепла плавления
льда в соответствии со значением ш как функции температуры Когда же на
поверхности рыбы температура достигает криоскопической, а подвод тепла
продолжается, то граница раздела от поверхности тела осуществляется в его
глубину. При этом часть подводимого тепла проникает глубже границы разде-
320
4.4. Ралмораживони* рыб-
ла, вызывая повышение температуры замороженного ядра и плавление льда в
нем С другой стороны: теплоемкость размороженного слоя достаточно вели-
ка (Сс > CJ и возрастает погрешность от допушения, что эта теплоемкость
равна нулю. Э. Элмаши предложил вычислить продолжительность размора-
живания по двум стадиям.
Первая стадия до достижения криоскопической температуры рассчитывается
на основе уравнения теплопроводности для условий простого нагревания по типу
Ф. Фикиина |см. 27, с. 24...25, 72]
г, - —+ + 0,121,
a L'-Bi J J
вторая стадия — по методу элементарных тепловых балансов.
В. А Сенютович, согласившись с первой стадией расчетов, предложил иной
ход решения второй стадии расчета, приняв в качестве допушения. что темпера-
тура греющей среды (/0) и коэффициенты теплоотдачи на поверхности пластины
остаются постоянными.
ГД. Кончаков первую стадию решал по формуле (4.291), а вторую стадию раз-
мораживания при толщине пластины 2/рассматривает как передвижение грани-
цы раздела с переменной координатой Z.
Из выражения для определения избыточной температуры поверхности можно
получить следующее:
где щ - наименьший положительный корень уравнения; = t0 — а0 — темпе-
ратуропроводность размороженного слоя.
Это позволяет найти температуру поверхности 1g, приняв соответствующее
значение времени.
Пусть Z— расстояние, отделяющее подвижную границу раздела от осей плос-
кости пластины. Тогда для условий, что при х= z,t= /кр и что при х = I, t— fs (тем-
пература поверхности мороженой рыбы) для точки с координатой /> х — z, тогда
можно представить температуру зависимостью:
' = «2”‘
Величина г является функцией временит, выражаемой уравнением:
При этом имеется в виду, что при т = 0, z= /, величина температурного гради-
ента относится к области непосредственно у границы раздела. Величина q= LWw
представляет тепло плавления льда, поглощаемое в таком процессе единицей
объекта размораживаемого тела.
321
Глава 4 Оклаждвнная, подмороженная, мороженая и размороженная рыба
Интегрирование уравнения (4.294) позволяет найти координату подвижной
Гранины раздела и представить ее следующей математической зависимостью:
-5('5-4р)
Pd
где I — полутолщина пластины; с0 — удельная теплоемкость размороженного про-
дукта; ц0 — наименьший положительный корень уравнения.
Приняв для конца процесса 1= 0, и, считая ^температурой поверхности плас-
тины в этот момент, получим решение для продолжительности второй стадии
размораживания:
г = 1 + Ml ИИ4)
Если принять в качестве среднюю температуру поверхности за время второй
стадии размораживания, то полученное выражение примет вид:
____.
2Xo((j~
<4 2*7)
По той же принципиальной физической схеме с разделением процесса на
2 стадии решал задачу о продолжительности размораживания Кончаков Г. Д.
Рис. 1.27. Схема одномерного
изображения температурного
поля плоской пластины для
Как видно из рис. 4.27, допущено, что температура в
размороженном слое (/) меняется по линейному закону.
Непосредственно из подобия „ ДАкЛследует:
Откуда:
£*('-*)
определения продолжитель-
ности размораживания
Для оценки скорости продвижения границы ис-
пользуется упомянутое выше уравнение Сенютовича:
dz _
Л qpdx'
Далее на основании подобия тех же треугольников следует:
dx ~ Хо
а
Н «0)
гяе/с-/кр=кР
322
4.4. Размораживание рыбы
Приняв это выражение температурного градиента в размороженном слое и
интегрируя уравнение скорости продвижения границы в пределах от 0 до 1, полу-
чим длительность второй стадии размораживания:
Формула равнозначна формуле Планка для замораживания плоской пластины
толщиной 21, но отличается тем, что здесь фигурирует коэффициент теплопро-
водности (к,,) размороженного слоя. Длительность первой стадии предлагается
принять 30 % от длительности второй стадии.
Таким образом, в окончательном виде расчетная формула для оказывается
< «дующей для воздушного размораживания:
где Ф — коэффициент, характеризующий форму продукта; т — множитель, учи-
тывающий продолжительность 1-го этапа размораживания (/я — 1,3)
При размораживании в воде или рассолах точнее вместо брать разность
температур (/г-/н).
Технологические требования к режимам размораживания
Действительный непрерывный процесс отепления продукта без учета его
усушки (ввиду ее малости) можно представить схематично как ступенчатый в
диаграмме i—d(рис. 4.28).
Вертикальные линии Л. 2,3...4, 5...6, 7...S, 9.. 10
представляют собой охлаждение воздуха при со-
прикосновении его с отепляемым продуктом. При
этом точки 2. 4, 6. 8, 10 показывают состояние воз-
духа у поверхности продукта, которое должно быть
близким к насыщению (<р = I), температура воздуха
в соответствии с постепенным ее повышением яв-
тяется наиболее низкой в начале процесса (точка 2)
и высокой в конце процесса (точка 10). Линии 2... J,
4...5, 6...7, 8...9 характеризуют обработку воздуха в
кондиционере, включающую его нагревание и ув-
пажнение до состояний, изображенных точками J,
5. 7, 9 Если принять во внимание усушку отепляе-
мого продукта, го с учетом уачажнения воздуха в
камере отепления, вертикальные линии охлажде-
Рис. 4.28. Изображение изменений
состояния воздуха в кондиционере
и камере отепления пишевых про-
дуктов в I—d-диаграмме
ния станут наклонными, но в остальном ход про-
цесса не изменится. Регулировка параметров возду
ха требует надежных и чувствительных автомати-
ческих систем контроля и регулирования.
323
Глава 4 Охлажденная, подмороженная, мороженая и размороженное рыба
4.4.3. Перспективные направления в технологии
размораживания
Основные продукты, подвергаемые промышленному размораживанию
это мясо и рыба Поверхность таких продуктов увлажнена, к тому же перед
дальнейшим использованием их моют, поэтому при размораживании сухость
поверхности не обязательна и даже вредна. До конца первой четверти 20-го
столетия считалось, что медленное размораживание в воздухе приводит к пол-
ному восстановлению свойств продукта. Позже было установлено, что ско-
рость размораживания рыбы не влияет существенно на ее пишевкусовые до-
стоинства. Далее, было учтено общее для техники стремление к ускорению
производственных процессов, кроме того, медленно размораживаемый про-
дукт, не будучи стерильным, становится средой, благоприятной для развития
микрофлоры и активации ферментов, что не способствует его доброкачест-
венности» Появились предложения о форсировании размораживания путем
повышения температуры теплоотводящей среды и коэффициента теплоотдачи
на поверхности продукта. Последнее достигалось применением быстродвижу-
шегося теплого воздуха, жидкости, пара. Однако, при большой толщине рыб и
при ограниченной их температуропроводности интенсивный подвод тепла к
поверхности приводит к значительному перегреву поверхностных слоев рыбы
в то время, как внутренняя масса остается не размороженной, что неблаго-
приятно для качества продукции. Для устранения этого недостатка размора-
живание выполняли в вакуумированном пространстве [72], обеспечивающем
кипение воды при температуре 20 *С. Вводимая извне теплая вода, находящая-
ся в этом сосуде, превращается в пар, который, конденсируясь на холодной
поверхности размораживаемого тела, обладает высоким коэффициентом теп-
лопередачи, но поверхность объекта нс может нагреться более, чем до темпе-
ратуры конденсации +20*С. Так интенсифицируется внешний теплообмен,
пока происходит конденсация пара, однако внутренний теплообмен в размо-
раживаемом теле нс ускоряется. Возникли предложения о размораживании
продуктов посредством электрического поля высокой и промышленной час-
тоты и с помощью ультразвука. Размораживание электротоком позволяет про-
греть толщу продукта и устранить неудобства неравномерности прогрева пе-
риферийных и внутренних слоев. Однако у этого способа размораживания
имеются 2 слабые стороны.
Во-первых, продукты неоднородны построению н электрическим свойствам
составных частей, неравномерно прогреваются Так. мясо на костях прогревается
быстрее, чем вдали от них. Во-вторых, велики энергетические потери. Доли теп-
ла, используемого для размораживания рыбы по отношению к теплу, затраченно-
му на выработку электроэнергии, составляет 5...6%, что существенно влияет на
себестоимость готовой продукции.
Большинство пищевых продуктов относится к полупроводникам и состоит
нз смеси веществ, по-разному реагирующих на воздействие электромагнитно-
го поля. Микрочастицы этих вешеств электрически заряжены. В продукте за-
ряды находятся в виде двух различных групп. Заряды 1-й группы тегко пере-
324
Л.Л. Размораживание рыбы
мешаются под воздействием внешнего электрического поля и называются
свободными. Заряды 2-й группы ограничены в перемешении и называются
связанными. Перемещение свободных зарядов под воздействием внешнего
электрического поля в межэлектродном пространстве создает ток проводи-
мости Связанные заряды под действием поля смешаются в ограниченных
пределах. Смешение зарядов под действием электрического поля зависит от
величины приложенного поля и называется поляризацией. Величина смеше-
ния связанных зарядов зависит от прочности связей между ними, определяе-
мой строением вещества. Известно, что в цепях переменного тока проводи-
мость участков, не имеющих свободных зарядов, определяется токами смеше-
ния и их сопротивление уменьшается с повышением частоты колебаний элек-
тромагнитного поля. При высоких частотах электромагнитного поля
сопротивление воздушного промежутка мало н поэтому возможна обработка
продуктов при наличии зазора между ними и электродом. При прохождении
тока высокой частоты (ТВЧ) через рыбу электрическая энергия превращается
в тепловую. В этом случае тепло выделяется по всей толще продукта и проис-
ходит нагрев блока рыбы с большой скоростью. Брикет мороженой кильки
размораживается в воздухе 10... 12 ч, в воде 50...60 мин, ТВЧ — 4 мин (при на-
пряжении питания 380В). Затраты энергии на размораживание 1 брикета
(массой 12... 13 кг) составляют 0,8... 1,2 кВт/ч.
Размораживание мяса и рыбы является заключительным звеном холодильной
пепи, и осуществление этого процесса во многом определяет показатели качества
мяса после холодильной обработки. Существующие способы характеризуются
наличием значительных производственных площадей, продолжительностью про-
цесса, что приводит к интенсивному развитию микрофлоры и увеличению потерь
массы продукта.
Использование электротехнологии при размораживании мяса в условиях
электроконвективного теплообмена осуществляется путем воздействия иа
продукт электронного потока. Результаты опытов по размораживанию го-
вяжьего фарша показали значительное улучшение теплофизических характе-
ристик процесса по сравнению с размораживанием в среде влажного воздуха,
продолжительность процесса сократилась в 1,2...1,4 раза, а потери массы — на
8... 10 %, при этом отпадает необходимость в дополнительном применении
бактерицидной обработки мяса [8, 17].
4.4.4. Промышленные методы размораживания рыбы
По способу передачи тепла известные способы размораживания делят на
4 группы: к первой группе относятся методы размораживания, заключающиеся в
передаче тепла с поверхности продукта к его центру через теплоизлучаюшую сре-
ду: сухой, влажный воздух, паро-воздушную смесь, конденсирующий пар, воду,
тузлук, а также посредством греющихся металлических плит. Ко второй и третьей
группам относятся способы по передаче тепла внутрь продукта при помощи объ-
емного нагревания (в поле высокой частоты с применением диэлектрического,
325
Глава 4. Охлажденная, подмороженное., мороженая и размороженная рыба
микроволнового подогрева, ультразвука) или электрического сопротивления. К
четвертой группе относятся комбинированные способы, заключающиеся в соче-
тании с технологическими методами обработки, в частности с посолом, в т. ч. с
шприцеванием, а также варкой. В табл. 4.19 приведены основные способы размо-
раживания рыбы и рыбопродуктов.
В последнее время используется размораживание рыбы в несменяемой воде,
при этом рыбы почти не набухали (содержание влаги увеличивается на 1 %), по-
тери белкового азота и липидов в 5 раз меньше, чем при использовании проточ-
ной воды, качество рыбы соответствует современным требованиям норматаивно-
технической документации.
В рыбной промышленности для размораживания гидробионтов используют
дефростеры Н2-ИТА-110 или Н2-ИТА-112 оросительного типа и непрерывного
действия, а также механизированные дефростеры конструкции Техрыбпрома,
дефростеры конструкции Рижского судоремонтного завода, дефростеры ПДА
идр. [141.
Таблица 4.19. Основные способы размораживания рыбы и рыбопродуктов
Способ размораживания Производитель- ность по разно роженной рыбе Капитальные вложения Потребление анергии Затраты по уходу Затраты на рабочую Скорость
Естественные ус- ловия Менее 1000кг Нет Нет Нет Очень большие Очень небелы
Теплый воздух Более 5000 кг Очень большие Умеренное Большие Умерен- ные Малья
Теплая вода Большая Низкие Тоже Низкие Тоже •
УФЛ Малая Очень большие Большое Высокие при использовании транспортеров Большие -
Контактный Различная Умеренные Умеренное Низкие Низкие •
Диэлектриче- ский (в поле ВЧ) Более 5000 кг Большие Большое . Очень небольши
Микроволны Малая Очень большие Очень Большое Очень большие Очень низкие Очень больши
Электрическое сопротивление тканей рыбы Очень низ- кие Умеренное Очень низкие Очень низкие Малая для рыб низ- котемпературного замораживания
Пар при повы- шенном давлении Небольшая Большие • Небольшие Неболь- шие Большая
Ультра звук Большая * Большое Малые Малые •
Вакуумный » » •
326
4.4. Размораживание рыбы
4.4.5. Изменение качества мороженой рыбы
при размораживании
Качество размороженной рыбы зависит от вила и качества сырья перед замо-
раживанием, а также условий холодильной обработки и размораживания объек-
тов. При размораживании невозможно восстановить свойства рыбы, утраченные
ею в процессе обработки ло размораживания. Протекание денатурационных про-
цессов в мышечной ткани при размораживании проявляется, прежде всего, в
снижении растворимости белковых вешеств, изменении их фракционного соста-
вам уменьшении влагоудерживаюшей способности, вместе с гем при разморажи-
вании происходят гидролитические и ферментативные процессы, приводящие к
накоплению продуктов расшетения белков и липидов. Для пишевых продуктов
с тканевой структурой наиболее достоверным показателем обратимости свойств
при размораживании является величина потерь сока. Потери массы при размора-
живании рыбы значительно больше, чем у животных пишевых продуктов и могут
Пфменасыость Равномерность рязмо- ркживания Потери массы в результате вы- текания сока Потребность плошали Примечание
Ограниченная Крупная рыба мед- Очень боль- Очень большая Вызывает небольшое прогоркание
|жх тонких бло- 1 леннее разморажи- шая при ра- в зависимости жира рыбы Широко применяется в
ков> вается, чем мелкая боте с филе от обстановки производстве малого и среднего масштаба
Гопьшая,нонс L я непрерывно- го производства При непрерывном j производстве не- полная Малые Умеренная В крупном производстве
Большая При непрерывном производстве 1 Нет Ухудшает товарный вид. Не приме- няется при недостатке воды. Имеет промышленное применение
Большая, ноне ля непрерывно- го! рои тводст на Неполное раэмо- . ражи ванне круп- ной рыбы • Требует разбрызгивания воды во из- бежание поверхностного нагрева рыбы
Ьльходля пло- ских Блоков Достаточно равно- мерная Незначи- тельная » Применяемость очень ограничена
Очень большая Неравномерная Очень незна- чительная Умеренная или малая Широко применяется в производ- стве
Гонкие блоки и мелкая рыба Равномерная Тоже Большая Не находит широкого применения
олугодля НЛО- • Нез нами- Умеренная или Не применяется отдельно
ских Блоков тельная малая
шькодля круп- ных объектов Неравномерная Тоже Умеренная Ухудшает товарный вил рыбы
)гран именная Равномерная Малая Не отражается на качестве рыбы
Умеренная * Может укомплектована с автомати- ческой системой очистки
327
Глава 4. Охлажденная, подмороженная, мороженая и размороженная рыба
достичь 20%, поэтому наиболее высокие потери при размораживании характер-
ны для рыбы медленно замороженной или долго хранившейся до замораживания
в охлажденном виде, а также для мороженой рыбы длительного холодильного
хранения. При этом величина среднемесячного увеличения потерь при размора-
живании для гидробионтов, замороженных медленно, в 1,5 раза выше, чем для
быстрозамороженных. Кроме того, на величину потерь при размораживании ока-
зывает влияние механохимическое состояние рыбы в момент проведения данной
операции, т. К. рыба, находившаяся в состоянии максимума окоченения, будет
иметь большие потери, чем рыба, находившаяся в состоянии предокоченения
или расслабления.
Химический состав также имеет свое влияние на потери сока рыбы при раз-
мораживании, так у тощей рыбы потери сока больше, чем у жирной. Потери сока
возрастают с увеличением срока хранения и повышением температуры хранения.
При выдержке трескового филс перед замораживанием в течение 8 ч потери уве-
личиваются от 4 до 7 %. При хранении в течение 3 месяцев при -22 ’С потери со-
ка увеличиваются до 7,5%. Величина потерь сока зависит от вила рыбы, состоя-
ния ее свсжсстн и биологической зрелости [31]. Для свежезамороженного сырья
потери сока составляют при размораживании до 5 %, у рыбы, замороженной по-
сле нереста, возрастают до 8 %, данные потери возрастают с увеличением содер-
жания воды и уменьшением содержания белка и жира в мышечной ткани гидро-
бионтов. Кроме этого, потери сока при размораживании зависят от реакции сре-
ды (минимальная гидратация наблюдается при изоэлектрической точке белков),
а также от формы рыбы — отношения плошали к объему.
Ряд ученых-технологов рекомендуют для уменьшения потерь сока при размо-
раживании производить кратковременную выдержку рыбного филе перед замо-
раживанием в 20 %-ном растворе NaCl, или же посол филе до конечной концент-
рации поваренной соли 2% [51,31].
Маген н Пиллач (Индия) [36] предлагают использовать фосфаты для сниже-
ния потерь сока, а соответственно, и качества рыбы при ее размораживании. Они
установили, что оптимальная концентрация растворов составляет 12%, а время
выдержки рыбы в этих растворах от 30 до 60с. Причем по эффективности воз-
действия на снижение потерь сока при размораживании полифосфаты распола-
гаются следующим образом (по снижающейся эффективности воздействия): три-
полифосфат натрия (NasPjOIC) — пирофосфат натрия (Na4P2O7) -* ортофосфат
натрия (Na,PO4) -* вторичный ортофосфат натрия (Na2HPO4). При обработке
фосфатами выход продуктов после размораживания колеблется от 103,2 до 97,9%
массы продукта по сравнению с 90% в контрольных партиях.
Сохранность пишевых продуктов после размораживания является сложной
проблемой.
В размороженных продуктах неоднократно обнаруживали случаи увеличения
и снижения ферментативной активности по сравнению со свежими продуктами.
В растворах тканевых жидкостей концентрацией ниже 1 % преобладают процессы
дезагрегации, обуславливающие увеличение активности ферментов. При концен-
трациях выше 1,5% преобладает агрегация, обуславливающая снижение фермен-
тативной деятельности после размораживания В целом, чем медленнее заморо-
328
А А. Размораживание рыбы
жена мышечная ткань рыбы, тем больше структурные изменения и тем в большей
степени качественное состояние и стойкость размороженного рыбного продукта
отличается от охлажденного.
Микробиологические процессы в быстро размороженной рыбе протекают по-
сле дефростаиии приблизительно с той же скоростью, что в охлажденной рыбе при
тех же условиях хранения. Микробиальные изменения в медленно замороженной
рыбе протекают после размораживания быстрее вследствие большей ферментатив-
ной активности мышечной ткани. В целом считают, что сохранность разморожен-
ных продуктов животного происхождения меньше сохранности тех же продуктов в
охлажденном состоянии, хранившихся при тех же температурных условиях.
Мороженую рыбу подразделяют на I и II сорт, по органолептическим показа-
телям она должна соответствовать требованиям соответствующих стандартов.
Поверхность рыбы первого сорта должна быть чистой естественной окраски,
свойственной данному виду. В зависимости от вида рыбы регламентируются пов-
реждения и изменение цвета поверхности. Изменение цвета, главным образом,
пожелтение, не должно быть связано с окислительными процессами (36]. Требо-
вания к внешнему виду рыбы второго сорта остаются в основном теми же, что и
для первого сорта, но с различными допусками (69.99].
После размораживания консистенция рыбы первого сорта должна быть сред-
неулругой, плотной, присущей данному виду рыбы. Запах рыбы первого сорта
после размораживания должен быть свойственный свежей рыбе без порочащих
признаков. Для рыбы второго сорта консистенция может быть ослабевшей, но не
дряблой, допускается кисловатый запах в жабрах, для отдельных видов — незна-
чительный залах окислившегося жира, не проникший втолшу мяса. Мелкая мо-
роженая рыба, рыба специальной разделки, филе по сортам не подразделяются.
Органолептические показатели данных групп рыб регламентируются соответ-
ствующими стандартами [84, 77].
Размороженная рыба портится так же быстро, как н продукты, хранящиеся в
свежем виде в условиях обычного охлаждения. Микроорганизмы, которые не по-
гибли при замораживании, начинают развиваться, как только температура про-
дукта станет положительной. Применяемый способ размораживания должен
быть кратким по времени и обеспечивать поддержание возможно более низкой
положительной температуры.
Влияние условий размораживания иа качество размороженной рыбы
Качество размороженной рыбы в значительной степени определяет пищевую
ценность готового продукта, его товарный вид и стойкость при хранении и зави-
сит от жирности рыбы, степени ее свежести, целостности отдельных органов и
тканей, способа разделки, способа размораживания и т. п. Жирная рыба имеет
лучший вкус и более высокую питательную ценность. Степень свежести рыбы за-
висит от условий ее добычи и хранения до технологической обработки. Контро-
лируемыми параметрами прн организации добычи рыбы являются длительность
траления, степень.наполнения трала (кутка), наличие прилова, уровень травма-
тизма рыбы, длительность н температура хранения рыбы на палубе или в бунке-
329
Глава А Охлаждеинак. подмороженная, мороженая и размороженная рыба
pax-накопителях ло обработки. Любая задержка рыбы в орудиях лова при обра-
ботке приводит к снижению ее качества.
Целостность отдельных органов и тканей размороженной рыбы является обя-
зательным условием при выработке пишевых продуктов. Разделанная на тушку
или филе с кожей рыба хранится дольше, чем неразделанная, особенно это каса-
ется рыб небольшого размера.
Важным требованием к технологии размораживания рыбы яатяется стабиль-
ность температуры размораживающей среды. Даже непродолжительное повыше-
ние температуры (например, выше 20 °C при размораживании в воде или на воз-
духе) отрицательно алияет на качество продукта, которое не может быть восста-
новлено путем посзедуюшего снижения температуры до оптимальной. Это объ-
ясняется тем. что при длительном размораживании активизируется деятельность
тканевых ферментов, ферментов внутренних органов, микроорганизмов, которая
не прекращается и при дальнейшем понижении температуры. При повышении
температуры скорость размораживания возрастает, однако качество рыбы резко
ухудшается. Таким образом, контролируемое размораживание приводит к сниже-
нию качества рыбы и преимущества, которые дает замораживание, при размора-
живании рыбы могут быть утрачены.
В процессе размораживания и обработки рыбы иногда обнаруживается бес-
структуриость (желеобразность) мяса. Этот порок чаше встречается у морских и
океанических рыб (камбала, палтус стрслозубый и некоторые другие). Желеоб-
разность мяса наблюдается только у половозрелых рыб и связана с определенным
физиологическим состоянием рыбы в отдельные сезоны, а также с жизнедеятель-
ностью паразитов.
При выборе способа размораживания необходимо учитывать вид рыбы, ее
размер, глубину разделки и другие факторы. Например, для рыб среднего разме-
ра, таких как скумбрия, ставрида, окунь (неразделанных или разделанных на
тушку), наиболее приемлемым является размораживание погружением в проточ-
ную воду, для более мелких рыб (салака, сардина, килька) — размораживание пу-
тем орошения водой, для филе и рыбного фарша — размораживание на воздухе.
При размораживании цвет многих рыб изменяется. В результате контакта с
пресной водой таких рыб, как скумбрия, макрель, а также каракатицы, их кожа
приобретает бледный или соломенный цвет. Если размораживание производится
в слабосоленой воде, естественный цвет и блеск поверхности рыбы сохраняются.
Цвет мышечной ткани полосатого тунца лучше сохраняется после разморажива-
ния на воздухе или под вакуумом, чем в воде.
Развитие микрофлоры при размораживании
При переработке рыбы выбор способа размораживания зависит от мощности
и конкретных условий работы каждого предприятия. Особенно это относится к
рыбоконсервным комбинатам, поскольку качество консервов напрямую связано
со степенью обсемененности рыбы. Увеличение обсемененности происходит при
размораживании и разделке рыбы, при аварийных задержках технологического
процесса, нарушении санитарных норм производства.
330
A.4. Роэморажмаанма рыбы
Между степенью обсемененности размороженной рыбы перед стерилизаци-
ей и количеством бомбажных (испорченных) банок при хранении консервов
имеется прямая зависимость: чем выше обсемененность рыбы, тем более жест-
ким должен быть режим стерилизации для подавления микроорганизмов. Од-
нако высокая температура стерилизации и увеличение ее продолжительности
укудшают вкус и питательные свойства консервов, более дорогим становится их
производство.
При медленном размораживании бактериальная обсемененность рыбы уве-
нчивается. что ведет к ухудшению размораживаемой рыбы и затем готового
продукта (консервов), быстрое размораживание обеспечивает стабильное бак-
териальное состояние и не ухудшает органолептические показатели разморо-
женной рыбы.
Бактериальная обсемененность поверхности и мышечной ткани рыбы, размо-
роженной в поде СВЧ, значительно ниже, чем размороженной на воздухе. Угне-
тающее действие поля СВЧ на микроорганизмы связано с инактивацией фермен-
тной системы и приведением клеток в неактивное состояние.
Методы определения качества размороженной рыбы
Методы определения качества размороженной рыбы изложены в методиче-
ских указаниях «Технология и контроль замораживания и хранения рыбы» [51].
поскольку контроль качества мороженой рыбы предусматривает ее разморажива-
ние при подготовке образца к анализу. Кроме того, показателями качества размо-
роженной рыбы могут являться кислотное число (КЧ) и перекисное число (ПЧ)
жира мышечной ткани рыбы, состояние ее консистенции. Также в разморожен-
ной рыбе необходимо контролировать содержание гистамина, накопление кото-
рого в некоторых видах рыб может вызвать пишевые отравления.
Консистенция рыбы характеризуется следующими основными терминами:
• упругая — мясо рыбы легко возвращается в первоначальное состояние по-
сле снятия деформирующего усилия;
• плотная — при сдавливании мяса требуется значительное усилие, наблюда-
ется незначительная остаточная деформация или медленное ее исчезновение,
♦ ослабевшая — при сдавливании мяса не требуется значительного усилия,
наблюдается небольшая остаточная деформация:
• мягкая — мясо рыбы легко поддается сжатию, следы от надавливания не ис-
чезают,
♦ слабая — при сдавливании тела рыбы ощущается легкое смещение кожи от-
носительно мышечной ткани,
• дряблая — при сдавливании тела рыбы с незначительным усилием наблюда-
ется подвижность мяса относительно кожи и костей;
♦ расслаивающаяся — самопроизвольно или при незначительном усилии мы-
шечная ткань расслаивается по септам миомср или на отдельные пучки волокон;
• мажушаяся — мышечная ткань рыбы представляет собой слабоструктуриро-
ванную массу особенно в поверхностных слоях, размазывается, прилипает к раз-
1ичным поверхностям в большей или меньшей степени.
331
Глава 4. Охлажденная, подмороженная, мороженая м размороженная рыба
Для рыбы первого сорта характерна консистенция плотная и упругая; второго
сорта — ослабевшая, мягкая; нестандартной — слабая, дряблая, расслаивающая-
ся, мажущаяся.
Консистенцию размороженной рыбы определяют в соответствии с ГОСТ
7631—85(551.
Контрольные вопросы
I. Охарактеризуйте понятие «охлажденнвя рыба*.
2. Какие виды охлаждавших сред используются для охлаждения рыбы7
3. Какие показатели характеризуют качество охлажденной рыбы7 Перечислите основные по-
роки охлажденной рыбы.
4. Перечислите морфометрические, структурно-механические, теплофизические характери-
стики рыбы-
s. Как рассчитать потребное количество холода для охлаждения рыбы?
6. Перечислите основные методы расчета продолжительности охлаждения рыбы дайте их
краткую характеристику
7. Охарактеризуйте перспективные пути увеличения продолжительности хранения охлажден-
ных гидробионтов
й. Охарактеризуйте понятие «подмороженная рыба».
9. Какие существуют способы подмораживания7
10. Перечислите основные методы расчета продолжительности подмораживания рыбы, ддйк
их краткую характеристику
И. Дайте характеристику перспективным направлениям в технологии подмороженных гидро-
бионтов.
12. Охарактеризуйте понятие «мороженая рыба».
13. Раскройте принцип консервирования рыбы при замораживании
14. Перечислите основные способы заморажмьания.
15. Охарактеризуйте изменения теплофизических характеристик мяса рыбы в процессе замора-
живания (количество вымороженной воды, плотность, теплоемкость, теплопроводность,
температуропроводность).
16. Дайте определение средней объемной температуре тела.
17. Каким обрезом можно рассчитать количество холода, отводимое от рыбы в процессе зоне
раживания?
ю. Перечислите основные методы расчета процесса замораживания рыбы, дайте их краткую
характеристику.
14. Охарактеризуйте понятие «скорость замораживания* (номинальная, эффективная, линей-
ная, истинная, объемная).
20. Перечислите основные типы морозильных аппаратов, дайте им краткую характеристи-
ку.
21. Обоснуйте необходимость разделки рыбы перед замораживанием, перечислите основные
виды разделки.
22. Поясните влияние плотности укладки рыбы блох-формы на продолжительность ее замо-
раживании.
21 Охарактеризуйте понятие «усушка рыбы прн замораживании», перечислите факторы влия-
ющие на ее интенсивность.
24. Поясните необходимость операции «закрепление* филе перед замораживанием.
25. Перечислите виды пишевых мороженых фаршей, дайте им краткую характеристику.
26. Поясните необходимость глазирования мороженой рыбопродукции.
332
Глава 4. Охлажденная, подмороженная, мороженая и размороженная рыба
27. Перечислите факторы, влияющие на продолжительность хранения мороженой рыбопро-
дукции. лайте им краткую характеристику.
18. Охарактеризуйте понятие •перекристаллизаиия льда» при хранении замороженных пише-
вых продуктов.
29. Перечислите основные антиокислители, используемые при производстве мороженой рыбы,
дайте краткую характеристику их действия.
34. Дайте краткую характеристику используемых на судах систем охлаждения.
31. Какие показатели характеризуют качество мороженой рыбы, перечислите основные пороки
мороженой рыбы?
32 Перечислите основные способы размораживания рыбы, дайте им краткую характеристику.
33. Как рассчитать продолжительность размораживания?
34. Перечислите факторы, влияющие на изменение качества мороженой рыбы при разморажи-
вании.
35 Охарактеризуйте основные методы определения качества размороженной рыбы.
Список литературы к главе 4
Основная
I Ac ЫИ143950 (СССР) Способ замораживания продукт©! Налетов И. А, Семенов Б. Н
2 АлямовскиЙ И. Г Аналитические исследовании технологических процессов обработки мяса холодом. —
М Центр научно-исследовательского института информ и техно-экономических исследований. 1970 —
182с
? Алямовскнй И Г Теплофизнчсские характеристики пишевых продуктов при замораживании/ Холодиль-
ная техника — 1968. — Бк 5. — С 35 36.
4 Бабякнн Б С , Тихонов Б С . Юрчинский Ю М. Совершенствование холодильной техники и технологии.
- М.: Галактика, иГм. 1992 - 175с
5 . Баранов В. В. Обработка и транспортировка рыбы и морепродуктов: Учебное пособие. — М.. Пиш. пром-
сть. 1975. - 144 с
6 . Богатырев А Н., Кунакива В. Е. Консервирование холодим. — Новосибирск 1992 — 162с
’ Борисочккнь Л. И. Антиокислители, консерванты,стабилизаторы. красители, вкусовые ромятичеекке вс
шестаа ч рыбной промышленности. — М/ Пиш. пром-сть, 1976. — 188с.
8 Борисочкина Л. И., Дубровская Т. Н. Технология продуктов из океанических рыб. — М.. Атропромиздат,
1988 - С 49.. 55
9 Бойн В Н , Калинин Ю Ф. Теплофизические характеристики пишевых продуктов Методические указа-
ния к курсовому и дипломному проектированию Для курсантов и студентов-заочников вузов специаль-
ности 2709 «Технология рыбных продуктов» — Мурманск 1989.—74с.
10 Бойн В Н , Калинин Ю Ф.. Ершо» А М.. Мартышевский В И., Глазунов Е А. Проектирование проиес-
соа к аппаратов рыбообрабатывающих производств. Учебное пособие / Под рсд. Бохана В Н - М урманск.
1992 — 221с ИЛ-МГАРФ
11 Бражников А М., Каухчсшвнли Н. Э. Организация теплоотвода при криогенном замораживании Мясная
индустрия — 1987. — №3. — С 40. .41.
12 Бронштейн И Н. Райков Д. А. Справочник по элементарной математике, механике, физике. Им 3. —
Госнматтехнико-теоретической литературы. — М., 1943 — 200с.
13 . Быков В. П. Изменение мяса рыбы при холодильной обработке, автолитические и бактериальные процес-
сы — М- Агропромииат. 1987. — 221 с
14 . Быком В. М , Белова 3 И. Справочник по холодильной обработке рыбы — М_: Агропромииит 1986 —
208с
15 . Выгодны В. А Повышение эффективности процессов холодильной обработки пишевых продуктов прн
реструктуризации холодильных объектов условиях повышенного грузооборота. Диссертация в виде науч-
нот доклада на соискание ученой степени доктора технических наук — М.: 1999 —59с
16 Головин Н А . Першина Л И Посмертные механо-химические изменения и их роль при консервировании
рыбы холодом — Труды НИИ МРП ВНИРО. Т I Вып 2. — Л.: 1961. -С. 3 .143
17 Головкин Н. А Холодильная технология пишевых протуктов Учебник — М.-Легия ипищечая пром-сти.
1984 - 240с
18 Головкин Н. А, Маслова Г В.. Скоморовская И. Р Консервировавние продуктов животного Происхожде-
ния прн субкриоскопических температурах — М.: В. О. Агропромилаат, 1987. —272с.
333
Главе 4 Охлажденная, подмороженное, мороженая и розморожвныоя рыба
19 Головкин Н А , Семенов Б. Н. Использование температур, близких к криоскопической для хранения и
подмораживания тунца — Калининград- Калининградское книжное итштельство. 1970 — 70с.
20 Головкин Н А., Чижов Г Б. Холодильная технология пишевых продуктов. Учебник. — Издание второе до-
полнительное и переработанное. — М_. Госиздат торговой литературы. 1963 — 208с.
21 Головкин Н А. Чижов Г Б . Школьникова Е Ф Холодильная технология пишевых продуктов- Учебник —
М Госиздат торговой литературы. 1955 — 375с
22 Головкин Н. А. Юшкой П. П. Аналитическое исследование технологических процессов обработки мяс» хо-
лодом. — М ЦНИИТЭИ Мясомолпром, 1970. — 183с
23 Галянл М М . Малеванный Г М Печатников W 3 . Плотников В Г Сборник примеров, расчетов лабора-
торных работ по курсу «Холодильное технологическое оборудование*. М.: Легкая и пишемя пром-сть,
1981- 168с
24 Жуковский К Холодильная цепь в рыбной промышленности Переводе польского. — М . Пиш пром-сть,
1978 - 167с
15 Зайцев В. П. Холодильное консервирование рыбных продуктов. — М.- Агропромиздат. 1990 — 336 с
26 Киэиветтер И. В., Макарова Т. И , Зайцев В И. и др. Технология обработки водного сырья — М Пиш
пром-сть, 1974. — 520с.
27 КомаровН. С Справочник холодильщика И зд-е 2-е перераб и дополненное, Госнаучтех изд-во машине
строительной литературы, — М : 1962 — 419с.
28 . Константинов Л. И. Замораживание рыбы в условиях промысле. — Калининград- Калининградское книж-
ное издательство. 1973. — 184 с
29 . Кузин А- М. Обшая биохимия. Учебник М. Высшая школа — 196]. — 254с
30 Куцакова В. Е . Филиппов В. И , Фролов С. В. Консервирование пишевых продуктов холодом (Теплофнзи-
ческие основы): Учебное пособие СПб: СПбГАХПТ. 1996. — 212с.
31 Леванндоя И. П-, Одинцов А В. О свободной воде мышечной ткани рыбы. Сборник научных трудов Атлан-
тНИРО. Прогрессивная технология пищевой продукции из гидробионтов — Калининград, 1990. —
С 183 ..190
32 Логинов Л И.СиввчеваА М Двухэтвпное охлаждение тушек птицы с частичным подмсраживаннсм/Хо-
додильнаятехника. — 1974. — №7 —С 35 38
33 . Лыков А. В. Теория сушки. — М-. Энергия, 1968 — 471 с
34 . Михайлова А Л Сборник задач и упражнений по технологии рыбных продуктов - М .Агропромииит.
1986.— 168 с.
35 Павлов Е Г Колон на судах рыбной промышленности. Ии. второе, переработанное н дополненное. — М
Пишепромиздат, 1961. — 296с.
36 Постельски Я, Груш 3 Замораживание пишевых продуктов. Перевод с польского. — М Пишемя пром-
сть. 197В.- 607 с
37 Рогов И. А , Бабакмн Б. С.. Выгодин В. А Электрофизические методы в холодильной технике и техноло-
гии. — М : Колос. 1996. — 336с
38 . РодинЕ, М Справочник по холодильной обработке рыбы — М Пиш пром-сть. 1977 — 199с
39 - Сафронова Т. М. Органолептическая оценка рыбчоЯ продукции. — М Агропромицн, 198S. — 150с,
40 . Семенов Б. Н. Определение степени свежести тунце прн различных способах его хранения. Рыбное хозяй-
ство. - hfc3. - 1970. - С 53. 55
41 Семенов Б. Н Оснос ы криогенной технологии гидробионтов Учебное пособие — Калининград. КТИРПХ.
1992 - С 102 (Ч. I)
42 . Семенов Б. Н. Основы криогенной технологии гидробионтов. Учебное пособие. — Калининград. КТИРПХ.
1992 - С. 72 (ч.2).
43 - Семенов Б. Н. Разработка холодильной технологии тунца Автореферат диссертации на соискание ученой
степени доктора технических наух — Л 1990. —31с
44 . Семенов Б. Н Технология продуктов из водного сырья. Методические указания к лабораторной работе по
определению обобщенной численной характеристики качества рыбных продуктов, специальность 27 09
-Технология рыбных продуктов.. — Калининград: КТИРПХ, 1992. — 30с.
45 . Семенов Б. Н-. Акулов Л. А. Борзенко Е. И.. ЛихенкоС. В., Олиниов А. Б Применение азотных техноло-
гий в процессах охлаждения, замораживания, хранения и транспортирования скоропортящихся продуктов,
ч. 1 и 2 — Калининград: КГТУ. 1994. — 278с
46 . Семенов Б. Н-. Григорье* А А., Жаворонко!. В. И- Технологические исследования обработки тунца и рыб
тунцового промысла — М Легкая и пиш пром-сть, 1981. — 1В4с.
47 . Семенов Б. Н._ Доровскнх О. Н . Зангала М , Одинцов А В Методика определения качества морепродук-
тов методом злектроиной микроскопии — Калининград: КГТУ. 1998 — 17с
48 Семенов Б Н . Ершов А. М. Научные основы производства продуктов питания Учебное пособие. — Мур-
манск М ГТУ. 1995. — 150с
334
Глава 4. Охлажденная, подмороженная, мороженая и размороженная рыба
49 . Сечено! Б Н . Ершов А М . Рулев И. Н. Технология производства подмороженной и мороженой продух
инн из животного сырья. Учебное пособие для студентов-технологов пищевых производств. В 2 ч., Ч. 2
Производство мороженой продукции — Мурмьнск. Изд-вс МГТУ. 1998. — 136с
♦I СменоаВ Н ЕршовА М . Рулев Н Н Технология производств! продукпия из животного сырья Учеб
н—пособие для студентов-технологов лкшсвых производств. Ч. I Производство охлажденной продукции
- Мурманск. Изд-во МГТУ. 1999 - 94с
' I Семенов Б Н . Одинцов Л В. Методические указания к выполнению лабораторной работы •Технология и
» «троль замораживания. хранения мороженой рыбы, для студентов специальности 27 09 «Технология
р -лныхпродуктов» Ч 2 «Мороженая рыба. — Калининград, 1994. — 90с (КТИРПХ)
Семенов Б. Н . Одинцов А В. Методические указания к выполнению лабораторной работы «Технология и
контроль размораживания рыбы, для студентов специальности 27.09 «Технология рыбных продуктов» ч. 3
Размороженная рыба — Калининград. 1994. — 60с. (КТИРПХ).
Семенов Б Н , Однниов А В Технология производства продуктов из водного сырья. Методические указа-
ния по выполнению лабораторной работы -Исследование физических н теплофизических характеристик
живой и охлажденной рыбы» для студентов ВУЗов специальности 27 09 «Технология рыбных продуктов»
ч I живи и охлажденная рыба — Калининград: КТИРПХ, 1992 — 45с.
54 Семенов В Н Одинцов А. В.. Альшевский Д. Л Методические указания к выполнению лабораторной ра-
боты «Органолептическая оценка пишевых продуктов и подсчет обобщенности относительной численной
характеристики качества» — Калининград: КГТУ, 1997. — 28с.
55 Семенов Б Н-, Одинцов А В., Киселев В. И. Методические указания по выполнению лабораторных работ
•Теоретические основы процессов охлаждения пишевых продуктов» для студентов ВУЗов по направлению
552400 «Технология продуктов питания* ч. I Теория охлаждения — Калининград: КГТУ, 1995. — 30с.
Ч>. Семенов Б. Н . Фролов С. В. Дорсвских О. Н . Одинцов А. Б. и др. Методические указания к выполнению
лабораторной работы -Расчет времени замораживания тел простой формы- — Калининград: КГТУ, 1998. —
14с
' Семенов Б Н Фролов С В Доровских О. Н . Одинцов А. Б. и др. Методические указания к выполнению
иеораторной работы «Расчет времени охлаждения и нагревания тел простой формы» — Калининград. КГТУ.
|9у8- 17с
'8 СеменоаВ Н Фролове В, Перовских О Н.,ОдиниовА Б. и др. Методические указания к выполнению
лабораторной работы «Расчет усушки при замораживании» — Калининград. КГТУ 1998. — 6с
59 Сикорский 3. Технологии продуктов морского происхождения. — М.. Пищ. пром-сть, 1974. — С. 92 ..158.
60 . Скалинский Б И . Белоусов А. А. Микроструктура мяса. — М Пищ пром-сть. 1978, — 175с
61 Судовые холодильные установки: Учебник/Захаров Ю В.ЛехмусА А.Сирота И. А. ЧегринцевФ. А -
Л . Судостроение, 1986. — 256 с
62 Терещенко В. П Холодильная обработка водного сырья. Учебное пособие — Калининград: КГТУ. 1994. —
15!с
63 Терешенко В П , Баранов В. В., Ковалева И. П Методические указания к выполнению лабораторной ра-
боты №4 «Исследование процесса охлаждения рыбы в различных средах», КТИРПХ. 1986, С-1—22
Ы Технология консервирования плодов, овощей, мяса и рыбы /Т, 38 Под ред. Б. Л. Флауменбаума, 2-е изд.,
переработанное и дополненное — М Колос, 1993 — 320 с
65 . Технология мяса и мясопродуктов: Учебник 7 Соколова. А., Павлов Л. В., Большаков А С . Журавская И. К.,
Шопенский А П , Дыклоп Э. П — М . Пишепромиздат, I960. — 672с.
66 Трухин Н В. Совершенствование способов охлаждения рыбы. Информ, пакет ВНИЭРХ сер, «Обработка
рыбы и морепродуктов., 1990. вып II (I). — С I 23
67 Трухин Н. В. Современные способы замораживания рыбы. Информ, пакет ВНИЭРХ. сер. «Обработка ры-
бы и морепродуктов». 1990. вып II — С. 1 ..10.
68 Трухин Н. В Холодильное хранение мороженой продукции Информ, пакет ВНИЭРХсер «Обработка ры-
бы и морепродуктов» 1990, выл II (II). — С II .20.
69 . Тухшнайд Н М. Холодильная технология. — М - Пишепромиздат, 1938, — 816с.
70 . УистоиФ. ЩЛосанТ. В. Производство продуктов питания из океанических ресурсов Т 2 — М Агропро-
михдат. 1989.-С. 64..71.
71 Чижов Г. Б. Теплофизические процессы « холодильной технологии пищевых продуктов Учебник — М
Лиш пром-сть. 1973. — 27) с
72 Чижов Г Б. Теплофизические процессы в холодильной технологии пишевых продуктов: Учебник. 2-е изда-
ние переработанное. — М : Пмш пром-сть, 1979. —271 с
’) ЧижовГ Б . ТрякаломО Ф .ФрайбертА. М Сопоставление способов расчете продолжительности замора-
живания прямоугольных параллелепипедов В км Холодильная обработка и хранение пишевых продуктов.
Межвузовский сборник научных трудовN» I. — Л . 1976. —С 140 ..145.
"Ч Швробейко В И Биохимия продуктов холодильного консервирования: Учебник ш bvx» — М-. В-О. Аг
ропроимздат, 1991. — 255с.
335
Глава 4. Охлажденная, подмороженная, мороженая и размороженная рыба
Дополнительная
75. Андреева И. П. Обзор по теме «Применение защитны* средств для удлинения сроков хранение рыбопро-
дукции*. — Калининград АтлантНИРО ОНТИ. 1975 — С. I .89
76. БорисочкинаЛ И Исполюованне жилки* хладагентов для замораживания рыбы и морепродуктов, обзорная
информация, сер. 3 «Обработка рыбы и морепродуктов. — М. ЦНИИРОИРХ. 1974. вып. 7 — С I 30.
77 Госстандарт СССР Азот газообразный и жидкий Технические условия ГОСТ 92-93 ’4 ГК СССР по стан-
дартам. — М —1986
78. Госстандарт СССР. Цистерны транспортные для жилки* кислорода, азота, аргона. Технические условия
ГОСТ-17518-79 ГК СССР по стандартам.
79. ГОСТ 1161-85 Рыба морожения. Технические условна 01.01 8В. Госкомитет по стандартам, изменение 1,2
80. ГОСТ 1361-91 Рыба все* видов обработки Длина и масса
81 ГОСТ 17660-97. Рыба специальной разделки мороженая ТУ ГЬскомктгт стандартов, изменения N. I
82 ГОСТ 20057-96. Рыба океанического промысла мороженая. Технические условия
83 ГОСТ 24896-81. Рыба живая — М Изд-во стандартов. 1981
84. ГОСТ 7631 -85 Рыба, морские млекопитающие, морские беспозвоночные и продукты и* переработки Пра-
вила приемки, органолептические метилы оценки качества, методы отбора проб для лабораторных испыта-
ний. — М.: Изд-во стандартов, 1985.
85. ГОСТ 7636-85 Рыба, морские млекопитающие, морские беспозвоночные и продукту и* п-реработаи Me
годы анализа. — М Изд-во стандартов, 1985
86 ГОСТ8417-81 Единицы физических величин —М 1978
87 Изменение Tw I к инструкции ЬЛПвпохранениюрыбы.рыбныхпродуктовмморепродуктовнахолаанль-
никахМРХСССР-Л Гилрорыбфлот, 1987 - С 314.316.
88. Ионов А Г Современные моротилъные установки Учебное пособие. — Калининград КТИ РПХ, 1994. — 77с
89. Ионоя А Г. Судовые рефрижераторные установки — М.: Колос, 1993 - 351 с.
90. Исаев В А. Организация производства рыбной продукции на морозильных траулерах и плавбаза* — Кали-
нинград Калининградское книжное изд-во. 1975.— 77с.
91. Коэффициенты перевода единиц измерения фнзико технически* величин — М.: Атом надет, 1907. 40с
92. Обеззараживание морской воды при глазуровании мороженой рыбы (Технологическая инструкция) МРХ
СССР. 1987, Гипрорыбфлот. - С 1-6.
93. ОСТ 15395-96. Ящики из гофрированного картона для мороженой рыбной продукции.
94. Регистр СССР Руководство по техническому надзору за постройкой судов и изготовлением материалов к
изделий. Ч 5. Надзор за изготовлением изделий для судов. 5.11. Холодильное оборудование ч. 6 — Надзор
за постройкой судов 6 11. Холодильные установки. — М.: 1984. —47с.
95. Рогов И. Л, Кулакова В. Е . Филиппов В. И.. Фролов С В. Консервирование пищевых продуктов холодом
(Теплофизическне основы). — М.: Колос, 1998. — 158с.
96 Решим Е М. Холодильная технология рыбны* продуктов, 2-е ни — М.: Агропромиэдат. 1989. — 303С
97. Рыба и рыбопродукты Вспомогательные материалы, ч. I, — М.: Изд-во стандартов, 1977, С 3 .84,
109. 131.178 ..180.204.207.
98. Рыба и рыбопродукты. Вспомогателытыс материалы, ч. 2 — М- Изд-во стандартов. 1977,— С 3-10
99. Рыба, рыбопродукты и вспомогательные материалы — М • Ихп-во станларток. 1977. ч I — С 6. 13.
119. 127
100. Сборник технологических инструкций по обработке рыбы. Т. 1.ВНИРО— М : Колос, 1992 — С. 255.
101. Сбсфних технологически* инструкций по обработке рыбы Т 1, —М.: Пищ. пром-сть, 1972 — С. 5. 9,66. .69.
102. Справочник технолога рыбной промышленности. Т. I. — М : Пиш пром-сть. 1971. — С 57 .75.
103 ТУ-15-92-90018-93 Яшикн из гофрированного картона дли мороженой рыбопродукции.
104 Фатыхов Ю А Теплоемкость рыбы и ее компонентов при отрицательных температурах Вестник МАХ.
СПГЛХнПТ, 2000. — 5с
105. Химический состав пишевых продуктов. Справочник Справочные таблицы содержания основных пище-
вых вешеств и энергетическсй ценности пищевых продуктов. Кн. I. — М ВО Агропром нмат, 1987.
106. Химический состав пишевых продуктов Справочник. Справочные таблицы содержании аминокислот,
жирных кислот, витаминов, макро и микроэлементе», органических кислот к углеводов Кн. 2 — М ВО
Агропром надет. 1987 —С. 214. 247
107 Холодильная техника. Применение холода пмшевой промышленности. Микробиология холодильного Хра-
нения Холод вмясной и молочней промышленности Справочник. — М: Пиш пром-сть. 1979 — 272с
ГЛАВА 5. СОЛЕНЫЕ, ПРЯНЫЕ
И МАРИНОВАННЫЕ ПРОДУКТЫ
5.1. СПОСОБЫ ПОСОЛА
Посол как способ консервирования применялся человеком с давних времен.
Этот способ консервирования рыбы не потерял актуальности и в иастояшее вре-
мя когда с помощью посола получают либо готовые изделия, обладающие специ-
фическим ароматом и вкусом, либо полуфабрикаты, из которых в дальнейшем
изготавливают вяленую, копченую, сушеную, маринованную продукцию.
Посол — это комплекс операций по консервированию рыбы поваренной со-
пью, в результате которых происходят сложные массообменные и биохимические
процессы в тканях рыбы. Посол характеризуется продолжительностью процесса,
способом посола, степенью насыщенности солью, температурой, при которой
происходит процесс, степенью завершенности; теплый, охлажденный и холод-
ный; насыщенный и ненасыщенный; сухой, смешанный и тузлучный; закончен-
ный и прерванный; посол инъектироваиием. Иногда посол классифицируют и по
типу емкостей, в которых он производится: чановый, бочковый, контейнерный
{28|. Способ посола зависит от ассортимента готового продукта, вида рыбы и ее
химического состава, рынка сбыта и местных традиций и климата.
Теплый, охлажденный и холодный способы отличаются температурными ус-
ловиями веления процесса. Теплый посол протекает прн температуре в мясе рыбы
более +5’С. однако температура окружающего воздуха не должна превышать
+ 15’С; охлажденный посол осуществляется при температуре в теле рыбы
-l...+5'С. Холодный посол характеризуется подмораживанием или полным замо-
раживанием продукта в процессе посола. Охлажденным посолом обычно получа-
ют соленую продукцию из жирных видов рыб. Холодный посол применяется при
выработке балычных изделий из ценных жирных видов рыб: семга, осетровые,
сиговые.
Посоли, которые происходят при концентрации соли в водном растворе (туз-
луке) более 20%, называют насыщенными; если концентрация соли в тузлуке со-
ставляет !5...2О% — ненасыщенный средний посол; при концентрации соли в
толуке 10...15 % ненасыщенный слабый.
Сухим посолом называют обработку рыбы кристаллической поваренной солью
без добавления тузлука. Основным требованием при сухом посоле является обес-
печение равномерного распределения кристаллической соли по поверхности ры-
бы, если даже небольшой участок рыбы не будет покрыт солью, то это может при-
вести к порче продукта.
337
Глава 5. Соленые, пряные и маринованные продуты
Столовый посол является разновидностью сухого. В этом случае рыбу,
пересыпанную солью, укладывают в виде стопы или штабеля высотой 1 м на спе-
циальные решетки (поддоны). Выделяющаяся из рыбы вода стекает из штабеля.
Для равномерного распределения соли и давления по всей массе штабель перио-
дически перекладывают. Столовый посол применяется при производстве балы-
ков палтуса и посоле трески. Столовый посол характеризуется возможным окис-
лением жира и меньшим выходом продукции.
При смешанном посоле рыба перемешивается с кристаллической солью и вло-
сольную емкость добавляется 10...20% тузлука от объема посольной емкости
Применение смешанного посола ускоряет процесс на 20...25 % по сравнению с
продолжительностью сухого посола, также на 2...4 % увеличивается выход про-
дукции.
Тузлучный посол — это обработка рыбы в растворе поваренной соли опреде-
ленной плотности. Как уже отмечалось выше, от плотности тузлука зависит и сте-
пень насыщенности посола: насыщенный, средний ненасыщенный н слабый не-
насыщенный посол.
Посолы, при которых процесс прекращают до установления равновесия кон-
центраций в системе «рыба — тузлук», называют прерванным посолом, если кон-
центрация соли в мясе рыбы приближается к концентрации соли в водном рас-
творе, то такой посол называют законченным (28]. Тузлучным способом обычно
солят жирную рыбу, а в процессе посола осуществляют непрерывную циркуля-
цию тузлука с подкреплением (поддержанием) концентрации в специальных уст-
ройствах — соле кон центраторах.
Посол инъектированием осуществляют либо шприцеванием, либо бесконтакт-
ным иньектированием тонких струй тузлука под давлением в мясо рыбы. Приме-
няется, в основном, для посола рыб крупных размеров Это наибозее экономич-
ный и надежный способ посола.
Чановый посол — просаливание рыбы в больших бетонных емкостях, герме-
тично удерживающих тузлук
Бочковый посол производится в бочках различной емкости, которые служат
для хранения и транспортировки соленой рыбы. Этот способ посола применяется
при обработке средней и мелкой рыбы.
Иногда рыба солится в потребительской таре с последующей герметизацией,
например, при производстве пресервов. Такой посол называют баночным.
Посол в контейнерах с перфорированными стенками емкостью до 300...400кг
называют контейнерным. Обычно контейнеры с рыбо-соляной смесью помещают
в циркулирующий тузлук. Таким способом получают продукцию разных уровней
солености.
Посол — довольно медленный процесс, поэтому непрерывно происходит по-
иск ускоренных способов. Например, проводят отваривание рыбы с солью, при-
меняют сублимационный посол, увеличивают удельную поверхность рыбы и т. п.
Отваривание с солью заключается в отваривании или бланшировании рыбного
филе с солью в пластмассовых пакетах. После двухчасовой варки жидкость слива-
ют и добавляют соль, спустя еше два часа варки слив жидкости повторяют, а паке-
ты запечатывают.
338
5.1. Способы посола
Сублимационный посол заключается в сублимационной сушке с последующей
пс-дчсй тузлука. После обезвоживания рыбного филе в вакуумной установке через
определенный промежуток времени в камеру медленно подают порцию раствора
соли. Филе быстро поглощает солевой раствор. На этом процесс завершают.
Увеличение удельной поверхности продукта также интенсифицирует процесс
посола [58, 57, 56] Например, измельченное мясо рыбы перемешивают с лобав-
тяемой сухой солью (20... 100% массы рыбы), либо с избыточным количеством
тулука (4 части рыбы на 1 часть соли). Просаливание происходит почти сразу.
С< леный продукт подпрессовывают для удаления воды и получения брикета.
Брикеты варят и упаковывают.
По составу ингредиентов, используемых в процессе приготовления соленых
продуктов, посол подразделяется на обычный, специальный, сладкий и пряный.
Если используется специальный посол, то сырье обрабатывают смесью соли и саха-
ра (7... 10Яэ соли и около 1 % сахара к массе рыбы). Сладкий посол оттнчается от
специального увеличенной дозой сахара (до 6% от массы рыбы). При пряном по-
соле к смеси соли и сахара добавляют пряности Обычный посол характеризуется
тем, что сырье консервируется только солью.
По содержанию соли в готовых изделиях различают слабый, средний и креп-
кий посол.
Слабосоленая рыба содержит 6... 10 % поваренной соли, среднесолеиая и
крепкосоленая рыбы — 10... 14 % и более 14% соответственно. В слабосоленой
рыбе может развиваться гнилостная микрофлора, так как концентрация соли не-
достаточна для предотвращения ее развития. Поэтому слабосоленую рыбу хранят
в охлажденном состоянии
В среднесолеиой рыбе большинство патогенной микрофлоры испытывает
стресс и перестает расти [27].
В крепкосоленой рыбе могут развиваться гал оф ильные бактерии. обычная па-
тогенная микрофлора не развивается.
В настоящее время увеличивается роль соли как вкусового фактора и умень-
шается как консервирующего. На этой основе учеными АтлантНИРО предложе-
на следующая классификация рыбной продукции по содержащейся в ней массо-
вой доле соли (табл. 5.1).
Табл и иа 5.1 Классификация рыбной продукции по содержащейся в ней
массовой доле соли
Групп* продукции Массовая доля соли (граничные значения) Виды продукции
Несоленая ' ЛЙ Диетические продукты
Продукты вкусового посола I...3 Консервы, кулинария
Малосоленая 3...6 Пресервы, соленая, копченая, пресносушеная
Слабосоленая 6...8 Пресервы, соленая, копченая
Среднесоленая 8 .12 Соленая, копченая, вяленая
Крегкосоленая Выше 12 Соленая рыба для производства солено-суше- ной продукции
339
Глава 5. Соленые, пряные и маринованные продукты
5.2. СВОЙСТВА ПОВАРЕННОЙ СОЛИ И ИХ ВЛИЯНИЕ
НА ПРОЦЕСС ПОСОЛА
К свойствам поваренной соли, влияющим на процесс посола, в основном от-
носят геометрические размеры кристаллов соли (степень помола) и чистоту хи-
мического состава (наличие примесей). В большинстве случаев поваренную соль
получают в результате испарения морской воды. Добываемую поваренную соль
делят на самосадочную, каменную и выварочную (57).
Самосадочная" соль образуется испарением морской воды при соответствую-
щих климатических условиях: длительные периоды с высокой температурой, не-
большое количество осадков или засуха. Морскую воду вначале помешают в спе-
циальные бассейны для кристаллизации и выпадения в осадок карбоната кальция
(извести) и сульфата кальция (гипс). Когда основное количество этих солей из-за
их меньшей растворимости выпадет в осадок, морскую воду перекачивают в сле-
дующий бассейн В этом бассейне в результате выпаривания хлористый натрий
выпадает в осадок. Чистота поваренной соли зависит от надежности контроля за
процессом выпаривания и осаждения [69]
Поваренную соль в земных недрах называют каменной2’. Эта соль образовалась
в предшествующие геологические эпохи в результате полного высыхания озер,
участков морей или океанов. Обычно такие залежи загрязнены всякими включени-
ями, но иногда встречаются залежи с чистым хлористым натрием.
Если залежи каменной соли находятся на значительной глубине, то добывать
ее обычным шахтным способом экономически нецелесообразно. Такую соль до-
бывают прокачиванием через залежи воды, в результате вода насыщается солью,
и полученный раствор выводится на поверхность, где из него выпаривают влагу.
Для прокачивания воды через соленесуший пласт бурят специальные скважины.
Полученную таким способом соль называют выварочной ’ Чистоту ее регулиру-
ют в процессе выпаривания.
К основным консервирующим факторам поваренной соли следует отнести
следующие: плазмолиз бактериальной клетки, денатурация белков протоплазмы
микробной клетки, блокирование хлористым натрием молекул тканей белка.
Плазмолиз бактериальной клетки происходит при определенной концентра-
ции соли, которая, в свою очередь, обеспечивает высокую разность осмотических
давлений между средой и бактериальной клеткой.
Хлористый натрий является сильным электролитом. Это вызывает денатура-
цию белков протоплазмы микробных клеток, что замедляет жизнедеятельность
микроорганизмов. Ионы хлористого натрия вступают также во взаимодействие с
белками тканей и блокируют их, снижая доступность действия ферментов на бел-
ки. Одновременно снижается активность самих ферментов, которые имеют бел-
ковую природу.
Поваренная соль как консервант обладает слабым консервирующим действи-
ем. Она оказывает лишь бактериостатическое действие на микрофлору.
” Большие залежи самосадочном соли находятся в озере Баскунчак.
11 Залежи каменной соли находятся в Чкаловской области (г Соль-Илеик»
” Выварочная соль добывается в России в Иркутской области (гт Славянск, Усолье).
340
5-2. Свойства поваренной соли и их влияние нс процесс посола
Большинство микрофлоры, вызывающей порчу, обычно погибает при кон-
центрации соли выше 6...8% (по сырой массе рыбы), однако медленно расту-
щая группа бактерий может успешно развиваться в диапазоне концентраций
соли 6... 12 % [27, 52|. Галофильные бактерии продолжают размножаться даже
при концентрации соли от 12 до 13%. Только крепкий посол (больше 14 % со-
ли) ограничивает развитие всей микрофлоры, в том числе и галофильной. По-
этому чем слабее посол, тем больше срок хранения продукции зависит от тем-
пературы.
От количества примесей в соли в значительной мере зависит качество готово-
го соленого продукта. Если в поваренной соли содержатся хлориды и сульфаты
кальция и магния, то они уменьшают скорость проникновения соли в мышечную
ткань [52] и увеличивают продолжительность последующего вымачивания. Хло-
рид магния и другие включения способствуют более быстрому увлажнению по-
верхности высушенной соленой рыбы. Влажная поверхность рыбы является хо-
рошей средой для роста бактерий и плесени («розовая» и коричневая* плесень).
В процессе посола чистой солью мясо рыбы приобретает желтоватый оттенок и
более мягкую консистенцию.
Если посол производился солью с наличием солей кальция и магния, то
рыба имеет более светлый оттенок и более жесткую консистенцию. Однако,
при повышенных концентрациях солей кальция и магния в поваренной соли
продукт приобретает после посола привкус горечи Образование более жест-
кой консистенции мяса рыбы с содержанием солей кальция и магния можно
объяснить следующим. Двухвалентные ионы Са2< и Mg2‘ более активно взаи-
модействуют с белками, чем одновалентные ионы Na+ и СГ. В результате вза-
имодействия двухвалентных ионов кальция и магния с белками последние де-
натурируют. Вследствие денатурации белков уменьшается их водоудерживаю-
щая способность, они теряют влагу, мясо уплотняется, уменьшается выход го-
товой продукции.
Профессор Друккер предложил следующие допустимые нормы примесей в
поваренной соли (табл. 5.2).
Табл иив 5.2. Нормы примесей поваренной соли
1 Виды посол» с.- . Mf” SO.’ I НсрвСТВОрИМЫС Примеси
Крепкий 0.5 1 1 1 1.0 1 0.5
Слабый и средний 0.5! 0.1 1 '•° 1 0.5
пряный 0.3 0.06 i °-31 0,1
Этим требованиям может удовлетворять соль «Экстра» и соль первого сор-
та. Французские специалисты рекомендуют производить посол солью с содер-
жанием 0,3...0,6 % ионов кальция и магния. Наряду с определением в солн ио-
нов Са2*, необходимо учитывать и содержание ионов SO42“. Если ионов SO42-
достаточно для связывания ионов Са2*. то такую соль можно применять для
посола большинства рыб. При недостатке сульфат-иона ионы кальция и хло-
341
Главе 5. Соленые, пряные и маринованные продукты
рил ионы образуют соль СаС12, которая резко ухудшает качество поваренной
соли.
Даже небольшие концентрации железа или меди (несколько частей на 10млн)
в поваренной соли способствуют приобретению солеиой рыбой коричневого или
желтого оттеика, при этом рыба по качеству напоминает несвежую соленую рыбу
Ионы железа или меди ускоряют появление прогорклости в соленых изделиях из
рыбы с высоким содержанием жира
Обычно применяют соль четырех помолов: 0, 1, 2 и 3. При выборе соли оп-
ределенного помола руководствуются удельной поверхностью рыбы: чем мень-
ше удельная поверхность, тем более крупный помол должен применяться. Для
посола сельди и лососевых рекомендуют соль среднего помола с величиной зе-
рен от 1 до 2,5 мм. Если солить крупную рыбу мелкой солью, то образуется брак —
соляной ожог, так как в связи с большой гигроскопичностью мелкой соли про-
исходит быстрое обезвоживание поверхности. Кожа при этом уплотняется,
диффузионные свойства поверхностного слоя ухудшаются. Это замедляет про-
цесс диффузии соли внутрь рыбы. Чем мельче соль, тем большее ее количество
удерживается поверхностью рыбы (в % от массы рыбы): кристаллы соли вели-
чиной 1„.2мм удерживаются на поверхности рыбы в количестве 12... 16%;
2..Змм - 9.14%; З...4мм - 8...13%.
В последние годы установлено отрицательное воздействие на организм чело-
века чрезмерного употребления хлористого иатрия, поэтому ученые пытаются
найти заменители хлористого натрия. Например, Всемирная организация злра
воохранения обсудила возможность замены поваренной соли солями калия и ам-
мония. В Японии выпушен препарат «Силвин<, основным компонентом которо-
го служит хлористый калий, получаемый нз сложной соли карналита, добывае-
мой в странах Европы, Канаде, США, России. Препарат хорошо растворяется в
воде, почти не растворяется в этаноле и имеет вкус, близкий к вкусу поваренной
соли. Состав препарата «Силвин» следующий: вола 0,1 %, хлорид натрия 0,06%,
хлорид калия 99,8 % (50]. В той же Японии разработан способ посола рыбы и дру-
гих морепродуктов с применением препарата яблочной кислоты [5]. Препарат
придает продуктам соленый вкус и предохраняет от порчи, а расход поваренной
соли ниже, чем при традиционном посоле.
Известны следующие посольные смеси, состоящие из хлоридов кислот или их
солей, разработанные в ряде стран [2]:
♦ 40..38 % хлорида натрия + 1...20% сахарозы + 0,3... 1.5% соли адипиновой
кислоты + 10% глутамината калия + 0,15...5 % фосфата калия — США,
♦ до 20% хлорида натрия + 35...50 % хлорида калия + 18..35 % фосфата калия
однозамещенного + 4.-10% глутамината калия + 1...5% автолизата дрожжей +
+ 0,2... 10 % пряностей — Германия-
♦ 30. .80% хлорида натрия + 20...70 % хлорида калия + 0,2% хлорида магния
или кальция — Япония;
♦ 2 % глутамината магния + 55% хлорида калия +43% нитрата калня —
Венгрия;
• 73 % хлорида натрия + 25 % хлорида калия + 2% сахара, лимонной кислоты
и бензоата натрия — Россия.
342
5.2. Саднело поваренной соли и их влияние на процесс посола
На наш взгляд, вряд ли в ближайшем будущем при производстве солеиой про-
2}М1ИИ можно будет полностью отказаться от хлорида натрия. Однако попытки
частичной замены хлорида натрия при производстве некоторых соленых продук-
тов могут быть успешными.
5.2.1. Научные основы посола рыбы
Хотя посол как способ консервирования известен около 2000 лет, разработка
теории посола началась сравнительно иедавно. Из отечественных ученых
М. И. Турпаев первым сделал попытку охарактеризовать процесс количественно.
Работы продолжили Воскресенский, Леванидов, Рулев и др.
Посол сложный процесс, состоящий из диффузионного перехода солн в
рыбу, диффузионно-осмотического переноса воды из тканей рыбы в тузлук или
наоборот в зависимости от крепости посола.
Посол сопровождается физико-химическими и биохимическими изменения-
ми: денатурацией и гидролизом белков, липидов и экстрактивных веществ, изме-
нением микрофлоры и витаминов [52].
В основе существующих способов посола (сухой, мокрый, смешанный) ле-
жат одни и те же закономерности. Рассмотрим эти закономерности на приме-
ре тузлучного посола. При погружении в тузлук низкой концентрации возни-
кает неуравновешенная система. Эта система стремится к равновесию кон-
центраций соли и влаги. Вначале мышечная ткань рыбы впитывает соль, влагу
и набухает. Затем после достижения какой-то критической концентрации со-
ли в рыбе последняя начинает терять влагу при возрастании в тканях концент-
рации соли. Критическая концентрация для большинства видов рыб составля-
ет около 8 %. Разность концентраций соли в рыбе и тузлуке и воды в рыбе и
тузлуке является главной движущей силой просаливания. Процесс продолжа-
ется до установления равновесия. Если рыба погружается в тузлук с высокой
концентрацией соли, то происходит высаливание белков, и мышечная ткань
теряет влагу. Поглощение соли и потеря влаги мышечной тканью, по мнению
Крина [52], происходит на ограниченном участке. Крии этот процесс пред-
ставляет в виде -фронта-, который движется через ткани рыбы, и водо-соле-
вой обмен происходит на поверхности этого -фронта» после достижения кри-
тической концентрации соли. -Фронт* по мере просаливания продвигается к
центру продукта В процессе просаливания выделяющаяся из рыбы вода раз-
бавляет тузлук в пограничном с поверхностью рыбы слое, при этом снижается
концентрация тузлука у поверхности рыбы и, следовательно, снижается гра-
диент концентрации соли на поверхности рыбы, что ведет к замедлению про-
цесса просаливания.
Профессором Ершовым А. М. и инженером Димовой В. В. [18] сделаиа по-
пытка оценки значений концентраций соли на поверхностн рыбы по мере проса-
ливания прерванным тузлучным посолом. Оказалось, что концентрация соли у
поверхности рыбы действительно меньше таковой в тузлуке. В начале посола
концентрация соли у поверхности рыбы снижается, затем несколько повышает-
343
Глава 5. Соленые, пряные и маринованные продукты
ся. не достигая первоначального значения (рис. 5.1). Соленость на поверхности
продукта (5", %) можно найти из выражения:
S; = a-Cr, (S.D
где Ср — концентрация соли в толще раствора тузлука, %; а — коэффициент, по-
казывающий снижение концентрации тузлука в пограничном слое у поверхности
рыбы за счет массообменных процессов.
Рис. 5.1. Изменение концентрации соляного раствора в пограничном слое на поверхности про-
саливающегося филе скумбрии по времени посола (р“ 1,20г/см\ f“ +18'С, С= 26%)
Средине за процесс посола значения коэффициента а приведены в табл. 5.3 (18J.
Таблица 5.3. Значения коэффициента о при тузлучном посоле некоторых рыб
Рыбв (сырье) Содержание жира. % Температура тулука. ’С Значение с
Филе сайды 1.3 18 0.66
Окунь свежий неразделанный 7.0 18 0,41
Мойва мороженая неразделенная 9,7 18 0.3
Скумбрия мороженая филе 13,2 18 0,32
Угорь мороженый 15.0 18 0,38
Путассу свежемороженная нсраз- 2 9 0,67
деланная 18 0.68
25 0.88
30 0,92
344
5 2. Свойства поваренной соли и их влияние на процесс посола
Различают внешнюю и внутреннюю диффузию. Внешняя диффузия — это
процесс конвективного массообмсна, который упрощенно можно представить в
следующем виде:
4"’ = ₽1СР-С„(г)), <s.2)
г.. q — плотность потока соли через время т после начала процесса, отнесенная
к единице поверхности. кг/(м2с); Ср, Сп — концентрации соли в растворе и на
поверхности рыбы соответственно, %; ₽ — коэффициент массообмена или коэф-
фициент внешней диффузии, кг/(м2 с • %).
Внутренняя диффузия может быть описана I и II законами Фика:
dC DFd2C
И — =-------— , (5.4)
Л дХ2
где dm/dr — количество соли, поступающее в рыбу в единицу времени, кг/с;
dC'dx — изменение концентрации соли в мясе рыбы по времени посола (ско-
рость просаливания), %/с; D коэффициент диффузии соли в мясе рыбы, м2/с;
F— площадь внешней поверхности рыбы, М2; дС/дХ — градиент концентрации
< -ши (изменение концентрации вещества на единицу длины пути диффундиру-
ющего вещества), %/м
Из (5 3) и (5.4) следует, что увеличение концентрации соли в тканях рыбы за-
висит от продолжительности просаливания, характеристического размера рыбы,
коэффициента диффузии соли, концентрации соли, окружающей рыбу, если тем-
пература посола, химический состав, состояние тузлука постоянно в процессе
просаливания:
С=ДТ,Х Л,Ср), (5.5)
где С — концентрация соли в рыбе, %; т — время просаливания, с; X— характе-
ристический размер рыбы, (полутолщина) м; D— коэффициент диффузии соли,
ч2/с; Ср — концентрация раствора соли, окружающего рыбу, %.
5.2.2. Изменение физико-химических показателей рыбы
процессе посола
Изменение диффузионных свойств рыбы
Диффузионные свойства рыбы характеризуются коэффициентом диффузии,
что очевидно из выражений (5.4) и (5.5).
Исследования Дель Валье и Никерсона [52] по определению коэффициента
диффузии показали, что по мере насыщения тканей рыбы солью коэффициенты
диффузии сначала уменьшаются, затем несколько увеличиваются. То есть
345
Глава 5. Соление, пряные и маринованные продукты
существует такая концентрация соли в тканях рыбы, при которой коэффициенты
диффузии минимальны.
Известие, что коэффициенты диффузии зависят от физических характери-
стик диффундируем о го вещества и среды, в которую оно диффундирует. То есть в
случае посола коэффициент диффузии зависит от температуры и состояния мяса
рыбы. Если температура процесса постоянна, то коэффициент диффузии будет
зависеть от реологических свойств рыбы, которые, в свою очередь, связаны с из-
менением белков под действием хлорида натрия.
Найденные Дель Валье и Никерсоном коэффициенты диффузии под
тверждают теорию «фронта» Крина [52]. В начале процесса, когда концентра-
ция соли в мясе рыбы минимальна, коэффициенты диффузии максимальны.
По мере просаливания ткани рыбы набухают в результате впитывания влаги.
Набухание тканей рыбы приводит к уменьшению эффективной площади, на
которой происходит диффузия. Таким образом, уменьшение коэффициентов
диффузии связано с сокращением площади, через которую хлорид натрия
диффундирует внутрь тела. После достижелия определенной критической
концентрации сопи в мышцах рыбы происходит частичное высаливание бел-
ков, и мышечная ткань теряет влагу пропорционально содержанию соли. Вы-
саливание белков способствует сокращению размеров тканей и некоторому
увеличению эффективной поверхности, через которую диффундирует соль.
Рост эффективной поверхности ведет за собой кажущееся увеличение коэф-
фициента диффузии.
В отечественной литературе практически не было сведений о динамике из-
менения диффузионных коэффициентов в рыбе при посоле. В Мурманском го-
сударственном техническом университете инженером В. В. Димовой (под руко-
водством профессора А М. Ершова) проведена серия экспериментов, результа-
те. 5.2. Изменение коэффициентов диффузии соли в мясе раз-
личных видов рыб при их посоле в тузлуке в зависимости от сред-
ней солености образцов (р = 1,20г/см3, Г= +18'С|:
О — угорь, л - мойаа; □ — путассу: • — филе сайды. А — окунь, и - филс
скумбрии
346
5.2. Научны* основы посола рыбы
ты которых не расходятся с данными Дель Валье и Никерсона, а наоборот, под-
тверждают их.
На рис. 5.2 приведена зависимость коэффициента диффузии D от солености
рыбы 5*.
Характер кривых рис. 5.2 примерно одинаков, вначале коэффициенты диф-
фузии уменьшаются затем после достижения солености рыбы около 8% не-
сколько увеличиваются.
Чем ниже температура посола (рис. 5.3, 5.4), тем меньше значения коэффици-
ентов диффузии
Рж. 5.3. Изменение коэффиниентов диффузии соли в мясе путассу при посоле
в неподвижном тузлуке при различных температурах (о — 9*С; • — 18 *С; л —
25'С; д — 30’С) в зависимости от средней солености образцов Коэффиии
сити рассчитаны по закону лотснциалопроводностн
347
Глава 5. Соленые, пряные и маринованные продукты
Рес. 5.4. Зависимость коэффициентов диффузии соли в мясе путассу от тем-
пературы тузлука (р = 1,20 г/см1).
О — средние значения коэффициентов диффузии (рассчитаны по закону потен сиалопровол-
ности) на I этапе посола до достижения сйразцами солености 7 .10%; Л — тоже на II этапе по-
сола после достижения образцами солености 7, 10%
При больших значениях жира в рыбах, направляемых на посол, коэффициен-
ты диффузии уменьшаются при прочих равных условиях (рис. 5.5).
Значения коэффициентов диффузии можно найти из следующего выражения,
предложенного Ершовым А. М. и Димовой В. В.:
Z) = | (0,66 - 0,003X4- 0,02Г)-10-9, м7с (5.6)
где Ж — жирность рыбы, %; t — температура тузлука, ‘С; ij коэффициент,
учитывающий изменение диффузионных свойств рыбы по мере просалива-
ния.
Если посол ведется до солености З’н< 4,5% для жирных и средней жирности
видов рыб или до < 7,5 % для тоших видов рыб, то 3= - 1 При повышении ука-
занных соленостей коэффициент принимают равным 0,91.
348
5 2. Научные основы посола рыбы
Рис. 5.5. Зависимость коэффициентов диффузии соли в мясе рыбы при
посоле в тузлуке от ее жирности (р = 1,20т/см*, f* + 18*С):
О — средние значении коэффициентов диффузии (рассчитаны по закону патении-
алопровопноети) на I этапе посола до достижения образцами солености 7.. 10 %, £>
то же на И этапе посола после достижений образцами солености 7. 10%
Значения коэффициента диффузии Л для некоторых видов рыбы приведены в
абл. 5.4.
Таблица 5.4. Значения коэффициента диффузии рыбы
Объект посола Содержание жира в мясе рыбы Среднее значение коэффиииента "нффузии
на 1 этапе посола, О/Ю^ы’/с на II этапе посола, D3 10 ’ы’/с
Филе сайды мороженое и 1,0388 0.9577
Окунь свежий неразделенный мороженый 7,0 0,9680 0.8500
Мойва неразделанная 9.7 1,0797 0.9875
Филе скумбрии мороженое 13.4 1,0822 1,0158
Угорь мороженый Путассу свежая неразведан- ная. при температуре тузлука: 15 1,0157 0,9197
+9*С 2,0 0,7521 0,5557
♦18’С 2,0 1,1499 0,9917
+ 25*С 2.0 1.1058 0.9001
+30’С 2,0 1,1936 1,0987
Примечание Посол окуня, угря, филе сайды, фите скумбрии проводился втужчуке с темпера-
турой +18 *С.
349
Глава 5. Соленые, пряные и маринованные продукты
Перемещение влаги в рыбе прн посоле
Выход части воды в системе рыба — тузлук является диффузионно-осмоти
ческим процессом.
И. П. Леванилов[27] отдавал предпочтение осмотической теории перемеше
ния влаги, считая, что некоторые структурные элементы мышечной ткани рыб
обладают свойствами полуиепронинасмых мембран, поэтому разность осмоти-
ческих давлений в клетке и межклеточном пространстве является основной дви-
жущей силой влагопереноса.
Осмотическое давление разбавленных растворов описывается уравнением
Вант-[оффа:
M R Т, (57)
где i — изотонический коэффициент, равный для хлорида натрия 2, М — моляр-
ная концентрация растворенного вещества, моль/л; R — универсальная газовая
постоянная. Дж/(К моль); Т — температура раствора. К
Л. П. Миндер склонялся к тому, что влага из рыбы в основном извлекается
за счет сил обычной молекулярной диффузии. Объясняя эту гипотезу тем, что
мембраны у рыб после усыпания из сплошных превращаются в сетчатые, ко-
торые проницаемы не только для волы, но и для органических веществ. Поэ-
тому осмотические явления отсутствуют |26, 33]. Вероятно, оба процесса: ос-
мос и диффузия имеют место при перемещении влаги из рыбы при ее проса-
ливании.
Потеря влаги и поглощение соли мышечной тканью рыбы связаны обратно
пропорциональной зависимостью (рис. 5.6) (52].
Таким образом, чем больше солн диффундировало в рыбу, тем меньше влаги в
ней осталось (рис. 5 6, 5.7). Следует отметить, что это справедливо при солено-
стях больших пяти процентов.
С другой стороны, в процессе хранения соленой рыбы в системе рыба — туз-
лук также происходят массообменные процессы (рис. 5.8).
На I этапе хранения (до 25...30сут в зависимости от солености рыбы, направ-
ляемой на посол) влага из рыбы удаляется. При последующем хранении (II этап)
происходит впитывание влаги, так называемое набухание рыбы.
Процессы насыщения тканей рыбы водой прн последующем хранении раз-
личные исследователи объясняют по-разному. Некоторые исследователи считают
(36], что в результате гидролиза белков при посоле и последующем хранении про-
исходит увеличение степени их дисперсности, что приводит к высвобождению
связанной воды и ее диффузии из рыбы в тузлук (I этап). Размеры капилляров
увеличиваются и уже не под действием осмотического давления, а за счет атмо-
сферного давления происходит всасывание тузлука (II этап).
Л. П Миндер (33, 32] предполагает, что набухание вызвано двумя причи-
нами:
♦ на первом этапе из рыбы успевает выйти больше воды, чем требуется для ус-
тановления равновесия, следовательно, на втором этапе происходит поглощение
тузлука (1 причина);
350
5.2. Научные оснояы посола рыбы
Ряс. 5.4. Линии регрессии содержания соли относительно содержания влаги с 80- и
90S?-ми доверительными интервалами и средние приемлемые содержания соли и
влаги в продуктах из соленой трески, выпускаемых в Канаде:
Л — крепкосоленая рыба стопового лосоля; В — маринованная крепкосоленая рыба; С — нью-
фаундлендская слвбосолсная рыба стопового поста; D — рыба осеннего гаспского посола; £ — рыба
гаспского посола
♦ пептизацией белков глобулинового характера в растворах низкой концент-
рации (2 причина).
Отмечается также, что эти два процесса протекают одновременно и связаны
между собой. Представляет интерес следующее объяснение теории набухания
|55|. Перемещение воды в рыбу после завершения процесса влагоотдачи свиде-
тельствует о нарушении электростатического равновесия в системе «рыба-туз-
лук» Это происходит за счет увеличения полярных групп при гидролизе белко-
вых вешеств и липидов и накопления заряженных аминных и карбоксильных
групп и свободных аминокислот. Прекращение набухания при расщеплении
белковых молекул в период созревания объясняется завершением процесса пе-
рераспределения слоев диполей воды около ионов Na+ и СГ, причем, чем мень-
ше расстояние между молекулами воды и ионами Na+ и СГ, тем сильнее притя-
жение между ними.
Набуханию более подвержено мясо нежирной рыбы, чем рыбы со значитель-
ным количеством жира в мышечной тканн.
351
Глава 5. Соленые, пряные и маринованные продукты
Рис. 5.7. Потери влаги в период максимальной влагоотдачи в
зависимости от концентрации соли в мышечном соке:
О — сардинеллы; • — ставриды, д — скумбрий
Рассмотрим кинетику процессов извлечения воды из рыбы (I этап), которая
характеризуется двумя периодами. В первом периоде происходит выделение меж-
клеточного сока, который диффундирует через промежутки между волокнами.
По мере выхода сока скорость выделения его в первый период уменьшается. Та-
кое явление обычно происходит, когда концентрация соли в тканевом соке рыбы
не превышает 12%. После повышения концентрации соли во влаге рыбы выше
12 % белки высаливаются, ткани сжимаются и уменьшаются в объеме. Вследствие
этого увеличивается поперечное сечение промежутков между волокнами и
уменьшается сопротивление выходу воды, влага выделяется более интенсивно, а
скорость извлечения влаги уменьшается менее резко. Во второй период преиму-
щественно извлекается внутриклеточный сок.
Общее количество переместившейся воды из тканей рыбы зависит (при одном
и том же первоначальном содержании воды в рыбе) от равновесной концентра-
ции соли в системе (рис. 5.7, 5.8).
На втором этапе больше влаги в рыбу в процессе ее хранения перемешается
при более слабых посолах (рис. 5.8) 122]. Это, видимо, можно объяснить тем.
352
5.2. Научные основы посола рыбы
Рис. 5.8. Кинетика перемещения влаги в сардинелле
(а), ставриде (6), скумбрии fa) в зависимости от про-
должительности хранения и дозы СОЛИ:
/ - 69Ь. 2— 9%. 3- 12». 4— Т5%. 5— 18%. 6-21 %. ?- 24%.
#-30%
что при меньших концентрациях соли белки в меньшей степени высаливаются.
Влага из клеток удаляется, в основном, за счет разности осмотического давле-
ния, при этом из рыбы удаляется больше воды, чем требуется для установления
равновесия. На втором этапе хранения концентрация соли в клетке и тузлуке
выравнивается за счет диффузии влаги в клетку опять-таки из-за разности ос-
мотического давления. Эти процессы, по-видимому, протекают до полного вы-
равнивания содержания соли как по всему объему рыбы, так и между рыбой и
тузлуком.
Количество воды, выделившейся из тканей рыбы можно приближенно опре-
делить из следующего выражения, % [28]:
»Ч = ».С <58>
где wnep — количество воды, выделившееся из рыбы, %; и»о — содержание воды в
рыбе, %; С — концентрация соли в тканевом соке рыбы, %; К — коэффициент
пропорционал ьности.
Анализируя (5.8), можно сказать, что при увеличении концентрации соли во
столько же раз увеличивается количество пере мешаю шейс я из рыбы воды. При
постоянной концентрации соли в рыбе отношение количества перемешаюшей-
ся воды к содержанию ее до просаливания является величиной постоянной, т. е.
чем больше начальное содержание воды в рыбе, тем больше ее выделяется при
посоле.
Коэффициент пропорциональности К колеблется в узких пределах, и в сред-
нем его можно принять равным 0,0153 ± 0,00024 [28]. Скорость перемещения вла-
ги из рыбы выше скорости перемешения соли в рыбу [55].
353
Глава 5 Соленые, пр«ные и маринованные продукты
Если увеличивать температуру посола, то количество извлекаемой воды из
рыбы при прочих равных условиях тоже увеличится [32].
Изменения массы рыбы при посоле обратимы не полностью. На эти измене-
ния накладывают свой отпечаток начальные условия. Надо учитывать также пе-
рем ешение азотистых вешеств и жира из тканей рыбы, наряду с перемещениями
воды и соли.
МинлерЛ. П. предложил следующую формулу для определения потерь плот-
ных вешеств:
A_B_G
v 100
X = ------, (5Э)
где X — потеря плотных вешеств, в % от содержания их в свежей рыбе; А — содер-
жание плотных вешеств в свежей рыбе; В — содержание плотных вешеств в соле-
ной рыбе; G — масса соленой рыбы в % от свежей рыбы.
Потери плотных вешеств при 0*С больше, чем при 20’С, но с увеличением
плотности тузлука разница сглаживается. Это объясняется тем, что с повышени-
ем температуры усиливается высаливание белков, и потери плотных вешеств
меньше при теплом посоле, чем при холодном, а большую потерю массы при теп-
лом посоле можно объяснить большей потерей воды [32].
Потери органических вешеств в тузлуке при просаливании зависят и от про-
должительности посола. При законченном посоле потери органических вешеств
выше, чем при прерванном посоле. Однако при дальнейшем хранении в тузлуке,
потери органических вешеств для рыбы законченного посола меньше, чем для
рыбы прерванного посола.
Потери органических вешеств у мороженой рыбы выше, чем у свежей. Та-
кая закономерность особенно проявляется при низких температурах посола
По-видимому, это объясняется дснатурационными изменениями белков, в
результате чего нарушается связь белка и воды. Однако выход соленой про-
дукции, приготовленной из мороженой рыбы, выше из-за меньших потерь
воды [9].
Костные ткани в процессе посола также претерпевают изменения. Эти из-
менения зависят от минерализации костных тканей [34]. Теоретически в слу-
чае абсолютно жесткой структуры кости при посоле должны увеличивать мас-
су за счет насыщения солью воды, содержащейся в них. Однако при посоле
тузлуком (/ =2...5*С) у соленой трески масса костей увеличилась на 7,5 %, а
при посоле этой же трески в тузлуке с температурой 7 ... 13*С масса костей
уменьшилась на 1,5 %.
Потери воды и плотных веществ, за исключением слабых посолов, больше,
чем рыба приобретает соли. Поэтому выход соленой рыбы, как правило, меньше
100 %. Обычно для расчета выхода соленой продукции пользуются формулой
М. И. Турлаева [28]:
1005) - (И" -к У)]
100-(ИЧА)
(5.10)
354
5 2. Ноучны» основы посоло рыбы
не Р— потеря массы при посоле, %; Ж, И" — содержание влаги в свежей и соле-
ной рыбе соответственно, %, S, S' — содержание соли в свежей и соленой рыбе
ответственно, %
Эта формула не учитывает влияние температуры посола на выход воды и плот-
ник вешеств и пригодна для расчета уменьшения массы филе. Формулу
М. И. Турлаева для расчета потерь при других способах разделки можно исполь-
। вать путем введения поправочных коэффициентов, и тогда она запишется в
( «дующем виде:
К 100-(^4-У- И’-У)
100- W-S
(3.11)
где К— безразмерный коэффициент, учитывающий способ разделки и крепость
посола; И7, W', S, S' — содержание влаги и соли в свежей и соленой рыбе, %.
Тошие рыбы, как уже отмечалось, теряют в массе значительно больше, чем
жирные. В свою очередь, чем крепче посол, тем больше рыба теряет воды и плот-
ных вешеств.
Способ и техника посола также влияют на выход соленой рыбы [8, 22J
(рис. 5.9—5.И).
Q, %
70 -------- у t -------- ------------1------г—
О 60 120 1В0 240 300 360 420 4В0
т, мин
Рис 5 Ч. Закономерности изменения массы кусков сома (%) в процессе посола
при различных способах посола.
1—0 — кристаллической саль» (сухой посол);2—А —в циркулирующих тузлуклх;3 — о-в
неподвижных тухлуки
Наибольший выход продукции дает смешанный посол, а наименьший — сто-
ловый посол. При стоповом посоле нижние слои рыбы испытывают значитель-
ное давление, что ведет к уменьшению выхода рыбы. Влага, выделяющаяся из
рыбы при стоповом посоле, свободно стекает, безвозвратно утрачиваясь. Также
выход соленой рыбы уменьшается и при плотной ее укладке в таре.
355
Глава 5. Соленые, пряные и маринованные продукты
Ряс. 5.1 С. Кривые скорости убыли веся кусков сома в процессе посола
/ — А — в циркулирующих хумукхх. 2— о — кристаллической солыо (сухой посол):
3— О — в неподвижных тухлукдх
Качество сырца также влияет на выход соленой рыбы. Рыба-сырец, посо-
ленная в состоянии посмертного окоченения, теряет в массе меньше, чем рыба-
сырец, находящаяся в стадии автолиза. При автолизе структура тканей рыхлая
соль при этом активно проникает к белкам и блокирует белковые молекулы,
уменьшая их гидрофильность, вследствие этого большое количество влаги вы-
деляется наружу.
Качество соли оказывает значительное влияние на выход соленой рыбы.
Известно, что одновалентные металлы почти не вступают в связь с белками,
поэтому NaT не вступает во взаимодействие с белками рыбы. Двухвалентные
ионы Са1+, Mg2+, которые могут встречаться в поваренной соли, наоборот, об-
ладают высокой способностью вступать в соединение с белками, вызывая их
денатурацию и уменьшая водоудерживаюшую способность. Если примесей в
поваренной соли много, то выход продукции, обработанной такой солью, бу-
дет ниже.
Таким образом, на изменения массы и объема рыбы при посоле оказывают
влияние следующие факторы: химический состав (жирность) рыбы, крепость туз-
лука и температура посола, способ и техника посола, механические воздействия,
оказываемые на рыбу в процессе посола, качество сырья и качество используемой
соли.
356
5.3. Со*рваание соляных рыбных продуктов
т, мин
Ряс. 5.11. Закономерности изменения количества воды в кусках со-
ма (в %) в процессе посола при различных способах посола:
I - А — циркулирующих тухлухм. 2—0 — 8 непод»ижны> тузлуки, 3 — О -
кристаллической сапыо (сухой посол)
5.3. СОЗРЕВАНИЕ СОЛЕНЫХ РЫБНЫХ ПРОДУКТОВ
Процесс созревания — комплекс сложных превращений органических ве-
ществ рыбы, на который влияет значительный ряд изменяющихся параметров,
таких как различный химический состав, строение и структура тканей, физиче-
ские и другие воздействия, которые сопровождают приготовление и хранение со-
леной продукции Зависимость созревания от множества изменяемых параметров
не позволяет применить единую аналитическую оценку процесса [28].
В настоящее время известно два научных направления, в той или иной мере
описывающих созревание соленых рыб.
Специалисты АтлантНИРО полагают об идентичности или незначитель-
ных отличиях степени гидролиза белка определенного строения пептидгидро-
лазами пищеварительных органов разных рыб. то есть на скорость протеолиза
прежде всего влияет количество и расположение гидролизуемых связей в белке
при одном и том же наборе ферментов внутренностей. Другими словами, процесс
созревания соленой рыбы — это комплекс ферментативных превращений белков.
357
Гпаю 5 Соление, прение и марнмоеанны" продукты
липидов и углеводов. Специфичность строения и состав субстратов влияют на ка-
чественный состав продуктов созревания, а активность ферментов и количество
гидролизуемых связей в исходных продуктах — на скорость созревания (субстра-
ная гипотеза).
Субстратная гипотеза получила дальнейшее развитие в лабораториях ТИНРО
|28]. Специалисты ТИНРО полагают, что роль и последовательность действия
мышечных и пищеварительных ферментов влияют также на степень созревания
соленой рыбы. Исследования показали, что продукты протеолиза соленых рыб,
полученные под действием внутримышечных ферментов и под суммарным дей-
ствием ферментов внутренностей, различаются не только количественно, нон
имеют разную направленность. Например, в мясе целых рыб образуется большее
количество низкомолекулярных продуктов: аминокислот и мелких пептидов, чек
в мясе соленых разделанных рыб. В то же время изучение группового состава не-
белковых азотсодержащих соединений в течение первого периода хранения (ме-
сячного для сельди иваси и двухмесячного для тихоокеанской сельди) показало
что групповой состав идентичен для целых и разделанных рыб. Отсутствие су-
щественных различий в количестве н составе продуктов протеолиза соленых раз-
деланных и целых рыб позволяет предположить, что первоначально протеолиз
протекает в основном под воздействием мышечных ферментов, а именно пептид
гидролаз мышечной ткани. Отсюда следует, что процесс созревания зависит нс от
скорости проникновения ферментов внутренностей в мышечную ткань, а от сте-
пени подготовленности ее, которая лимитируется действием внутримышечных
ферментов. На этой основе специалисты ТИНРО предложили разделить период
созревания на три этапа: прсдсозревание (I этап), созревание (II этап), образова-
ние основных признаков соленой рыбы (III этап) [2, 28].
На первом этапе под воздействием пептид гидролаз мышечной ткани происходит
незначительное накопление всех небелковых фракций, нарушается расположение
полипептидных цепей внутри молекулы белка, что способствует образованию круп-
ных пептидных фрагментов. Катепсин Д мышечной ткани воздействует на белки как
типичная адонтидаза н, вероятно, процесс подготовки белков к воздействию других
ферментов, в том числе и ферментов внутренностей, зависит от катепсина Д
Второй этап (созревание) характеризуется активно идущим протеолизом под
суммарным воздействием ферментов мышечной ткани и внутренностей. Отмеча-
ется рост в количественном отношении азотсодержащих вешеств и в большей ме-
ре — триптофансодержащих. Продукты распада белков первого этапа, а также к
белки, которые оказались устойчивыми к действию внутримышечных фермеи-
тов, под действием ферментов пищеварительного тракта подвергаются разруше-
нию до мелких пептидов и свободных аминокислот
На третьем этапе происходит образование вкуса и аромата.
Предположительно образование вкуса и аромата в соленой рыбе ]28] обу-
словлено реакциями синтеза между продуктами деградации компонентов мы-
шечной ткани. Однако в настоящее время лишь косвенно подтверждаются эти
предположения.
В образовании вкуса и аромата участвуют такие продукты расщепления липи-
дов, как летучие карбонильные соединения и низкомолекулярные жирные ки-
358
5.3 Созревания соленых рыбных продуктов
। )ты. Большая часть из этих вешеств обладает запахом и возможностью широ-
ко взаимодействия с другими соединениями. Например, из сельди баночного
1 «гола выделено и идентифицировано 1 1 летучих кислот и 6 карбонильных со-
единений: изовалернановый, н-валериановый, лауриновый, уксусный, пропио-
новый и масляный, альдегиды
Косвенное подтверждение взаимодействия продуктов растепления белков и
зипидов найдено специальным определением так называемых оснований Шиф-
фа. Основания Шиффа — это амины, которые образуются при реакции связыва-
ния малонового альдегида с двумя аминогруппами Основания Шиффа обладают
флюоресценцией с максимумом при длине волны 450нм [2]. Количество основа-
ний Шиффа по мере хранения соленой рыбы возрастает, к тому же у хорошо со-
зревающих рыб их больше.
На образование вкуса и аромата оказывают влияние и бактерии, например,
молочнокислые, под действием которых образуются кислоты органического про-
исхождения Органические кислоты улучшают вкус и аромат соленой рыбы
Способность к созреванию мяса одного и того же вида рыбы, но в разные пе-
риоды годичного цикла, можно косвенно оценить по физиологическому состоя-
нию рыбы и по кислотно-щелочному коэффициенту, который показывает соот-
ношение между общим количеством соединений кислого и щелочного характера,
образующихся при созревании соленой рыбы.
Если у рыбы активность мышечных лептидгидролаз при рН6...6,5 более 4, то
она имеет наибольшую способность к созреванию, при активности пептидгидро-
таз 2 ..4 — менее созревающая рыба, а активность ферментов менее 2 — слабосо-
зреваюшая рыба.
Определение активности мышечных лептидгидролаз свежих рыб при pH, оп-
тимальном для действия катепсина Д (3,5...4) и катепсина С (при pH тканевого
сока) позволяет оценить способность к созреванию той или иной рыбы Актив-
ность мышечных лептидгидролаз предложено находить из следующего выраже-
ния [28]:
где К — аминно-небелковый коэффициент; Nm — количество азота в концевых
амминных группах; — количество азота небелкового происхождения.
Коэффициент К при pH6,0...6,5 обозначают а при pH 3,5 — Л,. Если
К: Ki i 1,5, то этот показатель указывает на способность рыб к созреванию. Од-
нако ряд рыб содержит мышечные ферменты, которые проявляют наибольшую
активность в щелочной среде, поэтому применение амин но-небелкового коэф-
фициента К для оценки способности к созреванию этих рыб (терпуг, джакас, све-
тящийся анчоус и др.) неприемлемо.
Наиболее точно способность к созреванию можно оценить по комплексу по-
казателей: глубине гидролиза белков (ГГБ): аминно-небелковому коэффициенту
(Л); разнице в оптической плотности (РОП) крупных пептидов (полипептидов)
мелких пептидов (ди-, трипептидов), аминокислот и триптофана до и после тер-
мостат и рован и я в буфере pH 6...7.
359
Глава 5. Соление, пряные и маринованные продукты
Глубину гидролиза (ГГБ) находят по следующей формуле:
а у.
ГГБ = ТхГ 100
AAL
где ДЛ^ — количество небелкового азота, образовавшегося за период термостати-
рования мышечной ткани в буфере (pH 6 .7) при температуре 37’С в течение 18ч;
Nf, — количество белкового азота, содержащегося в мышечной ткани до термоста-
тирования.
Аминно-небелковый коэффициент определяют из следующего выражения
ГСЛ
где N'm и — количество азота концевых аминных группг образовавшихся при
термостатировании [pH 6...7 и 3,3—3,6]: Л^и Л^в — количество небелкового азо-
та, образовавшегося при термостатировании [pH 6...7 и 3,3...3,6].
Определение группового состава небелковых азотсодержащих вешеств опре-
делялось методом гель-хроматографии после осаждения белков. Оптическая
плотность находилась при длине волны 280 нм.
Если ГГБ г 2, Л'гГб, РОПгО,15нм для фракции аминокислот, РОПг0.07нм
для мелких пептидов, то рыба будет созревать в разлелаином и неразделанном виде
В табл. 5.5 приведены значения перечисленных коэффициентов для некото-
рых видов рыб.
Таблица 5 5. Показатели способности к созреванию некоторых рыб
Наммсномнне рыбы ГГБ к РОГ
Мелкие пептиды Аминокислоты
Ледяная 2.6 1.2 0,02 0,04
Селвдь иваси (тихоокеанская сардина) 2.6 2.8 0.07 0,29
Сельдь тихоокеанская преднерестовая 2.2 1,5 0,05 0,17
Терпуг 2,4 1.5 0,00 0,05
Минтай 1,7 0.8 0,00 0.01
Серебрянка 5.9 1 9 0.20 0.32
Три натома 4,7 1,6 0,08 0,25
Камбала 1.3 1.1 0,05 0,05
Анализируя данные табл. 5.5, можно сказать, что хорошо созревают первые
четыре вила рыб. остальные — иесозреваюшие рыбы.
Учитывая то, что ферменты играют определяющую роль в формировании вкуса и
аромата копчения, создание и применение ферментных препаратов позволяет полу-
чить качественные соленые продукты из разделанных или слабосозреваюших рыб.
Ферменты, используемые при обработке пищевых продуктов, должны удов-
летворять следующим требованиям: обладать определенным и направленным
действием, быть активным в зоне pH, быть безвредным.
360
5.4. Изменение микрофлоры соленой рыбы
Выполнение этих требований при создании ферментных препаратов — весьма
трудная задача. Например, применение чистых трипсина или пепсина вызывает
размягчение мышечной ткани без формирования вкуса и аромата, протеолиз не-
управляем, и мясо может быть полностью разжижено. Применение ферментов,
полученных из внутренних органов крупного рогатого скота, позволит получить
качественную соленую продукцию в случае строгого контроля за содержанием в
препарате отдельных элементов. Например, примеси пепсина и липазы могут
способствовать формированию в продукте горького вкуса. Возможно использо-
вание в ферментных препаратах пепсина, фицина, бромелина, но сырье, из кото-
рого их получают, довольно дорогое. Возможно также (хотя маловероятно) при-
менить трипсин, химотрипсин, пепсин, панкреатин, которые вырабатываются из
внутренних органов животных и используются в мясомолочной и медицинской
промышленностях
Ускорения созревания рыбы можно достичь на основе ферментных препара-
тов микробиологического синтеза.
Однако все вышеперечисленное не нашло широкого распространения в про-
мышленности из-за того, что процесс посола с их применением требует строгого
контроля за гидролизом белков в течение всего срока хранения [28].
В рыбной промышленности разработан ферментный препарат *Океан» из
внутренностей хорошо созревающих рыб, который и можно рекомендовать при
посоле слабосозреваюших рыб. Ферментный препарат представляет собой жид-
кость от светло-коричневого до коричневого цвета н содержит весь набор пище-
варительных ферментов, активных в области pH 6...9. В нем содержатся также
белки и небелковые соединения, придающие препарату рыбный запах и вкус.
Препарат может выпускаться и в сухом виде.
Оценку качества соленой рыбы обычно проводят объективными и субъектив-
ными методами. К объективным методам относят определение небелкового, об-
щего и аминного азота, отношение небелкового азота к общему, буферность, ко-
эффициент пенетрации.
Буферность — это буферная емкость продуктов расщепления белка, раство-
ренных в воде и слабых солевых растворах. Буферность устанавливается по коли
честву миллилитров 0,1 н. раствора шелочи, требующегося для изменения кон-
центрации ионов pH водной вытяжки рыбы (при соотношении рыбы и воды
1:10) от 8,2 до 9,8, и условно выражается в градусах.
Коэффициент пенетрации косвенно показывает консистенцию соленой ры-
бы. Размерность коэффициента пенетрации — градусы.
К субъективным методам относят оценку качества продукта органами чувств
человека (органолептически оценка): вкус, запах, букет созревания, внешний вид
ит п.
5.4. ИЗМЕНЕНИЕ МИКРОФЛОРЫ СОЛЕНОЙ РЫБЫ
На микрофлору соленой рыбы влияют в основном два фактора, уменьшение
влажности у соленой рыбы и концентрация соли в тканевом соке
361
Глава 5. Солены», пряные и маринованные продукты
Содержание влаги в мышцах можно косвенно оценить коэффициентом ак
тивности волы (а,):
гле Р, Ро — давление водяного пара над продуктом и над чистой водой соответ
ст вен но
Если а, = 0,91...!, то на микробиологические и биохимические процессы не
накладывается каких-либо ограничений, и продукты быстро подвергаются порче
При а, меньше 0,9 микробиологические и биохимические процессы замедляются
или прекращаются, а сроки хранения продуктов увеличиваются. На рис. 5.12
представлена зависимость содержания влаги в мышцах рыбы от активности волы
для мышечной ткани с 50%-ным содержанием соли по сухой массе, полученная
Купером [31].
Рас. 5.12. Активность воды как функция содержания влаги в мышцах
(по сухой массе) для рыбы с 50 %-ным содержанием соли.
I. 2. 3— увлажнение соответственно при +35 +25 и +15‘С, 4 — сушка при +26*С
Верхняя кривая построена по значениям, полученным во время сушки, ниж
няя — во время увлажнения.
362
5.5. Продолжительность посола рыбы
Полученные результаты показали, что при а, < 0,76 мышечная ткань представ-
ляет собой смачиваемую поверхность для абсорбции водяного пара, при а,-0,753
мышечная ткань ведет себя как насыщенный раствор хлористого натрия.
Высокая концентрация соли препятствует развитию на рыбе обычной микро-
флоры. приводящей к порче. Однако существуют бакгерии. которые развиваются
то 1.ко при высокой концентрации соли (галофильные бактерии). Нормальная
микрофлора, вызывающая порчу, обычно погибает при концентрации солн 6...8 %.
Галофильные бактерии не могут существовать при содержании соли 3...5%, но хо-
рошо развиваются при концентрациях от 12 до 13%. Медленно растущая группа
бактерий развивается в диапазоне концентраций соли 6... 12 % (52]. Отсюда следует,
что при низком содержании соли (слабый посол) нормальная бактериальная флора
погибает, а для развития галофильной популяции требуется определенное время,
которое зависит от температуры. При крепком посоле отводится больше влаги, что
ограничивает развитие даже галофильных бактерий. Чем слабее посол, тем больше
срок хранения соленой продукции зависит от температуры.
5.5. ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТЬ ПОСОЛА РЫБЫ
Определение продолжительности посола имеет важное значение при обработ-
ке тех или иных видов рыб. Ряд российских ученых ТурпаевМ И., Мин дер Л П.,
Лсванидов И. П.. Ионас Г. П. на основе закона Фика разработали методы опреде-
ления продолжительности посола [26, 27, 33]:
1 if К. СР“С 2,303 н\ С 1 - 1вС^С- <5-,4> 'Ч'-g г = Кс
Здесь/— удельная поверхность рыбы, см?/г; Ср, С— концентрация соли в тузлуке
и тканевом соке рыбы соответственно, %; Н — полная толщина рыбы, см; I —
длина рыбы, см; Ке — коэффициент просаливания, см2/сут; т — продолжитель-
ность посола, сут.
Рулевым Н. Н. предложена формула продолжительности с учетом начального
содержания влаги в рыбе: с. т = Ы ""с^с-
где содержание влаги в долях единицы.
Коэффициенты просаливания К в выражениях (5.13)...(5.14) по своей физиче-
ской сущности аналогичны средним значениям коэффициентов пропорциональ-
363
Глава 5 Солены*, пряны* и маринованны* продукты
кости массопереноса соли (диффузии) D. Однако коэффициент просаливания Кие
тождественен D. Поэтому для применения формул (5.13)...(5.16) при расчетах про-
должительности посола необходимо знать К, которые не всегда известны.
Для расчета продолжительности посола сельди с использованием выражения
(5.16) Рулев Н. Н. рекомендует коэффициент просаливания Л"определять из сле-
дующего выражения:
АГ = 0,3 ± 0,6JA. (si?)
где Ж — жирность сельди, %.
Выражение (5.17) справедливо при посоле в тузлуках температурой 5...10‘С.
ИонасГ. П. рекомендует в формулы определения продолжительности посола
вводить поправочные коэффициенты в зависимости от способа посола;
Способ посол» Коэффициент
Неподвижный тузлук..... 1,00
Циркулирующий тузлук ... 0,83
Смешанный способ посола . 0,74
Значения коэффициентов диффузии, найденные из (5.6) нас. 348, нельзя под-
ставлять в выражения (5.13)...(5.16) по следующим причинам:
♦ На поверхности рыбы (в пограничном слое) концентрация тузлука меньше
равновесной в слое тузлука Сс < Ср, причем значение Со меняется в процессе про-
саливания.
♦ Коэффициенты просаливания, также как и коэффициенты диффузии изме
няются по своей величине в процессе посола, а в формулах (5.13)..(5.16) их зна-
чение принято постоянным.
♦ Погрешности математического интегрирования учитываются коэффициен-
том просаливания К. Эти погрешности в значениях Риз формулы (5.6) не учтены.
Ершовым А. М., Димовой В. В, Ершовым М. А в формулу (5.16) введены по-
правочные коэффициенты, что позволило определять продолжительность посола
для довольно большого видового состава рыбы:
где w — содержание влаги в долях единицы; В — приведенная толщина рыбы,
(В — х Н. Здесь л — коэффициент, учитывающий погрешности интегрирования
и размерный состав рыбы, направляемой на посол, Н — толщина рыбы, м); D —
коэффициент диффузии соли, м2/с [находится из выражения (5.6)|; а — коэффи-
циент, учитывающий уменьшение концентрации тузлука в пограничном слое у
поверхности рыбы (находится из табл. 5.3, с. 344)
Остальные обозначения известны.
Для рыб средних размеров (окунь, угорь, путассу и др.) значения коэффици
еитах равны 0.757.
Если солится филе и мелкая рыба (филе сайды, скумбрии, мойва и т. п.), тол
равен приблизительно 0.573.
Выражение (5.18) справедливо, если Ср > С.
364
5.5. Продолжительность посоле рыбы
Ершовым А. М, Глазуновым Ю. Т, Димовой В. В. предложено следующее вы
ражениедля определения солености в центре рыбы:
^о,.) = •5'ест+ Ц1 -ехр[-2.4706^т-0,084з)]|. <s.i9)
Здесь — естественная соленость рыбы; 5(" ,, — соленость в центре рыбы, отне-
сенная к начальной массе рыбы, %; Сп = а Ср — концентрация тузлука в погра-
ничном слое у поверхности рыбы, % (о— полуэмпирический коэффициент
(табл. 5.3). Ср— концентрация соли в тузлуке, %]; D — коэффициент диффузии
соли. м2/с; /— полуголшииа рыбы, м; т — продолжительность посола, с.
Формула справедлива, если т > т', где т' = 0,0843/2/Д.
В выражение (5.19) подставляются значения Р, найденные из (5.6). Однако
следует иметь в виду, что для жирных и средней жирности видов рыб при средне-
объемной солености 5м более 4,5 % значения 2). найденные из (5.6), уменьшают в
1,1 раза, а для тощих рыб эту операцию производят при S7* > 7,5 %.
Для практики необходимо знать среднеобъемную соленость. Если известна
соленость в центре рыбы, то среднеобъемную соленость 5м находят из следующе-
го выражения:
Г = ty i Ч . 1 г ,——. <5.io>
п + 1
|« I
где b — эмпирический коэффициент, учитывающий изменения солености на
поверхности рыб; 5(" xj — соленость в центре рыбы, найденная из (5.19), %; $," +
+ 5}м+... + 5"— значения солености по толщине рыбы, %.
Каждое значение солености в формуле (5.20) отличается от предыдущего
на принятую произвольно одну и ту же постоянную величину, например, 1; 2;
2.5 и т. п.
Например, 50л = 2,5, - 2 + 1, St = 5, + 1 = 4, = 52 + 1 = 5 и т. д.
Последняя в ряду соленость S’” не должна быть больше солености на поверх-
ности рыбы S", которая находится из выражения:
5:=с.=оср,
то есть соленость на поверхности рыбы принимается равной концентрации туз-
тука Q в пограничном слое у поверхности рыбы. _
Эмпирический коэффициент b = 0,816, если 5м, найденная из (5.20), s 6,5%,
при 5>6,5% Ь — 1.
Например,
Г = 0,816£ " = 7-
I
Здесь п — количество участков, на которые произвольно разделена толщина ры-
бы. Тогда в формулу (5.20) вместо 0,816 подставляем b = 1 и последний результат
считаем окончательным
365
Слова 5. Соленые., прайма и маринованные продукты
Отклонения среднеобъемиы к соленостей, полученных из (5.19) и (5.20), от та-
ковых, найденных из эксперимента, составляют ие более 20%, что приемлемо
для такого объекта посола, как рыба.
Для определения продолжительности посола, используя (5.19) и (5.20), строят
график функции 5м =/(т), 5^0 ж> = /(т) и из этого графика по заданной солености
находят продолжительность процесса. Полученную продолжительность умножа-
ют на 0.83 при посоле в циркулирующем тузлуке и умножают на 0,74. если имел
место смешанный посол рыбы.
На практике определяют соленость 5= Мс - 100/Л/р в готовом продукте, а не
соленость 5м, отнесенную к массе рыбы до посола. Эта соленость 5 отличается от
5" = 100, так как масса рыбы по мере просаливания меняется
мг = м; + мс± м,.
Здесь Л/р — масса рыбы после посола, кг; Л/“ — масса рыбы до посола, кг; Л/. —
потери воды или впитывание ее, кг.
С учетом изложенного выше взаимосвязь между 5 и S’ можно представить
следующей формулой:
1 ± Ли-+ 0,015
где 5 — соленость рыбы, равная отношению содержания соли к массе соленой
рыбы, %; S* — соленость рыбы, равная отношению содержания соли к массе ры
бы до посола, %; А и1 — потери воды или впитывание воды к массе рыбы до посо-
ла, в долях единицы.
Количество воды, выделившейся из рыбы (%), можно ориентировочно опре-
делить из (5.8), с. 353:
где w0 — содержание влаги в рыбе до посола, %; С- концентрация сочи в ткане-
вом соке рыбы, %; Kt — коэффициент, равный 0.0153 ±0,00024.
Концентрацию соли С, %, в соке рыбы с достаточной точностью для инже-
нерных расчетов можно заменить на С, которую можно найти из выражения:
с. е - s"'100
’ SM + ’
Хотя концентрация соли, найденная как отношение содержания соли к содер-
жанию соли плюс содержание влаги в рыбе до посола, будет отличаться от таковой
в соленой рыбе, но это отличие невелико, и погрешность в определении количест-
ва выделившейся воды при подстановке в (5.22) С" вместо С также мала.
Если в дифференциальном уравнении второго порядка диффузии соли
= D—
дХ2
366
5.5. Продолжительность посола рыбы
заменить производные через разностные отношения, то можно получить следующие
простые выражения для расчета солености рыбы и продолжительности процесса
S^(P-2)S„tS2 = р —- <«3
= 1 " °2 <»»> qH Л ” I Л + 1 .41
S, = = " з——, <«« £,н 2п — 1 /Г + 1 £.н
= — - , (S.Z6) 4
где 5", So", ST - солености в трех соседних по горизонтали точках сетки ординаты тк;
Д,— соленость в узле сетки над ординаты тк+|; Р — целое число в пределах от 2
до 6; п— число отрезков, на которые разделена полуголшина рыбы R.
Формула (5.23) применяется при расчетах тел. приближающихся по форме к
пластине, а уравнения (5.24)„.(5.26) используются для расчета тел, близких по
своей форме к цилиндру0.
Чтобы понять, как пользоваться указанными выражениями, построим сетку
для тела, приближающегося по форме к пластине (рис. 5.13).
r-kl
г-31
0 •* V
Ih 2h 3h 4h=R X
h X-R-nh
Рис. 5.13. Сетка прямоугольного типа для приближенного решения
уравнения диффузии соли
Обозначим на рис. 5.13 на оси X известные значении солености рыбы. В на-
чальный момент времени на оси Xсчитаем, что соленость равна либо нулю, либо
естественной солености на поверхности рыбы. При этих условиях можно рассчи-
тывать соленость во всех узлах сетки.
" Формулы предложены инженером М. А Ершовым.
367
Глава 5. Соленые, прение и маринованные продукты
Запишем обозначения, принятые в формулах (5.23)...(5.24) и на рис. 5.13:
• / = >г/(Р • D) — шаг по оси ординат;
• Л — шаг по оси абсцисс (Л = R/rt, здесь Л — полугол ши на тела, п — количество
участков, на которые разделена полутолшина);
• Р— целое число в пределах 2...6.
♦ Ал, 50, Sf, S2 — солености в точках Л, О, /, 2, %.
Вначале определяют солености в узлах сетки ординаты т = 1/, затем т = 2/ит. д.
Для сходимости вычислительного процесса необходимо выполнять условие
/ л А2/(22)) (здесь D — коэффициент диффузии соли, м2/с).
Однако уменьшать KrfjffiD} нецелесообразно, так как это может снизить
точность расчета
Соленость на поверхности рыбы можно найти из
S: = a-Cf,
где а полуэмпирический коэффициент (определяется нз табл. 5.3); Cf — кон-
центрация тузлука, %.
Основные ограничения, определенные для формул (5.19), (5.20) действуют и
при расчете методом сеток. Например, коэффициент диффузии уменьшают в
L1 раза при достижении солености для тоших видов рыб S’" % 7.5 %, а для жирных
5м * 4,5 %, то есть вначале шаг по оси ординат будет равен:
l=rf/(P D),
где £> — коэффициент диффузии, найденный из (5.6) или табл. 5.4 (I этап).
Затем при достижении 5* г 7,5 (тошис виды рыб) и 5" г 4,5 % (жирные и средней
жирности виды рыб) шаг по оси ординат увеличивают в 1,1 раза, т. е. /2 = 1,1 • /г
Среднюю соленость в любой момент времени находят из (5.20), где b =0,816
до достижения средней солености s 6,5 %, затем в (5.20) подставляют b = 1.
Примеры расчета методом сеток
Пример 1. Рассчитать методом сеток продолжительность посола филе
скумбрии толщиной 1R = 8 мм. Коэффициент диффузии соли D на первом этапе
равен 1,0822-10 9м2/с. Конечная соленость продукта к начальной массе, %:
5" = 3,41; жирность рыбы Ж = 13,4 %; а = 0,32; концентрация тузлука Cf— 26 %.
Последовательность расчета.
Разбиваем полутолшину филе на 4 участка, т. е. л = 4, тогда шаг h = 0,004/4 =
= 0,01 м.
Определяем
. h‘ 0,001 -по
I - = -------------7 = 308 с (здесь г принят равным 3).
PD 3-1,0822 10’
При Р = 3 формула для расчета выглядит следующим образом:
.. А.” * АГ + АГ
368
5.5. Продолжительности посола рыбы
Строим сетку с определенными /и h (рис. 5.14).
Определяем соленость на поверхности рыбы S'" — а Ср- 0,32 26 == 8,32 %.
Прит = 0 в узлах сетки записываем естественную соленость рыбы равную-0,3 %.
В узлах сетки при R = 0,04 запишем S" = 8,32 %.
Расчет ведем при каждом шаге т от поверхности к центру
s;, = °'3 * + 8,32 = 2,97%.
^А2» •%' -Ум равны 0,3 %, так как 5 = (0,3 + 0,3 + О,3)/3 = 0,3 во всех трех ука-
занных точках
Л, = °'3*2'97?8-32 = 3,86%,
Л, = °-3*0-3*2-97 = 3,09%;
Л, = 0,3 %;
Л, = 0.3 %.
369
Глава 5. Соленые, пряные и маринованные продукты
При расчете солености в центре продукта следует принять 5, = 5,, тогда
Последующие расчеты сведены в узлах таблицы (рис. 5.14).
Определим 5" при г = 2492 с.
е п-.,1,596 + 2,05 + 3,32 +5,61 +8,32 7Л] ~
5р = 0,816--------------------------— = 3,41 %.
Экспериментом установлено, что эта скумбрия за т~ 2492 с просолилась до
5; = 3,25 %.
Отклонения расчетных данных от данных эксперимента составляют не более 5 %.
Пример 2 . Рассчитать методом сеток продолжительность посола мойвы
толщиной 2А=8мм Коэффициент диффузии соли D на первом этапе равен
1,0797-10 ’м2/с. Конечная соленость продукта к начальной массе У,” = 4,53 %.
Жирность рыбы Ж— 9,7%. Коэффициент а = 0,3..Концентрация тузлука С =16%.
Последовательность расчета. Определяем
А = ------°-----z - 308 с, здесь Р =3, л =4, Л = 0,001 м.
3 1,0797 -10"*
Строим сетку, на сетку наносим данные Sc„ - 0,3 при т=0 и 5” = а Ср =
= 0,3 26 = 7,8 % при А = 0,04 м.
3692 3,88 4,29 5Дв €35 7,8
3384 3,55 3,99 5,06 6,44 7,8
3076 3,19 3,67 4,83 632 7,8
2768 2,812 332 437 6,19 7,8
2460 2,4 2,95 4,288 6,042 7*
2152 1,973 2,545 3,976 5,87 7,8
1844 1,525 2,123 3,616 5,675 73
1536 1.11 1,664 ЭД1 5,418 7Д
1232 0,706 1.249 2.68 5.1 7.8
924 03 0,8425 2Д53 4,4 7.8
616 од 03 1,602 4’06 7.8
зоа од 03 03 3,425 7,8
0 АЗ АЗ АЗ 03 7.8
О 0,001 0,002 0,003 0,004 R.M
Рве. 5.15. Расчет продолжительности посола мойвы
370
5.6. Технология различных видов посола и приготовления соленых продуктов
Мойва по форме тела является цилиндром, поэтому при Р= 3 и п = 4 расчет
ведем по формуле:
н 5, + 0,785о+1,2552
= J •
Расчеты приведены на рис. 5.15.
Определим 5рн при т = 3692 с:
__ 0.8163.88,4.29,5 28,6.55,7.8 _
Экспериментом установлено, что эта мойва за т = 3692с просолилась до
5* = 4,505%. Отклонение от экспериментальных данных — менее 1 %. Если про-
должать расчеты далее, надо изменить шаг / на /2:
/,= 1,1 /,-1,1 -309-340с
5.6. ТЕХНОЛОГИЯ РАЗЛИЧНЫХ ВИДОВ ПОСОЛА
И ПРИГОТОВЛЕНИЯ СОЛЕНЫХ ПРОДУКТОВ
В оттичие от множества способов посола по составу посольной смеси класси-
фицируют на обычный, специальный, сладкий, пряный. Наличие различных ин-
гредиентов в процессе посола позволяет получать соленую продукцию, отличаю-
щуюся по вкусоароматическим показателям.
Примерные направления использования продукции разных видов посола
приведены в табл. 5.6
Та б л и и а 5,6. Направления использования соленой рыбы разных видов посола
Вид посола
Обычный
Специальный
Сладкий
Пряный
Направление использования соленой рыбы
Товарная соленая продукция, лoлvфaбpикaтJlЛя производства коп-
, чсной, вяленой рыбы и пресервов
Товарная продукция из рыбы специального посола, пресервы
В производстве деликатесных пресервов
Товарная продукция из рыбы пряного посола, полуфабрикат для
пресервов и маринованной продукции
5.6.1. Производство соленой рыбы
Способ посола выбирают исходя из вида рыбы, ее геометрических размеров,
химического состава, температурных условий производства и т. п. Например, то-
щую и средней жирности рыбу с удельной поверхностью 0,9...1,5 м2/кг можно со-
лить, применяя любой из известных способов посола, исходя из экономической
371
Глава 5. Соленые, пряные и маринованные продукты
целесообразности. Мелкую рыбу (китьку, салаку, мойву и т. п.) предпочтительно
солить в насыщенном тузлуке прерванным посолом в механизированных ваннах
или в контейнерах. Жирную рыбу средних размеров, например, скумбрию, сельдь
и.т.п. проще солить смешанным прерванным посолом в контейнерах. Перспекти
вен и посол инъектированием, тем более что для последнего имеется и отечест-
венное, и зарубежное оборудование, которое компактно, однако стоимость его
достаточно большая Балычный полуфабрикат из осетровых рыб, семгу, балтий-
ский и беломорский лосось обычно солят смешанным способом в охлажденном
тузлуке с подмораживанием рыбы. Дальневосточные лососевые рыбы и другие
виды рыб с большой жирностью солят зачастую в бочках или чанах смешанным
охлажденным посолом при температурах от —1 до —З’С. При посоле лососевых
производят несколько уколов (проколов) тонкой шпилькой в хвостовой и спин-
ной частях. Разделку рыбы и уколы производят в соответствии с действующими
Хранение и охлаждение рыбы
Размораживание
сухой столовый
тузлучный
(бочковой,
чановый.
контейнерный)
прерванный
или
законченный
смешанный посол
(бочковый. инь актированием
чановый.
контейнерный)
прерванный
Полуфабрикат н₽
дальнейшее
производство
Упаковка, маркирование
Хранение
Рве. 5.16. Технологическая схема производства соленой рыбы
372
5.6. Технология различных видов посола и приготовления соляных продуктов
ciannapiaMM на те или иные вилы лососевых рыб. При посоле горбуши и гольна
уколы не делают. Применение инъектирования при последующем смешанном по-
( ле лососевых значительно интенсифицируется процесс просаливания. При про-
изводстве клипфиска разделанную треску солят стоповым посолом с периодиче-
ским перекладыванием рядов рыбы по высоте. Выбор того или иного способа посола
производят исходя из рекомендаций нормативной документации и температурных
режимов в производственных помещениях. Схема технологического процесса про-
изводства соленой рыбы обычным способом представлена на рис. 5.16.
5.6.2. Производство рыбы специольного посол о
Изготовление рыбы специального посола отличается от производства рыбы
обычного посола добавлением в процессе укладки рыбы в тару сахара и бензой-
нокислого натрия.
Схема технологического процесса производства рыбы иа судах специального
бочкового посола изображена на рис. 5.17.
Хранение рыбы-сырца
4
Майка
I
Сортирование
I
Разделка и мойка
I
Подготовка бочек ___Посол рыбы _________ Подготовка раствора
jt I Бензойнокислого натрия
Подготовка соли, I
сахара Укупоривание и маркирование
I
Просаливание н хранение
Рве. 5.17. Технологическая схема производства рыбы На судах
специального бочкового посола
Просаливание ведут при температуре 0...—2'С. На второй — третий лень после
начала посола контролируют наличие тузлука в бочках. При необходимости боч-
ки доливают охлажденным солевым раствором плотностью 1,18 г/см3. Хранят
бочки с рыбой при температуре —6...—8 *С |4б].
5.6.3. Производство пряной и моринованной рыбы
Пряная и маринованная рыбная продукция всегда пользовалась устойчивым
спросом у потребитезей за счет специфических, улучшенных вкусоароматиче-
373
Главе 5. Соленые, пряные и маринованные продукты
ских характеристик этих деликатесов и широкого ассортиментного состава, все
более увеличивающихся за счет многообразия компонентов. И хотя очень четкую
границу между пряной и маринованной рыбой провести весьма проблематично,
все-таки считают основным принципиальным отличием использование при ml
риноваиии уксусной кислоты, обеспечивающей дополнительный консервирую-
щий эффект и своеобразные вкусовые свойства. То и другое достигается, когда
pH мяса рыбы или заливки снижается приблизительно до 5,0, т. е. до изоэлектри-
ческой точки большинства белков.
Необходимо озмегнть, что при изготовлении рыбной продукции пряного по-
сола и маринованной применяют несколько меньшую дозировку поваренной со-
ли, чем при обычном посоле, благодаря дополнительному консервирующему
действию ингредиентов.
Пряный посол — это обработка рыбы солью, сахаром и пряностями, придаю-
щими продукту острый, пикантный вкус и приятный специфический аромат, а
при последующем созревании и нежную, аппетитную консистенцию.
При таком способе вместе с образующимся раствором соли в ткани рыбы про-
никают эфирные масла и другие вещества, имеющие экстрактивные свойства,
что в конечном итоге приводит к образованию в рыбе своеобразного вкусоарома-
тического «букета*.
Таким образом, на качественные характеристики пряных рыбопродуктов су-
щественно влияет вид, состав, степень измельчения и соотношения необходимых
ингредиентов, называемых пряностями.
Способность рыбы к созреванию в соленом виде — основное условие, так как
никакие вкусовые вещества не могут придать ей качества, приобретаемые в ре-
зультате созревания; пряности лишь дополняют вкус и аромат созревшей рыбы
(22|. Весьма существенную роль играет жирность рыбы. Прежде всего, жирная
рыба имеет более приятный вкус, чем тощая того же вида. Кроме того, требуемая
концентрация соли достигается в жирной рыбе при более низкой солености. Бел-
ково-водный показатель не должен быть ниже 23...25 (количество белка на 100г
воды в мясе), так как при большей оводненности белков мясо слабосоленой ры-
бы имеет дряблую консистенцию Соль, употребляемая для пряного посола,
должна удовлетворять более строгим требованиям, чем для простого посола. Она
должна быть некрупного помола, поскольку при небольших дозах соли ее Круп-
ные кристаллы не могут распределиться равномерно по всей массе рыбы. Содер-
жание кальция должно быть не более 0.3%, так как эта примесь придает рыбе не-
приятный привкус и делает консистенцию мяса жесткой, а также ухудшает созре-
вание, тормозя деятельность ферментов и, в то же время, создавая лучшие усло-
вия для развития гнилостной микрофлоры. Соль должна быть очень чистой и не
должна оставлять на рыбе заметного грязного налета.
Существенную роль в приготовлении пряных продуктов играет сахар, кото-
рый не только смягчает соленый вкус рыбы, но и служит субстратом для молоч-
нокислых бактерий. Кроме того, он может служить рецептором кислорода, и та-
ким образом, играет роль антиокислителя.
Высокие гастрономические качества пряной рыбы зависят в большей степени
оттого, как прошел процесс созревания. Большую роль в этом играет температу-
374
5 6. Технология различных айда» посола и приготовления соленых продуктов
pa, при которой хранится рыба. Оптимальные условия для созревания создаются
е интервале температур от 0 до 5 °C. Созревание пряной рыбы при более низкой
температуре допускается лишь в том случае, если предполагается очень длитель-
ое ее хранение, или активность ферментов рыбы очень высокая. Поднимать
кмпературу выше 5 ’С для ускорения созревания нс следует, так как эго ухудшает
вкус продукта. В крайнем случае, можно повысить температуру на короткое вре-
мя для толчка к созреванию. Хранить созревшую рыбу следует при температуре
нижсО*С, но нс допуская при этом подмораживания продукта.
Развитие гнилостной микрофлоры сильно тормозится при подкислении
среды.
Механизм консервирующего действия уксусно-соляных растворов в основном та-
кой же, как соляных растворов, т. е. также происходит изменение конфигурации
белковых молекул. Хотя уксусная кислота диссоциирует слабо, она все же видимо
вступает в небольшом количестве в химическое солеобразное соединение с бел-
ками. Поваренная соль и уксусная кислота в отдельности растворяют белки груп-
пы альбуминов и глобулинов, т. е. примерно 75 % всех азотистых вешеств, содер-
жащихся в мясе рыбы. Структурные белки, например коллаген, в растворах ук-
сусной кислоты сильно набухают, поэтому рыба, погруженная в такие растворы,
набухает, одновременно теряя значительные количества растворимых азотистых
веществ. Это набухание при концентрации кислоты от 2 до 3 % сопровождается
даже распадом мышц — мацерацией. Чем концентрированнее раствор кислоты,
тем быстрее протекает этот процесс. Совместное действие поваренной солн и ук-
сусной кислоты вызывает заметное уплотнение мяса рыбы и уменьшает его набу-
хание Одно и то же количество кислоты действует в этом направлении тем силь-
нее. чем концентрированнее раствор соли, и наоборот, при одинаковом содержа-
нии соли мясо рыбы уплотняется тем сильнее, чем выше кислотность раствора.
Особенно резкие изменения консистенции и внешнего вида мяса рыбы происхо-
дят при приближении к изоэлектрической точке мышечных белков, т.е. при pH
около 5,0 Благодаря тому, что в изоэлектрической точке стабильность белковых
растворов и студней наименьшая, происходит коагуляция белков, в результате че-
го мясо белеет и приобретает жесткую консистенцию. Уплотнение и побеление
мяса усиливается по мере дальнейшего подкисления раствора. В результате этих
процессов рыба теряет воду, и масса ее заметно уменьшается.
Коагуляция белков тем сильнее, чем выше концентрация любого из двух элек-
тролитов (соли и кислоты). Этот процесс почти необратим, поэтому у рыбы обра-
ботанной чрезмерно концентрированными растворами, не может быть мягкой и
нежной консистенции мяса даже после отмочки и замены растворов более слабы-
ми. В связи с этим технологический процесс маринования соленой рыбы начина-
ется с отмочки полуфабриката, так как при прямом воздействии на него уксуса
белки сильно коагулируют. Объединить отмочку и пропитку рыбы уксусом мож-
но только при обработке очень слабосоленого полуфабриката и получении при
этом слабокислого маринада. Ощущение кислого вкуса растворов различных
кислот не соответствует создаваемой ими концентрации водородных ионов. Оди-
наковое вкусовое ошушение имеют растворы кислот, концентрации водородных
ионов которых приведены ниже:
375
Глава 5. Солены*, пряны* и маринованны* продукты
Кислота PH |. ктаоЕм
Угчскис.чотв... . .4.4
Масляная . ..4.1
Уксусная . . 3,7
Муравьиная.. ..3,5
Яблочная.. ..3,4
Лимонная.. ..3,3
Молочная.. ....3,3
Соляная ... .. 3.0
Это объясняется различной способностью кислот проникать в живую клетку(у
углекислоты она наибольшая из перечисленных здесь кислот, у соляной — на-
именьшая). Кислоты, быстро проникающие в клетки, приходят в соприкосновение
с нервными окончаниями раньше и раздражают их сильнее, чем кислоты проника-
ющие медленно. Кислый вкус заметно усиливается при прибавлении в раствор по-
варенной соли, поэтому концентрацию уксусной кислоты необходимо подбирать в
соответствии с соленостью рыбы. Наличие в продукте сахара и жира смягчает кис-
лый вкус. Для рыбы с содержанием жира от 8 до 15 % и соли около 10 % нужно счи-
тать лучшей кислотностью от 0,5 до 0,8%. Кислотность мяса рыбы, содержащей
мало соли, можно повысить до содержания от 1 до 1.2%.
Для приготовления уксусных растворов используют пищевую уксусную ки-
слоту или так называемую уксусную эссенцию крепостью 80 %. Иногда использу-
ют винный уксус, получаемый сбраживанием вина или разбавленного спирта.
Винный уксус имеет более приятный вкус и аромат, но так как он содержит всего
от 3 до 5 % уксусной кислоты, то применение его возможно только в тех случаях,
когда производство уксуса и маринадов организовано в одном месте.
Маринованную продукцию готовят как из не той, так и из разделанной рыбы. Раз-
делка не мешает созреванию, как это имеет место при посоле, так как в кислой среде
оно и у разделанной рыбы протекает удовлетворите чьно. В то же время удаление
внутренностей увеличивает стойкость продукта При производстве бочковых мари-
надов применяется чаше всего зябрение. разделка на тушку и на кусочки. Последний
способ позволяет рационально использовать рыбу с механическими повреждениями.
Уксусную кислоту и поваренную соль добавляют из расчета создания раствора
той же концентрации, какую имел подготовительный раствор после окончания
выдерживания в нем рыбы, г. е. заливка должна быть изотиничиа раствору, нахо-
дящемуся в рыбе.
Заливки для маринованной рыбы отличаются большим разнообразием. Ма-
ринованная рыба может быть залита простой маринадной заливкой, т. с. раство-
ром соли и уксуса с пряностями, или самыми разнообразными сложными залив-
ками (горчичной, томатной, майонезом, соусом из икры и молок и др.). Чаще
всего используют простую заливку, которую готовят так же. как заливку для пря-
носоленой рыбы с той лишь разницей, что в нее добавляют уксусную кислоту.
Водный экстракт пряностей после остывания смешивают с насыщенным раство-
ром соли, уксусной эссенцией и доводят объем смеси пресной водой до нужного
объема. При мариновании рыбы пряного посола для заливки может быть исполь-
376
5.6. Технология различных видов посола и приготовления соленых продуктов
зован нейтральный тузлук, который смешивают с уксусной эссенцией и фильтру-
ют для отделения коагулированных кислотой белков.
Маринованную рыбу можно готовить как из соленого полуфабриката, так и из
предварительно обжаренной, сваренной или подвергнутой горячему копчению.
Однако маринованная рыба из термически обработанного полуфабриката отно-
сится к кулинарным изделиям и в этой главе не рассматривается.
Укладка в бочки
с пересыпкой
пряной смесью
Подготовка бочек
Подготовка смесей:
- пряно-солевой;
• пряной;
- пряно-уксусно-
солевой
Укладка в бочки
с пересыпкой
пряно-солевой смесью
Упаковывание
в потребительскую
тару
Укупоривание бочек,
маркирование
Укупоривание бочек,
маркирование
Заливка и доливка
бочек пряной или
уксусно-пряной
заливкой
Заливка и дслинка
бочек пряной или
уксусно-пряной
заливкой
Созревание
I
Определение
массы нетто
I
Маркирование
I /
Доливка бочек
пряной клн грянс-
уксусной заливкой
Хранение
Рис. 5.18. Технологическая схема производства маринованной рыбы и пряного посола
377
Глава 5. Соление, пряные и маринованные продукты
Схема технологического процесса получения рыбы пряного посола и марино-
ванной (бочковой) изображена на рис. 5.18. В предложенной схеме [46) преду
смотрено производство рыбы пряного посола и маринованной из сырца или ох-
лажденной, мороженой и соленой рыбы.
Если используется рыба-сырен, охлажденная или мороженая рыба, то возмо-
жен вначале предварительный посол, а затем укладка в тару и заливка пряной или
пряно-уксусиой смесью.
Возможен также посол непосредственно в таре с пересыпкой пряно-солевой
смесью и добавлением пряно-солевой или пряно-уксусно-солевой заливки.
5.6.4. Вкусоароматические вещества, применяемые при
производстве пряной и маринованной продукции
Натуральные пряности
Пряности — разнообразные части растений (цветы, семена, листья, корни и др.),
обладающие устойчивым специфическим ароматом и вкусом, а также разной степе-
нью жгучести [4, 7,21]. Они способны передавать эти свойства пищевым продуктам,
к которым были добавлены, изменяя тем самым их вкус и аромат в желательном на-
правлении. а также содействуя лучшему усвоению их организмом человека
Пряности известны человечеству с глубокой древности. Предполагается, что
они стали использоваться в пишу значительно раньше соли, так как представля-
ют собой более доступный (растительный) материал.
Наряду со способностью придавать пищевым продуктам специфический аро-
мат и привкус, пряности обладают бактерицидными свойствами. Продукты с до-
бавлением пряностей могут сохраняться без признаков порчи длительное время.
Вместе с тем, подавляющее большинство пряностей обладает способностью ак-
тивизировать выводить из организма разного рода шлаки.
Установлено, что употребление пряностей с пишей, действует на физиологи-
ческий и психологический настрой человеческого организма, стимулируя его об-
менные и защитные функции
В пищевой промышленности нашей страны используют в основном следую-
щие пряности: черный и белый горький перец, душистый переи, гвоздику, кори-
цу, имбирь, мускатный орех, мускатный цвет, кардамон, бадьян — импортные
пряности; кориандр, лавровый лист, тмин, анис, перец красный, аирный корень,
можжевеловые ягоды и другие — отечественные пряности.
Хранение натуральных пряностей
Снижение качества пряностей в процессе хранения происходит в основном в
результате уменьшения в них эфирных масел, изменения в их составе, в результа-
те окисления кислородом воздуха — и как следствие потеря аромата.
Обычно пряности заготавливают в сушеном виде, при хранении их необходи-
мо оберегать от воздействия влаги.
378
5.6. Технология различных «мдоя посола и приготовления соленых продуктов
Исследованиями, проведе ины ми за рубежом, установлено, что менее прони-
цаемыми для вкусоароматических вешеств пряностей, является пленка из целло-
фана. покрытого поливинилхлоридом [4,21].
Для расфасовки у нас используется жестяная или картонная тара, двойные бу-
мажные мешки, пакеты (наружный слой — плотностью не менее 70г/м\ внутрен-
ний слой — пергамент или подпергамент); пакеты из полимерных или комбиниро-
ванных материалов. Картонные коробки с пряностями, бумажные и другие пакеты,
упаковывают в фанерные или тесовые яшики, весом нетто не более 20 кг.
Хранят пряности в прохладных сухих помещениях, имеющих доступ свежего
It* iiyxa, но защищающих от проникновения пыли, солнечного света н вредите-
лей. Каждый вид пряностей надлежит хранить в индивидуальной плотной упа-
<1>вке. Установлено, что снижение товарных качеств пряностей в процессе хра-
нения происходит, в основном, вследствие высокой испаряемости эфирных ма-
сел Алкалоиды, обуславливающие остроту и жгучесть пряностей, более стойки
в хранении.
В целом виде пряности лучше сохраняют аромат и более продолжительное
время в любых упаковках, чем молотые.
Во избежание ослабления аромата пряностей в процессе хранения необходи-
мо избегать проведения помола задолго до использования. При соблюдении не-
обходимых условий, аромат пряностей сохраняется длительное время. Особенно
бережного отношения требуют молотые пряности, при хранении которых в не-
удовлетворительных условиях наиболее быстро утрачиваются их ценные свой-
ства, вкус и аромат.
Рекомендуется, для лучшего сохранения аромата пряностей, упаковывать их в
полимерные, комбинированные, газонепроницаемые материалы — ПЦ-2, лами-
нированный целлофан, алюминиевую фолыу, вискотен и др.
Допустимые сроки хранения пряностей приведены ниже:
Пряносш Срокхрзнения,
м«
Перец черный горошком, перец душистый горошком,
гвоздика в целом виде-
в бумажных пакетах и пакетах из полиэтилена.. 12
в пакетах из ламинированного целлофана, вискотена.
комбинированной бумаги . . 18
Перси черный молотый
в бумажных пакетах и пакетах из полиэтилена_ .......... . . 6
в пакетах из полимерных и комбинированных материалов . .. 9
Смеси пряностей'
в полиэтиленовых пакетах .... .. 4
в пакетах из полимерных и комбинированных материалов. .. 6
Стерилизация натуральных пряностей
Обычно натуральные пряности содержат разнообразную микрофлору, кото-
рая. попадая вместе с пряностями в продукт, может вызвать его порчу или сделать
379
Глава 5. Соленые, пряные и маринованные продукты
продукт опасным для пищевого использования. Отмечены случаи массовой пор-
чи рыбы пряного посола пол действием микроорганизмов, внесенных с прянос-
тями. Поэтому в промышленности очень остро стоит вопрос изыскания способа
стерилизации пряностей без ухудшения их вкусовых и ароматических свойств.
Существует несколько способов стерилизации пряностей. Чаще всего прибегают
к тепловой обработке, которая обеспечивает гибель споровых форм. Обработка
пряностей паром, нагретым воздухом или стерилизацией в закрытой емкости,
снижает обсемененность пряностей, но одновременно приводит к потере более
20 % ароматических вешеств пряностей.
За рубежом в коммерческой практике для стерилизации пряностей часто при-
бегают к окуриванию их окисью этилена. Такая обработка пряностей позволяет
полностью освободить их от споровых микроорганизмов.
Однако о влиянии окиси этилена на органолептические показатели имеются
разноречивые сведения. Поданным зарубежных исследователей, такая обработка
пряностей приводит к тому, что в них почти наполовину снижается содержание
летучих эфирных масел и ухудшается цвет некоторых пряностей.
По данным исследований, проведенных во ВНИИКОП, обработка специй
окисью этилена способствовала полной их стерилизации с сохранением получен-
ных органолептических свойств.
Пряности, подвергаемые стерилизации, помешали в мешочки из хлопчатобу-
мажной ткани по 0,1 кг, завязывали шпагатом и подвешивали в камере объемом
1,8 м3, установленной на открытом воздухе. Окись этилена из баллона через рези-
новый шланг подавали в цокольную часть камеры. Стерильность специй была до-
стигнута при концентрации окиси этилена 0,83 кг/м3 и продолжительности обра-
ботки 18 ч, а также при концентрации окиси этилена 1,35 кг/м3 и продолжитель-
ности обработки 30 ч.
В литературе имеются сведения о попытках использования для стерилиза-
ции пряностей энергии микроволн и у-стерилизании. Однако микроволновая
обработка пряностей не давала требуемого эффекта. Лучшие результаты были
получены при использовании у-радиации. Облучение пряностей дозой от 0.4 до
1.2МРДД обеспечивало значительный стерилизующий эффект и одновременно
практически не изменяло органолептических свойств пряностей. Такая обработ-
ка пряностей была эффективнее, чем окуривание их окисью этилена.
По данным Дуговой Е И. и Гофташ М. М.. облучение у-радиаиией 1 дозы
1.5МРАД обеспечивает получение стерильных специй, при этом органолепти-
ческие свойства пряностей почти не изменяются.
Сырье н способы получения ароматизаторов пищевых продуктов
В качестве пищевых ароматизаторов используются натуральные пряности им-
портного и отечественного происхождения, которые перед внесением в продукт
следует предварительно обработать (рис. 5.19).
Другим источником ароматизаторов являются импортные эфирные масла и
экстракты, их можно непосредственно вносить в продукцию или предварительно
подвергать обработке (рис. 5.20).
380
5.6. Технология различных видов посола и приготовления соленых продуктов
Растительное пряяо-араматическое сырье
I_____________________,
Стерилизация облучением или нагреванием
Импортные эфирные масла
Вторичная перегонка
Измельчение
Фасование
j Применение в нишевой промышленности'
[ Обработке водно-спиртовими смесями |
ОбестерлгИекные и обесскеит*рпененные масла
Применение в пишевой промышленности
Рве. 5.19. Схема предварительной обра-
ботки натуральных пряностей импорт-
ного и отечественного происхождения
Рис. 5.20. Схема предварительной обра
ботки импортных эфирных масел и экс-
трактов
Наиболее распространенным способом подготовки натуральных пищевых
ароматизаторов является переработка растительного пряно-ароматического сы- .
рья на эфирные масла или экстракты (рис. 5.21).
Растителыюе нршы. .фанатическое сырье 1 п
1
Дистилляция Экстракция органическими
1
Эфирное масло ~~т~
Отгонка растворителя
1 Вторичная перегонка *
L Экстракт
I Обработка водно-спиртовыми смесями 1
1 Применение в пишевой промышленности
. Т'
[ Применение в пишевой промышленности |
Рис. 5.21. Схема переработки растительного пряно-ароматического сырья на эфирные мас-
ла или экстракты
Способы внесения вкусоароматических веществ в продукцию
Сухие натуральные пряности перед внесением в пищевые продукты или при
изготовлении соусов и заливок, как правило, измельчают.
В процессе измельчения значительная часть вкусоароматических веществ,
представляющих собой легколетучие компоненты действующего начала, теряют-
ся. Несмотря на это использование молотых пряностей еще довольно широко
распространено. Кроме этого, химический состав натуральных пряностей непо-
стоянен, так как содержание в них эфирных масел, определяющих аромат и вку-
совые свойства пряностей, заметно колеблется в зависимости от мест произра-
381
Глава 5. Соленые, пряные и маринованные продукты
стаиия, урожая, способов заготовки, условий и сроков транспортировки и хране
ния пряностей, а также некоторых других факторов.
При непосредственном добавлении крупно дробленых или целых пряностей
непосредственно к продукту, солевому раствору или в воду, используемую шы за-
ливки. переход веществ из пряностей протекает недостаточно эффективно из-за
слабой диффузии вкусоароматических вешеств в водно-солевые смеси. Следова-
тельно, для придания продукту соответствующего аромата и вкуса, требуется дли-
тельный их контакт с пряностями.
Для сокращения потерь вкусоароматических вешеств при размоле пряностей,
применяются различные способы, в частности, смачивание водой и добавление
различных адсорбентов летучих вешеств. Влажное состояние смеси поддержива-
ют в течение процесса измельчения, которое проводят при температуре от 18 до
20 ’С. В результате такой обработки получают пастообразную смесь пряностей, в
которой вкусоароматический комплекс более или менее полно сохраняется. Из-
вестен способ предварительной обработки пряностей, заключающийся в тонком
размоле их до величины частиц от 12 до 25мкм с последующим высушиванием.
Такой мелкий помол обеспечивает сравнительно стойкую дисперсионную фазу
этих веществ в заливках и соусах, замедляя их выпадение в осадок. Имеются дан-
ные, свидетельствующие о том, что более тонкое измельчение пряностей повы-
шает органолептические свойства пищевых продуктов. Тонкий помол обеспечи-
вает равномерное распределение и более полный переход ценных вешеств пря-
ностей в пишу. Однако следует упомянуть, что чем тоньше помол пряностей, тем
больше потери эфирных масел и вкусовых вешеств в процессе измельчения.
Можно указать и другие причины, влияющие на вкусовые и ароматические до-
стоинства пряностей и, в конечном итоге, пиши. Так, в соответствии с действую-
щей технической инструкцией по производству натуральных рыбных консервов е
банку № 8 следует закладывать по одной горошине (плода) перца черного горького,
перца душистого и нарезанный лавровый лист размером до 2x2 мм. Поскольку раз-
меры горошин перца неодинаковы, следовательно, содержание в них эфирных ма-
сел может доходить до 300% от нормы, и, как следствие, уровень ароматизации бу-
дет различен.
При
производстве
многих видов пишевых продуктов неоднородность
содержания в них вкусоароматических вешеств является следствием несовсршен
ства технологии ароматизации. Некоторые пряности, в частности, перец души-
стый, гвоздика, добавляемые в целом или измельченном виде, оставляют на по-
верхности продукта черные пятна что приводит к ухудшению товарного вида.
Из этого следует, что применение для ароматизации сухих пряностей и внесе
ние их способами, ставшими традиционными, имеет существенные недостатки
Главным образом, как было сказано выше, то, что ароматические вещества ис-
пользуются не полностью
В частности исследованиями, проведенными в Краснодарском научно-ис
следовательском институте пищевой промышленности, установлены коэффици
енты использования вкусоароматических веществ сухих пряностей, употребляе
мых при изготовлении пряной рыбы, рыбных консервов в масле и в томатном
соусе. Результаты определения коэффициентов использования сухих пряностей
приведены в табл 5.7.
382
361
5.6. Технология различных видов посола и приготовления соленых продуктов
Т, иица 5.7. Коэффициенты использования сухих пряностей
Вил продукции Пряность Коэффициент использования. %
Рыбные консервы в масле Павровый лист 61,4 (после 1,5 лет хранения)
Гвоздика (почки) 43,3
Рыбные консервы в томатном Перец горький (порошок) 45,0
*гусс Перец душистый (порошок) 30,0
Павровый лист 26,3
Гвоздика (почки) 27,6
Тиматный соус для рыбных Павровый лист 18,0
консервов (после варки Гвоздика (порошок) 23,1
в котле) Кориандр (порошок) 31,2
Перец черный горький и перец душистый (порошок) 21,3
Хамса пряного посола Перец душистый (горошек) 8,3
(после созревания) Кориандр (семена) 9,8
Анис (семена) 5,6
Гмин (семена) 7.0
Гвоздика (почки) 4,7
Перец горький (горошек) 3,7
Корица (порошок) 8,5
Коэффициент использования вкусоароматических веществ сухих пряностей ус-
танавливали посредством определения исходного содержания этих вешеств в пря-
ностях и повторного нахождения остаточного содержания пряновкусовых веществ
в пряностях, извлеченных из рыбной продукции после ее созревания или хране-
ния. Кроме того, вместе с натуральными пряностями в продукцию попадают раз-
нообразные микроорганизмы, вызывающие порчу рыбы, некоторые насекомые,
минеральные примеси (обычно песок, содержание которого в пряностях нормиру-
ется) Следовательно, возникают затраты на их обработку и стерилизацию. Приме-
няемые в настоящее время дозирующие устройства несовершенны.
Кроме названных выше способов, имеются и другие способы использования
пряностей для ароматизации продуктов. Например, в приготовлении маринован-
ной и пряной рыбы практикуется способ получения водных отваров пряностей. С
этой целью необходимое количество пряностей закладывают в варочные котлы,
заливают водой и нагревают, не доводя до кипения. После этого отвар сливают в
емкость, в которой он охлаждается и настаивается. Полученный отвар фильтруют
и перед использованием, в случае необходимости, разбавляют кипяченым соле-
вым раствором.
Другой способ приготовления заливки заключается в том, что пряную смесь
засыпают в емкость и заливают кипящей водой. Емкость герметизируют, а смесь
выдерживают до полного остывания, после чего раствор фильтруют. Иногда пря-
ный отвар получают вывариванием пряностей, помещенных в двухслойные мар-
383
Глава 5. Солвкыо, пряные и маринованные продукты
левые мешки, в течение от 15 до 30 мин при температуре от 95 до 98 *С. Применя-
ется и настаивание пряностей в растворах уксусной кислоты.
Перечисленные способы получения пряных заливок не позволяют достичь
удовлетворительного извлечения из растительного сырья вкусоароматических ве-
шеств.
Эфирные масла паровой перегонки
С целью устранения указанных выше недостатков было предложено заменить су-
хие натуральные пряности эфирными маслами, получаемыми из них путем отгонки.
Эфирные масла представляют собой смесь летучих ароматических вешеств.
относящимся к разным органическим соединениям (альдегиды, кетоны, спирты,
сложные эфиры и др.), которые создают запах пряных растений. По внешнему
виду это прозрачные, бесцветные или слегка окрашенные в зеленоватый или жел
товатый цвет жидкости с ароматом соответствующих пряностей.
Эфирные масла широко применяются как заменители натуральных пряное
тей. При этом 1 кг пряностей соответствует:
♦ 30 г эфирного масла душистого перца;
• 100 г эфирного масла мускатного ореха;
• 12 и 20 г эфирных масел корицы и горького перца.
Эфирные масла нерастворимы в воде, поэтому перед добавлением в продукт
их следует растворять в растительных маслах. В зависимости от особенностей сы-
рья, состава эфирного масла, требований к готовому продукту, используют раз-
личные виды перегонки сырья с водяным паром.
Применяются перегонка под вакуумом, при атмосферном давлении, с пере-
гретым паром, другие способы. Схема установки для получения эфирного масла
из чеснока представлена на рис. 5.22.
Рис. 5.22. Схема установим для получения эфирного масла из чеснока.
I — под»чв измельченного сырья: 2— конденсатор; 3— дефлегматор; 4— сборник, 5 —
выход дистиллят» 6— Выход глухого пара 7— под»ча острого пара; 8~ аппарат для
отгонки масла
384
5.6. Технология различных видов посола и приготовления соленых продуктов
Данная установка позволяет извлекать эфирное масло с предварительной фер-
ментацией сырья. Однако малая производительность такой установки и воздей-
ствие на сырье высокой температуры снижает эффективность ее использования.
Другие же схемы предполагают наличие дополнительных условий: среды
инертных газов, низких температур в пределах от —80 до -196 “С (жидкий азот).
Все эти отгонки имеют ряд плюсов и минусов, хотя и позволяют получать про-
дукт удовлетворительного качества, но не всегда пригодны для производства вы-
сококачественных ароматизаторов из-за изменения вкуса и аромата, а также по-
терь эфирного масла. Совершенствование способов и схем получения эфирных
масел позволяет несколько улучшить качество готовой продукции но повышают
себестоимость, усложняя аппаратуру и не обеспечивая достаточной полноты из-
учения.
Обычно эфирные масла применяются как заменители пряностей лишь при
дефиците последних, так как пряности содержат еше и такие вещества, как алка-
лоиды и смолы. После соответствующих испытаний эфирные масла из душистого
и черного перца, лаврового листа, корицы, мускатного ореха и укропа бычи реко-
мендованы к использованию в промышленности. При употреблении анисового,
кориандрового, тминного эфирных масел было отмечено ухудшение вкусовых
качеств рыбных продуктов.
Экстракторные масла и СО2-экстракты
В качестве пишевых ароматизаторов с успехом применяются экстракты, полу-
чаемые из пряно-ароматического сырья. По вкусу и аромату качество большин-
ства экстракционных масел оценивается выше качества эфирных масел паровой
перегонки.
Это объясняется тем, что в состав экстракционных масел входят природные
фиксаторы, вкусовые и многие другие вещества, которые не встречаются в маслах
паровой перегонки или содержатся в незначительных количествах. Применение
экстрактов в промышленности позволяет получить пишевые продукты более вы-
сокого качества. Состав экстрактов в значительной мере зависит от применяемо-
го растворителя. Например, при использовании гидрофобных растворителей
(дихлорэтан, четыреххлористый углерод, гексан и др.) из пряно-ароматического
сырья не извлекаются крахмал, сахара, смолы, камеди. Экстракция с использова-
нием спирта и ацетона позволяет получить продукты, сравнительно хорошо рас-
творимые в воде, но содержащие значительное количество красящих вешеств,
чго нс всегда желательно. Эффективная способность к экстракции и селективные
свойства некоторых экстрагентов приведены в табл. 5.8.
Приведенные данные наглядно иллюстрируют влияние природы экстрагента
на полноту экстракции и содержание основного компонента в экстракте.
Наиболее перспективным на данный момент представляется использование
для ароматизации пишевых продуктов СО2-экстрактов пряностей Это объясня-
ется тем, что часть оставшихся экстрагентов пожаро- и взрывоопасна, другие ток-
сичны, и поскольку следы растворителя, как правило, остаются в экстракте, ис-
пользование их для пищевых целей недопустимо.
385
Глава 5. Соление, пряные и маринованные продукты
Таблица 5.8. Выход экстрактивных вешеств при экстрагировании перца
душистого и гвоздики (при 20’С, если не указано иначе)
Растворитель Переи душистый ГвохДнка
Выход. % Содержа- ние эвгено- ла в экс- тра кте.% Выход. К Содержа- ние эвгено- ла в экс- тра ктс.%
Общее ко- личество экстракта В гом чис- ле эвгено- Общее ко- личество экстракта В гом чис- ле эвгено- ла
Ацетон 9,89 3.26 32,9 23,26 14.04 60.4
Гексан 7,06 2,36 33,4 17,21 12.43 72.2
Дихлорэтан 8,68 2,27 26,2 20.18 12,0 59.5
Ди этиловый эфир 11.49 2,82 24,5 26,13 13,52 51.7
СО2 (жидкий) 4,10 2,64 64,6 21,87 14.35 65,5
СО2 при 0 *С — — — 21,80 15,40 70,5
Петролейный эфир 7.02 2,18 31.1 —
Хладон 11 - - — 21,20 14,30 67.6
Хладон 11 при 0 'С — - 21,10 14,30 67,9
Хладон 12 — — — 20,80 14.50 70,0
Хладон 12 приО'С — — — 21,20 16.60 73,6
Хлористый этил 7,65 2,64 34,6 — — —
Этанол 6.61 3.41 51 6 25 89 14.66 56.6
Углекислотные экстракты, получаемые из натуральных пряностей, сохраняют
присущий пряностям аромат и вкус. Они представляют собой комплекс вкусо-
ароматических веществ, содержащих эфирное масло, органические кислоты,
карбонильные соединения, алкалоиды, витамины и другие вещества.
В виде жидкого СО2 данный газ применяется при давлении 73,8- 1С2 кПа (Кри-
тическое давление) до 5,18- 102кПа (тройная точка) и соответствующих темпера-
турах от 31,05 до -56,6 °C.
При использовании этого растворителя достигается более полное извлечение
эфирных масел и других ароматических и вкусовых веществ, устраняется боль-
шинство недостатков присущих при экстракции органическими растворителями
и паровой перегонки.
В отличие от сухих пряностей, склонных к заплесневению и порче, пряные
СО2-экстракты обладают антиокислительными и бактерицидными свойствами.
На СО,-экстракты пряностей (перца душистого, перца горького черного, мус-
катного ореха и цвета, гвоздики, имбиря, корицы, лаврового листа, кориандра,
аниса, бадьяна, фенхеля) разработаны и утверждены технические условия
Краснодарским НИИПП разработаны способы внесения углекислотных экс-
трактов пряностей в рыбную продукцию с использованием эмульгаторов и солю-
билизаторов для получения устойчивых эмульсий экстрактов в водных и водно-
солевых средах. Вообще, все экстракты представляют собой маслянистые жид-
кости желтого, зеленого и коричневого цветов.
При изготовлении пряной рыбы взвешенную смесь СО2-экстрактов, предна-
значенную для ароматизации продукции, можно наносить непосредственно на
386
5.6. Технологи» различных видов посола и приготовления соленых продуктов
сшр или поваренную соль с добавлением питьевой воды и с последующим ак-
тивным перемешиванием в промышленном эмульгаторе с числом оборотов не
менее 3000 в минуту (обычно от 3000 до 5000 об./мин). Полученную эмульсию
it.цельно перемешивают с определенным количеством тузлука, используемого
гы заливки рыбы.
Пресервы из свежей рыбы или полуфабриката с содержанием соли не более
1 - ароматизируют экстрактами гвоздики, периа черного и душистого, корицы,
кориандра, и имбиря. Экстракты указанных пряностей взвешивают (или берут по
•йъему), тщательно перемешивают и затем эмульгируют, как описано выше.
Вначале обычно готовят концентрированную эмульсию, которую далее раз-
। вляют водой или тузлуком до необходимой кондиции. Коэффициенты замены
сухих пряностей их одноименными СО?-экстрактами были окончательно опреде-
лим после проведения соответствующих экспериментов и дегустации продук-
ции, приготовленной с добавлением экстрактов пряностей. В основу расчета ко-
эффициента замены сухих натуральных пряностей СО,-экстрактами были поло-
девы экспериментально полученные значения коэффициентов использования
сухих пряностей в различных видах продукции и данные по выходу СО,-экстра-
ктов, приведенны ниже:
Пряность
Выкал СО,-эт«тр»кп,
% ксырью
Перец черный душистый ...
Перси душистый .
Гвоздика ....
Лавровый зист..
Корица молотая.
Кориандр.
Тмин.
.. 7,0
4,0
19,0
.. 3,0
. 2,0
.. 2,5
7,0
Далее приведены коэффициенты замены сухих пряностей одноименными
СО2-экстрактами, разработанные Краснодарским НИИПП, и нормы загрузки
пряных экстрактов в различные виды рыбных консервов и пресервов, рыбы-сыр-
ца, полуфабриката при пряном посоле, по данным КНИИПП. указанные в
табл. 5.9.
Для определения норм закладки СО2-экстрактов пряностей в рыбную продук-
цию были установлены коэффициенты использования сухих пряностей, составив
примерно 70% для консервов в томатном соусе и около 35% для пряной рыбы
бочкового посола.
Нормы закладки СО -экстрактов из отечественных пряностей в различные
виды рыбной продукции указаны в табл. 5.10.
При использовании в производстве рыбной продукции СО2-экстрактов осо-
бенно наглядно проявляются преимущества жидких ароматизаторов, заключаю-
щиеся в значительном снижении бактериальной обсемененности консервов, со-
кращении потребления дорогостоящих пряностей, в более рациональном ис-
пользовании складских помещений, ликвидации подготовительных операций
(резка, стерилизация и др.), необходимых при работе с сухими пряностями.
387
Глава 5. Соленые, пряные и маринованные продукты
Таблица 5.9. Нормы загрузки пряных экстрактов
Вил л род у кии и Пряность Заклим на- туральных пряностей. г/туС Коэффициент э*- мены натураль- ных пряностей СО_,-экстракгами Змии» кп гл\(1 I
Натуральные консервы Перец черный горький 35,7 0,0525 Г
Перец душистый 55,8 0,0300 167
Лавровый лист (20x20 мм) 70,5 0,0225 155
Консервы натуральные с Перец черный горький 71.4 0.0525 3,57
добавлением масла Лавровый лист 70,5 0,0225 1.55
Консервы из бланширован- Гвоздика 82,6 0,1425 11,780
ной рыбы в масле (ставрида и скумбрия океаническая, сельдь атлантическая) Перец душистый 55,8 0,0300 1,674
Консервы «Бычки в томат- Перец черный горький 40,0 0,0525 2,Ю
ном соусе* Кориандр 40,0 0,01375 0,75
Гвоздика 40,0 0,0950 3,80
Лавровый лист 10,0 0.0225 0,23
Пресервы рыбные «Хамса и Перец черный горький 590,0 0,0175 10,320
тюлька пряного посола^ на 1 туб Перец душистый 1180,0 0.0100 11.800
Корица 263,0 0,0050 1,330
г 1воздика 328,0 0,0475 15,600
АНИС 131,0 0.0100 1,310
Кориандр 525,0 0,0625 3,280
Лавровый лист 105,0 0,0075 0,787
Имбирь 33,0 0.0100 0.03)
Рыба пряного посола вбоч- Перец черный горький 125,0 0,0210 2,625
ках (килька, салака, хамса, Перец душистый 50,0 0,0220 0.600
тюлька, ряпушка) рыба-сы рецна 100 кг Корица 145,0 0,0060 0,075
Гвоздика 145,0 0,0570 0,071
Анис 75,0 0,0120 0.900
Кориандр 150,0 0,0075 1,123
Лавровый лист 20,0 0,0090 0.180
Тмин 100,0 0,0210 2,100
П ол уфабрикаты Перец черный горький 171,0 0,0210 3,590
Перец душистый 100,0 0,0120 1.200
Корица 15,1 0,0060 0.091
Гвоздика 35,1 0,0570 0,200
Анис 90,4 0.0120 1,090
Кориандр 181.0 0.0075 1.360
Лавровый лист 24,1 0,0090 0,220
Тмин 121,0 0,0210 2,540
388
5.6. Технология различных вид^в посола и приготовления соленых продуктов
Таблица 5.10. Нормы закладки СО2-экстракта, г/туб
СО -экстрвктпр«ности Консервы натуральные Консервы в то- матном соусе Пресервы Пряная рыба бочкового посола
Аир болотный — 1,50 3.75 17.5
Анис обыкновенный — - 4.70 2.1
Базилик эвгенольный 1,80 1,20 — —
Дягиль аптечный — — 1,50 5,2
Зубровка степная — — 0,50 1,0
Кориандр полевой — 0,50 5,40 42,0
Калган — — 3.00 8.7
Лавр благородный 2,02 0,22 11,00 5,2
Можжевельник обыкновенный — 1.20 5,0 14,0
Перец стручковый 1,20 135 5,25 24,1
Тмин обыкновенный 1.80 — —
Всего 5.02 8,17 38.10 119.8
5.6.5. Основные дефекты соленой рыбы
В южных районах России соленая рыба может быть поражена личинками сыр-
ной мухи Сырная муха (длина около 5см) развивается на соленой среде и как
правило обитает в районах рыбных посольных заводов. Откладывает яйца на со-
аеную рыбу, в шелях тары, расщелинах посольного цеха, на земле, где лежали по-
сольные бочки, тузлук и т. п.
Цикл развития 1 месяц, поэтому за лето дает 5...6 поколений. Она теплолюби-
ва и как правило развивается при температуре 20 °C и выше. Через 2...4 дня из яиц
развиваются личинки, которые через 10 дней начинают прыгать. Отсюда и назва-
ние—прыгун.
Прыгун обладает способностью прыгать в высоту на 30...50 см. Поэтому тер-
ритория может быть поражена в короткие сроки. Прыгун живет 15...25 сут, после
чего превращается в куколку и по истечении 5...10сут превращается во взрослую
сырную муху.
Прыгун развивается в соленой рыбе (жабры, внутренности, разрезы). Он не
ядовит, но прожорлив и поэтому за короткое время может испортить большое ко-
личество рыбы.
Верхний слой земли, зараженной прыгуном, необходимо срывать на глубину
15...20см и удалять либо в море, либо в реку. Если территория не сильно зараже-
на, то возможна обработка путем засыпки грунта, обработки грунта хлорной из-
вестью концентрацией 5...10%. Если цех заражен прыгуном, то останавливают
работу, все деревянные обшивки сдираются и пропариваются паром и произво-
зится дезинфекция хлорной известью.
Если соленая рыба поражена прыгуном и это вовремя замечено, то рыбу
кгожно спасти. Для этого рыбу помешают в крепкий тузлук и выдерживают не-
389
Глава 5. Солены», праны» и маринованны» продукты
делю. В тузлуке личинки всплывают и могут быть собраны, а затем уничтожены.
А рыбу промывают и укладывают в чистую тару
Кроме поражения соленой рыбы личинками сырной мухи встречаются следу
юшие виды дефектов: пролежни, загар мяса, затяжка, ослабленная консистен
ция, лопанец, окисление жира, омыление, обветривание, потемнение поверхно-
сти, поражение фуксином. Описания дефектов и причины их образования приве-
дены ниже.
Пролежни. Места плотного соприкосновения двух соседних рыб с отсут-
ствием на этих участках кристаллов соли. Рыба с пролежнями, особо жирная
имеет брак — загар мяса в местах пролежней и у позвоночника
Загар мяса. Порча мяса в местах, прилегающих к хорде (скелету) рыбы. При
загаре — мясо темно-красного цвета. Консистенция мяса имеет характерный за-
пах порчи. Связан с разложением крови в местах ее большого скопления. Причи-
на: длительная задержка сырца до обработки, плохое перемешивание рыбы с со-
лью, высокая температура посола, малая доза соли, посол крупных рыб без разде-
лки. Нельзя путать загар с обычным покраснением мяса у позвоночника, которое
может произойти вследствие механического повреждения
Затяжка. Порок, который образуется вследствие разложения белковых ве-
ществ мяса и не связан с порчей крови в местах ее большого скопления. Чаше
всего поражаются отдельные места (ушибы, внутренние слои мяса). Может быть
поражено и все мясо, когда сильно задержан сырец. Мылообразный запах. При-
чина: длительная задержка сырца до обработки, сырца в воде, нанесение рыбе
кровоподтеков за счет механических повреждений
Ослабленная консистенция мяса. Вздутое брюшко, для сельдевых — на попе-
речном разрезе синеватый оттенок. Причина: длительная задержка сырца и осо-
бенно в воде, когда мясо рыбы набухает водой
Лопанец. Рыба с разорванными тканями брюшка. Причина: высокая темпера-
тура посола и хранения, высокая ферментативная активность внутри рыбы, ее
пищевого комка (питание сельди колянусом). Направление в посол задержанно-
го сырья. Посол рыбы с малой дозой соли
Окисление жира. Порок, при котором происходит изменение цвета поверхно-
сти рыбы и мяса от светлого до лимонного или желтого (желто-коричневого —
характерного для ржавого железа), «ржавчина» соленой рыбы. При окислении в
жире образуются низкомолекулярные кислоты, альдегиды, кетоны, обладающие
канцерогенными свойствами (токсичны). Причина: соприкосновение рыбы с воз-
духом (цепная реакция окисления), т. к. рыбий жир содержит до 6 двойных свя-
зей, то это делает жир нестойким. Соленая рыба очень быстро подвергается окис-
лению при хранении в таре без тузлука. Окисление полностью не приостановит-
ся, даже если рыбу после начала этого процесса поместить в тузлук. (Возможно
только при полной изоляции от кислорода воздуха на всех этапах обработки.)
Омыление. Порок, при котором произошло разложение поверхностных по-
кровов рыбы, кожи, слоев мяса с образованием грязно-белого вязкого налета.
Причина: возбудители омыления — микроорганизмы, которые находятся на сла-
босоленой рыбе. Длительная задержка сырца до посола, попадание в бочки с по-
соленной рыбой морской воды, хранение слабосоленой рыбы при повышенной
390
5.7. Технология пресервов и лресеряных продуктов
кипературе. Особенно у рыбы хранящейся без тузлука. Хранение слабосоленой
рмбы при температуре О °C и выше — это основной фактор, способствующий
гмылению слабосолеиой рыбы, особенно при хранении ее без тузлука. Плохая
«ойка рыбы, посол рыбы в слабом тузлуке, мойка рыбы пресной водой, отепле-
1 слабосоленой рыбы и хранение ее в течение 2...3сут при повышенной темпе-
риуре. Способы предупреждения и устранения: хранение слабосоленой рыбы без
г лучной уборки при температуре ниже О °C. Профилактика против омыления:
«бмботка слабосоленой рыбы 3%-ным уксусно-солевым раствором (тузлук
л’зтностыо Н 70... 1200 кг/м3 и уксусная кислота 3 %-ная) в течение Ю...20мин.
Для устранения требуется двухкратная поштучная мойка рыбы в насыщенном туз-
луке, щетками в 3,5% уксусно-солевом тузлуке в течение 10...20 мин. Соотноше-
ние рыба: тузлук 1:2.
Обветривание рыбы. Дефект, когда кожа рыбы подсыхает, при этом она уплот-
няется. может стать морщинистой, отставать от мяса. Под подсушенным участ-
кам кожи мясо темнеет, и появляются признаки, характерные для загара Рыба
бракуется. Причина.’длительная задержка рыбы-сырца до посола на палубе судна.
Обязательное условие при хранении рыбы-сырца до обработки: закрывать ее брезен-
тами поливать водой
Потемнение поверхности соленой рыбы. Это брак, который образуется при по-
с w рыбы-сырца пониженного качества, а также при посоле сырца, подвергну-
того действию качки судна
Фуксин соленой рыбы. Образование на поверхности соленой рыбы, хранящей-
ся без тузлука красного слизистого налета с неприятным запахом. Этот порок вы-
зывается галофильными микроорганизмами S. Solinariae (если соль заражена).
Если рыба слабо заражена фуксином, то этот дефект устраняется тщательной
промывкой в тузлуке, переупаковывается в тару с тузлуком и затем уже реализует-
ся. Если рыба сильно поражена фуксином и мясо сильно размягчено, приобрета-
ет запах аммиака — рыба непригодна в пишу. Меры профилактики: рыба должна
изолироваться от соприкосновения с воздухом, хранение рыбы при пониженной
температуре. Устранение порока: рыба, пораженная фуксином, тщательно промы-
вается в крепком тузлуке со щетками, поштучно. После этого ее обрабатывают в
1 4%-ном уксусно-солевом растворе. Время выдержки 20...30 мин. Далее уборка
в тару и быстрая реализация
5.7. ТЕХНОЛОГИЯ ПРЕСЕРВОВ И ПРЕСЕРВНЫХ ПРОДУКТОВ
Рыбные пресервы — продукты, консервированные поваренной солью и анти-
септиком, укупоренные в герметичную тару без стерилизации.
Традиционно пресервы выпускают нз сельди атлантической, тихоокеанской,
азово-черноморской и беломорской, скумбрии атлантической и тихоокеанской,
мойвы, кильки, анчоусов, салаки, сардины марокканской и мексиканской и дру-
гих видов рыб.
В зависимости от технологии производства и используемого сырья пресервы
телят на 5 групп:
391
Глава 5. Соленые, пряные и маринованные продукты
1) рыба специального посола — посольная смесь готовится с использованием
соли, сахара, консерванта;
2) рыба океаническая пряного посола — посольная смесь готовится с исполь-
зованием соли, сахара, консерванта и пряностей;
3) рыба специального посола с добавлением пряностей;
4) рыба нерадделанная пряного посола (из рыб неокеанического промысла
таких как килька, салака);
5) пресервы из разделанной рыбы в различных соусах и заливках.
В качестве антисептика при производстве рыбных пресервов обычно приме-
няют бензойнокислый натрий (БКН) Возможно использование более безвред-
ного консерванта — сорбата калия в количестве от 0,23 до 0,27 %. Если применя-
ется уксусная кислота, го консерванты не вводят.
В качестве тары используют жестяную тару емкостью от 50 до 5000 г; стеклян-
ные банки с жестяными крышками емкостью от 50 до 500 г; банки из полимернш
материалов и полимерной пленки. Наиболее часто используется жестяная тара
Жестяные банки должны быть лакированными изнутри, так как рассолы, и
особенно маринады, являются агрессивными средами. Стеклянная тара исполь-
зуется реже из-за хрупкости и большой массы.
Наиболее перспективным является использование тары из полимерных мате-
риалов в связи с их прочностью, химической устойчивостью и легкостью.
Использование герметичной тары при изготовлении пресервов имеет ряд пре-
имуществ перед бочками; исключаются потери тузлука, нет контакта рыбы с воз-
духом, обеспечиваются лучшие санитарно-гигиенические условия, облегчается
учет продукции, улучшается культура торговли.
5.7.1. Пресервы специального и прямого посолов
Для производства пресервов используют рыбу-сырец, охлажденную и моро-
женую следующих наименований: сельдь атлантическая жирная, атлантическая
с содержанием липидов от 6 до 12%, тихоокеанская жирная длиной не менее
22 см, тихоокеанская длиной не менее 17см, азово-черноморская, беломорская,
иваси длиной не менее 16 см с содержанием липидов более 12 %, иваси мелкая
длиной от 13 до 16 см с содержанием липидов не менее 5%, скумбрия атланти-
ческая и дальневосточная длиной не менее 28 см, сардинелла и ставрида длиной
не менее 23 см, сардина мексиканская и марокканская длиной не менее 12см,
атлантическая и сардинопс длиной не менее 16 см, мойва с содержанием липи-
дов нс менее 6,5 % длиной не менее 13 см, сайра длиной не менее 25 см, анчоус
длиной не менее 8 см, каспийская салака длиной не менее 10см, тюлька, хамса
и тому подобное.
Сырье и вспомогательные материалы по качеству должны быть не ниже пер-
вого сорта и соответствовать требованиям соответствующей нормативной доку-
ментации.
Пресервы специального посола производят по технологической схеме, приве-
денной на рис. 5.23.
392
Технология прсеерво* и пресервиых продуктов
Прием рыбы
Аккумулирование
I
Сортировка
I
Мойва
Редюит и мой»
Подготовка |
посольиой --*> Взвешивание порций рыбы и посольной смеси
снеси ।
Смешивание рыбы с посольиой смесью
I
Фасование —--------- Подготовка тары
Заливка БКН ----------- Подготовка БКН
t
Осадка и подпрессовка рыбы в банках
♦
Закатка банок -«-----Маркировка крышек
Мойка банок
Сушка или протирка банок
i
Смазка банок вазелином
t
Упаковка -л——------- Маркировка ящиков
Охлаждение
I
Складирование
t
Просаливание и созревание пресервов
t
Реализация
Рве. 5.23. Технологическая схема производства пресервов слеилосола
При производстве пресервов океанические рыбы, такие как сельдь, скумбрия,
ставрида, сардинелла, сардинопс. сардина атлантическая и мексиканская — обез
главливаются; сардинопс, сардина марокканская, сельдь могут направляться на
производство пресервов в неразделанном виде. Другие вилы рыб не разделывают-
ся. При полупотрошении у рыбы надрезают брюшко у рудных плавников и час-
тично удаляют внутренности. При обезглавливании у рыбы отрезают голову и
удаляют вместе с пучком внутренностей. Разделанную рыбу промывают в воде с
температурой не выше плюс 15 *С.
393
Глава 5. Солевые, пряны* и маринованные продукты
Для посольной смеси используют соль поваренную пищевую 1 сорта не кру
нее помола № 2. Разрешается использовать смесь помолов № 3 и № 1В смеси до-
ля соли помола № 1 не должна превышать 25 %. Соль, сахар и БКН тщательно пе-
ремешивают и используют для посола. БКН допускается вносить в сухом визе
или в виде 10 %-ного водного раствора. При добавлении 10 %-ного раствора бен-
зойнокислого натрия соответственно уменьшается закладка рыбы в банку. При
производстве пресервов из скумбрии, ставриды, сардины мексиканской и марок-
канской допускается добавление солевого раствора плотностью 1.2 г/см1 и темпе
ратурой не выше плюс 5 ’С.
Введение раствора соли способствует ускорению процесса просаливания
рыбы, улучшению товарного вида продукции, содержащего большое количест-
во крови. По своим гастрономическим свойствам соленые пресервы стоят выше
бочковых продуктов, однако вследствие выщелачивания экстрактивных ве-
шеств в тузлук их вкус несколько хуже, чем той же рыбы, упакованной в тару без
тузлука.
Рыбу, направляемую на расфасовку, взвешивают порциями для каждой банки
отдельно. Крупную рыбу поштучно обваливают в посольной смеси. Рыбу мелких
размеров перемешивают с половинной порцией посольной смеси непосредствен-
но в той же таре, в которой она подается на расфасовку. На обвалку рыбы расхо-
дуется % порции Посольной смеси, установленной для каждой банки. Оставшую-
ся часть смеси для всех видов рыб равномерно засыпают на верхний ряд уложен-
ной рыбы.
Посольная смесь готовится согласно рецептуре. Рецептура смесей и нормы за-
кладки приведены в технолог ической инструкции по производству пресервов.
Рыба должна быть уложена плотными взаимно перекрещивающимися ряда-
ми. Нижний ряд — спинками вниз, последующие — спинками вверх. Допускает-
ся безрядовая укладка мелкой рыбы с разравниванием ее по рядам.
Наполненные банки направляют на герметизацию. Банки предварительно
маркируются в соответствии с требованиями нормативной документации. Герме-
тизируются банки без вакуумирования. После закатки моются холодной водой.
После этого протираются или сушатся в шкафах при температуре воздуха не бо-
лее 20*С. Закатанные банки упаковываются в картонные или деревянные ящики,
удовлетворяющие требованиям соответствующей нормативной документации.
Если в процессе производства происходит отепление рыбы, то до упаковки
осуществляется охлаждение. Данная операция может производиться и во время
хранения. Режимы охлаждения согласовываются нормативной документацией.
Необходимо строго следить за температурным режимом. Нельзя допускать замо-
раживания пресервов, так как это может привести к браку.
Для просаливания и созревания пресервы помешают в холодильную камеру,
где их выдерживают при температуре от 0 до —3 *С. Для равномерного просалива-
ния и созревания в процессе хранения ящики с пресервами следует дважды пере-
ворачивать. Первый раз через интервал от 2 до 5сут, второй через 10сут со
дня изготовления. В начале процесса хранения нельзя поддерживать очень низ-
кую температуру, чтобы исключить подмораживание рыбы. Сроки созревания
пресервов зависят от вида рыбы и представлены ниже:
394
5.7. Технология пресервов и пресараных продуктов
Вид рыбы Срок созревай иг
Сельдь специального посола..... .. 2--4 мес
Жирная рыба ( скумбрия). . 1,5 -2 мес
Мойва................ . 0.5 ..1 мес
Смака, жирная килька.. . Юсут
Пресервы должны храниться при температуре от -8 до 0*С. Режим и темпера-
.мопредетяется видом рыбы и длительностью хранения. В первые дни следует
fi одерживать температуру около -3 *С, чтобы исключить подмораживание рыбы
ганках Когда рыба просолится (на 5.,.15-е сутки), температуру можно понизить
ъ -8‘С, чтобы затормозить процесс созревания При этом увеличивается воз-
можный срок хранения По окончании процесса созревания пресервы формиру-
ются в вагонные партии и реализуются. Реализовываться по соглашению с потре-
бителем могут и не созревшие пресервы
Для мелких рыб, характеризующихся высокой ферментативной активностью,
разрешается проводить процесс замораживания уже просолившихся пресервов
Температура понижается от -18 до —23 °C. при этом резко снижается активность
ферментов, и возможный срок хранения увеличивается. Процесс созревания пре-
сервов происходит аналогично созреванию соленой рыбы (см. разд. 5.3, с. 357).
Пряные пресервы готовят в основном из мелких рыб (салака, хамса, килька
ит.д.) и, как правило, в небольших банках емкостью до 1 кг. Для производства
пресервов используют рыбу-сырец, рыбу охлажденную или мороженую, полу-
{ибрикат специального или пряного посола.
Технологическая схема производства пресервов пряного посола практически
ie отличается от схемы производства пресервов специального посола. Различие
вставляют рецептуры посольных смесей. При производстве пряных пресервов
(слользуют следующие пряности:
♦ импортные — черный и белый горький перец, душистый перец, гвоздику,
сорицу, имбирь, мускатный орех, мускатный цвет, кардамон, бадьян;
• отечественные — кориандр, лавровый лист, тмин, анис, перец красный,
ирный корень, можжевеловые ягоды и др.
Пряности придают продукции специфический вкус и аромат, а также облада-
я бактерицидными свойствами по отношению к гнилостным бактериям. Одна-
о вместе с пряностями может быть внесена микрофлора (см. раздел 5.6.4, с. 378).
Натуральные пряности содержат микрофлору, которая может являться прими-
ой порчи пресервов. Для снижения микробиологической обсемененности пря-
остей их обрабатывают паром или горячим воздухом. При этом происходит
отсря более 20% ароматических вешеств. Более прогрессивными способами
вляются обработки оксидом этилена, радиационное и утьтрафиолетовое облуче-
ие. В последние годы используют углекислотные экстракты пряностей, для син-
ения потери ароматических эфирных масел пряности рекомендуется хранить в
потно закрытой таре из полимерных, комбинированных газонепроницаемых
атериалов.
В перспективе возможно использование синтетических пряностей и аромати-
!ских добавок.
395
Главе 5. Соленые, пряные и мориноаонные продукты
5.7.2. Пресервы из разделанной рыбы
Производство пресервов из разделанной рыбы в мелкой расфасовке с гриме
нением разнообразных вкусовых заливок является самым прогрессивным на-
правлением в области производства деликатесной продукции.
Данные пресервы вырабатывают из рыбы-сырца, охлажденной и мороженой
рыбы. Технологическая схема производства приведена на рис. 5.24. Возможно
Прием сырья
Размораживание
Сортировка ______у Некондиция
। на переработку
Подготовка ____Мойка
воды |
Рида.. ___________ Отолита
। переработку
Подготовка —•»- Мойка и стекание влаги
воды |
Подготовка -----Посол
тузлука ।
Пориионирование
I
Пютповк. ------_ фдаиние
банок ।
Заливка соуса —--- Подготовка соуса
I
Млр.ирота.--------- Зак„„
крышек ।
Вода --------Мойка
I
Сушка или протирка банок
I
Созревание.
хранение
Реализация
Рис. 5.24. Технологическая схема производства пресервов из раз-
деланной рыбы
.396
5 7. Технология пр«с«р»о» и прясяряных продуктов
таске производство пресервов из разделанной рыбы из созревшего полуфабрика-
1* простого, специального или пряного посола.
При разделке соленого полуфабриката выход разделанной рыбы составляет от
'«•до40% от исходной массы. Поэтому в последние годы ведущие ученые считают
наиболее целесообразным производить пресервы только из рыбы-сырца, охлаж-
денной или мороженой рыбы. Производят такие пресервы обычно в мелкой расфа-
совке В настоящее время все ученые считают, что размер тары и объем упаковки
должен уменьшаться, особенно при производстве пресервов из быстросозреваю-
шихрыб. Протеолиз в мясе разделанной рыбы, расфасованной в мелкую тару, про-
текает менее интенсивно, чем у рыбы, упакованной в крупную тару.
5.7.3. Технология производства пресервов из разделанной рыбы
в ароматизированном мосле с использованием коптильных
препаратов в качестве ароматизатора
В нашей стране технология пресервов в современном понимании характеристики
данного продукта начала активно развиваться с 60-х годов. Исследования этого пе-
риода развития производства пресервов были направлены на изучение массоперсно-
са хлористого натрия и воды в системе «рыба—тузлук» и процессов созревания J40,
43,13,48,24]. При исследовании процесса созревания пресервов основное внимание
было сосредоточено на установлении закономерностей формирования органолепти
ческих показателей качества продукции. Значительный вклад в этой области внесли
1 С. Левиева, А. П. Леонова, Н. Н. Рулев, Г. П. Ионас, В. И. Шендерюк.
Расширение сырьевой базы потребовало внесения серьезных изменений в техно-
логию производства пресервов. Эго положило начало выполнению комплекса иссле-
дований по разработке управляемых технологических процессов производства пре-
сервов [48, 52,33]. Наиболее важным результатом этих исследований явилась разра-
ботка ресурсосберегающей технологии пресервов без предварительного посола рыбы
[24, 17, 33]. Опираясь на эту перспективную технологию, стало возможно дальней-
шее совершенствование качества пресервов по вкусоароматическому показателю.
Современные тенденции по использованию вкусоароматических добавок ос-
нованы на применении природного сырья или добавок, полученных по специ-
альным технологиям, в частности, за счет использования коптильного дыма или
коптильных препаратов.
Производство пресервов с применением в качестве ароматизатора дыма или
коптильных сред является перспективным направлением, позволяющим помимо
традиционного для пресервов сырья использовать слабо созревающие и не созре-
вающие виды рыб.
Имеющиеся технологии производства пресервов из подкопченного филе при
большом количестве достоинств имеют один существенный недостаток, а именно:
загрязнение продукции потенциально опасными для здоровья канцерогенными ве-
ществами, полициклическими ароматическими углеводородами и нитрозаминами.
Коптильные препараты ВНИРО, Амафил, СК БАМА являются препаратами
нового поколения и отвечают всем современным санитарно-гигиеническим тре-
бованиям. предъявляемым к данной группе продуктов ]49,50, 17).
397
Глава 5. Селвныв, пр>
«аринова»
продукты
При всем многообразии способов ароматизации пресервов коптильными пре-
паратами наиболее распространенными являются два: первый — ароматизация
масла (рис. 5.25); второй — внесение коптильного препарата непосредственно в
банку (рис. 5.26).
Технология ароматизации масла такими коптильными препаратами, кал
ВНИРО и СКВАМА. представляет собой процесс настаивания его в течение суто»
]23, 28] Длительное настаивание авторы связывают с необходимостью прохожде-
ния всех диффузионных процессов и придания растительному маслу аромата и
вкуса копчености. Однако современные тенденции в организации производства
требуют интенсификации технологических процессов. В настоящее время имеется
запатентованный метод ароматизации масла, сокращающий процесс до полутора
Прием сырья
I
Размораживание и мой»
Сортирование
1
Разделывание на филе и обеешкуривание
1
Пориионирование
1
Подготовка -------> Фасование в банки
банок ।
Подготовка _______ Внесение соли и _________ Подготовка
соли * консерванта консервип
1
_ Ароматизация
Заливка жидкой части ч----- масла
Маркировка
крышек ------------* Закатывание
Мойка и сушка банок
Пош ишака
Этикетирование Ч-------- этикеток
Подготовка
ящиков ------------* Упаковывание, маркирование
I
Созревание и хранение
Рве 5.25. Технологическая схема приготовления пресервов без предва-
рительного посола в ароматизированном масле
398
5.7. Технология npocopioi и пресервиых продуктов
Подготовка
банок
Подготовка
соли
Подготовка
заливки
Маркировка
крышек
Подготовка
ящиков
Прием сырья
I
Размораживание и мойка
*
Сортирование
I
Разделывание на филе и обеешкуривание
I
Порцион иро ванне
I
Фасование в банки
Внесение соли и Подготовка
консерванта консерванта
I
Заливка жидкой части
I
Внесение коптильного Подготовка
препарата препарата
I
Закатывание
I
Мойка н сушка банок
_ Подготовка
Этикетирование ----------------
Упаковывание, маркирование
I
Созревание и хранение
Рис 5.26. Технологическая схема приготовления пресервов без предварительного по-
сола с внесением коптильного препарата непосредственно в банку
часов [31] При рекомендуемом способе ароматизации коптильные препараты
(ВНИРО, Амафил) и растительное масло (подсолнечное или смесь масел) смеши-
ваются друг с другом в соотношении 1:2, интенсивно перемешиваются в течение
15... 17 мин при температуре 33...38 ’С, после чего производится отстаивание в тече-
ние 1... 1,5 ч и отделение масляной фазы. Масляная фаза вносится в банку с предва-
рительно расфасованной рыбой в качестве «ароматизированного масла» без какой-
либо дополнительной обработки. Проведенные исследования по сравнению аро-
матизирующей способности масла, полученного настаиванием в течение суток, и
399
Глава 5. Соление, пряные и маринованные продукты
масла, полученного экспрссс-мстодом, показали, что органолептические показате-
ли обеих партий пресервов практически не отличались друг от друга.
При непосредственном внесении коптильного препарата в банку имеются
также различные способы осуществления данной технологической операции, а
именно: внесение собственно препарата в банку и приготовление тузлучной за-
эивки на базе коптильного препарата. Оба эти способа позволяют получить вы-
сококачественную продукцию, однако второй является предпочтительным, т. к
позволяет сократить количество технологических манипуляций.
Одной из основных проблем, требующих постоянного внимания при разработ
ке новых технологий производства пресервов, является возможность удлинения
сроков их хранения. Технологии производства пресервов с использованием к<
тильных препаратов в качестве вкусоароматической добавки позволяют удлинить
срок хранения их по сравнению с традиционными видами на 1 месяц |2,31].
Итак, технология производства пресервов с использованием коптильных пре-
паратов позволяет решить комплексную задачу получения готового продукта с за-
данными вкусоароматическими свойствами, удлинить его срок хранения, повы-
сить санитарно-гигиенические показатели продукта по сравнению с пресервами
из копченого (дымовое копчение) полуфабриката.
5.7.4. Технология производства пресервных паст
Производство пресервной продукции не ограничивается только собственно
пресервами, не менее перспективным представляется в современных условиях
производство пресервных паст.
Выход съедобной части — это определяющий критерий оценки способа пере-
работки рыбы. В этом отношении производство пресервной пасты можно считать
наиболее рациональным и современным способом переработки. Пресервная пас-
та является одним из немногих продуктов на рынке рыботоваров с такой высокой
степенью готовности для потребителя.
Технология пресервной пасты позволяет создавать продукты с широкой гам-
мой вкусоароматики, зависящей как от вида сырья, так и от привычек и традиций
питания.
Разработанные ранее технологии пресервных паст в настоящее время мало-
применимы в производстве в связи с рядом объективных причин, часто не техно-
логического характера.
Некоторые рецептуры предусматривали добавление белковой пасты .«Океан»,
которая в настоящее время не выпускается из-за отсутствия добычи криля-рачка,
из которого эта паста изготавливалась.
Коровье масло и маргарин составляют более 30% от общего количества пре-
сервной пасты, хотя, как известно, имеют повышенное содержание холестерина,
и такие рецептуры не могут рекомендоваться для производства продукции диети-
ческого питания.
Существуют рецептуры без внесения и с внесением томат-пасты. Пресервная пас-
та без добавления томата имеет натуральный, достаточно темный цвет, что часто
400
5 7. Технологи* пресервов и пресервиых продуктов
юупает в противоречие с представлениями потребителя о привлекательном цвете
п т»дукта. С другой стороны, использование томат-пасты в качестве ингредиента,
|ридающего цвет продукту, приводит к варьированию цвета от темно-красного по
аричнсвого. При промышленном производстве цвет пасты смешается в более тем-
-то область, и поэтому готовый продукт приобретает менее приалекательный внс-
дний вид, Кроме того, наличие томат-пасты повышает обшую кислотность продук-
та что влияет на его потребительские свойства, поэтому данную пасту нельзя реко-
мендовать для потребления людям с нарушением секреторной функции желудка.
Добавление в пасты пряностей привлекательно, но они не формируют кон-
сжтениию и внешний вид продукта.
В связи с вышеизложенным, предлагается усовершенство-
к. (лая технология пресервной пасты, позволяющая улучшить
нмоиний вили повысить диетические и гастрономические по-
кдшгели продукта путем внесения следующих вкусоаромати-
ческих добавок: свежая и вареная морковь, растительное мас-
ю. как консистенцию образующие добавки. Кроме того, при
производстве пасты из салаки предусмотрено использование
икры данного вида сырья. Известно, что содержащийся в мор-
кови р-каротин, на определенных этапах проявляет аитиокис-
лительные свойства, что позволяет удлинить срок хранения
данного продукта и избежать значительного окисления л и пи-
зов, характерного для фаршевой продукции. Паста, приготов-
ленная с добавлением моркови (и икры при производстве про-
дукции из салаки), приобретает приалекательный оранжевый
цвет, обогащает пасту клетчаткой, которая необходима для
I »рмального процесса пищеварения. Использование икры са-
йки повышает пищевую ценность пресервной пасты, а также
содержание в готовом продукте белков, витаминов, микро- и
макроэлементов, биологически активных веществ, а также ис-
ключаются потери этого ценного сырья при разделке.
Возрастание значимости рыбных продуктов и растительной
пиши может привести к существенному увеличению произ-
водства комбинированных продуктов. Разработанную техноло-
гию приготовления • Пастовых пресервов из салаки» можно от-
нести к таким продуктам. Они соответствуют требованиям про-
дуктов для рационального питания; позволяют использовать
сырье с механическими повреждениями, но по остальным по-
казателям не ниже первого сорта, которое проблематично было
использовать ранее на пишевые цели. Кроме того, предусмотре-
но использование отходов от разделки как свежего сырья, так и
соленого полуфабриката. Применяемые натуральные вкусоаро-
матические добавки расширяют ассортимент данной продук-
ции и позволяют отнести ее к экологически безопасной.
Пример технологической схемы производства пресерв
ной пасты представлен на рис. 5.27.
Прием сыры
I
Размораживание
I
Разделывание, мойка
I
Сепарирование
I
Внесение компонентов
I
Перемешивание
I
Гомогенизация
I
Фасование
I
Укупоривание
I
Мойка и сушка банок
I
Упаковывание,
маркирование
I
Хранение, созревание
I
Реализация
Рис 5.Z7. Технологи-
ческая схема произ-
водства пресервной
пасты
401
Глава 5. Соленые, прямые и маринованные продукты
5.7.5. Дефекты пресервов
Микробиологический бомбаж. Основной причиной микробиологического
бомбажа является несоблюдение температурного режима хранения. В этом случае
жизнедеятельность гнилостных бактерий и споровых анаэробов усиливается
Они подавляют молочнокислую микрофлору, которая способствует созреванию и
увеличению срока хранения пресервов.
Микробиологический бомбаж не всегда яачяется признаком непригодности
продукта в пишу Без вскрытия банки н микробиологического исследования не-
льзя определить причины и последствия биологического бомбажа, поэтому реа-
лизация рыбных пресервов в банках с выпуклыми крышками зап решена.
Деформация банок. Пресервы в банках пробитых, подтечных, имеющих ост-
рые изгибы жести, помятость фальцев, а также в банках с дефектом «хлопуша» К
реализации не допускаются.
Коррозия банок. Основными причинами внешней и внутренней коррозии ба-
нок являются плохое качество жести и защитных покрытий, нарушение режимов
хранения продукции. Внутренняя коррозия заключается в частичном растворе-
нии полуды, а затем и железа, и активизируется под действием кислорода возду-
ха, который присутствует в банке, а также за счет высокой кислотности некото-
рых видов пресервов. Внутренняя коррозия сопровождается переходом в продукт
солей олова и железа, изменением органолептических показателей продукта.
Внешняя коррозия происходит вследствие неправильной упаковки пресервов,
хранении их при высокой относительной влажности воздуха, а также при резких
температурных перепадах, которые сопровождаются конденсацией влаги. Если
банки после мойки плохо протерты или высушены, то это также приводит к кор-
розии наружных поверхностей банок.
Негерметичность и подтечность банок. Швы банок с пресервами должны быть
герметичными без подтечности. Причиной появления данного вида брака явля-
ется плохая регулировка закаточной машины. Пресервы в подтечиых байках —
продукт нестандартный. Допускается наружная пропайка закаточных фальцев
дна и крышки для банок с пресервами массой нетто от 3 кг и более.
Лопанец н сползание кожи. Данный вид брака встречается в доброкачествен-
ных созревших и перезревших пресервах из неразделанных мелких сельдевых,
хамсы и других видов рыб. Наличие бензойнокислого натрия способствует обра-
зованию лопаица по мере созревания пресервов
Острота в пресервах. У сильно перезревших пресервон появляется едкошип-
люший привкус, который не связан со скисанием продукта.
Пороки, вызванные замораживанием. Нижний температурный предел для хра-
нения пресервов установлен нормативной документацией и должен быть на уров-
не —8*С. При более низких температурах качество пресервов, их органолептиче-
ские показатели резко ухудшаются. Рыба после размораживания сильно размяг-
чается. При замораживании объем содержимого банок пресервов расширяется на
3,5...6,5 %. Поэтому при избытке жидкой части и переполнении банок в результа-
те замораживания возникает холодный бомбаж и нарушается герметичность ба-
нок.
402
5.8. Приготовление икры
Vionyua, или ложный бомбаж. Этот порок пресервов выражается в том, что на
1 ??viiiKe или донышке жестяной банки образуется небольшая выпуклость: при
• ♦ ie она исчезает но одновременно образуется на другом конце банки в со-
~ юждении характерного хлопающего звука, издаваемого жестью. Причинами
юразования банок-хлопуш могут быть переполнение банок, пороки в изготовле-
<ии и закатке банок (деформация концов, разного тшинность жести, использова-
«<едля штамповки концов банок слишком тонкой жести).
Производственный и складской брак. Образуется и выявляется в процессе вы-
рвоотки. Он может быть полным (сильно помяты банки, содержимое которых
г. вторно использовать не разрешается) и возвратным (банки с небольшой де-
формацией, с дефектами закаточного шва, наличием птичек, хлопуши, подтеч-
ные, содержимое которых доброкачественно и может быть использовано в тече-
те двух часов на нишевые цели).
Складской брак образуется при хранении пресервов с нарушениями режимов
хранения.
5.8. ПРИГОТОВЛЕНИЕ ИКРЫ
5.8.1. Свойства икры-сырца
Икра является уникальным пищевым сырьем, имеющим ряд ценнейших ка-
честв, связанных, в частности, с белковым, липидным, витаминным и микроэле-
ыентным составами. А наиболее популярными и высокоценными являются
икорные продукты, получаемые из сырья осетровых и лососевых рыб. Общеиз-
вестно, что до 90% мировых запасов осетровых рыб сосредоточено на территории
стран СНГ, хотя ареал распространения их довольно широк и охватывает бассей-
ны рек и озера Северной Азии, Европы и даже Северной Америки [22]. Вместе с
тем необходимо отметить, что ведущими водоемами обитания осетровых рыб яв-
тяются Каспийское и Азовское моря.
Продуцентами икры среди осетровых рыб являются:
♦ рола белуг — Huso: белуга Huso Huso и калуга Huso dauricus;
• рода осетров — Acipenser: русский осетр Acipenser gueldenstaedtii. сибирский
осетр Acipenser baerii, персидский осетр Acipenser persicus, амурский осетр
Acipcnscr schrenkii, севрюга Acipenser stellatus и шип Acipenser undivenlris [1, 20].
Запрещено использовать в качестве объектов промышленного лова и, следо-
вательно, в качестве продуцентов икры следующие виды осетров, занесенные в
Красную книгу: атлантический (Acipenser sturio). байкальский (Acipenser baerii) и
сахалинский (Acipenser mediroslris) [10].
Нельзя не отметить, что в последние годы произошло значительное снижение
вылова осетровых рыб под алиянием браконьерского промысла, превышающего,
по мнению экспертов, легальный в несколько раз, а также из-за уменьшающихся
объемов выпуска молоди рыбоводными заводами.
Динамика вылова осетровых рыб в Волго-Каспийском бассейне (Россия) в
период с 1981 по 2002 г. приведена в табл. 5.11.
403
Глава 5 Солвныв., праные и маринованны* продукты
Таблица 5.1 J Динамика вылова осетровых рыб (в тоннах)
Bhj рыб 1981 1992 1994 (995 1996 1999 2001 2М2
Осетр I33IO 3 790 1 490 1 130
Белуга 560 300 147 94
Севрюга 2980 2410 1470 966 ...
Всег« 16850 6 500 3 107 2 190 1 094 1 206 526 438
Икорная продукция, в основном, выпускается не только в виде соленых и пас-
теризованных изделий, но и в виде вяленой, кулинарной, имитированной про-
дукции, а также в виде паштетов и паст
Несмотря на явно выраженный депрессивный характер состояния осетрового
вылова на Каспии, уже сейчас предпринимаются существенные меры по выходу из
кризиса 110]. Икра осетровых рыб помимо реализации на внутреннем рынке Рос-
сии из-за своих уникальных свойств экспортируется в США. Тёрманию, Японию.
Бельгию, Ирландию, Австрию, Финляндию, Канаду; причем согласно американ-
ским источникам, США потребляют до 30% объемов мирового производства икры.
Икра рыб находится в яичниках (ястыках). которые имеют вид парных сплю-
щенных с боков валиков, симметрично расположенных в брюшной полости ры-
бы вдоль позвоночника [22]. У одних рыб (осетровые, сельдевые) ястыки состоят
из большого количества связанных между собой долек, располагающихся пер-
пендикулярно продольной оси; у других (лососевые, тресковые, карповые, сиго-
вые) ястыки имеют сплошную гладкую поверхность. Ястычная соединительная
ткань, на которой располагаются икринки и отложения жира, придают ястыку
соответствующую форму
Размер ястыков зависит от их степени зрелости, а также вида и размера рыбы.
Незрелая икра довольно плотно соединена с тканью ястыка. в то время как к мо-
менту созревания икринки легко отделяются от соединительной ткаии.
По степени зрелости икры ястыки рыб характеризуются шестью стадиями:
1. Ястыки неразвиты.
2. Ястыки едва развиты и заполняют объем брюшной полости рыбы до 30%.
3. Ястыки заполняют от 30 до 50% объема брюшной полости, им характерна
упругость.
4. Ястыки заполняют до двух третей объема брюшной полости, икринки не-
прозрачные, достигли своих предельных размеров.
5. Полное заполнение ястыками внутренней полости тела, икринки прозрач-
ные. в середине ястыка — зрелые.
6. Ястыки пустые, дряблые, иногда в некоторых из них остается небольшое
количество икринок
У большинства рыб в 4...6 стадии зрелости часть икринок овулирована и имеет
матовый стекловидный оттенок, причем в 4...5 стадиях таких икринок от 25 до
50%, в 5...6 — более 50%. Масса зрелых ястыков (стадии 4 и 4...5) у самок осетро-
вых составляет в среднем 20%, но встречаются особи с массой гонад 30 % и более
к массе целой рыбы
404
5.8. Приготовление икры
У тихоокеанских лососей масса зрелых ястыков не превышает 20 %, в среднем
10 .11 %, у самок минтая и сельди — 20...30%,у самок карповых от 16 до 18%.
Развитая икра, которая, как правило, характеризуется 3 и 4 степенью зрело-
сти, является наиболее ценным пишевым сырьем, поскольку содержит больше
отпетых вешеств и меньше воды, чем мышечная ткань. Поэтому на изготовле-
ние денных икорных продуктов рекомендуется направлять ястыки именно в та-
мх стадиях зрелости.
Выход зрелых ястыков при разделке поступающей в производство рыбы зави-
жт от соотношения в уловах самок и самцов, их возраста и сезона лова. Средний
выход ястыков, пригодных для изготовления икорной продукции, составляет для
ветровых от 5 до 10 %, тихоокеанских лососей от 4 до 6 %, минтая — 5,6...7,5 %,
карповых — от 2 до 8 % от массы поступающей на обработку рыбы.
При отделении икринок ястыков от соединительной ткани (пробивке) выход
их зависит от стадии зрелости, причем по мере развития икры ее относительная
масса увеличивается. Количество пробитой икры в 4 и 4...5 стадиях зрелости, от-
ходы соединительной ткани (пленки) и потери в виде полостной жидкости и кро-
ви представлены в табл. 5.12.
Таблица 5.12. Отходы и потери при пробивке (в %)
Показатель Осетровые Тижоокекнскиг 1 лососи Минтай Карпгжые. щука, сиг
Выход пробитой икры 88...90 75...90 86 85...90
Отходы (пленка) и потери 10...12 10.25 14 10 ..15
Для увеличения выхода пробитой икры используют предварительную обра-
ботку ястыков препаратами протеолитического действия, которые благодаря
[крментным системам, входящим в их состав, гидролизуют соединительноткан-
люоболочку гонад. Применение за рубежом таких препаратов, как коллагеназа,
юрикраза и других, позволяет увеличить выход икры на 5 %. Вместе с тем во из-
бежание ослабления оболочек икринок от действия ферментных систем приме-
лют такие ингибиторы протеолиза, как хлорид калия, алюминиевые квасны и
1ЯД других дубильных вешеств. При необходимости для затормаживания нежела-
ельных последствий протеолиза применяют пастеризацию икорных продуктов
рм шаля Ш их условиях (60...70вС). Икра разных видов рыб отличается по строе-
ию, форме, размерам, химическому составу, пишевой ценности и сенсорным
сказателям.
5.8.2. Строение и размеры икринок
Икринки снаружи покрыты тонкой полупрозрачной оболочкой; внутри икри-
ок заключена полужидкая желточная масса (молочко), представляющая колло-
1ный раствор белковых вешеств, в котором взвешены капли жира и клеточное
1ро или зародышевый пузырек (глазок).
405
Глава 5. Соленые, пряные и маринованные продукты
Икринки осетровых рыб имеют несколько удлиненную яйцевидную форм*
икринки лососевых и других рыб — почти правильную шаровидную форму У
осетровых рыб оболочка икринок состоит из трех слоев: верхнего плотного, сред-
него пористого и внутреннего рыхлого. На границе оболочки и желточной массы
расположен слой пигмента, придающего икринке окраску. Капельки жира в жел-
точной массе сосредоточены главным образом в центре икринкн, к периферии
количество и размеры капелек жира уменьшаются. Зародышевый пузырек сдви-
нут в бок и обычно хорошо виден, так как имеет более светлую окраску (у белуги)
или более темную (у осетра), чем вся икринка.
У икринок лососевых рыб оболочка состоит из двух слоев: очень тонкой
наружной пленки н внутреннего, ясно очерченного плотного слоя. Капельки
жира располагаются в желточной массе по периферии близ оболочки Пиг-
мент, придающий икринке окраску, растворен в капельках жира. Зародыше
вый пузырек сдвинут к поверхности икринки, и имеет более темный цвет, чем
вся икринка.
У икринок прочих рыб строение оболочки такое же, как у икринок лососе-
вых, у них отчетливо видны основная оболочка и поверхностная наружная
пленка, но желточная масса в большинстве случаев лишена жировых капель и
имеет гомогенный вид; зародышевый пузырек обычно трудно различим или
совсем не виден.
Икринки рыб разных видов отличаются по размеру. Икра тихоокеанских ло-
сосей — кеты и чавычи является наиболее крупной (диаметр от 5 до 7 мм), у гор-
буши — от 4 до 4,5 мм, а у нерки и кижуча — от 3 до 4 мм. Средн осетровых наибо-
лее крупную икру имеет белуга (диаметр от 3 до 5 мм) и наиболее мелкую — сев-
рюга (диаметр от 2 до Змм). Икра большинства других рыб, как пресноводных,
так и океанических очень мелкая (диаметр от 1 до 1,5 мм).
При сортировке икру осетровых делят на крупную, среднюю и мелкую, при-
чем крупная икра как более зрелая ценится выше мелкой и средней. Икру других
видов рыб по размерам несоргируют и не подразделяют.
5.8.3. Цвет икры
Икры разных видов рыб существенно различается по ее окраске. У осетровых
рыб цвет икры варьирует от светло-серого до темно-серого и даже черного цвета.
У тихоокеанских лососей икра имеет характерный оранжевый или оранжево-
красный цвет. Икра большинства карповых рыб (сазан, леш и др.) и щуки имеет
цвет серовато-желтый или зеленовато-бурый; икра судака и жереха имеет светло-
оранжевый цвет, сигов, трески и минтая — светло-желтый.
Для икры осетровых рыб ее цвет является важным признаком. Даже у осетро-
вых одного вида оттенки цвета икры могут существенно различаться, особенно
разнообразна окраска икры осетра и шипа, которая часто имеет оттенки от жел-
того до коричневого. В ряде случаев у осетровых встречается совсем неокрашен-
ная (непигментированная), слегка желтоватая икра. Как правило, зрелая крупная
икра имеет более светлую окраску, чем мелкая недозревшая.
406
5.8. Приготовление икры
Как на внешнем, так и на внутреннем рынках наиболее ценной считается ик-
имеющая светло-серый цвет и крупное зерно. Самую высокую стоимость име-
I икра белуги свстло-ссрого цвета, а также икра осетров и севрюг от бледно-жел-
к то до желтовато-серого цвета (так называемая «царская икра*). Ястыки с икрой
т лого цвета обычно встречаются у рыб-альбиносов 111].
При переработке икру осетровых после отделения от тканей ястыка тщатель-
но сортируют по цвету, причем разделяют на светло-серую, серую, темно-серую и
черную.
Икру прочих видов рыб по цвету не сортируют, так как у них в пределах одного
вида цвет икры почти не меняется.
5.8.4. Прочность оболочек икринок и вкус икры
Прочность оболочки характеризуется сопротивлением ее на разрыв при раз-
давливании икринки и зависит от стадии развития икры и степени ее свежести.
При оценке качества икры-сырца осетровых рыб и тихоокеанских лососей про-
чность оболочки имеет большое значение Свежая зрелая икра имеет плотную,
упругую, крепкую оболочку. Икра недозревшая, содержащаяся в ястыках с боль-
шим содержанием жира, имеет слабую, непрочную оболочку и легко раздавлива-
ется пальцами. Поскольку такую икру пробивать нельзя, ее обрабатывают в виде
целых ястыков.
Когда икра длительное время остается в теле снулой рыбы или сохраняется в
тепле, оболочки икринок очень быстро теряют упругость и становятся слабыми.
Ослабевание и разрушение оболочек у икры осетровых и лососевых рыб наблю-
дается также при ее замораживании н последующем оттаивании в результате из-
менения физического состояния воды (превращения в лед), содержащейся в жел-
точной массе. Это исключает возможность хранения свежей осетровой и лососе-
вой икры ниже криоскопической температуры.
У более мелкой икры других рыб, с меньшим количеством желточной массы
по отношению к оболочке икринок существенных изменений при заморажива-
нии не происходит.
При сортировке икру-сырец осетровых и лососевых рыб в зависимости от
прочности оболочек разделяют на крепкую, слабоватую (или ослабевшую) и сла-
бую и, соответственно, направляют на изготовление продукции различного ка-
чества, На практике прочность икринок обычно определяют органолептически,
например, пальпацией, но в последние годы для этой цели применяются инстру-
ментальные методы.
Ценность свежей икры осетровых (реже икры других рыб), имеющей особые
оттенки во вкусе или так называемые привкусы, ниже. У икры осетровых при-
вкусы ила (илистый) и травки (травянистый) наиболее распространены. Эти
привкусы чаще встречаются у осетровой, реже у белужьей икры. Они являются
серьезными природными пороками икры, которые не устраняются при ее обра-
ботке и связаны, вероятно, с особенностями питания рыбы. Икра некоторых
гихоокеанских лососей (нерка, кижуч) имеет обычно слегка горьковатый вкус.
407
Глава 5 Соленые, пряные и маринованные продукты
зачастую небольшая горечь ощущается и у свежей икры некоторых других рыб
У посоленной икры привкусы ила и горечи ощущаются обычно несколько силь-
нее, чем у свежей.
5.8.5. Химический состав икры
Химический состав икры у рыб разных видов и в разное время года весьма ва-
риабелен. Наблюдаются и значительные изменения в химическом составе ясты-
ков и икры в зависимости от стадии их зрелости. По мере созревания икры содер-
жание липидов как в соединительной ткани ястыков, так и в самих икринках пос-
тепенно уменьшается, а содержание воды нарастает.
Как правило, икра рыбы содержит гораздо больше азотистых веществ и мень-
ше воды, чем ее мясо. Так, в икре осетровых, тихоокеанских лососей, карповых
рыб, щуки, судака количество азотистых веществ составляет в среднем от 26 до
28 % (в отдельных случаях достигает 35 %) и воды от 50 до 70 %, в то время как в
мясе этих рыб содержится азотистых веществ в среднем от 17 до 22 %, а воды от 65
до 80%. В икре морских рыб — трески, сельди и других содержится от 15 до 20%
азотистых веществ, т. е. примерно столько же, сколько в мясе. Икра осетровых и
лососевых рыб содержит очень большое количество липидов, доходящее до
17... 18 %; икра других рыб содержит обычно значительно меньше жира от 1 до
4%. По мере созревания икры содержание в ней жира уменьшается, воды — уве-
личивается, а азотистых вешеств меняется относительно мало. Средний химиче-
ский состав икры разных рыб представлен в табл. 5.13 [22J.
Таблмиа 5.13. Средний химический состав икры разных видов рыб (в %)
Компоненты Икр*
осетр* кеты шут воблы лета сажана судак*
Вода 55.5 54.5 67.0 66,0 65.5 65,5 70,5
Азотистые вещества (N"6,25) 26,0 29,0 27.5 26,5 26.0 27.0 25.5
Жир 14,0 15,0 2.5 3,0 4,0 3.0 1.5
В состав азотистых вешеств икры входят в основном полноценные в пищевом
отношении солерастворимые белки — ихтулины и альбумины, заключенные в
желточной массе. Содержание ихтулина в свежей икре разных рыб составляет от
10 до 25% и альбумина около 3%. Ихтулины принадлежат к сложным белкам —
фосфопротеилам и содержат (в %): азота от 14 до 16, серы от 0,4 до 1,1 и фосфора
от 0,2 до 0,6. Физико-химические свойства, как и элементарный состав ихтулина
и альбумина икры разных видов рыб, имеют некоторые различия. Так, например,
температура свертывания ихтулина икры осетровых 56—57 °C и альбумина 36 °C, в
то время как ихтулина и альбумина икры тихоокеанских лососей соответственно
от 82 до 84 *С и от 72 до 74 “С.
Белки оболочек икринок по своим свойствам частично приближаются к ихту-
лину, а частично к кератину и составляют от 2 до 4% от массы икры. Содержание
408
5.8. Приготовление икры
^жнейших аминокислот в белковых веществах икры (в% от массы белковых ве-
тссгвикры) приведено ниже [13):
Аргинин . . 4.8...8.0 Фенилаланин . . 4.2...6.3
Гистидин. 1.2...3.O Треонин .4,7...6,4
Изолейцин .. . 5,5.„8,2 Триптофан . .0,7... 1,1
Лейцин . . .8,2-11,3 Тирозин.. .... 3,0... 3,2
Лизин . 1.8...9.0 Валин.. .... 6,1...8,3
Метионин.. . 1.8...3.O
Содержание НБА в свежей икре обычно не превышает 2...3& общего азота.
Е числе этих вешеств в икре обнаружены имиды кислот, производные пурина
бузиновые основания — ксантин, гипоксантин) и пиримидина (тимин), являю-
.•<!ся продуктами распада нуклеиновых кислот, таурин (образуется из цистина)
и • .‘которые свободные аминокислоты (/-тирозин, гликокол).
В состав липидов икры помимо нейтрального жира входят в значительном ко-
личестве фосфолипиды (в основном лецитин и кефалин), а также стерины (в ос-
новном холестерин) (табл. 5.14) |22).
Таблица 5.14. Состав липидов икры
Показатель Икр*
карп* 1 сельди 1 трески 1 осетр*
Обшее содержание липидов, % 2,5 4,2 1,4 15,4
Содержание лецитина: 1
в % от общего количества липидов 59,2 43,6 35,2 12,9
в % от массы икры 1 1.4В 1.83 0.49 1.38
Содержание холестерина
в % от общего количества липидов 11.0 6.9 12.0 4.3
в % от массы икры 0.27 1 0.29 0.17 0,66
Данные, представленные в табл. 5.14, свидетельствуют о том. что в икре, со-
держащей небольшое количество липидов, по меньшей мере половину их состав-
ляют лецитин и холестерин. В икре, содержащей большое количество липидов,
деля лецитина и холестерина в них меньше, но содержание этих веществ по отно-
шению ко всей массе икры остается примерно таким же, как у маложирной икры.
В табл. 5.15 приведены показатели липидов икры некоторых рыб. Как видно из
данных этой таблицы, липиды икры имеют довольно высокое йодное число, что
указывает на существенную долю входящих в него непредельных жирных кислот.
В небольшом количестве в икре всегда присутствуют свободные растворимые в
воде и эфире кислоты (первых от 0,2 до 0,4 % в расчете на молочную кислоту, а вто-
рых от 0,2 до 0,3 % в расчете на олеиновую кислоту). Кроме того, в икре содержится
гликоген в количестве от 1 до 1,5 %, а также витамины и минеральные вещества.
Из водорастворимых витаминов в икре найдены витамины ВР, в количествах
от 1 до 70мкг%, В, (тиамин) — от 130 до 2300мкг%, В. (рибофлавин) — от 290 до
409
Глава 5. Соленые, пряные и маринованные продукты
Таблица 5 15 Показатели липидов икры некоторых рыб
Поиэапль Дир икры
' лососей гихоокеянских | (кета, горбуше и лр.) 1 осетровых 1 греем* Klpni
Плотность при 20 *С, г/см3 0.9I74...0.9312 0.9242...0.9273
Коэффициент рефракции, 1,4760... 1,4906 1,4776... 1.4794
Число омыления 177... 187 I 190... 192 | I 176 187
Иодное число 206...239 1 140... 164 148 79
Неомылясмые вещества. % 1 4...3.0 1,0...1,4 —
2120мкг%. В6 (фолиевая кислота) — от 180до 1500 мкг%. РР(никотиновая кисло
та) — от 0,6 до 2,5 мг%, пантотеновая кислота — от 1,2 до 1,4 мг% и витамин С -
от 10 до 96 мг%.
Витамин А найден в икре тихоокеанских лососей (от 0,2 до 4,0 мг%), осетровых
рыб (от 0,12 до 0,24 мг%), скумбрии (от 0,3 до 1,5 мг%), дальневосточной наваги и
речного налима (от 0,45 до 0,9 мг%), а также муксуна, пеляди и пыжьяна (от 0,13
до 0,53 мг%). В икре трески, сигов, камбал, карповых рыб, шуки и бычков
витамин А не обнаружен. Имеются данные о наличии в икре некоторых рыб ви-
таминов D и Е.
Общее содержание минеральных вешеств
(золы)
в икре
больше.
чем в мясе
рыбы, и составляет в среднем от 1,5 до 2%. Преобладающее значение среди мине-
ральных элементов имеет фосфор, входящий в состав ихтулина и фосфолипидов
Содержание минеральных элементов в икре рыб (в мг%) приведено ниже:
Фосфор . -290.-370 Магний .. .. 15...40
Сера . . .100... 140 Кремний . . .0,8...6,0
Хлор . 15O...295 Цинк ..2J...3.5
Калий.. . 125...230 Железо .1.2..4.0
Натрий . 80 ..195 Марганец. . . .0,4...0,6
Кальций. 40 95 Иод .0.01 0,11
5.8.6. Первичная обработка икры и изменение ее свойств на этой
стадии. Хранение икры-сырца
Свежая икра в силу своих характерных качеств быстро подвергается порче как
под действием собственных ферментов, так и благодаря деятельности микробов
попадающих в сырье из окружающей среды.
Ястыки, находящиеся в теле живой рыбы, не содержат микробов, но после
смерти рыбы создаются благоприятные условия для проникновения в икру мно
гочисленных микробов из кишечника рыбы Если ястыки оставить в теле снулой
рыбы, то качество заключенной в них икры будет быстро ухудшаться, и в корот-
кое время икра становится непригодной для переработки.
Чрезвычайно опасно оставлять ястыки с икрой в теле снулых осетровых рыб
поскольку в их кишечнике наряду с разнообразными гнилостными микробами
410
5.8. Приготовление икры
|нснь часто встречается спороносная палочка Вас. Botulinum, вырабатывающая
йоьяолействуюшие токсины.
Извлекать ястыки из рыбы рекомендуется сразу же после ее вылова, а у осет-
ровых только из живой рыбы. При этом необходимо очень осторожно вскрыть
рюшную полость рыбы и выниматьястыки аккуратно во избежание загрязнения
икры слизью, кровью и содержимым кишечника, поскольку, проникая в икру,
мн способствуют более быстрой ее порче.
Икра, находящаяся вястыках, портится значительно быстрее, потому что на-
мяшиеся в них кровь и слизь являются благоприятной средой для развития
микрофлоры. Поэтому вынутые из рыбы ястыки немедленно пробивают (проти-
;чют) через специальные сетки (грохотки или бутары) для отделения икры (зер-
на) от соединительной ткани.
Пробитую икру, а также целые жировые ястыки сразу же подвергают дальней-
Ltt.t обработке. Если немедленная обработка икры невозможна, то ее рекоменду
ется хранить при температуре близкой О °C в холодильной камере или во льду.
Особенно важно не задерживать обработку наиболее ценной икры осетровых
«лососевых рыб. В случае хранения при комнатной температуре (от 15 до 20°C)
уже через несколько часов икра заметно снижается в качестве, оболочки икринок
11знобятся слабыми, а затем и лопаются. Выделяется молочного цвета жидкость
в появляется кислый запах. В течение от 1 до 1,5 суток вся икра превращается в
полужидкую кашеобразную массу с появлением запаха от кислого до гнилостно-
го. И даже при хранении на холоде (О °C) икра хотя и изменяется гораздо медлен-
нее, но все же через сутки оболочки икринок становятся настолько слабыми, что
икра оказывается непригодной для обработки.
Ухудшение органолептических показателей икры-сырца при хранении обуслов-
лено происходящим гидролизом заключенных в ней белков, липидов и гликогена.
Номере удлинения срока хранения икры заметно возрастает содержание в ней не-
белковых азотсодержащих веществ в виде первичных продуктов распада белков —
альбумоз, пептонов и полипептидов, а также свободных аминокислот и летучих ос-
нований. Наблюдается также увеличение количества свободных липидов (фосфо-
липидов, стеринов) вследствие частичного распада липопротеиновых комплексов
н постепенное накопление свободных органических и фосфорной кислот в резуль-
тате расщепления триглицеридов, фосфолипидов и гликогена [22J.
5.8.7. Способы консервирования икры
Основной способ консервирования нкры — посол, который в отдельных
случаях сочетается с дополнительной обработкой икры пастеризацией, прес-
сованием или вялением. Солят икру сухой солью или в насыщенном растворе
соли. Способ обработки икры зависит от ее вида и качества, а также необходи-
мости получения того или другого вида продукта. Различают следующие спосо-
бы обработки икры.
Посол сухой солью. Этот способ наиболее распространен и применяется для
консервирования икры рыб всех видов, кроме тихоокеанских лососей. С его при-
411
Главе 5. Соляные, пряные и маринованные продукты
менением изготавливают зернистую икру осетровых, пробойную и ястычную ик-
ру карповых, трески, минтая, сельди и других рыб.
Посол сухой солью с последующей пастеризацией икры. Этим способом конар
вируют икру осетровых (пастеризованная зернистая икра), но он может быть
применен также для консервирования икры и других видов рыб. Язя пастериза-
ции слабосоленую икру расфасовывают в небольшие герметично закрываюшиео!
банки и затем подвергают умеренному прогреванию для подавления деятельно
сти находящихся в ней микробов и повышения ее стойкости при хранении
Посол в холодном насыщенном растворе солн. Этот способ применяют при из-
готовлении зернистой икры тихоокеанских лососей, а иногда также при обработ-
ке икры сиговых рыб
Посол в подогретом насыщенной растворе соли. Способ применяют при изго-
товлении ястычной икры осетровых рыб.
Посол в подогретом насыщенном растворе солис последующим прессованием ик-
ры. Этим способом изготавливают паюсную икру осетровых рыб. После посо».
икру сразу же отжимают под прессом, причем она слипается в сплошную массу и
приобретает приятную маслянистую (паюсную) консистенцию.
Посол в насыщенном соляном растворе с последующим вялением икры. Способ
применяют при изготовлении ястычной икры кефалевых, минтая, хека, нототе-
нии и др. Наряду с посолом практикуется иногда замораживание свежей икры
(пробитой или в ястыках) разных рыб. за исключением осетровых и лососевые
Замораживают икру в формах брикетами массой до 10...12 кг. Замороженная икра
после оттаивания может быть подвергнута посолу или использована для приго-
товления различных кулинарных изделий [3].
5.8.8. Обработка икры осетровых рыб
Из развитых ястыков (как правило, 4 стадии зрелости) — белуги, калуги, осет
ра, шипа и севрюги готовят следующие виды икорных продуктов — зернистую
баночную икру, зернистую пастеризованную икру, паюсную икру и ястычную ик-
ру [2, 22, 46].
Технологическая схема изготовления зернистой баночной и пастеризованной
икры осетровых рыб представлена на рис. 5.28.
Как правило, икряных осетровых рыб транспортируют и хранят в живом виде в
прорезях и при выгрузке сразу же подвергают обработке. Живую рыбу оглушают и
обескровливают, промывают проточной водой и гшательно протирают специаль-
ной щеткой брюшко для полного удаления слизи. Затем брюшко рыбы разрезают
посередине от головы (чуть выше грудных плавников) К хвосту, завершая разрез на
расстоянии 3...4см от анального отверстия, ис допуская пореза позвоночника.
Вынутые из рыбы ястыки сортируют и, за исключением несозревших жиро-
вых или с сильно ослабевшей икрой, немедленно протирают на протирочной ма-
шине или вручную через натянутую на раму сетку-грохотку с размерами ячеи
10x10 и 12x12 мм. Крупные ястыки перед пробивкой разрезают на несколько
частей. Ястыки от каждого осетра, шипа, белуги и калуги пробивают только отде-
412
5.6- Приготовление икры
Охлаждение
воды
Подготовка
смеси соли с
антисептиком
Подготовка
банок,
маркировка
крышек
Пастеризация икры
Охлаждение игры
Суши и протирка
банок с икрой
Транспортирование и хранение
рыбы-сырца
♦
Оглушение и обескровливание
♦
Мойка
♦
Разделка рыбы и выемка ястыков _
t
Сортирование ястыков
*
Разрезание и пробивка ястыков
♦
Сортирование пробитой икры
t
Промывка икры холодной водой
t
Стекание воды
t
Посол икры
Стекание тузлука
♦
Фасование икры в банки и
укупоривание
s' I
Выдерживание банок для
удаления тузлука
I
Отжимка крышек и
обрезинивание банок
♦
Охлаждение икры
*
Упаковывание
Маркирование
i
Хранение
Рыба на
дальнейшую
обработку
Рис. 5.2В. Технологическая схема изготовления зернистой баночной и пас-
теризованной икры осетровых рыб
льно, собирая икру в отдельные емкости. Севрюжьи ястыки можно пробивать по
несколько штук вместе, при этом стараются икру подбирать относительно одина-
ковой по цвету и качеству.
Пробитую нкру сортируют по размеру, цвету и качеству, особое внимание
обращая на прочность оболочек и наличие посторонних запахов и привкусов.
413
Глава 5. Соленые, пряные и маринованные продукты
Отсортированная и собранная в отдельную емкость (вазу) икра называется пе-
ределом.
При большом поступлении икряной рыбы пробитую икру до начала перера-
ботки хранят не более 8ч в специальных емкостях с закрытыми крышками npi
температуре +2...— I *С. Далее икру промывают в предварительно подготовлен-
ной охлажденной чистой воде в соотношении 1:2 и с температурой +5...+ 10‘С.
осторожным перемешиванием не более 30с, а затем сливают воду вместе а
всплывшими примесями через край емкости. В самых исключительных случая
производят двукратную промывку икры водой из-за очень большого количеств
пленок и кровяных сгустков.
Промытую икру откидывают на решето или вибросито для стекания воды,
продолжительность выдерживания икры не более 3-х минут. Ограниченная по
времени продолжительность промывки и стекания объясняется быстрым набухз
нием икринок и угрозой потери упругости зерна.
После стекания икру направляют на посол, который осуществляют порциями
не более 10 кг в специальных емкостях. Для посола используют сухую соль сорта
«Экстра» или высшего сорта помола №0 без добавления или с добавлением анти-
септиков (уротропин, натрийтриполифосфат). Дозировка соли составляет от 4,5
до 5,5 % от массы промытой икры-сырца в зависимости от ее вида, качества и се-
зона заготовки. Для более крупной белужьей икры, которая просаливается мед-
леннее. дозировку соли несколько увеличивают, чем для икры осетра, шипа и
севрюги. Дозировка антисептика — смеси уротропина с натритрийполифосфатом
во всех случаях одинаковая — 0,35% от массы засаливаемой икры (в том числе
уротропина 0,2 и натрий три полифосфата 0,15%).
Соль вносят в емкость с икрой через сито, равномерно распределяя ее по всей по-
верхности икры, после чего икру с солью тщательно перемешивают. Посол продол-
жается от 1 до 3,5 мин в зависимости от вида и качества икры-сырца, температуры и
дозировки соли. Во время посола из икры под действием соли выделяется часть во-
ды, в результате чего образуется тузлук. Вместе с водой из икры экстрагируется не-
большое количество азотистых веществ, в том числе водорастворимых белков.
Окончание посола определяют по изменению внешних признаков икры: ик-
ринки теряют липкость и приобретают рассыпчатость, на поверхности их появ-
ляются белые полосочки (сеточка), желточная масса внутри икринок (молочко)
становится густоватой, при раздавливании пальцами содержимое не растекается
Безусловно то, что решающее значение для получения зернистой икры хоро-
шего качества имеет правильность посола. При слишком длительном посоле в
тузлук переходит значительное количество белковых вешеств икры, отчего он де-
лается густым, трудно отделяется при откидывании икры на решето и, задержива-
ясь между икринками, склеивает их в сплошную вязкую массу (перепущенный
или густой передел). Наоборот, если посол закончен слишком рано, и из икры
выделилось недостаточное количество воды, готовая икра во время хранения от-
деляет тузлук, делается жидкой и быстро портится (недопушенный или влажный
передел). Содержание соли в готовой нкре от 3,5 до 5 %.
Посоленную икру для удаления тузлука переносят на мелкоячеистое решето
или вибросито. Предозжительность стекания тузлука на решете составляет
414
5.8. Приготовление м>ры
чычно не более 2...3мин. После удаления тузлука икру немедленно фасуют в
банки.
При фасовании икры в жестяные лакированные банки с надвигающимися
Шишками их наполняют икрой одного передела с некоторым избытком, а имен-
н гак, чтобы поверхность уложенной в банки икры после отжима крышек на
нихвыступала выше края над корпусами банок при вместимости их 1340 см’ — на
1,5...2,Осм, 388 см3 — на 0,7... 1,0см, менее 388 см3 — на 0,5 см. Такое избыточное
июлнение необходимо для уплотнения икры и вытеснения воздуха, наличие ко-
[| рого в банке может способствовать развитию плесени и другой микрофлоры,
ы-торая может вызвать скисание и порчу продукта
Заполненные икрой банки закрывают крышками таким образом, чтобы име-
циеся на крышке и корпусе банки стрелки точно совпадали. Затем банки с за-
крытыми крышками подвергают механическому равномерному прессованию для
}1 пения воздуха, избытка тузлука и уплотнения икры.
После этого банки укладывают на бок либо ребром на наклонную решетку
на 10...20 мин для того, чтобы из икры стекли остатки тузлука (через шель между
крышкой и корпусом банки) и затем осаживают крышки. Далее продолжают
осуществлять равномерную осадку икры и отделение из банок тузлука, расстав-
ляя их колонками по 2...S штук в охлаждаемом помещении на специально под-
готовленные чистые столы, вновь охлаждают крышки и протирают банки чис-
той тканью. После этого производят вторичную осадку в колонках, на этот раз
меняя положение банок (верхние банки помешают вниз, а нижние ставят на-
верх), причем продолжительность такой осадки уже не менее 6ч. После чего
опять производят осаждение крышек по возможности до отказа и протирку ба-
нок чистыми салфетками.
По окончании второй выдержки на банки одевают резиновые кольца по месту
стыка крышки и корпуса. Назначение такого обрезинивания — воспрепятствова-
ние проникиовению воздуха, воды, микроорганизмов, загрязнений во время хра-
нения икры.
Помимо фасования икры в банки с надвигающимися крышками производят
укладку продукта и в герметично укупоренные банки. В этом случае банки напол-
няют икрой доверху таким образом, чтобы затем накрытые крышки плотно при-
лгали к поверхности икры, и герметизируют.
После этого банки с готовой икрой немедленно подвергают охлаждению в
специальных камерах. Продолжительность охлаждения банок с икрой до упаков-
ки в транспортную тару и отгрузки с предприятия — нс менее 2сут при темпера
туре -2...—4‘С.
Для изготовления зернистой пастеризованной икры используют сырец нкры
только так называемых «диких» осетровых, обитающих в естественных водоемах.
Все операции, начиная с выемки ястыков и заканчивая посолом и стеканием
тузлука, проводятся аналогично вышеописанной технологии
Далее икру фасуют либо в стеклянные банки вместимостью 38. 68 и 130см3
(одно-, двух- и четырехунцевые) или в металлические вместимостью 95см3 (банка
№60). Перед фасованием банки и крышки прогревают при температуре 100... 105°C
в течение 15...25 мин, затем охлаждают. При фасовании икры в банки ее поверх-
415
Глава 5. Соленые, пряны» и маринованные продукты
ность должна быть ниже краев банок: в банках вместимостью 38 и 68см1 — на
2...3мм, вместимостью 95 и 130см3 — на 4...5 мм.
Герметизацию проводят немедленно, как правило, на вакуум-закаточных ма-
шинах с таким расчетом, чтобы остаточное давление было не менее 60кПа или
450 мм рт. столба.
Далее банки направляют на пастеризацию, причем время от начала фасования
до начала пастеризации не должно превышать 2-х часов. Все операции по обра-
ботке икры до пастеризации требуется проводить быстро с соблюдением макси-
мальной чистоты, чтобы по возможности предотвратить обсеменение икры мик-
робами. Чем меньше микробов содержится в икре перед пастеризацией, тем эф-
фективнее последняя, и тем более стойким получается готовый продукт.
Если по каким-то причинам эта продолжительность не выдерживается, воз-
можно хранение герметизированных банок, но не более 6 ч при +2...-2‘С.
Пастеризацию проводят в горячей воде в специальных устройствах (пастеризато-
рах) при температуре (60+ ])’С и соотношении волы и банок с икрой 5:1. Продол
жительность выдерживания банок с икрой & пастеризаторе следующая. Банки вмес-
тимостью 38см3 — 105 мин, 120см1— 145 мин, 95см3— 1120мин, 130см3— 180мин
По окончании пастеризации банки с икрой быстро охлаждают холодной во
дой с температурой от Идо 18’С в течение 15...20 мин, после чего выдерживают в
течение суток до полного остывания икры в холодном помещении с температу-
рой от -2 до —4 *С, затем упаковывают в яшики и помешают на хранение в холо-
дильник при таких температурных параметрах. Быстрое охлаждение банок холод-
ной водой тормозит развитие остаточной микрофлоры в икре в результате резко-
го перепада температурной среды.
При пастеризации происходит небольшое уплотнение оболочек и загустева-
ние (повышение вязкости) желточной массы внутри икринок, икра становится
несколько суше и более рассыпчатой, слегка изменяются ее вкус и запах. Степень
уплотнения икринок в результате пастеризации зависит от вида икры и длитель-
ности ее стечки после посола: чем суше икра после посола, т. е. чем полнее отде-
лен тузлук, тем сильнее уплотняются икринки при пастеризации; осетровая икра
уплотняется обычно больше, чем севрюжья и белужья.
Уплотнение икры объясняется частичной коагуляцией ее белковых веществ
при нагревании. Количество растворимых белков (альбумина и ихтулина) в икре
после пастеризации немного уменьшается вследствие их тепловой денатурации.
Наблюдается также повышение кислотного числа жира икры (от 0.4...1,0 до
1,5...2,0 мг КОН/г) и отделение фосфолипидов из комплексов с белками, что ука-
зывает на возможность некоторых превращений не только белков, но и липидов
икры во время пастеризации.
Тепловая обработка икры при пастеризации частично разрушает свойствен-
ные икре ферменты, что наряду с умерщвлением микробов способствует луч-
шей сохранности пастеризованной икры по сравнению с обычной зернистой
баночной икрой.
Решающее значение для получения пастеризованной икры хорошего качества
имеет соблюдение надлежащей температуры прогревания икры (60±1)"С. При
температуре ниже 60 °C не обеспечивается необходимое уничтожение микроорга
416
5.8. Приготовление миры
обработку
Подготовка
про КИПЯ ценного
раствора соли
♦
Подогрев
солевого раствора и
введение ь емкость
для посола
шзмов в икре. При температуре выше 60“С и выше происходит значительное
зертывание белков юры, вследствие чего икринки становятся очень плотными.
Кроме того, у икры появляется запах и привкус вареного яйца Технологическая
лена изготовления паюсной икры представлена на рис. 5.29.
Транспортирование и хранение
живой рыбы
♦
Оглушение и обескровливание
I
Мойкв
Рыба на
Разделка рыбы и выемка «стыков —дальнейшую
f
Сортирование «стыков
t
Разрезание и пробивка «стыков
t
Сортирование пробитой икры
Введение
сухой соли в _____ Посол игры
емкость для |
посола
Укладка нары в мешки
п прессование
I
Остывание икры после
прессования
Подготовка _ _ _
, _ .. Фасование нкры банки и бочки
банок и бочек г
♦
Укупоривание
Охлаждение
1
Упаковывание
i
Маркирование
1
Хранение
Рис. 5.29. Технологическая схема изготовления паюсной икры
При изготовлении паюсной икры все подготовительные процессы от транс-
портирования осетровых рыб до сортирования пробитой икры проводятся анало-
гично технологии изготовления зернистой икры. Очень ответственной операцией
в данной технологии является посол и особенно подготовка солевого раствора
417
Глава 5. Солены* пряные и маринованные продукты
(тузлука). Последний изготавливают плотностью 1,19... 1,20г/см’на чистой пре-
сной воде, предварительно прокипяченной (продолжительность кипения
10... 15 мин) для удаления запаха сырости и обеспечения микробиологической
чистоты, переливают в чистую емкость для охлаждения, накрытую чистой крыш-
кой или брезентом, и отстаивают не менее 10сут для осаждения механических и
других нежелательных примесей.
Далее на дно специальной посольной емкости (ванны) насыпают 5. .7-санти-
метровый слой крупнокристаллической соли, заполняют емкость до половины
подготовленным холодным солевым раствором, а затем добавляют предваритель-
но подогретый подготовленный раствор соли до достижения в емкости по всему
ее объему температуры 38...45’С. Необходимая температура посольною раствора
зависит от вида, качества, температуры икры и устанавливается мастером-икря-
ником. В подготовленный солевой раствор высыпают пробитую икру (соотноше-
ние 5:1) и начинают непрерывно перемешивать содержимое посол-ванны спе-
циальным приспособлением (веслом) для равномерного просаливания, захваты-
вая им слой соли на дне емкости для подкрепления тузлука.
Продолжительность посола, как правило, составляет 1,5...2 мин. За это время
помимо просаливания происходит частичная коагуляция белков с потерей части
воды. Окончание процесса определяют по органолептическим признакам при
сдавливании рукой горсти нкринок, которые должны слабо склеиваться всплош-
ную массу, т е иметь среднемягкую маслянистую консистенцию, и особому при-
ятному (паюсному) аромату. При нарушении параметров посола, например, уве-
личении продолжительности или завышении температуры солевого раствора, ик-
ра получается вязкой или твердой консистенции. При использовании некипяче-
ного, слабого солевого раствора, а также при недостаточном его подогревании и
необоснованной кратковременности посола готовая икра имеет очень мягкую,
практически жидкую консистенцию, специфический паюсный аромат отсутству-
ет, при хранении продукт быстро портится.
После завершения процесса посола икру быстро извлекают сачком или ситом
из посольной емкости с обязательным встряхиванием для отделения избытка со-
левого раствора, помешают в чистый мешок или тканевую салфетку, заранее про-
кипяченные в солевом растворе, и отжимают под прессом до тех пор, пока не из-
влекутся все излишки тузлука, и на поверхности не начнет выделяться густая бел-
ково-жировая эмульсия молочного цвета. Содержание влаги в такой икре должно
быть от 37 до 40 %. Наиболее существенные изменения икры, изготавливаемой по
данной технологии, происходит во время посола и прессования. Исследования-
ми, проведенными Ранинской Ю. И. [44], установлено, что потери воды после
этих операций составляют около 50%, и, несмотря на то. что к концу посола со-
держание хлорида натрия достигает 7,..8%, после прессования его массовая доля
снижается до 4...5 % за счет удаления его вместе с жидкостью (тузлуком) при этом
механическом воздействии.
Кроме того, происходят потери липидов до 30% с изменением кислотного,
йодного и азотистых чисел вешеств до 20% от общего их количества в зависимо-
сти от ряда факторов: качества исходного сырья, продолжительности посола,
температуры солевого раствора и др.
418
5.8. Приготовление икры
Ре ультаты проведенных исследований приведены в табл. 5.16.
Мл на 5 16 Изменение содержания азота и показателей липидов икры на разных
;тиия1 производства (обработки)
1 <. им* обработки Азот икры, в % к общему моту, V/ У. Пока ла теп и липилов
миофиб- рндллврныя белков 1 саркоплпштм- ческнх белков белков стромы небел- ковый 'ный Кислотное чис- ло. мг КОН Г Иолное число
<ыреи 77,8 9,3 IIJ 1,8 0,0 0,4 159,6
после посола и |р;са« ния (паюсная) 68.9 7.8 .от 2.6 о, 0.9 151,5
Анализ таблицы свидетельствует о том, что при обработке икры-сырца нагре
тын насыщенным тузлуком и последующим прессованием происходит частичная
х^гуляиия. гидролиз и потери соле- и водорастворимых белков на 11,1 и 16,4%
^ответственно, почти в 2 раза за счет общих потерь увеличивается содержание
соединительнотканных белков, нарастает содержание НБА и аминного азота. Ли-
п»'1ы икры тоже претерпевают изменения за счет их гидролиза, увеличивается
о нее чем в 2 раза кислотное число, несколько уменьшается (на 5 %) иодное чис-
характеризующее степень непредельности жирных кислот.
После прессования икру охлаждают, для чего вначале аккуратно чистой тка-
нью удаляют с поверхности мешка (салфетки) белково-жировую эмульсию, вы-
ивобождают икру из ткани, выкладывая ее на чистый противень и выдерживая
при температуре помещения 20..30мин. Затем икру осторожно перемешивают
(руками в перчатках) для выравнивания ее консистенции по всему объему и сразу
жефас^ют либо в дубовые бочки, либо в металлические банки. К бочкам, исполь-
зуемым для упаковывания паюсной икры, предъявляются особые требования. В
частности, они должны быть вместимостью до 50 кг, покрыты снаружи олифой, а
изнутри тонким слоем парафина. Перед упаковыванием икры бочки выстилают
пергаментом, а поверх него мадаполамом (хлопчатобумажной бельевой тканью)
или отбеленной бязью, причем все эти упаковочные материалы предварительно
готовят, заранее смачивают чистым прокипяченным солевым раствором плот-
ностью 1,07... 1,09 г/см3, отжимают и высушивают.
При фасовании в жестяную тару используют два вида банок: с надвигающи-
мися крышками вместимостью 95см1, 388 см’, 1340см1 и герметично укупоривае-
мые различной вместимости. Первые наполняют икрой так. чтобы в них не оста-
валось пустот, и поверхность икры на 1...2см (в зависимости от вместимости бан-
ки) выступала над краями корпуса банки. На дно банок и поверх икры под крыш-
ку укладывают кружки пергамента, смоченные в чистом солевом растворе
плотностью 1,07... 1,09 г/см3.
Далее банки закрывают так, чтобы стрелки на крышке и корпусе совмеща-
лись, отжимают крышки для удаления воздуха (вручную или прессом), протира-
ют чистой тканью, оставляют для осадки на 10... 12 ч, затем вновь отжимают
крышки, повторно протирают банки и производят обрезинивание, как и при
производстве зернистой баночной икры.
419
Глава 5, Соленые, пряные и маринованны* продукты
Перед фасованием икры в герметично укупориваемые банки на дно их укла-
дывают предварительно смоченные в солевом растворе (плотность
1,07... 1,09г/см1) кружки пергамента. Икру фасуют без оставления пустот, стара-
ясь наполнить банки таким образом, чтобы крышка плотно прилегала к поверх
ности икры. Перед накрытием заполненной банки крышкой поверх икры также
укладывают смоченный солевым раствором кружок пергамента. Банки с икрой
затем подвергают немедленной герметизации с использованием вакуум-закаточ-
ной машины. Крышки банок перед герметизацией подвергают маркированию в
соответствии с требованиями нормативных документов.
При наполнении бочек паюсной икрой обязательно разравнивают ее, немного
прижимают для заполнения пустот, причем в одну бочку укладывают икру одного
сорта и внешнего вида.
После заполнения бочки икрой веерообразно укладывают поверх продукта
концы бязи и пергамента, которыми предварительно выстилали тару, и сверху ук-
ладывают пропитанный солевым раствором кружок пергамента, соответствую-
щий диаметру крышки бочки.
Далее наполненные бочки выдерживают в течение 10... 12 ч для осадки икры, в
случае необходимости добавляют икру такого же качества и укупоривают.
После фасования н укупоривания банки и бочки с икрой направляют на охлаж-
дение и хранение в холодильные камеры при температуре —2...—6“С Предельный
срок хранения икры при данной температуре — 8 месяцев. Показатели качества па-
юсной икры: окраска икры однородная темная, консистенция равномерная сред-
немягкая, вкус и аромат специфический приятный без остроты н горечи.
При изготовлении ястычной икры все подготовительные до посола операции
от транспортирования осетровых рыб до приготовления солевого раствора и его
заливки в посол-ванну проводят аналогично этим же операциям в технологии па-
юсной икры.
На изготовление ястычной икры направляют, как правило, целые ястыки с
несозревшей икрой (2...3 стадия зрелости) с большими жировыми прослойками,
или ястыки со слабой икрой, которая непригодна для се пробивки.
Перед посолом ястыки нарезаются на куски длиной не более 15 см и солят в
подготовленном солевом растворе, нагретом до температуры 45...50‘С. Соотно-
шение солевого раствора и ястыков 1:5, продолжительность выдержки в посол-
ванне 5...Е мин в зависимости от размеров кусков и величины жировых прослоек.
В процессе посола куски ястыков для равномерности проникновения соли не-
прерывно перемешивают (перебирают).
Допускается использование неподогретого солевого раствора (температура
15...18‘С). В этом случае продолжительность просаливания увеличивается до
35...45 мин. По окончании посола куски ястыков должны иметь содержание мас-
совой доли соли не более 9 %, консистенция их должна быть плотной.
Посоленные ястыки укладывают в один слой на решета или противни на
1,5...2 ч для стекания солевого раствора и охлаждения, после чего направляют на
упаковывание
Ястычную икру фасуют либо в банки с надвигающимися крышками с после-
дующим прессованием, выдержкой и обрезиниванием, либо упаковывают в за-
420
5.В, Приготовление икры
мные дубовые бочки вместимостью до 50 дм’ аналогично фасованию и упако-
(Ианию паюсной икры. Упакованную ястычную икру охлаждают и хранят при
гнгсратуре —2...—6‘С не более 4-х месяцев.
При изготовлении зернистой икры используют свежие ястыкн дальневосточ-
ных лососей: кеты, горбуши, нерки (красной), кижуча, чавычи, симы, гольца и
балтийского лосося.
Технологическая схема изготовления зернистой лососевой икры представлена
а рис. 5.30.
Транспортирование, хранение
и прием сырья
| Рыба на
Мойка и разделка рыбы —дальнейшую
। обработку
Выемка ястыков
„ _ Некондицией-
Сортирование и мойка ястыков _».
1ные ястыкн
охлаждающей Охлаждение
жидкости |
Стекание жидкости
I
Пробивка ястыков
Подготовка |
солевого ----Посол
раствора |
Стекание тузлука
I
Сортирование
Подготовка |
антисептиков, __Внесение антисептиков,
масла. масла, глицерина
глицерина |
Перемешивание
I
Подготовка тары —Фасование и упаковывание
I
Маркирование
I
Хранение
Рис. зо. Технологическая схема изготовления зернистой икры лосо-
севых рыб
Транспортируют и хранят живую рыбу в рамках с сетными мешками или в
прорезях, уснувшую — тибо в ящиках с пересыпкой мелкодробленым льдом, ли-
бо в бункерах с льдоводяной смесью в соотношении рыбы и смеси 1:1.
421
Глава 5. Соленые, пряные и маринованные продукты
Продолжительность перевозки и хранения лососевых рыб во льду или лкпово-
дяной смеси с момента их вылова не должна превышать 8 часов При заготовке
свежей рыбы без охлаждения при температуре воздуха не выше + 15 ’С возможно
хранение не более 2-х часов без охлаждения.
Принятую рыбу тщательно моют и подвергают разделке. Ножом разрезают
брюшко, не нарушая целостности ястыков и не повреждая содержимого желудоч-
но-кишечного тракта и других внутренностей и производят осторожную выемку
ястыков. Извлеченные ястыки сортируют по качеству, обрашая внимание на их
цвет, состояние оболочки и зерна., укладывают в специальные сетчатые ящики
или корзины вместимостью 6кг и помешают их на дно слоем, не превышающим
по высоте 6см. Как правило, ястыки от разных видов лососевых рыб собирают и
сортируют отдельно, не допуская их перемешивания в одной таре. Ястыки, имею-
щие дряблую консистенцию, и покрытые слизью, а также содержащие очень мяг-
кие, непрозрачные, слипающиеся икринки, на изготовление зернистой икры нс
направляют.
Для изготовления икры 1-го сорта используют ястыки с упругой оболочкой,
рассыпчатым зерном и окраской от светло-оранжевой до оранжевой, для второго
сорта допускается направлять в производство ястыки с ослабевшей оболочкой,
плохо рассыпающимся зерном, с темно-оранжевым цветом.
Ястыки ополаскивают чистой пресной холодной водой (температура О...+5*С)
для удаления сгустков крови, кусочков пленок, слизи и других загрязнений, укла-
дывают в сетные корзины и охлаждают для закрепления зерна.
Охлаждение производят в специальных аппаратах, ваннах или механизиро-
ванных линиях, либо в солевых растворах (плотность 1,12...1,16 г/см3), либо пре-
сной воде, охлажденной льдосолсвой смесью с температурой 0...-1 ’С и продол-
жительностью не более 5 мин, либо чистой морской водой с температурой
2...-З’С не более Змии.
Далее охлажден[<ые ястыки выдерживают 5... 10 мин для стекания жидкости,
после чего их направляют на пробивку либо с помощью специальных машин, ли-
бо вручную с использованием бутар. В процессе пробивки отделяют икру (зерно)
от соединительной ткани ястыков (пленок), а также от сгустков крови. Пробитую
икру собирают в сетчатые корзины, причем слой зерна на дне тары не должен
превышать 5см и сразу же направляют на посол.
Перед посолом предварительно готовят солевой раствор плотностью 1,2 г/см’,
который кипятят 25...35 мин, фильтруют, охлаждают и отстаивают не менее 10 сут
при работе на береговых предприятиях. В морских условиях разрешается отстаи-
вание проводить не менее 2...3сут. Такая подготовка солевого раствора позволяет
избегать появления нежелательных привкусов и повышенной обсемеценности в
готовой икре.
Посол икры производят в специальных посольных емкостях отдельными пор-
циями (не более 20 кг) при температуре солевого раствора 10’С, соотношении
тузлука и икры не менее 3:1 и непрерывном перемешивании с использованием
необходимых устройств и приспособлений (активатор, зюзьга, весло) В процессе
посола следят за тем, чтобы вся икра была погружена под зеркало тузлука, при
этом сачком удаляют пену, а также не удаленные при пробивке и всплывающие
422
5.6. Приготовление икры
плснки и сгустки крови. Продолжительность посола икры от 3 до 22 мин в зави-
гюаости от размера зерен, вида, качества икры, температуры солевого раствора и
• вечного содержания массовой доли хлорида натрия в продукте.
Окончание процесса посола определяют по ряду визуальных признаков:
• при раздавливании икринок пальцами содержимое их должно сохранять
bopwy капли, нс разбрызгиваться и нс растекаться по пальцу; содержимое икри-
юк не должно иметь кровяного оттенка;
» икра дочжна быть плотной; и при легком сжатии зерен в кулаке, и при пос-
[уюшем разжимании икра должна свободно рассыпаться
После посола отделяют от икры остатки солевого раствора либо центрифуги-
рованием (3 ..5мин), либо выдерживают просоленную нкру на специальных си-
ax или в корзинах до 8 ч при температуре окружающего воздуха не выше + 15 ‘С.
Массовая доля соли в зернистой икре 1 сорта баночной и бочковой от 4 до 6 %,
ля второго — 4...7 %. После отделения солевого раствора производят сортирова-
ние икры, при котором из икры, выложенной на специальный стол с подсветкой.
остро отточенными деревянными палочками или пинцетами удаляют остатки
пл иск, сгустки крови и другие загрязнения.
Далее икру направляют на перемешивание с растительным маслом, глицери-
ном и антисептиками, которые предварительно подготавливают. Растительное
масло (оливковое, кукурузное, подсолнечное) прокаливают при температуре
120*С в течение 30 мин для уничтожения микрофлоры и разрушения токсинов,
охлаждают до комнатной температуры и смешивают с глицерином в соотноше-
нии 4: I. Антисептики (сорбиновая кислота и уротропин) в сухом виде смешива-
ют в соотношении Г 1. Сначала в икру, уложенную на стол, вносят антисептики,
просеивая их через мелкоячеистое сито, равномерно распределяя их по всей по-
верхности. Расход антисептиков на 100 кг икры: сорбиновая кислота 100 г,
«ротропин— 100 г. По требованию потребителей возможно изготовление зернис-
той икры без антисептиков.
Далее в икру вносят растительное масло (в смеси с глицерином) для предо-
твращения склеивания зерен и придания продукту более привлекательного вида.
Расход масла на 100 кг продукта — 600 г, глицерина — 15 г После внесения анти-
септиков и масла икру осторожно перемешивают во избежание нарушения це-
юстности зерен. Далее икру незамедлительно подвергают упаковыванию либо в
металлические или стеклянные банки вместимостью не более 270см\ либо в де-
ревянные заливные бочкн вместимостью не более 50 дм3, покрытые изнутри сме-
сью парафина и пчелиного воска, а снаружи — двойным слоем олифы. При упа-
ковывании в металлические банки на дно их и поверх икры, уложенной в банку,
фладывают кружки пергамента, предварительно смоченного в чистом, прокипя-
ченном и отстоянном солевом растворе.
Икру в банки фасуют либо при помоши дозировочных машин, либо вруч-
ную, и немедленно направляют на укупоривание с использованием вакуум-за-
каточных машин (остаточное давление в закатанной банке должно быть не ме-
нее 13,3 кПа).
Закатанные банки протирают чистой тканью, либо промывают чистой водой
•мпературой 20...25 *С и далее этикетируют (если крышка и банка не литографи-
423
Глава 5. Соленые, пряные и маринованные продукты
рованы), упаковывают в яшики и хранят при температуре -4 . -6 °C до 12 меся
цев (с антисептиками) и до 4-х месяцев без таковых. Деревянные бочки перед ух
ладыванием в них зернистой икры выстилают пергаментом и бязью так же. каки
перед упаковыванием паюсной икры осетровых рыб. Икру в бочки укладывают
плотно, без пустот с периодическим встряхиванием во время заполнения и не-
сколько выше утора на случай возможной усадки икры при выдерживании до
окончательного упаковывания.
Выдерживание бочек с икрой проводят в течение 3...4 часов в прохладном по-
мещении, после чего проверяют степень наполнения тары и при необходимости
добавляют икру того же вида и качества до уровня угоров. Далее поверхность ик-
ры аккуратно накрывают кружком бязи, а поверх него укладывают, располагая
веерообразно, конец полотнища бязи, выстилающего бочку. Затем сверху укла-
дывается кружок пергамента, предварительно смоченный солевым раствором,
кружок бязи, смоченный вначале солевым раствором, а затем маслом и еще один
кружок смоченного тузлуком пергамента. После этого бочки укупоривают верх-
ними донышками, взвешивают, маркируют, опломбируют и направляют на хра-
нение при температуре -4,..-6*С. Хранят готовые бочки с икрой в положении
•на стакан» до 8 месяцев с антисептиками и до 2-Х месяцев без таковых.
Нет больших сомнений в том, что наиболее приоритетными, традиционными
и очень ценными являются икорные продукты из осетровых и лососевых видов
рыб. Однако в промышленную обработку направляют и икру очень многих видов
как пресноводных, так океанических и морских видов рыб, в частности, судака,
сазана, щуки, леща, сельди, минтая, трески, мойвы, палтуса, нототении, макру-
руса, скумбрии, ставриды, пинагора и многих других.
Эти икорные продукты, изготавливаемые в виде соленых, вяленых и копче-
ных ястыков, паштетов, паст, но чаше в виде пробойной соленой икры, отлича-
ются повышенной пищевой ценностью и уникальными гастрономическими до-
стоинствами.
Наиболее распространенной является технология изготовления соленой пробой-
ной икры, которую получают как из свежих ястыков. так и из заготовленной мороже-
ной или соленой ястычной икры-полуфабриката, либо из мороженой икряной ры-
бы. Технологическая схема соленой пробойной икры представлена на рис. 5.31.
Технологические аспекты хранения рыбы-сырца, соленой и мороженой рыбы и
ее размораживание описано в предыдущих разделах учебника.
Мороженую ястычную и пробитую икру хранят при температуре не выше
—18 *С. Тресковую — не более 4-х месяцев, других видов — не более 6 месяцев с
даты изготовления. Размораживание ястыков и пробитой икры осуществляется
на воздухе с температурой не выше 20 °C до достижения температуры икры
0...-1 *С. Для некоторых видов икорного полуфабриката (из палтуса и нототении)
допускается размораживание в слабом солевом растворе (плотность
1.015...1,020 г/см3). Рыбу-сырец, соленую и размороженную на воздухе рыбу тща-
тельно моют в проточной или часто сменяемой воде при температуре не выше
15’С для удаления слизи и других поверхностных загрязнений и выдерживают
для стекания 20...30 минут. Размороженную в воде рыбу не моют, а только выдер-
живают такое же время для стекания влаги.
424
5.8. Приготовление икры
Хранение рыбы-сырца, икряной мороженой и соленой
рыбы, мороженого н соленого икорного полуфабриката
сортирование
подготовка масла I
—► внесение масла и антисептика
и антисептика
подготовка тары --* упаковывание фасование
I
укупоривание
I
маркировка
I
хранение
Ряс 5.31. Технологическая схема изготовления соленой пробойной икры
Разделку рыбы осуществляют вручную либо с помощью рыборазделочной тех-
ники. При этом следят за тем, чтобы не были повреждены кишечник, желчный
пузырь, не нарушалась целостность ястыков и их загрязнение чешуей, кровью,
слизью и желчью. В процессе разделки из рыбы осторожно извлекают или отде-
тяют от внутренностей ястыки, сортируют и укладывают в чистые емкости по
5...6кг в каждую и сразу же направляют на дальнейшую обработку.
Отсортированные ястыки моют в чистой проточной или часто сменяемой во-
де (соленые ястыки допускается мыть в солевом растворе плотностью
1,11... 1,15 кг/см3), удаляя слизь, кровь и другие загрязнения. Температура воды
или солевого раствора не должна превышать 15 °C, продолжительность мойки не
ботее 2 мин во избежание набухания икры.
После стекания влаги с ястыков их направляют на пробивку, затем икру моют.
425
Глава 5. Соленые, пряные и маринованные продукты
Пробитую икру из ястыков рыбы-сыриа и размороженной рыбы, а также из
размороженной пробитой икры, направляют на посол, который осуществляют
сухим или тузлучным способами При сухом посоле используют просеянную соль
1 и 2-го помолов, которую перед использованием прокаливают при температуре
120°C и охлаждают Соль можно использовать как в смеси с антисептиком, так и
без него. Антисептик (бензоат натрия) в этом случае вносят в готовый продукт пе-
ред упаковыванием. Подготовленную в нужном соотношении соль или смесь ес-
ли с антисептиком равномерно рассыпают по всей поверхности икры в посол-
ванне и тщательно перемешивают ее содержимое вручную деревянным веслом
либо механической мешалкой до полного растворения соли. Продолжительность
посола — от 15 до 45 минут в зависимости от качества икры, дозировки соли, раз-
мера икринок и температурных условий.
В начальный период посола происходит образование тузлука, икра становится
более светлой и разжижается, но затем постепенно загустевает. По окончании по-
сола адгезионные свойства икры утрачиваются, она уже не пристает к мешалке,а
при выгрузке из посол-ванны отделяется пластами. При использовании солевого
раствора (плотностью 1,20 г/см3) и соотношении икры и тухпука 1:3 продолжи-
тельность посола составляет всего 1...5 мин в зависимости от вида икры.
Солевой раствор предварительно кипятят, фильтруют и охлаждают до темпе-
ратуры 10...15'С. В процессе посола икру непрерывно перемешивают с солевым
раствором.
Икру после сухого н тузлучного посола укладывают слоем толшиной ие более
8см на сита или в корзины, выложенные салфетками из марли для стекания тузлу-
ка в течение 1...3ч. При использовании вибросита продолжительность отделения
тузлука составляет всего 2...3 мин. После стекания икра должна быть рассыпчатой.
Ястыки, извлеченные из соленой рыбы с массовой долей солн выше преду-
смотренной стандартом, направляют на огмачивание в слабом солевом растворе
плотностью 1.01... 1.05 г/см3, температурой не выше 10 *С и соотношением икры и
тузлука 1:2. В процессе отмачивания ястыки осторожно перемешивают. Продол-
жительность отмачивания зависит от начального содержания соли в ястыках и в
каждом случае устанавливается лабораторией предприятия. После отмачивания
ястыки укладывают на сита для стекания влаги (не более 20 минут), а затем не-
медленно пробивают. Пробитую отмоченную икру укладывают в мешочки из
капроновой сетки или бязи, подвешивают и выдерживают для отжатия и стека-
ния от 1 до 3 часов в холодном хорошо вентилируемом помещении.
Готовую соленую икру помешают на сортировочный стол, удаляют посторон-
ние включения и тщательно перемешивают для придания однородности консис-
тенции. Далее в икру добавляют бензоат натрия в сухом виде млн в виде 10% рас-
твора из расчета 0,1 % к массе икры, если посол икры проводился без добавления
антисептика. В отдельных случаях к икре также добавляют растительное масло
(арахисовое, кукурузное, подсолнечное, соевое, оливковое) из расчета
0,6 %...0,7 %. Икру тщательно перемешивают с антисептиком н маслом, осматри-
вают н немедленно фасуют в банки илн упаковывают в бочки.
Для фасования пробойной икры используют банки металлические и полимер-
ные вместимостью до 3030 см3, банки стеклянные вместимостью до 500 см3, вту-
426
5.£. Приготовление икры
6- 43 алюминия вместимостью не более 200см3 н в бочки деревянные вместимо-
стью до 50дм1.
Требования при фасовании и упаковывании аналогичны этим же операциям
изготовлении лососевой икры. Хранят пробойную икру при температуре
6 ’С не более 5 мес.
Технологическая схема изготовления копченой, вяленой ястычной икры и
।сообразных продуктов представлена на рис. 5.32.
свежие
Ястыки
тонкое измельчение
центрифугирование
I
конце нтрированне
подготовка |
соли, введение соли,
сливочного—маргарина
маргарина |
перемешивание
I
подготовка , ,
, __и- фасование в банки
банок
герметизация
t
пастеризация
I
охлаждение
t
мойка и сушка
банок
♦
этикетирование __
мороженые
t
размораживание
X ♦
— сортирование
I
мойка, стекание
ПОДГОТОВКА СОЛИ,
сахара, солевого
раствора
упаковывание
i
маркирование
*
хранение
выравнивание
солености, созревание
♦
отмачивание
i
< сортирование,
стекание
обвязывание ястыков
♦
вяление, копчение
I
сортирование
Ряс. 5-32. Технологическая схема изготовления копченой к вяленой ястыч-
ной икры и пастообразных икорных продуктов
Для изготовления указанной икорной продукции используют свежие, моро-
женые ястыкн трески, минтая и Других видов рыб.
Размораживают ястыки на воздухе при температуре не выше 20’С до конеч-
ной температуры в толше полуфабриката О...-2’С. Свежие и размороженные
ястыки сортируют по качеству и размерам. Ястыки «перезревшие», обычно из-
влекаемые из рыбы нерестового периода, когда такой икры извлекается до 50 %,
направляют на получение пастообразных икорных продуктов, технология изго-
427
Глава 5. Соляные, прямые м маринованны» продукты
товлення которых будет изложена отдельно несколько ниже. Кроме тогоотсорп!
ровывают также ястыки недозрелые и с темно-зелеными желчными пятнами 01
сортированные свежие и размороженные ястыки хорошего качества и разделет
ные по размерам промывают в солевом растворе плотностью 1,05 „1,1 г/см‘стем-
пературой не выше 10*С и выдерживают для стекания тузлука 10...15 мин
Посол ястыков производят сухим или тузлучным способами. При сухом посо
ле используют емкости с ложным дном, которое вначале выстилают чистой ред-
кой тканью, а поверх нее насыпают двухсантиметровый слой сухой соли. Далее
ястыки обрабатывают солью так, чтобы она равномерно покрывала всю поверх-
ность ястыков, и укладывают их в посольную емкость рядами, посыпая каждый
ряд солью. Общая высота посоленных ястыков в емкости нс должна превышать
50см, причем верхний ряд засыпают сплошным слоем соли н застилают чистой
тканью. Продолжительность посола ястыков как сухим, так и тузлучным спосо-
бами устанавливает лаборатория предприятия.
При тузлучном посоле используют солевой раствор, предварительно прокипя-
ченный, отстоянный и профильтрованный, с плотностью 1,20 г/см3 и температу-
рой не выше 10 “С. Соотношение солевого раствора и ястыков должно поддержи-
ваться в пределах 3:1.
Отсортированные по размерам ястыки загружают в посольную емкость с та
ким расчетом, чтобы их высота не превышала 30см, осторожно перемешивают и
погружают под «зеркало» тузлука При помощи прижимных решеток. В процессе
посола ястыки периодически перемешивают. Содержание соли в ястыках не
должно превышать 3...4% при дальнейшем направлении их на вяление и (>...%%
прн изготовлении копченой икорной Продукции. После окончания посола ясты-
ки промывают в чистом тузлуке плотностью 1,12... 1,13 г/см3 и температуре не вы-
ше 10’С, удаляя прн этом слизь, кристаллы солн и другие загрязнения и уклады
вают в один ряд на стечные сита на 1...2 часа для стекания излишнего солевого
раствора. Далее соленые ястыки укладывают плотными рядами в специальные
емкости, прикрывают смоченной в солевом растворе тканью, прнгружают сла-
бым гнетом н оставляют на 5... 10 сут для выравнивания их солености и созрева-
ния. Продолжительность созревания устанавливает лаборатория предприятия.
При изготовлении вяленой ястычной икры минтая после тузлучного посола
ястыки помещают в емкости, которые заливают небольшим количеством солс-са-
харного раствора (доля сахара составляет 2...3% к массе тузлука). Продолжитель-
ность созревания таких ястыков в охлажденном помещении составляет 10...20 сут.
После созревания ястыки направляют на отмачивание, которому подвергают
и заранее заготовленные соленые ястыки-пол у фабрикат. Отмачивание произво-
дят или в чистой холодной воде или в слабых солевых растворах плотностью
1.05...1,10r/cMJ и температурой не выше 10’С до конечного содержания массовой
доли соли 2.5...3.5 % для ястыков. направляемых на вяление и 3...5% для полу-
фабриката, направляемого на холодное копчение.
Отмоченные ястыки выкладывают на стечные ента и выдерживают 2 ..Зч для
стекания.
Копчение или вяление ястыков осуществляют либо на решетках с предвари-
тельной их раскладкой, либо на прутках или шомполах. В этом случае необходимо
428
5.8. Приготовление икры
-Связывание ястыков шпагатом. При обвязке ястыков делают веревочную петлю
I лиягтром в несколько сантиметров для равномерного размещения обвязанного
I «луфабриката на прутках и во избежание соприкосновения ястыков друг с другом.
Вяление ястыков минтая осуществляют в сушильных установках при обработ-
ке мх воздухом с температурой 20...28 ’С в течение 60...96 ч до достижения содер-
а,»-ия воды не более 32 %.
Перед копчением ястыков трески и других видов рыб проводят предваритель-
ное подвял ивание воздухом с температурой 18...22*С в течение 20...24 ч до того
(момента, когда пленка на ястыках будет хорошо подсушена. Далее ястыки под-
вергают обработке дымовоздушной смесью с температурой 20...25 ’С, относитель-
ной влажностью смеси 45...60% в течение 24...72ч до достижения необходимых
зрганолептнческих признаков копченого продукта. Затем вяленые и копченые
1СТЫКИ подвергают сортированию, отделяя экземпляры с определенными дефек-
гами (нспрокопчснные. плохо провяленные, «белобочки» и др.).
Готовые ястыки направляют на упаковывание в полимерные пакеты, картон-
выеили деревянные яшики. Хранят икру в складских помещениях при темпера-
уреотОло -5‘С и относительной влажности 70.75%.
При изготовлении пастообразных икорных продуктов, как уже было изложе-
ю выше, используют перезревшие свсжне н размороженные до температуры
-5’С ястыки минтая и других видов рыб. Ястыкн тонко измельчают в спениаль-
1ыхустройствах (куттерах, мешалках) н далее направляют на центрифугирование
ля отделения желточной массы от оболочек. В отдельных случаях используют
г «юге ни заторы для создания тонкой однородной гомогенизированной массы.
Затем полуфабрикат направляют на концентрирование в сублимационную су-
шилку до содержания воды 70...75 %. Далее к концентрированной массе добавля-
ют маргарин, используемый как пластификатор, поваренную соль, и все это под-
вепгают перемешиванию Полученную смесь фасуют в банки, герметизируют и
подвергают пастеризации при температуре (80 ± 1)*С в течение 60 мин.
Далее полученные продукты упаковывают в тару, маркируют и хранят при
температуре -5 ’С в течение 6 мес.
Поданной технологии получают паштет (из ястыков) и кремообразные пасты
(из желточной массы икринок).
Кроме рассмотренных здесь технологий изготовления различных видов икор-
ной продукции отечественной рыбной промышленности выпускаются также со-
леная пробойная икра «Деликатесная», пастеризованная слабосоленая икра мин-
тая, мойвы, шуки и других видов рыб, ястычная икра «Галаган» и ^-Тарама» из пре-
сноводных видов рыб, и другие, технологии которых не имеют больших принци-
пиальных отличий от рассмотреннык выше.
5.8.9. Изменение состава и свойств икорных продуктов
в процессе хранения
Изменения свойств икорных продуктов в процессе хранения зависит от мко-
факторов, но изначальным является нх химический состав, представленный в
429
Глава 5. Сол«ны«> пряные и маринованные продукты
табл. 5.17 113]. Данные табл 5.17 свидетельствуют о высоком содержании азотис-
тых вешеств до 36%, которые представлены в основном полноценными белками
на 9О...95% (ихтулины, альбумины) и только на 5...10 % небелковыми азотистыми
веществами (нмиды кислот, производные пурина, пептоны, альбумозы, свобод
ные аминокислоты).
Таблица 5.17 Состав икорных продуктов
Вид икры Содержание, %
акгшетых «шест» (N 6.25) липидов NaCl
Осетровая:
зернистая баночная 26.0 16,0 52,0 4.0
паюсная 36,0 18.0 39.0 4,5
ястычная 25,0 21,0 44,0 7,5
Лососевая зернистая 33,0 12,0 46,0 1 5,0
Пробойная соленая 20,0...25,0 1,0. .6,0 58,0...68,0 । 6,0... 8,0
разных видов рыб 22,5 3,5 63,0 7,0
Липиды икры в основном представлены триглицеридами, а также лецитином,
кефалином и стеринами. Примечательно то, что до 70% жирных кислот, входя-
щих в состав лнпидов, являются ненасыщенными, причем до 20% полиненасы-
шеннымн (эйкозопентаеновая н докозогексаеновая жирные кислоты).
Содержание воды в икорных продуктах составляет от 40 % до двух третей об-
щего их состава, содержание минеральных веществ, ие включая хлорида натрия,
небольшое — от 1 до 2%. Минеральные вещества в основном представлены фос-
фором (от 0,1 до 0,6%), калием (0,2...0,3 %), кальцием (до 1%), серой
(0,1...0,14 %), магнием (до 0,04 %) и другими.
В икре также содержится небольшое количество витаминов, нагрнмер, вита-
мин В, — до2,3мг%, В2 — до 2,1 мг%, Bt — до 1,5 мг%, В12 —до 70мкг%, витамин
С — до 100мг%. Из жирорастворимых присутствуют: витамин А — до 4мг% и
очень малые количества витаминов D и Е.
Кроме того, в икре многих рыб присутствуют свободные жирные кислоты,
следовательно, правомочно говорить о кислотном числе икры, которое варьиру-
ется от 1,5 до 3,0 мг КОН/г продукта
В процессе продолжительного хранения неизбежно изменение органолепти-
ческих, физических и химических свойств икры |37]. Изменяется вкус продукта,
появляется кисловатость, горчинка, а со временем даже затхлость и привкус
окислившегося жира Постепенно икра темнеет, ослабляется консистенция, те-
ряется эластичность и прочность зерен, которые со временем размягчаются и да-
же лопаются, в результате чего отделяется густая клейкая жидкость, называемая
отстоем, и накапливается на дне емкостей Изменяется и цвет нкры, который
темнеет и теряет привлекательный вид.
430
5.8. Приготовление икры
В случае неплотной упаковки и нарушения режимов хранения возможно по-
иение ллесенн на поверхности икры. В процессе длительного хранения, кото-
If может усугубиться нарушением температурных параметров окружающего
Bo&iyxa, возможны такие качественные изменения, которые делают этот ценный
яролукт непригодным в пишу.
Основной причиной подобных изменений качества является деятельность как
( ветвенных ферментных систем, так и ферментов микроорганизмов, которых в
»«ре выделено более 80-ти видов. Это приводит к гидролизу белков, распаду гли-
ктена, накоплению небелковых азотистых вешеств, в том числе и летучих осно-
ваний. Параллельно происходят и гидролитические изменения липидов, которые
мриводят к нарастанию кислотного числа и даже появлению низкомолекулярных
жгучих жирных кислот (масляной, уксусной, пропионовой). При длительном
v-женин и нарушении условий хранения неизбежны и окислительные процессы,
приводящие к появлению не только первичных, но и вторичных продуктов окис-
ыия, которые, как известно, приводят к появлению горечи продукта. Кроме
этого происходит гидролиз липопротеидов, фосфолипидов и нуклеотидов, про-
дукты распада которых (холнн, лецитин, гипоксантин и др ) усиливают ощуще-
ние горечи продукта.
Совершенно понятно, что все эти нежелательные изменения икры в процес-
се хранения для различных икорных продуктов не происходят с одной н той же
скоростью, поскольку различны и свойства икры разных видов рыб, и способы
обработки, и применение антисептиков, и виды упаковки, н другие факторы.
Поэтому сроки хранения различных икорных продуктов отличаются по времен-
ным параметрам |37].
Для повышения стойкости икры в процессе хранения необходимо следующее:
♦ высокие санитарно-гигиенические условия производства, чистота рук ра-
ботников, чистота воздуха, воды, оборудования и инвентаря, самих производ-
ственных помещений и др.;
• применение эффективных антисептиков, пастеризации, плотной и герме-
тичной упаковки н холодильного хранения
Исследованиями было установлено, что, несмотря на многообразие видово-
го состава микрофлоры (Вас. mycoidus, Proteus vulgaris, Е. coli, Sarcina lutea.
Pseudomonas fluorescence и др ), при соблюдении должных санитарно-гигиени-
ческих н технологических требований видовой состав микрофлоры становится
однообразным, в котором более всего встречаются микробы роды Micrococcus
[221
5.8.10. Дефекты (пороки) икорных продуктов
Как и любому пищевому продукту, икре свойственны специфические дефек-
I, возникающие как на разных стадиях производственного цикла, так и в про-
ссе хранения, и которые зависят от многих факторов. Характерные признаки
епнфических пороков икорных продуктов, причины возникновения н способы
едупреждения представлены в табл. 5.18 (2, 22, 37, 49].
431
Глава 5. Соленые, пряные и маринованные продукты
Таблице 5 1 8 Пороки икорных продуктов
Порок Характерные признаки Причины возникновения Меры профилдючки
Острота и На начальных стали- Данный дефект, карактери- Строгое соблюдение са-
скисание ях появляется незна- чительный специфи- ческий привкус(ост- рота). который со временем переходит в ощутимый кислый вкус с появлением неприятного запаха зующий микробиальную порчу, в большей степени поражает лососевую зернис- тую ИКРУ- Причинами его яв- ляются: неудовлетворнтель ные санитарно-гигиеничес- кие условия; задержка полу- фабриката до и в процессе обработки; недостаточное количество или отсутствие антисептика: хранение при повышенной тсмпсратуре- Главные возбудители — бак герии E.coli, Pseudomonas fluorescence, Bad. laci is aero- genes и др.) нитарно-гигиеничсскнх условий производства ик- ры, своевременносгъсе обработки, неукосни- тельное соблюдение тем- пературных условий хра- нения
Горечь При употреблении икры во рту появля- ется горечь или горь- кий шиплюший при- вкус Характерен зернистой и па- юсной икре осетровых, зер- нистой икре лососевых, про- бойной икре частиковых ви- дов рыб. Причины: наруше ние целостности желчи при разделке; некачественная соль с большим содержани- ем солей кальция и магния; повышенная соленость; не- равномерное распределение антисептика; высокотемпе- ратурное хранение продукта и окисление липидов икры. Микрофлора, способствую- щая образованию этого по- рока, представлена кокками и микроскопическими гри- бами Строгое соблюдение ре- жимов и параметров тех- нологической обработки рыбы и икры, использо- вание высококачествен- ной соли, хранение икры при оптимальных темпе- ратурных условиях
Слабое зер- Характеризуется ела- Задержка икры-сырца в рыбе Своевременная обработ-
но и лопанец бой оболочкой зерна и ее разрывом или в процессе обработки, икра недозрелая или перезре- лая (автолитические процес- сы): повреждение икринок при пробивке ястыков; дли гельная тряска и другие меха- нические воздействия при перевалках и транспортиров- ках; нарушение температур- ных условий хранения, неод- нократное замораживание и дефростация икры ка икряной рыбы и икры сырца, соблюдение режи мов технологической об- работки, бережное обра- щение с икрой при пере- валках, оптимальные тем пературиые условия хранения, исключение повторного заморажива- ния продукта
432
5.8. Приготовление икры
! лица 5 I 8 (продолжение) Пороки икорных продуктов
[ Характерные признаки Причины возникновения Меры профилактики
Бетусвклю- Между зернами икры Этот порок в большей степс- Строгое соблюдение врс-
J «ина появляются белые ни характерен пастеризован- менных и температурных
Привкус кристаллы без запа- ха. являющиеся ма- лорэстворимыми продуктами гидроли- за белков — тирози- ном и др. аминокис- лотами и концентри- рующиеся на поверх- ности икринок Обусловлен специ- ной икре осетровых и бочко- вой зернистой икре лососе- вых. Причины длительное хранение икры до пастериза- ции; повышенная температу- ра хранения готового продук- та Присущ икре осетровых и за- условий как в производс- твенном цикле, так и при хранении; немедленная реализация икры при не- возможности соблюде- ния температурных уело ВИЙ Выдерживание икряных
1Г-ЖИ и ила фическимн прижиз- висит от характера их пита- осетровых рыб в бассей-
л «ахи при- ненными привкуса- ми Появление специфи- ния и обитания на илистых грунтах Причиной является: хранение нах или прорезях в тече- ние 15...20сут при конт- роле термического и гид- рологического режимов Контроль внутренней по-
сх л.»стаяла чеикого металличес- продукта в металлической таре ьерквости жестяной тары
Наличие кого привкуса в икре Неудовлетворитель- или в стеклянной таре, укупо- ренной металлическими крышками, в случае внутрен- него разрушения лакового покрытия тары или крышки Причиной является наруше и крышек перед упаков- кой; упаковывание и гер- метизация икры под ва- куумом в мелкую тару Повторное пропускание
поеторон- ный внешний вид ние технологических и сани- икры через грохотки на
них приме- икры из-за посто- тарно-гигиенических требо- специальный стеклянный
сей, пленок. ронних включений ваний при изготовлении ик- стол, освещенный снизу.
сгустков крови Затеки Отделение икорной ры лососевой зернистой При изготовлении икры зер- и удаление посторонних включений Строгое соблюдение тех-
жидкости при вскры- тии банок с икрой (при открытии ба- нок с икрой для кон- троля вытекает икор- нистой осетровых рыб баноч- ной недостаточное отжатие (прессование) надвигающих- ся крышек, в результате чего иеподпрессованный верхний нологических режимов в процессе изготовления икры, избежание пре- ждевременного вскрытия банок
Изменение нвя жил кость) Цвет готовой зернис- участок икры становится мокрым, приобретает затек и плесневеет Нарушение технологических При отсутствии видимых
цвета икри- той икры меняется от режимов обработки икры; изменений цвета икры и
нок и серо- оранжевого до ко- низкое содержание поварен- слабом запахе сероводо-
водородный ричнево-черного. ной соли; отсутствие анти- рода возможно устране-
запах икра скисшая с запа септиков; нарушение темпе ние его путем проветри
хом сероводорода ратурного хранения вания икры, разложенной тонким слоем, либо про- мывкой ее тузлуком и не- медленной реализацией
433
Главе 5. Соленые, пряные и маринованные продукты
Таблице 5.18 (продолжение) Пороки икорных продуктов
Порок Характерные признаки Причины возникновения Меры профилактики
Хруст При употреблении во рту ошушается нали- чие песка Нарушение технологических и санитарно-гигиенических режимов изготовления икры Строгое соблюдение те» нологии изготовления икры, особенно ее про- мывки и посола
Икорная Характеризуется по- У лососевой зернистой икры Строгое соблюдение нор-
корка явлением в бочках под верхним дни- щем у зернистой ло- сосевой и паюсной икры осетровых возникает из-за отсутствия либо снижения нормы введе- ния растительного масла, у паюсной икры осетровых из- за недостаточно низкой тем- пературы при длительном хранении мы закладки масла при изготовлении зернистой лососевой икры и стро- гое соблюдение темпера- турных условий хранения
Отстой Появление желто- чной массы, вытек- шей из икринок-ло- пан иев лососевой зернистой икры и ос- татков тузлука Причины: недостаточное удаление тузлука прн посоле икры; посол икры с незрелым зерном; подмораживание го- товой икры; посол икры из задержанных ястыков Строгое соблюдение тех- нологических режммо! и параметров, исключение подмораживания, опти- мальные температурные условия хранения
5.9. НОВЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ В ТЕХНОЛОГИИ ПОСОЛА
И МАРИНОВАНИЯ РЫБЫ
В последние годы значительное развитие получило производство соленой
продукции с массовой долей солн ниже 10%. Для приготовления соленой про
дукции с пониженной массовой долей соли может применяться как прерванный
насыщенный посол, так и ненасыщенный посол. Отличительными признаками
прерванных посолов является постоянное, предельное соотношение соли и рыбы
в системе и переменная продолжительность просаливания. В отличие от пре-
рванного посола законченный посол характеризуется переменным соотношени-
ем соли и рыбы в системе, обеспечивающим требуемое содержание ее в мясе, при
достижении равновесия и одинаковой концентрации соли в наружных и цент-
ральных слоях мяса и в тузлуке.
Достоинством прерванного насыщенного посола является относитетьно вы-
сокая скорость
просаливания, что предотвращает развитие
при высоких температурах среды.
Кроме того.
микрофлоры
по сравнению с
даже
ненасыщенным
законченным посолом.
он обеспечивает более быструю
потерю сырого
вкуса и
более позднее наступление стадии перезревания соленого продукта. Также бо-
лее высокая концентрация соли в тузлуке при прерванном способе посола при-
водит к более интенсивному выделению воды из рыбы
в первый
период
посола.
Например, прн прерванном посоле терпуга средняя скорость перемещения вла
ги из ткани составляет 0,01
%/час, тогда как прн законченном
насыщенном
посоле — 0,006 %/час. Поэтому благодаря меньшему содержанию влаги рыба
прерванного посола имеет более плотную консистенцию. Этот показатель име
434
5 9 Новые направлены! технологии посола и маринования рыбы
п большое значение для рыб с повышенной влажностью, следовательно, такие
ты рыб целесообразно солить прерванным способом. Эти факты свидетель-
пуют о предпочтительности обработки рыбы прерванным посолом, когда ста-
ился цель расширения периода реализации соленых рыботоваров в торговой
I а1И|5,25.51].
К способам посола, обеспечивающим выпуск высококачественной соленой
рлукиии относится посол рыбы под давлением. Такой способ получил шнро-
к распространение в Среднеазиатских и Латиноамериканских странах для
емгоговления соленых продуктов из анчоусовых рыб [52]. Технология посола
г < д давлением сводится к следующему. Рыбу выдерживают в течение 1 сут в на-
t наемном тузлуке, затем разделывают, удаляя головы и внутренности, промы-
1лют в тузлуке и укладывают в бочки или бетонные чаны, пересыпая солью.
Сверху рыбу засыпают слоем соли, прикрывают крышкой и помешают тяжелый
груз. Рыбу в таком состоянии выдерживают до созревания (6...9 мес). Мясо име-
с плотную консистенцию, легко отделяется от костей, и вкус его напоминает
вкус ветчины. Чем больше давление на рыбу, тем медленнее она созревает. Та-
ким образом, ассортимент соленой рыбопродукции, вырабатываемой из мелких
ра«деланных рыб. может быть расширен за счет внедрения в производство тех
налоги и посола рыбы под давлением.
Практический интерес представляет ускоренный способ посола мелкой рыбы,
предложенный А И. Захаровым и др. (а. с. 917206 СССР, 1982, бюлл. № 41) и пре-
дусматривающий предварительное выдерживание рыбы в охлажденном тузлуке, а
затем сухой посол ее в транспортной таре при температуре от -8*С до +5*С. Эта
рыба может быть реализована как готовая продукция или полуфабрикат для при-
готовления продукции холодного копчения, вяленой н провесной продукции,
пресервов. При использовании в качестве полуфабриката, рыба не требует допол-
нительной обработки (просаливания, отмочки). К достоинствам предложенного
способа посола относятся также сравнительно низкие трудовые затраты и низкая
себестоимость, так как в отличие от других способов посола исключается пере-
грузка сортировка и мойка соленой рыбы
НПО < Югрыбтехиентрь разработало способ посола рыбы с периодической по-
дачей тухтука (в пульсирующих тузлуках), который по сравнению с традицион-
ными способами обеспечивает ускорение просаливания ее примерно в два раза
[28, 48]. Сущность способа заключается в последовательном повторении опера-
ции прокачивания Насыщенного тузлука через слой рыбы в течение 0,5... 1ч и
операции выдерживания рыбы без тузлука в течение 0,5...! ч. Ускорение посола
при использовании этого способа определяется хорошо известной закономер-
ностью увеличения скорости диффузии соли при увеличении градиента ее кон-
иентрации. Для посола рыбы этим способом НПО «Югрыбтехника» создана спе-
циальная посол ьная линия Н10-ИЛП-5. Опыт эксплуатации посольной линии
Н10-ИЛП-5 на Ялтинском рыбокомбинате показал, что продолжительность по-
сола до содержания соли 4—8% относительно жирной и крупной рыбы (лсша,
сырка) составляла Зсут, мороженой ставриды с температурой внутри блока от
-5’С до -10*С 23...30ч. Температура тузлука в процессе работы линии поддер-
живалась в пределах 4... 10 "С, температура воздуха в помещении посольного отде-
435
Глова 5. Соленые, пряные и маринованные продукты
ления была 16... 19 °C. В результате вертикальной циркуляции тузлука в ваннах со-
здается одинаковое температурное поле, исключаются застойные зоны и обеспе-
чиваются условия для получения продукции с однородной соленостью. Для рабо-
ты линии требуется в два раза меньшее количество тузлука, чем при обычном
чановом посоле. Применение данной линии сокращает длительность просалива-
ния в 2...3 раза [13,48].
На береговых предприятиях для приготовления соленой продукции из моро-
женой рыбы в последние годы широкое применение получил способ посола, сов-
мещенный с размораживанием. При совмещенном посоле процесс разморажива-
ния и просаливания протекает в одном и том же рыбосольном сосуде — чане
ванне, бочке, контейнере. О полном совмешении этих двух процессов можно п>
ворить с некоторой условностью. Первым этапом является размораживание, вто-
рым этаном, после того, как температура рыб повысится до —2...3*С — просали-
вание. Объединение размораживания с просаливанием имеет некоторые преиму-
щества перед раздельным посолом. В объединенном, совмещенном процессе бо-
лее полно и по прямому назначению может использоваться аккумулированный в
мороженой рыбе холод, а также устраняется необходимость специальной уста-
новки для размораживания. Недостатками совмещенного посола является мед-
ленность и неоднородность просаливания из-за наличия в блоках мороженой ры
бы образцов различных размеров и различных условий посола (концентрации,
температуры) в отдельных частях рыбосольных сосудов. Также к проблемам этого
способа обработки рыбы относится образование на поверхности рыбы или рыб-
ных блоков при температуре посольной смеси ниже О'С труднорастворимой ко-
рочки. препятствующей оттаиванию рыбы и проникновению соли в нее [28].
Могилевский М. И. и Зачепа Б. Н. предложили устройство, позволяющее интен-
сифицировать процесс посола и размораживания рыбы при использовании
обычно применяемых ванн и чанов [35]. Устройство, состоящее из насоса, эжек-
тора и бака с подогревом, предназначено для периодического откачивания тузлу-
ка из посольной емкости, подогрева его в баке и последующего слива в посоль-
ную емкость. Продолжительность посола рыбы в ваннах с периодическим подо-
гревом тузлука в2...3раза меньше, чем в обычных ваннах
К проблемам производства соленой рыбопродукции относится медленное
просаливание крупной рыбы включая некоторых лососевых, что нередко приво-
дит к появлению дефектов, связанных с ухудшением консистенции околопозво-
ночной части мяса рыбы и к снижению сортности продукции. Для интенсифика-
ции процесса просаливания технические инструкции по посолу семги и балтий
ского лосося
предусматривают предварительное нанесение уколов шпилькой
теле рыбы и надрезов ножом в хвостовой части.
Камчатским филиалом Дальрыбвтуза проведены исследования по разработ
ке технологии посола крупных лососевых рыб. предусматривающей для интен-
сификации просаливания введение в тело рыбы насыщенного тузлука посред
ством шприцевания [3,
16, 17, 36]
большим числом игл с боковых сторон.
Лучшим
признано инъецирование тузлука
Важное значение
имели
частота
уколов.
распределение уколов по телу рыбы, объем и обшее количество вводимого туз-
лука.
При шприцевании
чавычи
показано.
что уколы
целесообразно
наносить в
436
5.9. Новые направления в технологии посола и маринования рыбы
сматном порядке по сетке 5x2см. Оптимальное количество уколов находи-
сь в пределах 20...32 на 1 кг рыбы, оптимальный объем одной инъекции
|1 20мл тузлука, оптимальная доза вводимого тузлука около 10 % к массе ры-
бы. К важным преимуществам посола с применением шприцевания перед дру-
гими способами, в том числе насыщенном чановым, относится быстрое накоп-
книс соли до высоких концентраций во внутренних слоях мяса хвостового
г*бля рыбы. К достоинствам посола с применением шприцевания тузлука от-
1осится также и относительно быстрое выравнивание солености тканей рыбы,
iro обеспечивает ускоренное приобретение соленым продуктом нужных гаст-
Яжомических свойств. Рекомендован следующий способ посола крупных лосо-
и.лых рыб (чавычи), позволяющий получать высококачественный продукт:
О’нрицевание насыщенным тузлуком (9... 11 % тузлука к массе рыбы), натира-
ние поверхности рыбы солью, набивка соли в брюшную полость (доза соли
6%), укладка в бочки, заливка бочек охлажденным тузлуком плотностью
1,15г/см\ укупорка бочек, хранение рыбы в холодильной камере для просали-
вания и перераспределения соли [ 17].
Широкие исследования по шприцеванию рыбы, главным образом, разделан-
ной на филе, тешу, боковины проводятся за рубежом. В институте биохимии и
технологии пищевых продуктов в ФРГ показана целесообразность применения
шприцевания для посола филе сайды, используемого в производстве пресервов
•Сайда в масле — заменитель лосося*. Шприцевание может служить также спосо-
бом внесения в филе сайды растворов красителей, окрашивающих его в розовый
цвет. Фирмой Laska (Австрия) налажен выпуск двухкамерной машины для шпри-
цевания Inject Star Twin 62. способной вводить в продукты, в том числе в филе ры-
бь одновременно две жидкости (12]. Фирмой Towsend (Нидерланды) налажен
выпуск машин для шприцевания тузлука и других жидкостей в разделанные
крупные рыбы. Особенностью этих машин является возможность использовать
загрязненные тузлуки, так как они снабжены фильтрующими блоками.
Более широкое применение шприцевания как метода посола возможно при
применении массирования — ударного воздействия, обеспечивающего быстрое
рассасывание тузлучных капсул и выравнивание концентрации соли в мясе.
Для массирования обычно применяют вращающиеся барабаны, из которых уда-
1ен воздух. К преимуществам шприцевания, особенно в условиях относительно
высоких температур, относится снижение бактериальной загрязненности тузлу-
ков. Одним из видов обеззараживания тузлука яаляется обработка с помощью
ультрафиолетовых лучей.
В настоящее время нашел распространение безигольный струйный способ
инъецирования рассола при производстве соленых рыбных продуктов. При
струйном способе рассол подается через сопла малого диаметра
(0,25...0,35)-Ю“3м под давлением (100...250)- 10s Па при помощи инъекторов.
Струя рассола частично внедряется в мышечные волокна. При этом способе от-
крывается возможность инъецирования многокомпонентных рассолов, вклю-
чающих белки, ароматизаторы, эмульсии. Специалистами установлено, что при
струйном способе достигается более быстрое и равномерное распределение по-
солочных ингредиентов по всему объему рыбы, выдержка рыбы в рассоле может
437
Глава 5 Солены*, пряны* и маринованны* продуты
быть сокращена в 2—3 раза в зависимости от ее вида. Введение рассола вепс
средственно в сырье через иглы или инъекторы позволяет точно его дозировал
что не только ускоряет процесс, но и снижает расход соли, уменьшает сброс,
левого раствора в канализацию. Количество солевого раствора может регупирс
ваться.
Также проводятся исследования по получению соленых продуктов изслаби-
созреваюших рыб с применением ферментативных препаратов. Исследования-
ми, проводившимися в ПНР показано, что стимулировать созревание солевой
рыбы может введение в нее не только препаратов протеолитических ферментов,
но также некоторых химических вешеств, которые, как полагают, могут выпол-
нять роль регулятора активности ферментов. Это такие вещества, как, напри
мер, глутаминовая и молочные кислоты — их внесение приводит к значитель-
ному увеличению доли низкомолекулярной фракции миофибриллярных и cap
коплазматических белков.
Одним из перспективных направлений использования слабосозрсваюших:
несозревающих океанических рыб для получения соленой продукции является
производство пресервов [28, 43, 53). Особенность белков таких несозревающих
при посоле рыб, как минтай, треска, каранкс, караси, хрящевые рыбы (акулы,
скаты), глубоководные рыбы (макрурус, берикс, кабан-рыба) хорошо гидроли-
зоваться под действием ферментов позволила разработать АтлантНИРО техно-
логию получения пресервов из подкопченного филе данных видов рыб с лобав
лением ферментного препарата «Оксан». Сущность данного технологического
процесса состоит в следующем: рыбу филетируют и обеешкуривают, солят, под
сушивают, коптят, порционируют на ломтики, укладывают в банки и заливают
смесью растительного масла с ферментным препаратом «Океан». Для улучше
ния вкусовых и питательных свойств данного вида пресервов рекомендуется
применение различных видов заливок и пряностей. Это позволяет получать вы
сококачественную деликатесную продукцию. Для снижения трудоемкости при
готовления пресервов процесс копчения может быть заменен на добавление
различных коптильных препаратов либо ароматизированного масла [42[. Посол
филе для приготовления данного вида продукции рекомендуется проводить туз
лучным способом, т. е. прерванным насыщенным посолом.
К перспективным видам соленой рыбопродукции относится рыба, разделан
ная на филе и обработанная слабым посолом (без прохождения стадии созрева
ния). По товароведческой оценке такая продукция занимает промежуточное по
ложенис между соленой и кулинарной продукцией. Широко известным продук
том такого типа является сельдь «Матьес*, выпускаемая в настоящее время
больших количествах в Голландии. Филе сельди при приготовлении этого про-
дукта солят тузлучным способом.
Также тузлучный способ посола используется при приготовлении пряносоле
ной продукции «Филе любительское», «Филе пикантное» — филе ставриды
скумбрии солят в тузлуке плотностью 1,2 г/см1 [5] Часто для приготовления ма
ринованной рыбы ее сначала солят тузлучным способом, а затем разделывают на
филе без кожи и режут на кусочки. При выработке полуфабриката для горячего
копчения рыбу также обычно солят в соленом растворе до содержания соли
438
5 9. Новые направления в технологии посола и маринования рыбы
J 1% [53]. Для посола слабосозреваюших рыб с целью ускорения просалива-
ия можно применять тепл ые тузлуки с температурой до 20 °C
Помимо несозреваюших при посоле рыб в последние годы в уловах значи-
: >ное место занимают рыбы с высокой ферментативной активностью внугрен-
хтей и мяса, например, килька черноморская, килька каспийская, мойва ак
твнопитаюшаяся. Традиционные способы выработки пресервов из этих видов
оказались неприемлемыми, так как активность протеолитических ферментов
приводит к ослаблению консистенции мяса, появлению лопанца. Поэтому для
Нвышения стойкое! и малосольных килечных пресервов рекомендованы следу-
• ние технологические приемы обработки. Свеже выловленную кильку необхо-
iMO выдерживать в насыщенном растворе соли с температурой не выше О “С в
течение 1,5...2 ч, т. е. совместить охлаждение и тузлучный посол, при этом содер-
иесоли увеличивается до 3...4%. В результате этого происходит обескровли-
шше, охлаждение рыбы, уплотняется ее мясо, укрепляются стенки брюшка, что
Юэводяет в дальнейшем получить продукт без повреждения рыбы. В судовой
тактике тузлучный посол является одновременно способом посола и быстрого
с даждения рыбы-сырца при производстве пресервов [14] Для приготовления
пресервов из мойвы предложена ее разделка для удаления активных ферментов
внутренностей [19, 47J. Пресервы «Мойва жирная тушка маринованная» внедре-
ны ь производство на плавбазах ПТО «Севрыбхолодфлот* в 1981 году.
Работы, проведенные в Мурманском государственном техническом универси-
тете учеными кафедры технологии рыбных продуктов, показали перспективность
совершенствования тузлучного посола филе и мелких видов рыбы в механизиро-
ванных ваннах. Например, чтобы получить продукт, достаточно однородный по
солености (4„.5,5 %) для филс скумбрии толшнна слоя рыбы должна быть не бо-
лее 100 мм, а для мойвы — 120мм при плотности тузлука 1,2 г/см1 и температуре
тузлука +15’С. Установлено, что увеличение плотности тузлука и снижение тем-
пературы посола приводит к более равномерному просаливанию рыбы. Дальней-
шее увеличение толщины слоя рыбы в тузлуке возможно, если осуществить ре-
циркуляцию тузлука с подачей его через перфорированные отверстия в трубах на
верхнюю поверхность слоя рыбы. Если полдерживатьплотность орошения тузлу-
ка в пределах 0,0252(л/мин)/см2 при температуре +15*С и плотность тузлука
1.2г/см3, то толщину слоя просаливающейся рыбы без ее перемешивания можно
чвеличитьдля мойвы до 170мм, для скумбрии до 150 мм
Контрольные вопросы
1. Что такое посол и каким образом различаются способы посола гидробионтов9
2 Как влияют свойства поваренной соли на процесс посола?
3 Каким образом изменяются физико-химические показатели рыбы в процессе посола9
4 Как происходит и чем характеризуется процесс созревания соленых продуктов?
5 Как рассчитать продолжительность просаливания рыбы и чем различаются разработанные
способы расчета?
6 Чем отличается технология соленой рыбы от приготовления рыбы специального посола и
маринованной9
439
Глава 5. Соленые, пряные и маринованные продукты
7. Какие вкусоароматические вещества применяют при изготовлении пряной продукции! iv
ковы способы их внесения?
8. Каковы основные пороки соленой рыбы?
9. Что такое пресервы и какое сырье и ингредиенты используют при их изготовлении’
10. Чем различаете я технология пресервов из разделан ной рыбы от технологии пресервных "ат
11. Каковы особенности строения и свойств икры осетровых?
|2. Каким образом проводят консервирование икры?
13. В чем отличия изготовления зернистой черной икры от паюсной и ястычной?
14. Каковы особенности изготовления зернистой икры лососевых?
15. Как и из сырья каких видов рыб изготавливают пробойную, копченую и вяленую икр)
16. Каковы основные дефекты икорных продуктов?
Список литературы к главе 5
I Аннотированный каталог круглороты» и рыб континентальных вод России — М Паука 1998
2 Артюхом С А , Богдане! В. Д., Двцум В. М. и лр. Технология продуктов из гидробионте! — М Каде*
2001 -496с.
3 . Балыков Л. И. и др Исследование температурного режима при посоле чавычи // Холодильная теолпо.
1985. — №3. — С. 39—41
4 . Борисочкина Л. И. Применение натуральных и синтетических ароматизаторов при производстве рыбнш
продуктов — М., 1975.— 45 с
5 Борисочкина Л И . Дубровская Т А Технология продуктов из океанически* рыб — М Агропроиюит,
1988 - С 125 126
6 Бражная И. Э. Разработка ароматизаторов для п ре сер во в на основе совершенствования процесса генеря-
пни дыма фрикционным способом. / Автореферат диссертации на соискание степени канд техн наук -
Мурманск МГТУ, 1998 — 25с
7 Булдаков А С Пищевые добавки Справочник — СПб: Lit, 1996.—240 с
8 Воскресенский Н А Кинетика процесса посола рыбы // Гр ВНИРО. - 1952 —Т 20 — С 56 75.
9 Воскресенский Н А Кинетика песета охотской сельди // Рыб. хоз-во. — 1953. — № 3. — С, 55 59.
10 . Вылов осетровых в России и торговля ими (Российская часть Каспийского бассейна) / Проект TRAFFT
Europe-Russia, 1999.
11 Гинзбург А С Оплодотворение у рыб я проблема полиспермии — М_: Наука. 1968
12 Гулевич А В.. Шклровскяя Э Н. Технологическое оборудование на выставке «Современная промышлен
кая техника Австрии»//Зкспресс-информ./11НИИТЭИРХ Рыб хоз-во. Сер «Технологическое оборую-
ванис рыб. пром-сти* Зарубежный опыт — 1986. — Вып 6 — С 1. 5.
13 Гудовнч А. В. Современное состояние н направление развития рыбообрабатывающего оборудован»* /' Об-
зорная информ / ИНИИТЭИРХ. Рыб. хоз-во. Сер. •Технологическое оборудование рыби пром-сти. —
1986.-Вып 4.-24с.
14 Давлентьярова Р А , Черногорцев А. П. Влияние pH среды и способа посола на стойкость пресервоа из
кильки при хранении // Рыб хоз-во — 1981. — Ns 3. — С. 75. .77
15 Дармограй А Н Исследования по технологии слабосоленых рыбных паст. / Автореферат диссертации на
соискание степени канд техн, наук — М, 1981. — 26с.
16 ДеггяревВ Н и др. Тухтукоемкость чавычи при шприцевании//Рыб. хоз-во. — 1984 — N»8. — С 72 ..73
I7 Дегтяреве Н.идр Исследование процесса просаливания чавычи//Рыб. хоз-во. — 1983. — Mill —С69 70
18 Димом В. В. Закономерности процесса диффузии соли в мясе рыбы при посоле в тузлуке — Апатиты
Кольский научный центр РАН. 1996 — 18с
19 Изыскание способов сохранения качества активно питающейся мойвы к приготовление из нее пищевой
продукции (мороженной, пресервов, копченой) // НИР / Севтехрыбпром Информ-карта Ns II16-81
N) гр. 80015-5878
20 . Квзанчеев Е Н. Рыбы Каспийского моря М.: Рыбное хозяйство. 1963.
21 . Касьянов Г И.. Пехоа А Б , Тарин А А Натуральные пищевые «роматимторы. СО -экстракты. — М Пи-
щевая пром-сть, 1978.
22 Клэеветтер И В, Макарова Т И.. Зайцев В. П. и др. Технология обработки водного сырья — М : Пищевая
пром-сть, 1976. — 696с
23 Ким Г Н Разработка технологии деликатесных пресервов из слвбосозревающнх рыб с использованием
копгильнот препарата / Автореферат диссертации На соискание степени канд техн, наук — Калинин-
град. 1998 — 25 с
440
Глава 5. Соленые, пряные и маринованные продукты
Ц Кмдеовский Э Технология рыбного фарша — М: Агропромиздательство. 1991 220с.
25 Комиссарова Н. Ю. Со верше нет войн нс произведена соленой, пряной и маринованной продукции // Ин-
форм ткет / ЦН ИИТЭРХ — м, 1983. — 28 с.
I ЛеаанидовИ. П О коэффициенте просаливания рыбы//Рыб. хоз-во. — 1956 — №3.— С 83...85.
'ЛеааниловИ П Посол рыбы (элементы теории и практики)// Известия ТИНРО — Владивосток. — 1967
Т 63.-197с
Л Чемнюов И П Ионас Г П . Слуцкая Т Н Технология соленых копченых и вяленых рыбных продуктов
— М Агропроыммят. 1987 — 157с.
. Зеанева Л. С Оценка способности сельдевых рыб к созреванию // Рыбное хоз-во. — 1964. — №9. —
С 69 72
Леоном А. П Сравнительное изучение изменении сэотнстых веществ сявбосоленоЛ сельди различных
особое посола при ее созревании // Рыбохоз исслед в басе Балт. море: Сб. — Рига, 1970. — С 138 158.
। Меленой О. Я.. Титова И. М и Др. Технология ароматизации масла коптильными препаратами и его ис-
«аннс при производстве малосоленых пресервов //Технология деликатесных малосоленых пресер-
Ввв я копченой рыбы Сб тр АтлантНИРО. Калининград. 1991. — С. 119 129
' Миндер Л. П Изменения веса рыбы в растворах поваренной соли И Рыб. хоз-во. — 1948. — №4. —
С 29 33.
Ч Миндер Л П Некоторые вопросы теории посола рыбы// Тр. ПИНРО. — 1970. — Вып. 30. — С. 143 ..158
34. Миндер 71. П . Суслова Н М Изменения веса костей рыбы при посаде//Тр. ПИНРО — 1975. — Вып. 36.
С 207 210.
И Могилевский И. М-, Зачепа Б. Н. Ускоренный посол рыбы // Рыб. хоз-во — 1984. — Вып. 19. — С 72 73.
НсвтоновН. К К вопросу о динамике посола рыбы //Рыб хоз-во. — 1936. — № 10 — С. 44.. 51.
С Никитин Б П Повышение качества рыбных продуктов. — М. Пиш пром-сть, 1980 — 368с
38 Никитин Б Г. Предупреждение и устранение пороков рыбных продуктов — М.: Легкая И нишевая пром.,
1981 -264с
I ПлориньА П Созревание соленой рыбы//Тез. симп. - Калининград, 1975. — С 70. .73.
Плотников Е А. Изменение массы чавычи при посаде и хранении /•’ Рыб хоз-во. — 1986. — N> 6 —
С 70.. 72
41 Портников а. Г. Гельман А. Г Исследования процессов просаливания океанических рыб //Тр. Атлант НИ РО
1976 - Вып 59-С 100. 104.
42 Поротиков А. Г. Исследования ыассопереноса в системе «рыба-тузлук-соль» при просаливании рыбы и
пительном хранении готовой продукции Прогрессивная технология производства пресервов, соленой и
копченой рыбопродукции. — Калининград: АтлантНИРО. 1988 — С 24.. 42
43 Проблемы повышения качества рыбной продукции. Рсд Биденко//Сб. науч.тр. — Калининград: Атлант -
НМРО. 1985. - 39с
44 . Ранннская Ю. И. Влияние некоторых факторов на стойкость паюсной икры при хранении // Рыбное хо-
зяйство. - i960 - № 7. - С. 77.. 84.
45 Рулев Н. Н. Первичная обработка атлантической сельди. — Калининград. I960. — 80с.
46 Сборник технологических инструкций по обработке рыбы: ВНИРО / Под рсд А. Н. Белогурова. М. С Ва-
сильевой. — М. Колос. 1994. — Т2 — 590с
47 Соловей В Е Новые виды продукции из мойвы, путассу и др. объектов промысла // Рыб. хоз-во. — 1982 —
№10 - С. 72 .73.
48 Солодовников К А. Линия посола рыбы с периодической подачей тузлука // Рыб хоз-во — 1984 -.44-
С 67 ..69.
49 Справочник технолога рыбной промышленности: / Пол рел Новикова В. М- — М.. 1972 — Т. II. — 464с
40 Степанова А Е Вкусовое соленое вещество «Снпвин-. // Экспресс информ Сер. «Мясная пром-сть*. —
АгроНИИТЭНММП - 1982 Вып 7.- 29с
51 . Трухин Н. В Совершенствование rcxHwioiKM производства соленой рыбопродукции // Информ паке)
ВНИИРХ Сер. «Обработкарыбы. - 1989 -J*3(lj.- С. 1. .18.
52 УитонФ У, Лосон Т Б. Производство продуктов питания из океанически» ресурсов (в 2-х т). Пер сангл.
Под ред. и с предиад. Быкова В. П — М. Агропромиздат. 1989. — 765с
53 . Хван Е А.. Гудович А В Копченая, вяленая и сушеная рыба — М. Пиш. пром-сть, 1978. — 207с
54 Шендерюк В И Производство слабосоленой рыбы. — М Пиш. пром-сть. 1976.— 175 с.
55 Шендерюк В. И.. Поротиков А Г Кинетика перемещения воды в процессе просаливания и хранения рыбы
// Тр. АтлантНИРО. - 1976. - Вып. 64 - С. 94.. 101.
56 Anderson. Manarel L. and Jcecpt M. Mendelsohn A rapid saltcunnx technique //J. Food Set. — 1972 — № 37
- R 627 .628.
57 Beatty, S A , and H Fougere The Processing of Dned Salted Fish // Fisheries Research Rnard of Canada —
Ottava 1957 — Bulletin 112.
441
Глава 5 Соленые, пряные и маринованные продукты
58 Burgess, С Н.О., С L Синиц, J a Lovem. ana J. J. Waterman Fish Handeltng and Processing // Chenuc»
Publishing Company. — New York. 1967
59 Del Ville. FR , and J L Gonzales-Ymgo Aqick — Baiting process for fish. — Behavior of different spec>
wish respect to the process // Food Technol — 1968 — №22. — P. 85—88.
60 Matz, Samuel A Waterin Foods //AVI — Westpon CT. 1965-
ГЛАВА 6. СУШЕНАЯ, ВЯЛЕНАЯ
И КОПЧЕНАЯ РЫБА
6.1. СУШКА И ВЯЛЕНИЕ
Сушка и вяление рыбы определенной солености позволяет получать полуфаб-
рикат или готовый к употреблению продукте высокими вкусовыми и питатель-
ными свойствами. Сушено-соленую рыбу низкотемпературной обработки перед
потреблением дополнительно отмачивают и отваривают, а рыбу горячей сушки,
например, снеток употребляют в пишу без дополнительных кулинарных опера-
ций В настоящее время разработаны технологии производства солено-сушеной
рыбы по низкотемпературным технологиям, которую можно употреблять в пишу
и без дополнительной кулинарной обработки.
Вяленая рыба также используется в пишу без дополнительной кулинарной об-
работки. В процессе вяления в ней происходят сложные биохимические измене-
ния белковых вешеств, рыба теряет вкус сырого продукта. По мере обезвожива-
ния рыба пропитывается жиром [15].
6.1.1. Научные основы сушки рыбы. Формы и энергия связи воды
в рыбе
Рыба — это пишевой продукт, относящийся к сложным системам, в которых
к.лга находится в связанном и свободном состоянии [3]
Академик П. А. Ребиндер [II, 24, 35] предложил разделить все формы связи
влаги для капиллярно-пористых тел на три группы:
• физико-механическая связь;
♦ физико-химическая связь;
• химическая связь.
Физико-механическая связь. К этому виду связи следует отнести влагу, удержива-
емую на поверхности продукта силами поверхностного натяжения; влагу макрока-
пилляров, радиус которых больше 10-5см, при таких размерах капилляров давле-
ние насыщенного пара над мениском макрокапилляра составляет 0,99...0,999 от
явления насыщенного пара над плоской поверхностью; влагу микрокапилляров,
адиус которых меньше 10-5см.
Физико-химическая связь. К этому виду связи влаги с материалом относят ос-
мотически связанную влагу и адсорбционно-связанную влагу.
443
Глава 6. Сушеная, вяленая и копченая рыба
Химическая связь. Химически связанная влага вводит в состав молекул матери
ала в строго определенном количественном соотношении. Она наиболее прочн<
связана с материалом и может быть удалена из продукта либо при химической
взаимодействии, либо прокаливанием. При обычной сушке химически связанная
вола не удаляется. Содержание химически связанной воды в мясе свежей рыбы
5...7 % (в расчете на сырое вещество).
Перечисленные виды влаги имеют различную энергию связи с материалом
Влага, удерживаемая силами поверхностного натяжения на поверхности продук-
та, обладает всеми свойствами свободной воды. При сушке она удаляется в пер-
вую очередь. Малую энергию связи воды с материалом имеет макрокапиллярная
вода. Ее энергия связи с материалом близка к энергии связи свободной воды.
По С. М. Липатову (3), осмотически связанная вода образуется следующим
образом: при формировании геля создается скелет из замкнутых клеток, стен-
ки клеток состоят из водонерастворимых фракций, а часть растворимой фрак-
ции попадает внутрь клетки. Таким образом, внутри и снаружи клеток нахо-
дится растворимая фракция. Концентрация растворимых фракций внутри
клеток больше, чем вне клетки, поэтому вода проникает в клетки осмотичес-
ким путем. Осмотически удержанная вода не растворяет легко растворимые
вещества. Во всем остальном этот вид влаги мало отличается от свободной во-
ды. Энергия ее связи с материалом невелика. Поэтому при сушке этот вид вла-
ги удаляется вместе с влагой макрокапилляров.
Энергия связи микрокапиллярной влаги зависит от диаметра капилляра При
небольших диаметрах энергия связи £ достигает большой величины, например,
при сушке рыбы энергия Е микрокапиллярной влаги по толщине рыбы может из-
меняться от 0,5 до 1,1 кДж/моль [ 11J (рис. 6.1).
Ряс. Зависимость энергии связист
времени сушки для различных слоев
филе и рыбьг
t, 5 — поверхностные слои состороны кожи и
ерем; 2. 4 — средние слои со стороны кожи и
ерем соответственно; 3 — центральный слой
С увеличением продолжительности обезво-
живания энергия связи влаги слоев /, 2, 5 значи-
тельно возрастает Причем наибольший рост Е
отмечен для внешнего слоя филе со стороны
среза. Для слоя /с кожей Еменьше, чем для слоя
5 и меньше энергии связи влаги в слое 2. Это,
видимо, объясняется тем, что волокна кожи бо-
лее эластичны, чем таковые у мяса рыбы, поэто-
му в процессе обезвоживания они подвержены
меньшим изменениям. Микрокапиллярная вла-
га представляет собой свободную влагу, т. е. ее
свойства не отличаются от свойств свободной
воды. В продукте она может перемешаться в ви-
де жидкости и пара. Однако ее труднее удалить
из рыбы из-за довольно высокой энергии связи
влаги с материалом. Причем по мере обезвожи-
вания энергия связи влаги с рыбой возрастает
из-за уменьшения размеров пор. Известно, что
коллоидные материалы характеризуются значительной внутренней поверхно-
стью и свободной энергией этой поверхности, за счет которой происходит адсор-
444
6.1 Сушка и вяление
( ионное связывание воды. Энергия связи этой влаги велика и может быть зна-
Щслъно более 3,5' 103Дж/моль. Различают влагу монослоя (непосредственно На
ьяерхности молекулы) и последующих слоев — полислоя. Чем дальше находится
с • Л влаги от поверхности молекулы, тем меньше энергия связи влаги с материа-
Количество адсорбционно-связанной влаги в рыбе составляет около 5...8%
du сырое вещество). Эта алага при сушке удаляется в последнюю очередь из-за
значительной величины энергии связи влаги.
Диффузия влаги в рыбе. По аналогии с основным законом теплопроводности
Фурье, основной закон переноса влаги внутри материала выглядит следующим
образом |3, II, 24, 35]:
q„ = -X„V0„, (6.0
где?.— плотность потока влаги (масса влаги dM, переносимая в единицу време-
ни А через единицу изо потенциальной поверхности Д5 (поверхность одинаково-
го потенциала)), кг/(м2 с),
_ dM
ih AS '
V6.— градиент потенциала вещества, ед. потснииала/м (V0W характеризует про-
странственную скорость изменения потенциала по нормали к изопотенциал ьной
поверхности); к. — коэффициент пропорциональности, называемый коэффици-
ентом влагопроводности. кг/(мс-ед. потенциала».
Градиент потенциала переноса влаги V6. связан с градиентом влагосодержа-
ния V[/следующим выражением:
ve„ = Д-vt/, <4j)
где С. — удельная влагоемкость продукта ([/— влагосодержание продукта, кг вла-
ги/кг сухого вещества),
с = [—1 .
С учетом (6.2) уравнение (6.1) примет вид
I
или = -r^7‘p"vl/ = -°"Povt/-
Ро
где р0 — масса абсолютно сухого продукта в единице объема влажного продукта,
кг/м1; VL/ — градиент влагосодержания, кг влаги/(кг сухого веществам);
ая = -\,/(С„’Ро) — коэффициент пропорциональности массопереноса, м2/с (иног-
да называемый коэффициентом диффузии влаги).
Коэффициент пропорциональности о. аналогичен коэффициенту температу-
ропроводности (о = Х/(С р)) и имеет такую же размерность.
445
Глава 6. Сушеная., вяленая и копченая рыба
Если в продукте имеет место не только градиент влагосолержания, ио и гради-
ент температуры, то н влага внутри продукта перемешается под действием эпп
двух градиентов. Перемещение влаги под действием градиента температуры на-
зывают термовлагопроводностью. В коллоидных капиллярно-пористых телах, к
которым относится большинство пишевых продуктов, термовлагопроводнось
складывается нз ряда сложных процессов [3J:
1) молекулярной термодиффузни влаги за счет молекулярного перемещения
пара из-за разной скорости молекул нагретых н холодных слоев продукта;
2) капиллярной проводимости, возникающей из-за изменения капиллярного
потенциала, который зависит от поверхностного натяжения, уменьшающегося с
повышением температуры, до/60 < 0, отсюда уменьшается и капиллярное давле-
ние Р= 2с/г,
3) уменьшение давления понижает всасывающее усилие, поэтому влага в виде
жидкости уходит от нагретых слоев к более холодным.
Перемещение влаги под действием влажного воздуха. При нагревании про-
дукта воздух в порах расширяется, и упругость водяных паров увеличивается, при
расширении воздух проталкивает жидкость к слоям с более низкой температурой
Термический поток влаги можно представить следующим выражением:
чм = -ГХ" • ve = -а„ь ve, «л
Ро
где q^ — плотность потока термодиффузии влаги, кгДм1 с); V6 — градиент тем-
пературы, "С/м; б = а^/а^ — относительный коэффициент термодиффузин влаж-
ного материала (здесь ^„иа^- коэффициенты диффузии и термодиффузии)
При использовании конвективного нагрева, ИК-энергии нт. п., когда на-
грев продукта осуществляется от поверхности к центру, Vf/н V0 имеют проти-
воположные знаки. Направление потока влаги определяется соотношением VP
н V0:
fat/ ,эе\
I, <м>
СИ'
1де 6 (//ди. 30/дл — скалярные значения градиентов влагосодержания и темпера-
туры.
Если интенсивность образования пара в материале больше, чем скорость его
переноса из зоны испарения через скелет тела наружу, то внутри создается не-
релаксируемый градиент общего давления VP За счет действия VP влага также
перемещается:
= <*.S)
где Кг — коэффициент молярного переноса влаги.
Выражение (6.5) — нс что иное, как известный закон фильтрации Дарси.
Иногда перенос влаги под действием VP называют фильтрационным переносом.
В общем случае уравнение переноса влаги можно записать так:
4 4 Ч^ = -<LP0Vt/- a„pc60 - Кр VP.
446
6.1. Сушка и •ленив
Дифференциальное уравнение переноса влаги аналогично дифференциально-
му уравнению переноса тепла:
= a„V2U+ a„6V2B + <6t>
Ро
где V; = д2/х2 + д2/у2 + д2/с2 — оператор Лапласа.
При низкотемпературной сушке V0MO1 и VP- 0, тогда для пластины:
Если в процессе тепловой обработки происходит денатурация белков, то вы-
ражение (6.7) выглядит следующим образом [27]:
37 = a„V2U + o,w2e + ^ z v’p, <t.s>
вт ₽»
где z— коэффициент, учитывающий свойства тканей в условиях денатурации.
Интенсивность испарения влаги q (кг/(м:- ч)) с поверхности материала в период
постоянной скорости обезвоживания можно выразить уравнением
/п П 1102
? = («’)
где a„t — коэффинисн! влаюобмена яри сушке влажного материала, отнесенный
к разности парциальных давлений, кг/(м2,ч)кПа; В — барометрическое давле-
ние, кПа; Рн — парциальное давление пара в коптильной камере, кПа; Рм — пар-
ииальное давление паров жидкости над поверхностью испарения, кПа.
В общем случае интенсивность испарения влаги зависит от температуры, влаж-
ности, скорости, сушильного агента, формы и размеров поверхности изделия.
При сушке рыбы скорость движения сушильного агента выше 2 м/с не оказы-
вает влияния на интенсивность процесса обезвоживания. В то время, с повыше-
нием температуры и влажности сушильного агента интенсивность обезвожива-
ния резко возрастает.
Наличие максимума интенсивности массопереноса прн скорости 2 м/с указыва-
ет на то, что процессы испарения влаги с поверхности рыбы протекают с большей
скоростью, чем перенос влаги внутри продукта. Поэтому для ускорения процессов
е первую очередь необходимо интенсифицировать внутренний массоперенос.
Кинетика сушки. Закономерности сушки рыбы аналогичны таковым, возни-
кающим при сушке других пишевых материалов, хотя имеются и некоторые от-
тичия. Кривая кинетики сушки представлена на рис. 6.2
На графике участок 1а — период разогрева1’. Этот период обычно имеет неболь-
шую продолжительность по сравнению с продолжительностью всего процесса.
Продолжительность периода разогрева зависит от толщины продукта и режимов
обработки. Участок / графика — это период постоянной скорости обезвоживания.
Период /завершается при достижении кривой критической влажное ш w* в точке
'Часто период раэогрепа иэ-м его малости не учитывают при построении графике
447
Глова 6. Сушеная., вяленая и копченая рыба
Ряс. 6.2. Кривея кинетики сушки:
W* — ы*жность продукта, отнесенная к массе сухого вешестш,
Я; т — проаолж1ггелыяхть сушки, ч
Кх После точки К, и далее вправо расположен второй период. Он характеризуется
убывающей скоростью сушки, причем может состоять из двух илн более частей, в
пределах которых скорость удаления влаги изменяется по одинаковым законам. То
есть во втором периоде может быть одна (в нашем примере) или несколько крити-
ческих точек Aj. Критические точки на кривой кинетики обезвоживания возника-
ют при окончании преимущественного удаления влаги с меньшей энергией связке
материалом и началом удаления влаги с большей энергией связи. Например, на
участке кривой (рис. 6.2) от начальной влажности рыбы до первой критической
и**, удаляется в основном влага, удерживаемая на поверхности рыбы силами по-
верхностного натяжения, влага макрокапилляров и осмотически связанная влага
Готовая вяленая рыба характеризуется конечной влажностью в пределах 45...50 % (в
пересчете на общую массу). При такой конечной влажности после wxl должна уда-
ляться в основном микрокапиллярная влага, так как суммарное содержание хими-
чески связанной и адсорбционно-связанной влаги не превышает в рыбе 17%. Од-
нако на кривой кинетики обезвоживания имеет место вторая критическая точка К..
Вторая критическая точка возникла в зоне удаления микро капиллярной влаги. По
мере обезвоживания рыбы микрокапилляры уменьшаются в размере 111], следова-
тельно, увеличивается энергия £связи воды в мнкрокапиллярах. При достижении
какой-то критической точки К2 энергия связи влаги достигает такой величины, что
существенно влияет на процесс удаления влаги. После критической точки К2 влага
удаляется более медленно. В обшем случае критические точки К, и К2 могут зави-
сеть от режимных параметров, геометрических размеров тела, его химического со-
става, вида подводимой энергии. Для рыбы основное влияние на значение крити-
ческих влажностей оказывает химический состав Режимные параметры, геометри-
ческие размеры, вид подводимой энергии практически мало влияют на и жп.
Для определения критических влажностей в процессах обезвоживания рыбы
можно применять следующие выражения [11]:
в£,= 1,06 (•»)
— 0,784 wf + 2, <«.ii)
где w(c — начальная влажность рыбы на сухую массу, %.
448
6.1. Сушко и вяление
Для рыбы кривая скорости обезвоживания может быть определена из выраже-
иия[27]:
(ГС
Скорость обезвоживания можно найти как тангенс угла наклона к кривой ки-
нетики обезвоживания, например, tga в точке А (рнс. 6.2).
В общем случае К зависит от температуры, влажности, скорости движения су-
шеного агента, жирности и содержания соли в рыбе, ее удельной поверхности:
К =f(t, и, ф, ж, U, S/m). (6.13)
। е S/m — удельная поверхность рыбы, м2/кг.
Так как влагосодержание и жирность рыбы функционально связаны между
^бой, то справедливо и следующее выражение:
К =f(t, v, ф, U, S/m). (6.14)
Если скорость дымовоздушной среды более 2 м/с, то можно выражение (6.14)
записать следующим образом:
К =j\ty ф, U, S/m). (6.15)
Выражение (6.15) при одинаковых геометрических размерах рыбы выглядит
стгдуюшим образом:
(6.16)
Так, например, доказано постоянство величин №;, т/т?, Кх (и ряд других),
которое является наиболее общей закономерностью кинетики обезвоживания и
может быть использовано для получения экспериментальных зависимостей при
заданном начальном влагосодержании и независимо от режимных параметров,
где Д'” — скорость обезвоживания в I период, кг/(кг сух. в-ва ч): т — текущее
время обезвоживания, ч; — Продолж ительность обезвоживания до какого-ли-
бо конечного значения влагосодержании, ч; К — коэффициент сушки (обезво-
живания), ч'1.
В Московском технологическом институте пишевой промышленности разра-
ботан метод обобщения кривых сушки на основе следующей функциональной за-
висимости:
де vf, и^|, — текущая, первая критическая и равновесная влажность на массу
(бсолютно сухого вещества, %; т, xKi — продолжительности достижения влажно-
тей и'д'. _
Если обобщение кривых кинетики обезвоживания иа основе N, т/т,. Кх спра-
юдливо при допущении, что wAI не зависит от режима, то использование функци-
ональной зависимости (6.17), как показано в работе Г. В. Цыдондержиевой, учи-
ывает влияние на процесс и режимных параметров.
449
Глава 6 Сушеная, вяленая и копченая рыба
Выражение (6.17) может быть использовано для обобщения кривых кине-
тики обезвоживания продуктов с разными начальными влагосодержаннями,
если wKl не зависит от режимных параметров. Продолжительность обезвожи-
вания тК| в выражении (6.17) в основном определяется скоростью обезвожива-
ния в первый период N, где N которая в свою очередь для конкрет-
ного материала зависит от внешних условий (режимных параметров, размеров
и т. д). Однако на процесс сушки оказывает влияние и характер связи влаги с
материалом (внутренние свойства). Так для удаления влаги различных форм
связи требуются разные расходы энергии. Чем выше расход энергии на отры!
влаги от материала, тем медленнее происходит процесс сушки при лрочм
равных условиях.
Учитывая, что в рыбе количество адсорбционно-связанной влаги не превыша-
ет 5... 10 %, по-видимому, наибольшее влияние на процесс обезвоживания рыбы в
период падаюшей скорости оказывает микрокапилляриая влага.
На основании изложенного и предположения, что не зависят от режимнш
параметров”, возможно обобщение кривых кинетики обезвоживания на базе:
Xi т, т_
= ----- = ... - - - const, «.id
Х1«)1------------------------------------------------Х(К2)2 х(К2)и
где т„ — продолжительность обезвоживания, соответствующая продолжительно-
сти достижения рыбой влажности тк2 — продолжительность достижения ры-
бой влажности
В выражение (6.18) входит величина тК2, косвенно указывающая на изменение
энергии связи микрокапиллярной влаги в рыбе. Поэтому обобщение кривых
обезвоживания на базе выражения (6.18) учитывает влияние на процесс внутрен-
них свойств материала.
Из выражения (6.17) следует, что
Т, х2 хл
---- = -------- = ... = - = const 0.11)
Т|К1»1 Т(К1)2 Х(К1)л
Перемножив выражения (6.18) и (6.19), имеем [11]:
--—-----— = ----------~ ~ = ... - Т" = const . 0.21)
Х(Х1)‘ Х<К2)1 Х(К1)2 Х(К2)2 х(К1)л х<2<I))л
В выражение (6.20) входят т(Ж|> и т<Г2], которые косвенно учитывают влияние
на процесс обезвоживания внешних условий и внутренних свойств материала
Поэтому, используя (6.20), можно получить обобщенную кривую кинетики
обезвоживания для материалов с разными начальными влагосодержаннями с
учетом как параметров режима так и свойств материала, если ыКУ н wKt мало за-
висят от режима.
Обобщенные кривые кинетики обезвоживания при вялении и холодном коп-
чении представлены на рис. 6.3,6.4.
"При равных % также будут равны разных видов рыб. Это равенство возможно, если нс зависят ст режи-
ма обезвоживания
450
6.1. Сушка и лени*
Рис. 6.3. Обобщенная кривая обезвоживания в процес-
сах холодного копчения и вяления (в координатах
’ЛгГ’Л„>
Рис. 6.4. Обобщенная кривая обезвоживания в процессах хо-
лодного копчения и вяления (в координатах nf/wj, '
1Л„тЛ„:
к — расчетные эньчения, • — экспериментальные значения
Уравнения приведенных на рис. 6.3 и 6 4 кривых выглядят следующим образом:
0,887
(в-21)
451
Глава 6. Сушмна», вяленая н копченая рыба
wc w 1,225
*>1 WKI 1/16,431+— —1
k Т<1 T*r
Продолжительность т достижения какой-либо конкретной влажности HI-
ХОДЯТ из следующего выражения:
-5,381
LtJiO,и-16,431
Выражение (6 23) используютпрн в/щ > > */ю, %, а (6.24) при > vf > 150%
Произведение в выражениях (6.23), (6.24) учитывает влияние на процесс
обезвоживания режимных параметров, геометрических размеров продукта, химичсс
кого состава, а также изменение внутренних свойств материала в процессе обезвожи-
вания (уменьшение размеров капилляров и т. п.). Если известно произведение тК1 тс
можно построить конкретную кривую кинетики обезвоживания расчетным путем.
Произведение тК1-тп находится из выражения:
--------.
1О''2251Я 'Я_16431
В выражении (6.25) неизвестной величиной является продолжительность тк
достижения влажности vF = 150 %, которую можно найти из следующего вираже
ния [11]:
44,3(С70- 1,84)
х150 - -----------------
(4.М)
хОП’ *—’
0,95)
т J
где Uo — начальное влагосодержание рыбы, кг/кг; S/m — удельная поверхность ры
бы, м2/кг; Яр — жесткость режима, которая характеризует влияние температуры
относительной влажности сушильного агента иа продолжительность процесса.
Жесткость режима может быть найдена из следующего выражения:
(4-27)
здесь I, ср — средние за процесс температура и относительная влажность сушиль
ного агента.
Область применения (6.26): 68 s s 78 %, 0,11 s S/m л 0,23 м2/кг, 5 л л 28.
Скорость сушильного агента должна быть равна или более 2 м/с.
Используя выражения (6 23. -6.27), можно построить конкретную кривую ки
нетики обезвоживания до влажности = 150 %, не проводя экспериментов, если
452
6.1 - Сушка к вяление
I «кстны начальная влажность рыбы, ее удельная поверхность н жесткость режи-
р Если конечная влажность при обезвоживании рыбы rf. < 150%, то прибли-
*.-нно можно найти промежуточные значения влажиостей, соответствующих
омени обезвоживания 24 и 48 ч, по формулам Ill):
и£ » М) * W|C— 3,024 ЛрС 25 (w® — 50)( 10 S/m — 0,6)°5, (6.28)
< = 4» = “ 3,792 Лр° 25 (w® - 50)( 10 S/m - 0,6)°5. (6.29)
Зная несколько точек на кривой кинетики обезвоживания при вялении н хо-
1 ином копчении рыбы, найденных по формулам (6.23...6.29), методом натяну-
та ; нитей (количество точек сверху и снизу кривой должно быть равным) строят
иквую кинетики обезвоживания и определяют затем продолжительность про-
мса по конечной влажности продукта.
Область применения уравнений (6.28...6.29) аналогична таковой для выражс-
1мз (6.26). Следует заметить, что выражение (6.27) справедливо для прерванного
п-юла рыбы, в случае законченного посола продолжительность обезвоживания
сокращается в среднем на 17 %.
Нзияние геометрических размеров, режимных параметров и химического состава
на продолжительность обезвоживания в процессах вяления и холодного копче-
ния можно оценить по среднему темпу обезвоживания:
%/ч
месь w,'. w/ — начальная и конечная влажность продукта, %; т — продолжитель-
нс ть обезвоживания до влажности nJ, ч.
На рис. 6.5 приведены результаты экспериментов по изучению влияния ка-
линой влажности на интенсивность обезвоживания рыбы законченного и пре-
j‘- иного посола. Обезглавленная ставрида различной начальной влажности
обезвоживалась до влажности w'~ 92,3 % (w“ - 48 %).
Гис. 6.5. Зависимость среднего темпа обезвоживания обезгтав-
ленной ставриды от начальной влажности рыбы
I — мкоичснныИ посол (Я1,- 183 1): 2— прерванный посол (ЛГ, — 1О.5±О.5>
453
Глава 6. Сушеная, вяленая и копченая рыба
Вид кривых 7 и 2, приведенных на рис. 6.5, дает основания полагать, что зави-
симости v‘=/(w’) близки к лииейиым, так как чем выше начальная влажность
рыбы, тем выше н средний темп обезвоживания
Температуру и относительную влажность сушильного агента, выраженную че-
рез жесткость режима Xt (6.27), можно рассматривать как единый обобщенный
параметр, учитывающий влияние на процесс обезвоживания режима при усло-
вии, что скорость сушильного агента равна или более 2 м/с. Как показали иссле-
дования, при этих значениях скоростей они не оказывают влияния на интенсив-
ность обезвоживания.
Влияние режимных параметров на средний темп обезвоживания приведено на
рис. 6.6.
Ряс- 6-6. Зависимость скорости сушки И от жесткости режима сушки Л;
I — ствврмм обезглавленная законченного посола wf — 70%, 2— ставрида обезглавленная прерванного
посада и*- 7С%
Просматривается очевидная закономерность, что с увеличением
жесткости
режима увеличивается и средний темп обезвоживания рыбы. Средний темп обез
вожнвания
обезглавленной
ставриды законченного посола выше, чем у ставриды
прерванного посола. Такой результат, ло-видимому, объясняется тем. что при за
конченном посоле рыба равномерно просаливается по толщине, а в рыбе пре
рванного посола имеет место градиент концентрации соли, препятствующий вы
ходу влаги на поверхность [11]. В пользу данного предположения свидетельству
ют эксперименты с
прерванного посола
предварительной выдержкой
перед сушкой.
В последнем
на воздухе
(отлежкой)
рыбы
прерванного и законченного посолов были близки между собой.
случае темп обезвоживания рыб
454
6.1. Сушка и вклинив
Удельная поверхность рыбы S/m (мг/кг)
t. иется параметром, который характери-
/г г геометрические размеры тела. С увелн-
даием удельной поверхности (рис. 6.7)
Ф днийтемп обезвоживания возрастает.
Таким образом, интенсивность пронес-
u обезвоживания при вялении и холодном
м пенни зависит от геометрических раз-
ч-товтела, химического состава и режим-
нь* параметров.
Скоростью сушки называют изменение
влажности материала dw* за единицу вре
мени (h — dw/dr Изменение скорости
•шки обычно представляют в координа-
Рис. 6.7. Зависимость среднего темпа обез-
воживания И от удельной поверхности
тах (Л»7Л>; (м^ — w') (рис. 6.8).
По аналогии с кривой кинетики сушки кривая скорости сушки имеет также
ириод разогрева (1а); период постоянной скорости обезвоживания (I); период
ьлаюшей скорости обезвоживания (И). Периодом разогрева (1а) из-за его срав-
нительно малой величины относительно всего процесса часто пренебрегают и ис-
ключают из анализа процесса обезвоживания. Период падающей скорости обез-
воживания может состоять из двух илн более частей. В данном случае приведен
пример, когда период падающей скорости обезвоживания состоит нз 2-х частей:
между «, - iVp) и (w'r2 — м>ср) — 1 часть второго периода, ниже влажностей
(Кр - **') — 2 часть второго периода. В свою очередь для некоторых видов рыб 2-я
часть второго периода может иметь критические точки, то есть 2-й период может
состоять из более, чем двух частей, в пределах которых влага удаляется на основе
разных закономерностей. В основном это обусловлено усадкой материала, умень-
шением размеров микро капилляров и переходу К удалению влаги с другой энерги-
ей связи. Подробно это явление изложено в начале раздела 6.1.1, с. 443. Скорость
обезвоживания в период 1 постоянна, и ее обычно обозначают dvfjdv = N.
Конечная влажность продукта в процессах вяления н сушки много больше
поэтому иногда в кривых кинетики и скорости обезвоживания равновесную
455
Глава 6. Сушеная, вяленая м копченая рыба
влажность исключают из рассмотрения и графически процессы строят в коор, <-
натах (кс; т) и {dwc(di\ и»').
Учитывая, что адсорбционно-связанной влаги в рыбе содержится относите ,
но мало, то в процессах вяления и холодного копчения на кривых кинетика •
скорости обезвоживания критическая точка, характеризующая начало уда.. .п.
адсорбционно-связанной влаги, отсутствует.
Температурные кривые, наряду с кривыми скорости обезвоживания, также иешь-
зуются для анализа процесса сушки. Температурные кривые — это кривые изме
температуры в зависимости от изменения влажности материала Различаются темпере
турные кривые для «тонких» (рис. 6.9) и «толстых» образцов продукта [3.11.35].
Ряс. €.9. Температурные кривые в случае сушки «тон-
ких* образцов
Для процесса сушки «тонкого» образца характерно быстрое повышение тем-
пературы до температуры мокрого термометра (/„), и на протяжении периода по-
стоянной скорости обезвоживания она не меняется. В период постоянной скоро-
сти обезвоживания происходит ингенсивное удаление влаги, при этом все тепло
расходуется на испарение влаги (рис. 6.9).
Начиная с скорость удаления влаги уменьшается, а температура продукта
повышается. При достижении равновесной влажности температура продукта ста-
новится равной температуре сушильного агента (Гс).
В случае сушки «толстых» образцов" температура материала непрерывно по-
вышается (рис. 6.10). Если процесс вести до равновесной влажности, то темпера-
тура продукта будет приближаться к температуре сушильного агента (/).
cof <вс,%
Рис. £.10. Температурные кривые в слу-
чае сушки «толстых* образцов сушка И Т. П.
Тангснс угла наклона касательной к любой
точке температурной кривой называют темпе-
ратурным коэффициентом. Он характеризует
скорость нагрева — A = tga, град/%. Обычно
температурные коэффициенты b используют-
ся при анализе процессов иагрева при сравни-
тельно высоких температурах: например, при
таких операциях, как обжаривание, горячая
'* Рыбу холодного копчения и вяленую в большинстве случаев можно отнести к «толстым» образцам
456
6.1. Сушка и мление
6.1.2. Изменение физико-химических показателей рыбы
при ее обезвоживании
При сушке, вялении, холодном копчении в процессе обработки рыбы изме-
1 ,»сгся влагосодержание рыбы не только в течении процесса, но и по толщине
образцов. Изменяется пористая структура объектов обработки, также меняются
• знойные свойства рыбы. Процесс вяления сопровождается сложными
•Ч мимически ми изменениями, вызывающими созревание готовых изделий.
>,:ньшение содержания влаги приводит к изменению коэффициента актив-
ности воды на поверхности рыбы, что в свою очередь влияет на равновесную
важность готовых изделий.
Изменения влагосодержания по толщине филе ставриды приведены на
рис. 6.11 (11|.
Рис. 6.1J. Изменение влагосодержания по толщине для став-
риды (филе):
а) I. 2 3 — через I. 2. Зч; б) I. 2 3. 4 — через 4. 6. 8. 12 часов обез-
аожиашчия
В течение 6-ти часов вяления филе ставриды со стороны кожи наблюдаются
меньшие значения влагосодержаний. следовательно, имеют место и меньшие
тначения градиентов влажности» При этом половинка филее кожей обезвожива-
лся быстрее. На это указывает и смешение максимума влагосодержания от цен-
тра в сторону половинки филе без кожи. На основании уравнения (6.3) можно за-
457
Глава 6 Сушеная, вяленая и копченая рыба
ключить, что, вероятно, со стороны кожи значения коэффициентов диффузии
влаги выше, чем у половинки филе со стороны среза Причем на поверхности
продукта со стороны кожи влажность становится меньше, чем таковая со сторо-
ны среза только после 8-ми часов сушки Однако следует заметить, что у поло-
винки филе со стороны кожи среднее влагосодержание меньше в течение всего
процесса, и эта разница влагосодержаний половинок филе наиболее наглядна в
начале процесса и менее заметна после 12 ч обезвоживания. Как уже отмечалосьв
разделе 6.1 1, кожа более эластична, чем срез мяса, менее подвергается структур-
ным изменениям и способствует более интенсивному обезвоживанию.
Коэффициенты диффузии влаги изменяются не только от уменьшения влаго-
содержания рыбы, но и зависят от наличия кожного покрова у рыбы [ 11}. В зави-
симости от влажности коэффициенты диффузии влаги могут уменьшаться в три и
более раз (рис. 6.12).
Рис. 6.12. Коэффициент диффузии влаги д ля скумбрии.
/ — со стороны кожи; 2 — со сторон ы среза. 3 — изменения средних
значений
При низких влагосодержаниях в конце процесса обезвоживания изменение
коэффициента диффузии влаги менее заметно. Зависимость коэффициентов
диффузии влаги для процессов вяления и холодного копчения am=f(U) доста-
точно точно аппроксимируются уравнением квадратного трехчлена:
= + V + » (6 W)
где flmi. — коэффициенты квадратного трехчлена; U — влагосодержание
рыбы, кг влаги/кгсух. вещества.
В табл. 6.1 приведены значения коэффициентов квадратного трехчлена для
некоторых видов рыб. Коэффициенты диффузии влаги в процессах вяления и хо-
лодного копчения зависят от химического состава и, вероятно, еще от температу-
ры в процессах высокотемпературной обработки.
458
6.1. Сушка и вяление
Таблица 6.1. Значения коэффициентов квадратного трехчлена
Вид рыбы Начальное Диффузия шаги
ние V. кг/кг в.,- |(Г
Ставрида (филе)* 2,7 1.3 2,125 -0,733
Скумбрия (филе)* 2,0 0,684 6,027 -9,101
Треска (филе)* 3,22 1.51 -1.67 0,59
Сардинелла** 2,11 1,246 0.55 -0,113
Сельдь (филе)** 2,33 1.13 -1,709 0,668
rivraccv (филе)** 3.54 2.1 -2.24 0.62
"По данным профессора Ершова А М.
*• Поданным инженеров Николаенко О А Ершова М. А
По аналогии с обобщенной кривой кинетики обезвоживания, построенной в
координатах с--т/тп, инженеры Николаенко О. А. и Ершов М. А.
предложили обобщенную зависимость коэффициентов диффузии для процессов
вяления и обезвоживания при холодном копчении [28].
Была установлена функциональная связь между и
aJa„Kl aJamnr Коэффициент корреляции составил 0,92, что указывает на нали-
чие функциональной зависимости между этими величинами. Эксперименталь-
ные данные аппроксимировались с помощью элементарных функций. В резуль-
тате было получено следующее выражение:
у = 1,235 - 0,75е’х + 0,255е^ • %,
(6-31)
где
Выражение (6.31) получено для шести рыб, разных как по видовому, так и хи-
мческому составу, поэтому, вероятно, его можно распространить и на другие ви-
ы рыб. Для того, чтобы получить ат - f(wc) с использованием (6.31) достаточно
кспериментальным путем найти одно любое текущее значение а„, соответствую-
ще текущей влажности w, затем из (6.33) найти произведение атК,-атЮ. Произве-
ение amKi апП будет постоянным для всех текущих влажностей. После чего, зада-
аясь разными значениями ы. определяют из (6.31) соответствующие значения ат
строят зависимость <jw или ат =f(U). Метод определения ап, предложен-
ий инженерами Николаенко О. А. и Ершовым М. А., является приближенным,
о в некоторых случаях его с достаточной точностью можно использовать для рв-
ения разных задач [28].
В процессе обезвоживания продукта изменяется у пругость паров во-
ы на поверхности рыбы. Упругость паров воды на поверхности рыбы может
459
Глава 6. Сушена*, вялена* и копченая рыба
быть больше, равна или меньше таковой в окружающем воздухе |15]. Упругосч
паров воды на поверхности рыбы зависит от содержания воды в продукте и его
солености. С уменьшением влагосодс ржания рыбы и увеличением ее солености
упругость паров воды (парциальное давление) на поверхности рыбы снижаете-
При равенстве парциальных давлений паров воды у поверхности рыбы и в воаа
хе между продуктом и воздухом не происходит влагообмена. Влажность продукта,
при которой не происходит влагообмена с окружающей средой, называют рав-
новесной. Равновесная влажность для соленой рыбы выше, что очевидно н>
данных табл. 6.2 (15].
Таблица 6.2. Равновесная влажность рыбы (w*, %), в зависимости
от вида обработки
Рыба Первона- чальная со леность, 9Ь Равновесная влажность рыбы при рваных хранениях ] относительной влажности вомуха, %
1 30 И 70 so 90
Свежая 1 °-3 4 6 1 1 12 17 25
Слабосслена• 9.0 6 9 21 41 103
Знание равновесной влажности важно как для окончания процесса сушки, так и
для создания оптимальных условий хранения продукции. Если парциальное давле-
ние паров воды у поверхности рыбы выше, чем таковое в воздухе, идет процесс
сушки (десорбция). В случае большего значения парциального давления в воздухе,
чем у поверхности продукта, происходит увлажнение последнего (сорбция).
Важным показателем обезвоживания продукции является так называемая ак-
тивность воды А^ Активность воды определяют по отношению давления пара в
продукте к давлению над чистой водой. Коэффициент А„ характеризует степень
связывания воды, другими словами, он отражает способность воды поддержи-
вать биологическую активность. Для дистиллированной воды = I, а для сухого
продукта А~ — 0. Гнилостные бактерии начинают погибать при Л„ = 0.9 и ниже.
Плесени начинают гибнуть, если Ая < 0,8 (36].
По требованию Управления по санитарному надзору за качеством пишевых
продуктов и медикаментов США (USFDA), закупку пишевых продуктов необхо-
димо производить, в случае когда активность воды в них находится в пределах
0,85 и pH на уровне 4,6.
Активность воды в свежей рыбе составляет 0,95, в обжаренном рыбном филс
во фритюре — 0,83...0,86, в формованных изделиях из рыбы, подсушенных возду-
хом 0,894...0,94.
При обезвоживании необходимо знать потери влаги за цикл (в кг) или произ-
водительность по испаренной влаге Иг(в кг/с).
Производительность по испаренной влаге можно найти из следующих выра-
жений [3]:
W = М' W1 ~ = Му ~ ; (6.34>
100 w2 100- w°
460
6,1 Сушка м аял«ниа
= M2^L
100 + 100+ Wj
(6.35)
Ж М,. М2 — производительность по сырью и готовой продукции соответственно,
с... w* и'2° — начальная и конечная влажность на общую массу, %; wf, — на-
гальная и конечная влажность на сухую массу.
Влажность на общую и сухую массу (в %) находят нз следующих выражений:
о ЮО
= ^й-;
,гс_ Ч.100
М-М„’
здесь </„, М масса влаги в образце и масса всего образца соответственно, кг.
Пересчет с одного вида влажности на другой производится с использованием
следующих выражений:
_ »v° - 100 а 100
100-и*’ ’ " 100 + и*'
Если требуется определить количество испаренной влаги за 1 цикл работы ус-
тановки, то в формулы (6.34...6.35) подставляются вместо производительности по
эдрью Mt и готовой продукции М2 в кг/с количество загружаемого в установку
полуфабриката А/,’ и количество полученной готовой продукции Л/' в кг.
Везучие известных потерь массы Х(%) конечную влажность wK продукта нахо-
дят из выражения:
о
100
г • — начальная влажность продукта, >6.
6.1.3. Изменения биохимических показателей рыбы
при сушке и вялении
В процессе сушки происходят значительные гистологические и биохимиче-
ские изменения в тканях рыбы. Удаление влаги из рыбы приводит к уменьшению
объема тканей м изменению мышечной структуры рыбы. Объем мышечных кле-
ток уменьшается, а так как скелет препятствует соответствующему сокращению
общих размеров рыбы, то мышечные волокна расслаиваются, белки мышечной
клетки приобретают мелкозернистую структуру. Перемизиум, миосепты, состоя-
щие из коллагеновых волокон, уплотняются, приобретают вид стекловидной
массы. Между мышечными клетками образуются микрокапилляры, заполняемые
жиром, поступающим из подкожных слоев и внутренностей.
461
Главе 6. Сушеное ««лено* и когчено* рыба
Сушка тормозит ферментативный распад белков. Действие ферментов на бел
ки начинается в условиях малой концентрации соли и высокого содержания вла-
ги в мышечной ткани, которые имеют место в начале сушки или вяления. Прн
нагревании ферменты инактивируются, однако, этот процесс протекает медлен-
нее в условиях постепенного обезвоживания тканей рыбы, то есть, можно ска-
зать, что ферменты сушеной и вяленой рыбы более устойчивы к действию высо-
кой температуры. Тем не менее, процесс инактивации ферментов имеет место и
при сушке. Изменений форм азота при сушке практически не происходит, в то же
время ускоряются изменения жировой ткани. В жире происходят липолитиче-
ские и окислительные процессы. Липолиз в основном заключается в распаде
фосфатидов (лецитина, кефалина, триглицеридов) и окислении продуктов распа-
да липидов. Увеличивается содержание общего фосфора. Растет кислотное число
н падает йодное, при длительном хранении начинают накапливаться продукты
более глубокого окисления — альдегиды, кетоны, альдокнелоты и др
Распад липидов протекает в среде сложного состава, которая состоит нз про-
дуктов распада белка — полипептидов, аминокислот. Жир и продукты его распада
распределяются по всей массе тканей рыбы. Удаленная при сушке влага не пре-
пятствует контакту жира с поверхностью тканей, а силы смачивания и поверхно-
стного натяжения способствуют более равномерному распределению жира. Про-
дукты гидролиза (жирные кислоты) и окисления (альдегиды м альдокислоты) жи-
ра, проникая во все клетки и межклеточные пространства, контактируют с про-
дуктами распада белков Те и другие имеют химически активные группы, и в
результате возникают новые соединения со специфическими химическими и
вкусовыми веществами Этот процесс называется созреванием продукта Та-
кое созревание характерно только для сушеной и вяленой рыбы.
Основным показателем качества вяленой рыбы следует считать степеиь ее со-
зревания, то есть приобретение готовым продуктом новых вкусовых качеств. Вы-
явить степень созревания вяленой рыбы возможно, определив изменение буфер
ности и азота концевых аминогрупп, а также по накоплению продуктов гидроли-
за и окисления жира — по кислотному, перекисному и альдегидному числам в
процессе вяления и последующего хранения вяленого продукта.
Исследование изменения некоторых химических показателей при вялении н
последующем хранении ставриды проводили ученые АтлантНИРО [14] на приме-
ре ставриды.
Опытные партии соленого полуфабриката готовили из мороженого сырья, со-
ответствующего 1 сорту. Соотношение вола:рыба при дефростации было 2:1,
температура воды от 10 до 15'С, продолжительность дефростации 2 ч до темпера-
туры в теле рыбы от 0 до 5 ’С.
Ставриду солили смешанным законченным ненасыщенным посолом с дозой
соли 5 % в банках емкостью 1,3 кг. Тузлук заливали плотностью 1,2 г/см3, продол-
жительность посола составляла Зсуг при температуре от 5 до 8*С. Сушку рыбы
проводили в экспериментальной сушильной установке АтлантНИРО Температу-
ра воздуха в процессе вяления изменялась в пределах от 22 до 26'С, относитель-
ная влажность воздуха от 33 до 78 %, скорость движения воздуха от 0,7 до 0,9 м/с.
Длина рыб колебалась от 22 ло 25 см, масса от 200 до 250 г; химический состав
462
6.1. Сушка и мление
лвриды: массовая доля влаги 77,5%, жирность 2,5%. Анализ образцов проводи-
. .о и после посола, в процессе вяления и хранения. О степени созревания суди-
ч по показателям буферности и азота концевых аминогрупп. Данные химиче-
•нх анализов обрабатывались статистически. Показатели созревания рассчиты-
вай на 100г плотных вешеств, учитывая изменения массы и химического состава
и теней рыбы в процессе вяления.
При определении кинетики созревания в процессе сушки вели наблюдения за
изменением показателей созревания при постоянном содержании влаги в рыбе,
я этого был поставлен контрольный опыт, в котором герметически упакован-
ш рыба хранилась в условиях основного эксперимента.
На рис. 6.13 показано изменение содержания влаги и показателей степени со-
]реванмя ставриды в зависимости от продолжительности сушки.
Рк. 6.13. Содержания влаги и показателей степени созревания ставриды в зависи-
мости от продолжительности сушки:
I — изменение содержания жлягн в рыбе; 2, 2' — буферность; 3.3 — азот кониевых аминогрупп
Изменение содержания влаги в исследуемых образцах представлено кривой /,
изменение буферности и азота концевых аминогрупп — кривая 2, Зи контроль (об-
разцы в герметичной упаковке) соответственно 2 и 3'. Так как влажность в конгро-
зе в процессе сушки практически не изменялась, то на графике она не показана.
Как видно из рис. 6.13, наиболее интенсивное изменение содержания влаги
происходит в первые 3 сут, средняя скорость сушки за этот период составляет 5 %
воды в сутки, против 2 % за последующие 7 сут, или в 2,5 раза больше, чем на 2-ом
этапе. Наиболее интенсивный рост показателей созревания в процессе сушки
ставриды происходит на 6...7сут, средняя скорость накопления продуктов созре-
вания в 4,5 раза больше, чем за последние Зсут. В контроле были отмечены более
высокая скорость увеличения показателей созревания, по буферности — в 1.8 ра-
за, а по азоту концевых аминогрупп в 2,2 раза больше по сравнению с другими ис-
следованными образцами. Необходимо отметить, что после Зсут хранения конт-
рольные образцы испортились.
Полученные данные показывают, что на созревание вяленой рыбы большое
влияние оказывает содержание влаги в исследуемом продукте. Уменьшение мас-
совой доли алаги в процессе сушки тормозит скорость накопления продуктов со-
463
Глава 6. Сушаиав, валена* и копченая рыба
зревания в мясе ставриды, как видно из рис. 6.13, скорость накопления их стре-
мится к нулю.
В процессе вяления и последующего хранения определялись следующие пока-
затели: содержание продуктов гидролиза (по кислотному числу) и окисления жи-
ра (по перекисному и альдегидному числам).
Первые Зсут происходило накопление продуктов гидролиза и окисления жи-
ра, дальнейшие изменения носили экстремальный характер. В целом, к концу
процесса вяления произошел рост кислотных, перекисных и альдегидных чисел в
1,4; 3 и 2 раза соответственно.
Изменение качества вятсной ставриды при хранении показано в табл. 6 3.
Таблица 6.3 Изменение химических показателей в процессе хранения вяленой
ставриды
Продолжи- тыьность хра- нения вяленой продукции, сут В пересчете на белок На 100 г жира Орпналептиче екая оцени мле ной продукции Салл
Буфер- Лют концевых IMM- | ногрупп.мгнв |(М)г сухого вещества Альдегид- ное чис- Перекис- ное ЧИС- | Кистотное число мг КОН
629 1282 24.5 6.38 27.2 21.710.7
30 632 1137 40.8 °-32 1 28,9 18.610,5
Проведенными исследованиями было установлено, что, во-первых, при про-
изводстве вяленой продукции из ставриды основное удаление влаги происходит
за Зсут, а увеличение показателей созревания на 6...7 сут с начала процесса суш-
ки. Во-вторых, уменьшение содержания влаги в процессе сушки сопровождается
замедлением скорости накопления продуктов созревания в мясе ставриды. В-тре-
тьих, в процессе вяления происходит рост продуктов окисления и гидролиза жира
в 1,4...3 раза. В-четвертых, после 30 сут хранения вяленой ставриды ухудшается се
качество, альдегидное число при этом увеличивается в 2 раза.
Таким образом, при вялении рыбы имеют место физические, биохимические
и структурные изменения тканей рыбы. К биохимическим изменениям можно
отнести гидролитические процессы с накоплением продуктов ферментного гид-
ролиза — свободных аминокислот и свободных жирных кислот. Активно проте-
кает процесс окисления жира с накоплением продуктов — окисей, перекисей,
альдегидов н кетонов. Созревание вяленой рыбы обусловлено сложным взаимо-
действием этих вешеств между собой с образованием комплексов, придающих
вятеной рыбе специфический аромат и вкус, консистенцию. К физическим изме-
нениям можно отнести обезвоживание тканей рыбы, в результате которого они
уплотняются н изменяют свою гистологическую структуру.
6.1.4. Технология производства сушеной и вяленой рыбы,
перспективы ее развития
Обезвоживание продукта обусловливает торможение н даже прекращение
жизнедеятельности бактерий. Удаление из продукта всей содержащейся в нем
464
6.1 - Сушке и мление
I саги обеспечивает практически неограниченный срок его хранения. Однако по-
I чить абсолютно сухой продукт невозможно.
По степени обезвоживания сырья всю продукцию, подвергнутую конссрвиро-
| шию обезвоживанием, делят на сушеную, вяленую и провесную. Эта классифи-
I шия довольно условна. Сушеной называют рыбу с остаточной влажностью
12 до 20 %, в я л е н о й — рыбу с остаточной азажностью от 35 до 40 %, про
I- с н о й — продукцию с содержанием влаги от 50 до 66 %.
Основными техноло1ическмми эффектами производства сушеной и вяленой
Р%6ы можно считать:
♦ формирование характерного цвета продукции;
♦ образование характерного аромата и вкуса созревшей вяленой рыбы;
♦ изменение гистологической структуры мышечной ткани сушеной и вяленой
риаы;
• упрочнение поверхностного слоя сушеной и вяленой рыбы;
• консервирующий эффект.
Производство сушеной, вяленой и провесной продукции состоит из несколь-
ко этапов: подготовки сырья (при производстве может использоваться свежая,
охлажденная и мороженая рыба), посола, собственно сушки или вяления в есте-
ственных или искусстве иных условиях, упаковки и хранении готового продукта.
Основными являются процессы посола и сушки. Технологическая схема произ-
водства сушеной и вяленой рыбы приведена на рис. 6.14.
Сырье. Для изготовления сушеной рыбы используют в основном тощее сырье (су-
дах, щука, треска), которое легче подвергается глубокой сушке по сравнению с жир-
ным Оно не будет содержать в отличие от последнего, на момент окончания обезво-
живания, большого количества продуктов окисления жира, в том числе и токсичных
Для изготовления вяленой рыбы напротив, лучше всего использовать сырье
средней жирности (пресноводные рыбы — вобла, леш. гарань; океанические —
мойва, желтоперка, путассу). Именно такое сырье благодаря своему химическому
составу будет прекрасно созревать, обеспечив высокие вкусовые достоинства го-
товой продукции.
На сушку направляют доброкачественную мороженую, охлажденную рыбу
или рыбу-сырец, отвечающую требованиям действующей нормативной докумен-
тации. Только в этом случае возможно получение качественной и вкусной суше-
ной и вяленой продукции.
Размораживание. Мороженую рыбу перед посолом лефростируют воздушным
способом или в воде при температуре среды не выше 20 *С. Возможно совмеще-
ние процесса размораживания и посола сырья. В этом случае блоки мороженой
рыбы погружают в тузлук плотностью 1,18...1,20 г/ см3, при соотношении
рыба:тузлук нс мснсс 1:2. Температура тузлука должна быть не выше 10’С. До-
стоинством такого метода является сокращение технологического цикла на одну
операцию, что позволит сократить затраты труда. Однако необходимо учитывать
большую длительность процесса и сложность получения однородной по солено-
сти партии полуфабриката.
Сортирование. Цель технологической операции — удаление из технологиче-
ской цепочки обработки рыбы некондиционных экземпляров рыб. нс отвечаю-
465
Глава 6. Сушеная, вяленая и копченая рыба
Рис. 6.14. Технологическая схема производства сушеной (холодная сушка) и вяленой рыбы
ших требованиям действующей нормативной документации. Особенно внима-
тельно следует контролировать консистенцию сырья, не допуская попадания в
обработку рыб с размягченной, чрезмерно мягкой консистенцией, что является
признаком начала автолитических изменений.
Мойка. Перед посолом сырье промывают в проточной или часто сменяемой
воде для удаления механических загрязнений и снижения обсемененности по-
верхности рыбы. В процессе мойки необходимо контролировать температуру во-
ды, она не должна быть выше 20 *С.
Посол. Рыба обрабатывается, как правило, смешанным или тузлучным посо-
лом На выбор способа посола оказывает влияние химический состав сырья, его
удельная поверхность, которая в свою очередь зависит от соотношения массы и
466
6.1. Сушка и вяление
I оимсров рыбы и вида ее разделки. Улучшить качество готового продукта можно,
I гпсльзтя для посола тузлук, образовавшийся от посола предыдущей партии ры-
I Ы, так как в этом случае создаются условия для относительно медленного проса-
I «ания, и обеспечивается дальнейшее развитие протеолитических процессов в
В шигх рыбы, кроме того, применение тузлука, уже насыщенного продуктами
I желала белка, уменьшит диффузию последних из тканей просаливаемой рыбы.
Е_е одной важной особенностью посола рыбы для последующей сушки или вя-
чния является поддержание в течение всего процесса ненасыщенной концент-
рами раствора, соответствующей плотности 1,18... 1,20г/см3. Необходимо стре-
м . ься к тому, чтобы в мышиах просаливаемой рыбы накопилось как можно
•ч ыие продуктов протеолиза, способствующих созреванию рыбы. Продолжи-
- »ность просаливания зависит от размера, химического состава рыбы, темпера-
туры процесса. Соленость полуфабриката должна быть не более 5 %.
Отмочка, ополаскивание. При высокой солености полуфабриката (более 5 %)
Н необходимо отмочить перед сушкой. Для этого используют слабый тузлук с
I гностью 1,06... 1.12г/см3, температура солевого раствора или воды не должна
превышать 10'С. После достижения полуфабрикатом заданной технологической
инструкцией солености, его ополаскивают водой или слабым тузлуком и направ-
ит на сушку или вяление.
Полуфабрикат с нормальной соленостью по окончании процесса посола на-
низывают на прутки, промывают водой или стабым тузлуком от кристаллической
соли и отправляют на вяление в специальных сушильных устройствах.
Сушка. Сушка или вяление рыбы может быть естественным и искусственным.
Естественная сушка или вяление, то есть на открытом воздухе, имеет много недо-
статков. К ним можно отнести отсутствие механизации, зависимость процесса от
метеорологических условий, низкую организацию труда, сезонность производ-
ства. Использование сушилок позволяет вялить и сушить рыбу в течение всего го-
да, механизировать весь процесс, улучшить условия труда.
Температурные режимы сушки составляют от 8 до 40 °C, при относительной
влажности воздуха от 20 до 30%. Массовая доля влаги в готовой сушеной продук-
ции должна составлять от 30 до 42 %.
Для разработки способов искусственного вяления рыбы учеными КаспНИРХа
[331 исследовалось влияние факторов внешней среды на этот процесс. Исследова-
ние характера изменения белка и жира при вялении рыбы с доступом солнечной
радиации и без нес. а также изучение проницаемости кожных покровов рыбы для
лучей различных участков солнечного спектра показали, что каталитическое дейс-
твие солнечной радиации объясняется простым тепловым эффектом.
Было установлено, что УФЛ не оказывают никакого влияния на процессы,
протекающие в рыбе прн вялении или сушке, прежде всего, в силу ничтожно ма-
лой проницаемости покровов рыбы для лучей этого спектра.
Исследования каспийских ученых показали, что характер биохимических
процессов, протекающих в рыбе при вялении или сушке в естественных условиях
и искусственных условиях, при различных параметрах сушки абсолютно одина-
ков. Одинаковы и вкусовые качества, аромат и внешний вид рыбы. При медлен-
ном вялении или сушке процессы обезвоживания и созревания совмещены во
467
Глава 6. Сушена», вяленая и копченая рыба
времени, в результате чего получается прекрасно созревший ароматный вяленый
продукт.
Однако длительный процесс обезвоживания рыбы в искусственных условию
неэкономичен и нецелесообразен, поэтому его следует вести в два этапа:
♦ 1-й этап; кратковременная сушка рыбы, в результате которой получаю
обезвоженный со стандартным содержанием влаги продукт, не имеющий призма
ков созревания;
♦ 2-й этап, созревание рыбы в период хранения готового уже упакованнот
продукта.
Исследования показали, что специальной выдержки для созревания не требует-
ся: рыба созревает в период хранения и транспортировки. Скорость созревания на-
ходится в прямой зависимости от температуры воздуха в процессе обезвоживания
Вкус и аромат созревшей вяленой рыбы в основном обусловлен накоплением
в рыбе продуктов гидролитического расщепления и окисления жира.
Параметры сушки при изготовлении вяленой рыбы обусловлены химическим
составом сырья и его удельной поверхностью. Общая при выборе режимов сушки
тенденция такова чем жирнее сырье и чем больше его удельная поверхность, тем
мягче должны быть режимы сушки, то есть ниже температура и выше относитель-
ная влажность воздуха. Температура вяления составляет от 18 до 32‘С, относи
тельная влажность воздуха от 40 до 50 %. Таким образом, режим сушки будет со-
ставлять для жирного сырья — температура воздуха не выше 20 *С, относительная
влажность воздуха около 50%; для среднежирного сырья — температура воздуха
не выше 25'С, при относительной влажности воздуха от 45 до 50%; для тощего
сырья — температура воздуха в среднем 28 *С и до 32’С, при его относительной
влажности около 40 %.
Так, например, определяли параметры сушки для наиболее дешевого и не-
сложного конвективного способа обезвоживания рыбы нагретым воздухом в ка-
мерах тоннельного типа Длительность сушки при массе рыбы от 30 до 35 кг на
1 м1 камеры составлял: для рыбы размером до 19 см и весом до 150 г: воблы — от95
до 105 ч; красноперки — от 100 до 115ч; для рыбы размером более 19см и весомат
150 до 200 г; воблы — от ПО до 120 ч, красноперки — от 115 до 130 ч.
Для перераспределения влаги по толщине высушиваемого продукта при суш-
ке было признано целесообразным — чередовать периоды интенсивной сушки в
течение примерно 4ч с периодами отдыха в течение примерно 2ч. Параметры
воздуха в период интенсивной сушки в 1-е сутки процесса; температура 20*С, от-
носительная влажность от 50 до 60 %; в остальное время: температура 25 *С, отно-
сительная влажность воздуха от 40 до 60 %. В последние сутки температуру возду-
ха повышали до 28‘С. Скорость движения воздуха составляла от 1,7 до 2,2м/с.
В периоды отдыха калорифер и вентилятор отключали, температура воздуха в
этот период была одинакова для всего процесса и составляла от 15 до 20’С, а от-
носительная влажность воздуха составляла от 60 до 80 %. Потери массы рыбы со-
ставляли от 40 до 42 % от веса соленого полуфабриката, направляемого на сушку.
Содержание влаги в готовом продукте составляло от 35 до 38 %. Полученный про-
дукт через 7..10 дней хранения имел вкусовые качества, равноценные качеству
рыбы естественного вяления.
468
6.1. Сушка и мление
Таким образом, с начала 70-х годов прошлого столетия повсеместное распро-
стмнение в нашей стране получает тегко механизируемая и автоматизируемая
«иакопроизводительная технология искусственного вяления и сушки рыбы вза-
мен естественных.
Однако актуальной становится проблема дальнейшей оптимизации основно-
• технологического процесса — обезвоживания рыбы. Одним из путей оптими-
шии этого процесса является метод вяления рыбы с периодическим увлажнени-
ем |11|, которое позволяет восстановить влагопроводные свойства полуфабрика-
г. в результате процесс сушки ускоряется на 20...30 %.
| Как известно, скорость сушки v есть функция удетьной поверхности сырья f
:го начальной влажности w,, скорости сушильного агента (воздуха) у, и жесткости
режима сушки хр, которая в свою очередь определяется средними за процесс зна-
чениями температуры и относительной влажности сушильного агента:
"у = x(f, Wj, V,, Хр). (6 36)
Как показали эксперименты, скорость циркуляции воздуха в сушильной ка-
мере мало влияет на процесс при значениях свыше 2 м/с. В этом случае основны-
ми влияющими факторами остаются удельная поверхность сырья его начальная
влажность и жесткость режима — управляемый человеком параметр. Чем выше
жесткость режима сушки, тем быстрее будет протекать процесс, особенно при ус-
ловии восстановления влагопроволных свойств рыбы.
При конвективной сушке рыбы по достижении сю массовой доли влаги около
। '% процесс обезвоживания значительно замедляется.
К этому моменту заканчивается период сушки с постоянной скоростью, и на
поверхности рыбы формируется уплотненный слой — вторичная оболочка, пре-
пятствующая внутренней диффузии влаги из продукта
В технологической практике для предотвращения образования такого слоя
применяют чередование активного и пассивного периодов сушки, рециркуляцию
более влажного воздуха из первой зоны сушильной установки в последнюю, по-
вышение его температуры и относительной влажности. Однако, для интенсифи-
кации процесса вяления и доведения продуктов до стандартного содержания ала-
ni от 40 до 50% эти меры недостаточны. Так, удаление 5... 10% влаги после обра-
зования вторичной уплотненной оболочки в поверхностном слое рыбы потребует
нескольких суток.
С целью увеличения проницаемости поверхностного слоя, повышения его
влагопроводимости и ускорения тем самым процесса вяления, поверхность рыбы
можно периодически увлажнять водой, начиная с момента достижения влаги в
иясе рыбы 55...60 %.
Эффект ускорения сушки будет связан с временным повышением влагопро-
юдности поверхностного слоя рыбы и частичным восстановлением алагопрово-
шмости капилляров мышечной ткани у поверхности продукта. Причем, в боль-
ней степени, будет ускоряться вяление мелкой рыбы, лишенной чешуйчатого
юкрова и, как правило, не имеющей подкожного жира.
Возникающий на короткое время после увлажнения интенсивный процесс
внешней диффузии влаги стимулирует создание слабого капиллярного течения
469
Глава 6. Сушвная, вяленая и конченая рыба
жидкой фазы из близлежащих слоев к поверхности рыбы. Учитывая временный
характер увлажнения, его необходимо многократно повторять, создавая «пульси-
рующий» режим обезвоживания Применение периодического увлажнения по-
верхности рыбы после достижения влагосодержания 55...60 % позволяет не толь-
ко сократить процесс вяления в 1,2... 1,3 раза, но и уменьшить энергоемкость про-
цесса за счет снижения расхода тепла на нагрев воздуха и электроэнергии для ра-
боты вентиляторов. Растет расчетный экономический эффект за счет
сокращения продолжительности цикла и увеличения пропускной способно, ш
сушилок, то есть роста их производительности.
Предлагаемый способ ускорения процесса вяления не приведет к увеличению
энергозатрат. Энергоемкость процесса вяления с применением периодического
увлажнения должна понизиться за счет уменьшения теплосодержания выбрасы-
ваемого из сушилки воздуха.
При расчете экономического эффекта не учитывается также расход тепла на
нагрев воды для увлажнения от 10... 12 до 25...28*С (за сутки примерно
20 000 кДж). Распыление воды не требует дополнительного расхода энергии-для
орошения рыбы достаточно давления воды в водопроводе. Дополнительного ко-
личества тепла на испарение внесенной влаги не потребуется. Расчеты показыва-
ют, что теплосодержание и влагоемкость воздуха, выходящего из последней зоны
сушильного туннеля, вполне достаточны для удаления внесенной воды.
Важное значение для интенсификации процесса вяления имеет изыскание
способов сокращения продолжительности процесса обезвоживания (сушки) со-
леного полуфабриката. При этом большую роль играет не только совершенство-
вание процесса собственно сушки или вяления, но и подготовка полуфабриката
для вяления, способ и продолжительность посола, достигаемое содержание соли
и продолжительность отмачивания посола рыбы.
Охлаждение. Охлаждение влястся необходимой технологической операцией
перед упаковкой вяленой продукции. Вяленую или сушеную рыбу необходимо
охладить до температуры не выше 20 “С. Лучшим способом охлаждения является
обдувание рыбы в сушилке воздухом с температурой 18...20сС и относительной
влажностью, не превышающей остаточную влажность готовой продукции, чтобы
не произошло ее переувлажнение По этой же причине не рекомендуется охлаж-
дать готовую продукцию в производственных помещениях естественным путем,
так как воздух в помещениях, как правило, имеет относительную влажность око-
ло 80 %. Охлажденная продукция немедленно направляется на упаковку.
Упаковка и маркировка. Упаковывают сушеную и вяленую рыбу согласно тре-
бованиям нормативной документации в полимерную или картонную тару. Обяза-
тельным условием упаковки в картонную тару сушеной и вяленой рыбы является
наличие в ней вентиляционных отверстий на торцах диаметром 20 мм. Отсут-
ствие вентиляции повлечет за собой конденсацию паров воздуха на поверхности
продукта, ее увлажнение, что может вызвать развитие микробиологической пор-
чи — появление плесени на поверхности рыбы. Маркируется продукция согласно
требованиям действующей нормативной документации.
Созревание и хранение. Сушеная рыба не созревает, а для вяленой продукции,
как правило, созревание происходит в процессе хранения и транспортировки.
470
6.1. Сушка и вяление
иэтому специальных сроков ее созревайия не предусмотрено действующими
негативными документами.
Хранить сушеную и вяленую продукцию необходимо при температуре воздуха
И Одо -4'С и его относительной влажности от 70 до 75%. Сроки хранения уста-
н (Миваются действующей нормативной документацией на сушеную и вяленую
продукции в зависимости от вида используемого сырья, его разделки и химиче-
ского состава, и составляют в среднем около 2 месяцев с даты изготовления.
Наряду с наиболее распространенными технологиями холодной сушки и вя-
тения рыбы существуют технологии, позволяющие изготавливать качественный
продукт, пользующийся спросом у потребителя.
По технологии горячей сушки изготавливают снеток. Главным отличием горя-
чей сушки от холодной являются температурные режимы основного технологи-
ческого процесса — сушки, ее ведут при температуре выше 100’С. Рыба, высу-
шенная таким способом, содержит не более 15% влаги.
При горячей сушке протекают следующие физические и химические процес-
сы удаление (испарение) влаги; гидролиз белка и жира; полное разрушение ма-
остойких органических соединений (витаминов) в результате продолжительного
действия горячего воздуха; отделение части влаги и жира из рыбы в виде бульона;
окисление непредельных кислот, входящих в состав жира.
Учитывая особенности этой технологии, а именно, возможность вытаплива-
ния жира и ухудшения вкуса рыбы в результате окисления жира, на горячую суш-
kv направляют сырье с содержанием жира менее 3%.
Технология пресио-сушеной и солено-сушеной рыбы распространена в ос-
новном в Норвегии и Исландии. В качестве сырья используют только тоших рыб,
чаше всего — треску, реже — пикшу, сайду. Технологический процесс приготоаче-
ния пресно-сушеной рыбы (стокфиска) включает следующие технологические
операции: обескровливание, разделка и мойка, развеска на носители сушильной
камеры, сушка, складывание и прессование, упаковка. Особенностью данной
технологии является то, что для получения продукта высокого качества необхо-
димо тщательно обескровить сырье. Для этого у только что выловленной рыбы
подрезают калтычок и оставляют для стекания крови. В результате ее мясо после
сушки принимает белый цвет. Обычно для изготовления стокфиска рыбу разде-
лывают на пласт без головы, затем моют в пресной воде, связывают бечевой по-
парно и направляют на сушку. Сушка производится обычно в камерах тоннельно-
го типа с принудительной циркуляцией воздуха температурой до 27°C и относи-
гельной влажностью от 45 до 55 %. Выход сушеной рыбы составляет от 25 до 27 %
эт массы сырья, поступившего на сушку. Высушенную рыбу после сортировки
вкладывают в кипы массой по 50 кг и подвергают прессованию для придания
1ривлекательного внешнего вида и компактности. При замачивании в воде сток-
Ьиск набухает очень медленно.
Солено-сушеную рыбу или клипфиск так же, как и пресно-сушеную, приго-
авливают из сырья с низкой жирностью — не более 2 %.
Если при производстве пресио-сушеной рыбы единственным коисервирую-
лим фактором является обезвоживание, то при производстве солено-сушеной
ыбы соль является дополнительным консервирующим веществом, предохраня-
47!
Глава 6. Сушеная, вяленая и копченая рыба
юшим рыбу от порчи. Чаше всего клипфмск изготавливают в Норвегии изтрескл
и пикши.
Технологический процесс изготовления клипфиска включает в себя: обес
кровливание, разделку (клипфискная) и мойку, стекание, сухой посол в штабелях
для лучшего обезвоживания под действием силы собственного веса рыбы, мойх;.
укладку в штабеля для стекания влаги, развеску на носители сушильной камеры,
сушку, складывание и прессование, упаковку. Расход соли при посоле составляет
от 55 до 60% от массы рыбы. При таком посоле массовая доля влаги в рыбе
уменьшается в течение первых 11 сут на величину около 30%, а массовая доля по-
варенной соли в ней достигает 19%. Интенсивное выделение влаги происходит в
первые 4...6сут, после чего рыбу в штабеле кантуют. Сушка производится в каме-
рах тоннельного типа с принудительной циркуляцией воздуха температурой до
27 ’С и относительной влажностью от45 до 55 %. После сушки клипфиск подвер-
гают прессованию с помощью прессов, что в сочетании с искусственной сушкой
сокращает длительность технологического процесса обезвоживания до Юсуг
Сублимационная сушка позволяет резко сократить продолжительность техно-
логического процесса и получить при этом высококачественный продукт. Суши
методом сублимации замороженное рыбное филе путем создания в специальных
тепловых аппаратах глубокого вакуума. В результате подводимого в аппарат тепла
лед переходит в пар, минуя жидкое состояние, а вакуум не позволяет рыбе отта-
ять. Сушка продолжается от 10 до 20 ч в зависимости от толщины рыбы и режима
сушки.
Рекомендуется сушнть рыбу до массовой доли влаги 1 %, так как в этом случае
она лучше сохраняется. Сублимационная сушка позволяет сохранить первона-
чальный цвет, размер и запах рыбы. Упаковывают готовый продукт в специаль-
ные герметично запаянные пакеты из полимерных материалов, которые затем
обертывают фольгой и укладывают в картонные короба
6.2. КОПЧЕНИЕ РЫБЫ
6.2.1. Научные основы копчения рыбы
Копчение представляет собой совокупность химических, физико-химиче-
ских. тепловых, диффузионных и биохимических процессов, протекающих в
предварительно посоленном продукте (рыба, мясо, птица и т. п ) под воздействи-
ем многокомпонентной среды (технологический коптильный дым, жидкая коп-
тильная среда), содержащей коптильные компоненты и образующейся при не-
полном сгорании (пиролизе) древесины [15, 18, 39].
Под влиянием градиента концентрации коптильные вещества среды поступа-
ют к поверхности обрабатываемого продукта, а затем диффундируют вглубь него.
Сушка продукта в процессе копчения определяется совокупным действием теп-
ловых и массообменных процессов. При сушке влага под действием градиента
влагосодержания перемешается к поверхности продукта и испаряется в окружаю-
щую среду. В большинстве случаев эти два процесса (диффузия коптильных ком-
472
6 2. Копчение рыбы
I гонентов внутрь продукта и удаление влаги из него) протекают одновременно
называя взаимное влияние друг на друга, в результате чего продукт приобретает
иенифические цвет (колер), вкус и аромат, а также весь комплекс технологиче-
. ах эффектов копчения, что делает его пригодным в пишу без дополнительной
кулинарной обработки [ 13,15,18, 39].
Копченые продукты с древнейших времен являются традиционными продук-
тами питания человека. В России коптить рыбу для торговли и обмена товарами
первыми стали новгородцы в XIII...XIV вв. В XVI...XVII вв. семга холодного коп-
чения, называемая лососинат, являлась основным экспортным товаром из Архан-
гельска для Голландии и других государств. В XIX...XX вв. копчение рыбы стано-
иггся распространенным способом ее консервирования, особенно частиковых
JH1OB. В XIX в. коптильные предприятия строили в основном в местах промысла
рыбы. В XX в. стало преобладать строительство коптильных заводов в крупных
городах, где работали на привозной соленой или мороженой рыбе.
В конце 70-х годов XX в. бурное развитие техники качественного и количест-
венного анализа позволило сделать открытия, перевернувшие традиционные
представления о копчении. В коптильном дыме и собственно копченых продук-
тах была обнаружена целая группа полициклических ароматических углеводоро-
дов (ПАУ), обладающих резко выраженными канцерогенными и мутагенными
действиями, проканцерогенных иитрозаминов и других опасных для здоровья че-
ловека вешеств типа метанола, формальдегида [5. 6. 8...10. 30, 48]. Подобные от-
крытия стимулировали начатый в эти же годы поиск экологически чистых техно-
логий копчения. Так появились способы бездымного копчения, а также способы
обезвреживания и утилизации дымовых выбросов ]9. 29, 30]. Установление вред-
ной роли избытка поваренной соли в организме человека послужило толчком к
разработке технологий малосоленых копченых изделий. Частичная расшифровка
сложнейшей химии основных эффектов копчения положила начало научным
разработкам по созданию управляемых технологий копчения [1, 17, 26.41].
Основными направлениями на пути создания экологически чистых сани-
тарно безупречных управляемых технологий производства копченых изделий,
по мнению целого ряда ученых [1.8...11. 13, 26, 41, 48], на сегодняшний день яв-
ляются:
♦ применение регулируемого процесса дымогенерации, преимущественно с
внешним теплообразованием;
♦ максимальное обезвреживание дыма перед направлением его в коптильную
камеру и выбросом в атмосферу;
* применение небольших по емкости коптильных установок, преимущест-
венно камерных, с рециркуляцией дыма внутри и микропроцессорным регулиро-
ванием основных параметров, начиная с дымогенерации и кончая санитарной
обработкой;
• подготовка полуфабриката с максимальным выходом съедобной части, ми-
нимально возможным уровнем солености, небольшой порционной массой,
• рациональное применение вкусо-ароматических и красящих пищевых до-
бавок на натуральной основе для улучшения гастрономических и консервирую-
щих свойств продукта;
473
Глава 6. Сушеная, вяленая и копченая рыба
♦ снижение уровня содержания органических коптильных компонентов в
продукте (в том числе фенолов) за счет производства подкопченной продукции,
применения технологий, максимально имитирующих эффект копчения на по-
верхности, а не в глубине изделий;
• применение коптильных препаратов вместо дыма при условии их совер-
шенного химического состава, соответствующего аппаратурного оформления
процесса и прогрессивных технологий их применения;
• получение коптильных препаратов с совершенным химическим составом на
основе рафинированных водных конденсатов технологического дыма или его вы-
бросов;
• максимальная расшифровка механизмов формирования основных свойств
копченой продукции и на их базе создание моделируемых процессов и управляв
мых технологий;
♦ совершенствование контроля производства и качества копченых изделий
путем применения современных методов определения вредных вешеств, цвета
поверхности и консистенции мышечной ткани, а также создания специализиро-
ванных балльиых шкал для комплексной органолептической оценки качества
Основные технологические эффекты копчения
Основные технологические эффекты копчения обусловлены одновременно
протекающими в продукте пол воздействием коптильной среды процессами вне-
шнего и внутреннего тс пл о массоп ере носа, а также взаимодействия компонентов
коптильной среды с продуктом.
К основным технологическим эффектам копчения следует относить [11,22,
26, 27]:
♦ образование «копченого» цвета (от светло-золотистого до темно-коричне-
вого);
♦ образование «копченого» аромата и вкуса;
♦ консервирующий эффект (антиокислительное, бактерицидное и антипро-
тсолитическос действие);
♦ образование вторичной оболочки (упрочнение поверхности).
Помимо перечисленных выше безусловно положительных эффектов копче-
ния имеются и отрицательные. К ним следует относить насыщение продукта ток-
сичными соединениями (ПАУ, метанол, формальдегид, высокая концентрация
фенолов и др.) и уменьшение его питательно-фи энологической ценности.
Схема образования основных эффектов копчения и участия в них основных
коптильных компонентов приведена на рис. 6.15 [11, 18,22, 26, 38, 40].
Как следует из рис. 6.15, кислотные, фенольные и карбонильные соединения
дыма участвуют практически во всех эффектах копчения. Однако и в этих классах
веществ имеются балластные и нежелательные компоненты типа фенола, фор-
мальдегида, оксикислот. В наибольшем количестве эффектов участвуют средне -
и высоко молекулярная фракции фенольных веществ.
Рассмотрим подробнее механизмы образования основных технологических
эффектов копчения, начав с образования * копченого» цвета (колера)
474
6.2. Копчение рыбы
------существенное участие;-----второстепенное учвстме
Рж.6.15. Схема участия основных компонентов дыма в образовании эффектов
копчения
Цвет традиционно, особенно с точки зрения потребителя, считается одним
из основных критериев качества копченого продукта. В представлениях потре-
бителя красивый и насыщенный колер связан с высокими вкусовыми качества-
ми продукта.
Согласно существующим на сегодняшний день представлениям, в основе об-
разования «копченого» колера лежат следующие процессы [13, 18, 22, 38, 39, 42]:
♦ осаждение окрашенных компонентов на поверхность продукта за счет кон-
денсации, сорбции, адгезии и когезии;
♦ окисление, полимеризация, поликонденсация коптильных компонентов на
поверхности продукта или на пути к нему;
♦ реакции коптильных компонентов с белковыми веществами продукта;
♦ фиксирование цвета органическими кислотами.
Кроме того, важную роль в процессе формирования цвета копченого продукта
играет температура, при которой ои протекает (горячее, полугорячее и холодное
копчение) [18, 39[. При горячем и полугорячем копчении цветообразование про-
исходит при высокой температуре, что способствует интенсификации цветообра-
зуюших реакций. Поэтому изделия данной группы окрашены, как правило, в
темно-коричневые тона.
475
Глова 6. Сушеная, вяленая и копченая рыба
Цвет копчености во многом определяется видом изделия, его структурой и хи
мическим составом. Увеличение содержания жира улучшает блеск; смешение pH
среды в кислую и щелочную зоны интенсифицирует окрашивание поверхности, а
повышение влажности, наоборот, снижает проявление эффекта. По мере хране-
ния копченой продукции окраска поверхности усиливается.
К окрашенным коптильным компонентам, осаждающимся на поверхности
продукта, относятся вешества смолистой фракции дыма, а также многие другие,
имеюшие коричневые оттенки цвета: фенолы, карбонилы, углеводы 121. 31, 3*’
Оттенок цвета зависит от вида используемой для получения коптильного дыма
древесины. Бук. клен, липа придают золотисто-желтые оттенки, акания — ли-
монные. дуб, ольха — желтовато-коричневые, груша — красноватые и т. д. Дым от
хвойных пород древесины окрашивает изделия более интенсивно, чем дым oi
лиственных пород.
С аминогруппами белковых вешеств продукта реагируют преммушественнс
карбонильные соединения дыма с образованием меланоидинов — коричневых
азотсодержащих полимеров [17, 18, 38. 43] Важнейшими карбонильными соеди-
нениями, участвующими в процессе цветообразования, являются: формальдегид,
гликолевый альдегид, глиоксоль, ацетон, ацетол, метилглиоксоль, диапетнл,
фурфурол [31, 32, 43, 481. Возможный путь реакций между гликолевым альдеги-
дом и этиламином при образовании цвета приведен ниже на рис. 6.16 [17,18,38,
43|.
Из фенолов наиболее активное участие принимают фенол альдегиды (конифе-
риловый, синапиновый альдегиды и др.) [16, 43], а также полифенолы (пирокате-
хин, гидрохинон, пирогаллол и их производные). Окрашивание усиливается так-
же в результате реакций карамелизации углеводов, образующихся в результате
распада гемицеллюлозы н целлюлозы.
Окрашивающий эффект копчения оценивается органолептически с примене-
нием балльных шкал или инструментально с количественным измерением раз-
личных цветовых характеристик: коэффициента отражения, яркости, чистоты,
доминирующей длины волны цвета.
При рассмотрении процесса образования аромата и вкуса копчености следует
определиться в основных понятиях, прежде всего, необходимо различать аромат
коптильного дыма и аромат и вкус выкопченного продукта (копчености).
Аромат коптильного дыма зависит от вида древесины, температуры ее разло-
жения в дымогенераторе, дисперсного и химического состава дыма.
Принято считать, что наиболее ароматные компоненты дыма содержатся в его
газообразной фазе. Газохроматографические исследования [20] показали, что
аромат коптильного дыма обеспечивают представители многих классов органи-
ческих вешеств. Па сегодняшний день ученые не пришли к единому мнению по
вопросу о том, какому именно классу соединений принадлежит главенствующая
роль в формировании аромата коптильного дыма. Некоторые из них [20, 21, 23]
считают, что эту роль следует отвести фенолам, особенно среднемолекулярным.
Другие [1, 16,41,42], напротив, считают, что поскольку в чистом виде фенольные
соединения не обладают выраженным копченым ароматом, они не могут быть
признаны ответственными за его формирование. В то же время, карбонильные
476
6.2. Копчение рыбы
CHrCHr-OH
R -СНгСНгОН 1-пцфо»сж1пиЗ-гтдрок>шепи1-пиррог1лы1ти-2
Рк. b.ie. Схема реакции между гликолевым альдегидом и этилам и ном по Рейтеру
соединения в чистом виде (1,2-циклопентадион, 2-бутенолил, фурфурол, 2-иик-
лопентанон, 2-а цетил фуран, их производные и др.) обладают ярко выраженным
ароматом коптильного дыма и вносят, по мнению этих ученых, основную долю в
его образование. По-видимому, справедливым будет утверждение, что суммарное
действие как фенольных компонентов дыма, так и карбонильных соединений
придает ему специфический характерный аромат. Оценка аромата некоторых фе-
нольных вешеств, поданным [26], приведена в табл. 6.4.
Установлено, что основными «ключевыми» компонентами (основой аромата
коптильного дыма) являются следующие вещества в композиции: гваякол — эв-
генол — ванилин — циклотен — фенол — о-крезол, причем первые четыре из них
должны находиться в близких, почти равных соотношениях, а два последних — в
3...5 раз более высоких концентрациях, чем первые [26].
477
Глота б. Сушеная, вяленая и копченая рыба
Таблица 6 4 Оценка аромата фенольных вешеств
Фенолы Пороговая концентрация, млн (ppm) Оценка оттенка мпш
Фенол 5.5 Специфический, острый
2.3- и 2,4-ксиленолы 18:20 Химический, с хлебным оттенком
2.6-. 3.4-; 3,5-ксилснолы 0,6; 15. 2? Крезол ьный
Гваякол 0.03 Сладко-дымный с пряным оттенком
4-метил-; 4-этил-; 4-вимил- 0,09; 0,5; 0,3 Сладковато-дымный, с гвоздичным
гваякол оттенком
4-алл ил гваякол 0.14 Древесный
Смрингол 2.0 Дымный с цветочным оттенком
4-метил-; 4-этил-; 4-пропил-‘ 0,23...5,8 Жженый, паленый
4-пропенилеирингол
Пирокатехин него гомологи 1.6...40 Сладковато-д ы м ный
Аромат и вкус выкопченного продукта есть результат совокупного воздей-
ствия компонентов дыма, продукта и веществ, образующихся в результате реак-
ций компонентов дыма друг с другом и составляющими продукта.
До сих пор точной расшифровки формирования этого эффекта нет, существу-
ют только предположения. Что происходит с компонентами дыма по мере их
диффузии в продукт — неизвестно. Ведущую роль в этом приписывают фенолам,
особенно гваяколу, сиринголу и их производным. Считается, что в среднем около
75% фенольных вешеств по мере диффузии их в продукт вступают в различные
реакции с белковыми и жировыми компонентами продукта. При этом на форми-
рование вкусо-ароматнческих ошущений определенное влияние оказывают кон-
систенция и химический состав продукта, в частности, соотношение в нем липи-
дов, белков, влаги и соли.
На аромат и вкус копченых изделий влияют также кислотные коптильные
компоненты, привносящие специфические вкусовые оггенкн, а также вещества
с активными карбонильными группами (ди- и поликарбонилы, редуктоиы
и др.), вступающие во взаимодействие с белковыми компонентами продукта
Влияние таких веществ считается второстепенным. Однако последние исследо-
вания. проведенные на кафедре технологии рыбных продуктов Мурманского
государственного технического университета, показали, что при резком сниже-
нии фенольных вешеств в дыме, в продукте, обработанном таким дымом, обра-
зуются вкус и аромат копчения. Работы, проведенные Ю. В. Шохиной под ру-
ководством профессора А М. Ершова, показали, что цвет поверхности рыбы
также соответствует НД Поэтому роль в образовании эффектов копчения кар-
бонильных соединений и кислот, находящихся в дыме, вероятно, нельзя отно-
сить К второстепенной (II, 18, 19, 38, 41].
Количественную характеристику аромату и вкусу копченых продуктов дают с
помошью органолептической балльной шкалы или описательно с применением
стандартизированной терминологии. Инструментально пока удается зафиксиро-
478
6.2. Копчение рыбы
V» только некоторые аспекты этого показателя (хроматографическое и мас-
пектрометрическое определение содержания отдельных фракций дыма).
Под консервирующим эффектом копчения следует понимать
совокупное действие анти окислительного, бактерицидного и анти протеолити-
ческого эффектов. Остановимся подробно на механизмах формирования каждого
изэтих эффектов в отдельности.
Антиокислитсльный эффект — это результат синергического воздействия,
~сжде всего фенолов дыма с содержанием, как минимум, одной свободной
Ой-группы.
Торможение фенолами процесса окисления обусловлено тем. что окислитель-
ный потенциал молекулы фенола ниже окислительного потенциала пероксидных
Вклинений, накапливающихся в результате цепных реакций окисления жира,
энергия связи InO—Н в молекулах фенолов составляет 242...294 кДж/моль, тогда
кэс в молекуле пероксида или гидропероксида RO-Н она равна
?V 378 кДж/моль. Поэтому свободные радикалы в жирах будут преимуществен-
н ^взаимодействовать с молекулами антиокислителей 1пОН, т. е. фенолами, ре-
j» штатом чего является обрыв цепной реакции окисления:
ROO + InOH-----*• ROOH + InO-
R- + InOH------► RH + InO
Образующиеся фенольные радикалы InO , как правило, малоактивны, не
способны к продолжению цепных реакций и выводятся из реакции, взаимодей-
ствуя между собой или с другими радикалами.
В. И. Курко [18,19] доказал своими исследованиями, что чем выше молекулярная
масса фенолов, чем больше у них ОН-групп, тем сильнее ихантиокислительный эф-
фект, так как в этом случае уменьшается энергия связи в молекуле InOH. Так, произ-
водные гваякола лучшие антиоксиданты, чем фенолы, а производные сирингола —
еще лучше проявляют антиоксидантные свойства. Наиболее эффективными антиок-
сидантами я ваяются производные пирогаллола, пирокатехина, гидрохинона и резор-
цина. Из фенолальдегидов и фенолкислот антиокислительными свойствами облада-
ют ванилнн. салициловый альдегид, гидробензойная кислота.
Тильгнер [13, 18] показал, что степень антиокислительного воздействия дыма
зависит от типа дымогенерации. Экзотермический дымтлеиия более эффективно
подавляет окислительные процессы, чем эндотермический фрикционный, хотя
оба они богаты фенолами. Большое значение имеют и продолжительность воз-
действия коптильной средой, и степень окислительной порчи продукта, и усло-
вия обработки н хранения изделий.
Коптильный дым содержит не только первичные, но и вторичные антиокси-
данты, такие как, например, многоосновные кислоты: фумаровая, янтарная. Од-
нако степень их воздействия до сих пор нс исследована.
Антиокислитсльный эффект копчения количественно устанавливают по по-
казателям пероксидного и альдегидного чисел жира.
Бактерицидный эффект копчения представляет собой результат совместного
воздействия антисептических компонентов дыма, обезвоживания и посола (при
479
Глава 6. Сушеная, вяленая и копченая рыба
холодном копчении), сдвига величины pH в кислую сторону, высоких температур
(при горячем копчении) [39].
Принято считать, что бактерицидный эффект копчения проявляется таыи |
на поверхности изделий. По мере диффузии коптильных компонентов внутрь
продукта зона угнетения микрофлоры увеличивается. Бактерицидный эффект за
висит от параметров дыма, продолжительности копчения, качественной и коли
чествснной характеристик обсеменениости продукта.
Химическая природа компонентов дыма во многом обусловливает их бактерз
цидное действие: кислоты наиболее эффективно подавляют спорообразующую
микрофлору, фенолы — вегетативную и условно патогенную микрофлору, ней-
тральные соединения и органические основания обладают слабым бактерицид-
ным эффектом, а углеводы, наоборот, стимулируют рост микрофлоры [25].
Бактерицидный эффект копчения количественно устанавливают по микроби-
ологическим показателям продукции 11,25].
Основными бактерицидными компонентами дыма являются его высококипя-
шие фракции фенолов и кислот. Так. с увеличением алкильных боковых цепей в
фенольном ядре возрастает бактерицидная сила компонентов: крезол -* ксиле-
нол -* пропил гваякол -* этилсирингол гидрохинон -* метилпирокатехин-•
-* пирогал тол (относительная антиокислительная эффективность по отношению
к крезолу, активность которого условно принята за 1, равна соответственно 1.2.4
11.14.51,176)126].
Наиболее эффективными антисептиками являются формальдегид и фенол
Из кислот наибольшей бактерииидностью обладают пропионовая и янтарная
кислоты, но из-за количественного преобладания в дыме уксусной кислоты се
значение является ведущим.
Копчение оказывает селективное (избирательное) воздействие на микроорга-
низмы. в результате чего в остаточной микрофлоре копченых продуктов преобла-
дают молочнокислые бактерии и грамположительные микрококки [25].
Отмирание микроорганизмов в толше продукта после окончания копчения
(остаточное бактерицидное действие копчения) связано с медленной диффузией
бактерицидных компонентов дыма из поверхностных слоев в центральные.
Ангин ротеол итичсски й эффект к о п ч с н и я представляет собой
замедление автолитических процессов в продукте, связанное с непосредствен-
ным действием коптильных компонентов на его тканевые ферменты.
Механизм этого эффекта обусловлен взаимодействием коптильных компо-
нентов, в основном, фенольных и карбонильных, с белками продукта и фермен-
тами, имеющими белковую природу. В результате этого взаимодействия белки
становятся менее доступными действию малоактивных ферментов. Кислоты коп-
тильной среды, сдвигая pH продукта в кислую зону, способствуют частичной де-
натурации ферментов, что делает их менее активными в расщеплении тканевых
белков Протеолиз и накопление его продуктов замедляется или приостанавлива-
ется Так, в филе рыбном холодного копчения показатель ФТА (формольно-тит-
руемый азот), характеризующий степень расщепления белков, останавливается
на уровне 67.. 70мг% (практически на уровне соленого полуфабриката) [2, 18. 38
39, 40. 45].
480
6.2. Копчение рыбы
Лиги протеолитический эффект копчения количественно устанавливают по
[ мжазателям содержания различных форм небелкового азота. Качественные иэ-
u-нения белков можно зафиксировать на молельных экспериментах с пополни-
мьным введением ферментов, например, желудочного сока и красителей-инд и-
«торов, меняющих цвет в присутствии продуктов распада белка (например, кар-
мина) f 2.18,38, 39, 40,45|.
Технологический эффект образования вторичной обо-
лочки (упрочнение поверхности) продукта прн копчении обус-
овлсн образованием полимерных вешеств, подобных содержащимся в коже или
оболочке, что способствует повышению стойкости продукта в хранении.
Упрочнение наблюдается под кожей или оболочкой (при нх наличии) или на
поверхности, что облегчает их удаление или повышает защитную функцию Уп-
рочнение объясняется изменением белковых структур в результате реакций фор-
ч.гчдегида дыма и соединительно тканных белков продукта — формальдегид-
коллагеновой конденсации 12, 18, 38, 39,40 45]:
^NH+ H-CHO+HNZ ----------> ''N-CHi-N^
' 4 -HzO
Образующиеся -СН-моетики между молекулами коллагена приводят к их уп-
ютнсниюи в итоге — формированию дополнительной эластичной оболочки, ко-
торая выполняет важную функцию — препятствует диффузии внутрь продукта
высокомолекулярных ПАУ и других вредных веществ.
Восстановление консистенции продукта возможно при обработке вторичной
оболочки горячей водой или паром, что приводит к распаду формальдегид-колла-
геновых волокон.
Количественную характеристику упрочнения поверхности продукта можно
получить при его органолептической оценке или инструментальном измерении
на специальных приборах (пластометрах вискозиметрах и др.).
Отрицательные эффекты копчения связаны прежде всего с попаданием ПАУ в
продукт. Кроме ПАУ нежелательными являются изменение количества формаль-
дегида. метилового спирта, некоторых фенолов. Для этого необходимо контроли-
ровать химический состав дыма, степень его очистки, а также — прокопченность
продукта.
В 90-е годы коллективом ученых кафедры физики Мурманского высшего ин-
женерного морского училища под руководством А. М. Панкова проводились
масштабные исследования химического состава дым о воздушных смесей, выраба-
тываемых всеми типами дымогенераторов, установленных и активно эксплуати-
руемых, на коптильных предприятиях Мурманского рыбокомбината Особое
внимание уделялось содержанию в дымовых смесях вредных примесей.
Было определено содержание вешеств, хорошо растворимых в жирах (лио-
фильная фракция». Данные приведены в табл. 6.5...б.9.
Анализ данных показывает, что содержание вредных примесей наибольшее в
дымовоздушной смеси дымогенератора Н29-ИО-2 и превышает допустимые кон-
центрации по ацетону — в 8... 10 раз, по толуолу — в 3 раза, по бензолу — в 7 раз, по
ксилолу — в 1,5 раза, по этиловому эфиру — в 4 раза. Содержание этих вешеств в
481
Глава 6. Сушеная., каленая и копченая рыба
Таблица 6.5. Содержание вредных примесей в дымовоздушной смеси дымогенератор»
Н29-ИО-2 нв коптильном заводе № 1 МРК, мг/м’
N п/п Ацетон Бензол Этню*ыЯ)фир
В дыыоге- неряторе После смешения е холодным асмухом В лымогене- ряторя После смешения с холодным воздухом Вдымогене- ряторе
1 800 500 60 40 1500 700
2 600 400 100 50 1000 500
3 800 400 60 40 1000 500
4 700 400 50 30 1000 500
5 800 500 60 1200 700
Табл и ца 6.6. Содержание вредных примесей в дымовоадушной смеси дымогенераторе
Н29-ИО-2 на коптильном заводе №2 МРК мт/м3
tr'n Ацетон ТОЛ1К1Л Бензол Угарный ' гвэ Углеюло- Ксилол Этя.юяый эфир Ацетилен
1 2000 100 30 20 60 40 1500 600
2 2000 150 40 25 80 30 1200 220
3 1600 150 40 20 60 150 1000 200
4 1800 200 40 20 40 100 1000 200
5 1400 150 30 20 40 100 1000 200
Среднее 1760 150 36 21 36 84 1150 284
пдк 200 50 5 — 50 50 300 500
Таблица 6.7. Содержание вредных примесей в дымовоздушной смеси дымогенератора
ГСМ 2, мг/м3
Nui/n Ацетон Толуол Бензол Угарный газ Углсвоюро- Ксилол Эпыошй зфнр
1 100 4.0 4,0 —
2 200 — 6.0 4,0 — — —
3 150 — 4,0 4,0 — — —
4 80 10 10,0 60 — —
5 100 15 8,0 — 60 60 40
6 100 — 4.0 — 60 50 30
7 100 20 10,0 — 10 50 40
8 — 25 8,0 4.0 60 60 —
9 — 15 4.0 4,0 60 40 40
Среднее 120 15 6.0 — — — —
ПДК 118,75 16,67 6,4 4,0 51,67 54 37,5
482
6.2. Копчение рыбы
1бли це 6. В Содержание вредных примесей в топках коптильных тоннелей, мг/м3
*»>п Aunw Толуюл Бенюл Угарный газ Углеюороды Ксилол I Этиловый эфир Ацетилен
1 60 Слелы — — Следы 20 100 -
1 80 Следы — Следы 25 80 -
60 Следы Следы 15 80
1 — - 20 100 —
э 60 - Следы - •5 1 so —
Среднее 52 19 88 —
Таблица 6.9. Загазованность в цеху коптильного завода № 2 МРК, мг/м3*
Чип Бенэол Ацетон Тол)юл Ксилол Этилом Й эфир Ацетилен
1 10 150 20 20 30 50
2 15 100 20 20 400 60
I j 10 200 30 20 300 60
4 15 150 20 30 400 60
5 10 150 20 20 400 50
пдк 5 200 50 50 300 500
* Шаэомниостъй цеху определялась на расстоянии 3 ..4 мот дымогенер тора и на высоте 1,3 мот пола.
рыбе не определялось, однако очевидно, что оно будет достаточно велико, так как
эти вещества хорошо растворимы в жирах.
Отрицательным эффектом копчения считается также уменьшение питатель-
но-физиологической ценности продукта в результате уменьшения содержания
аминокислот белков, вступающих в реакции с коптильными компонентами.
Всреднем их содержание уменьшается на 1О...2О%. При этом потери незамени-
мых аминокислот составляют от 10 до 50%, особенно чувствителен к копчению
лизин (средние потери 50 %).
Несмотря на некоторое уменьшение питательности копченых продуктов их
усвояемость, оцениваемая по показателям перевариваемости, увеличивается
Так, усвояемость одного н того же вида рыбы в зависимости от вида обработки
располагается в следующей последовательности (по мере убывания): копченая —
вареная — сырая — вяленая — соленая. Это объясняется увеличением секретор-
ной деятельности желудочно-кишечного тракта организма под действием вкусо-
ароматических компонентов копченых продуктов
Тепл ома ссоперенос при копченки
Процесс копчения характеризуется внешним и внутренним тепломассопере-
носом. Важным критерием эффективности этого процесса является интенсив-
ность протекания сорбционных и диффузионных процессов [12].
Сорбционные явления обусловлены внешним тепломассопереносом при об-
работке поверхностного слоя продукта коптильными средами. Этот процесс в
483
Глава 6. Сушена», вяленая и конченая рыба
значительной степени зависит от свойств поверхности продукта и парциальных
давлений компонентов коптильной среды На интенсивность процесса переноса
коптильных компонентов существенное влияние оказывают гравитационные,
радиометрические (термофорез и термодиффузия) и диффузионные (эффект
броуновского движения) факторы, а также физические параметры коптильной
среды, совместное действие которых определяет скорость осаждения компо-
нентов коптильной среды. Влияние этих явлений иа скорость осаждения коп-
тильных компонентов проанализировано ПроскуроЙ Ю. Д. [12}:
+/2(<fl +Л(0 +Л|С) +fyp) +Л( И, <‘з?>
где — скорость движения компонентов коптильной среды; о — гравитацион-
ные силы; —диффузионные силы; г — радиометрические силы; с — концентра-
ция среды1 р — парциальное давление; V — скорость смеси коптильной среды и
воздуха.
Ниже представлены сведения о влиянии некоторых факторов на интенсив-
ность осаждения частиц (в кг/(м2ч)) [13] в соответствии с выражением (6.37):
Гравитационные силы о (при R® 0,1 м/с).... . -О
Диффузионные силы d . .2.5 10 3
Радиометрические силы г .19-10’’
Скорость смеси коптильной среды и воздуха:
при Г/= 0,2м/с. ...0,1
при V= 2.0 м/с...........................................1
Как видно, влияние гравитационных, диффузионных и радиометрических сил
на интенсивность осаждения коптильных компонентов в процессе холодного
копчения незначительно по сравнению со скоростью потока. Зависимость, учи-
тывающая влияние скорости потока коптильной среды на коэффициент массоол-
дачи фенолов к рыбе, может быть представлена выражением [ 13|:
Nu^ 0,034Reon Pr0OJ, (*.зв)
где Nun « (Р /)//)— диффузионный критерий Нусссльта; Re — (И- f)/v — крите-
рий Рейнольдса; Pro = v/£> — диффузионный критерий Прандтля; р — коэффи-
циент массоотдачи фенолов, м/с; V— скорость потока коптильной среды в каме-
ре. м/с; v — коэффициент кинематической вязкости коптильной среды, м2/с; D —
коэффициент молекулярной диффузии фенолов в коптильной среде, м2/с; I —
определяющий размер коптильной камеры, м.
Выражение (6.38) справедливо при содержании фенолов в коптильной среде
8 • ГО-* кг/м’. Из него следует, что р пропорционален И-27. Таким образом, чем вы-
ше скорость потока, тем больше р прн постоянных v,Ph /. Обычно v, D и 1 посто-
янны для определенных типов дымогенераторов н коптильных камер, а коэффи-
циент диффузии фенолов зависит от температурных условий, его можно опреде-
лить из следующего выражения:
D =1,33- 10-Л <4.М)
где Т— температура коптильного дыма, К.
484
i>.1. Копчени* рыбы
Анализируя выражение (6.38), можно утверждать, что у других компонентов
среды коэффициент массоотдачи зависит от скорости потока. При увеличении
скорости движения среды у поверхности продукта увеличивается число частиц
ш паровой, так и дисперсной фазы, оседающих на поверхности изделия в еди-
ницу времени прн постоянном содержании частиц вереде. Характерно, что мак-
симум интенсивности осаждения частиц коптильной среды наступает примерно
при скорости потока 2 м/с. Угол атаки играет при этом определенную роль. При
угле атаки <р = 90' интенсивность осаждения достигает максимума. Влияние кон-
центрации на интенсивность осаждения частиц среды на поверхность рыбы мо-
жет быть описано уравнением [13]:
HpRe V R
crt 57
где t — числовой коэффициент; и0 — начальная (средняя) концентрация среды: D —
коэффициент тепловой диффузии частиц; v — коэффициент кинематической вяз-
кости; R — радиус каналов, образованных вертикальными рядами рыбы; Re — крите-
рий Рейнольдса; /— интенсивность осаждения частиц на 1 см2 поверхности в 1 с.
Коэффициент тепловой диффузии может быть рассчитан по уравнению Эйн-
штейна;
гдеЛ = 1,38-10-яДж/К — постоянная Больцмана; Т— абсолютная температура; г—
радиус молекулы диффундирующего вещества; т] — динамический коэффициент
вязкости
Таким образом, интенсивность осаждения частиц увеличивается с возраста-
нием концентрации среды, повышением ес температуры и скорости и снижается
при увеличении размера частиц. Размер частиц в коптильной среде колеблется в
пределах от 0,1 до 3,4 мкм и зависит от типа дымогенератора. Увеличение темпе-
ратуры среды при холодном копчении ограничено процессами тепловой денату-
рации белков.
Для конкретного типа дымогенератора и максимально возможной температу-
ры холодного копчення влияние размерного состава частиц среды и температуры
копчения на процесс осаждения является практически постоянным 113, 39].
Скорость осаждения коптильных компонентов зависит от парциального дав-
ления паров воды в среде. В связи с тем, что парциальное давление паров у влаж-
ней поверхности ннже, чем во всей массе среды, процесс осаждения частиц уско-
ряется. Разность парциальных давлений зависит от типа дымогенератора, состоя-
ния топлива (удельная поверхность, влажность), влажности среды, а также состо-
яния поверхности.
Значительное увлажнение поверхности способствует интенсификации осаж-
дения. Однако заметное увечичение частиц смолистых вешеств на поверхности
может привести к нежелательному изменению окраски продукта. Пересушенная
поверхность резко замедляет осуждение частиц коптильной среды.
485
Глава 6. Сушеная, вяленая и копчяная рыба
Внутренний тепломассоперенос характеризуется диффузионными процессами
Они определяют скорость распространения коптильных вешеств в продукте, а так-
же его качество. Установлено, что внутрь продукта проникают преимущественно
только хорошо растворимые в клеточном соке компоненты коптильной срелы (фе-
нолы. карбонильные соединения, кислоты, альдегиды, спирты и др ) Количество
вещества, диффундирующего внутрь, можно определить из уравнения Фика:
G = -DFx— , (М2
dx
где Р — коэффициент диффузии, м2/с; F— поверхность диффузии. м2;т — время,
с; dCjdx — градиент концентрации.
Величина коэффициента диффузии зависит от вида сырья, его физико-хими-
ческих характеристик, а также размеров диффундирующих частиц.
Диффузию коптильных компонентов обычно оценивают по проникновению
фенолов в мышечную ткань. По содержанию фенолов можно судить и о диффузии
других компонентов среды в мышечную ткань. На рис. 6.17 (13] приведено изме-
нение коэффициентов диффузии фенолов в зависимости от влажности рыбы.
Ряс. 6.1?. Изменение коэффициентов диффузии фенолов в
зависимости от влажности рыбы:
I — спяр* и; 2 — ирдинедла; 3 — скумбрия
Из рисунка видно, что в начальный момент времени, когда влажность рыбы
велика, коэффициент диффузии фенолов в 7... 10 раз выше, чем на заключитель-
ной стадии процесса копчения. Таким образом, копчение рыбы при минималь-
ном изменении ее влажности позволяет ускорить диффузию компонентов и тем
самым сократить продолжительность копчения. Установлено также, что феноль-
ные вещества проникают в продукт быстрее при больших влажностях коптиль-
ной среды. Чем выше влажность среды, тем меньше скорость сушки и, следова-
тельно, больше влажность рыбы, что способствует увеличению коэффициента
диффузии коптильных компонентов.
486
6.2. Копченка рыбы
Применение повышенных концентраций и скоростей, а также влажность сре-
_ы значительно сокращает процесс копчения (имеется в виду процесс насыще-
ния продукта коптильными компонентами), однако при этом длительность про-
цесса обезвоживания до заданной конечной влажности продукта, определяемой
технологией копчения, значительно увеличивается. Поэтому при холодном коп-
чении обезвоживание продукта является определяющим процессом. Интенсив-
ность обезвоживания определяется рядом факторов. Важнейший из них — свой-
егш обрабатываемого сырья, характеризующиеся формой связи влаги с материа-
юм. Интенсивность обезвоживания определяется начальной влажностью, содер-
жанием жира, удельной поверхностью сырья. В связи с тем, что содержание жира
8 рыбе пропорционально содержанию влаги, интенсивность удаления влаги с до-
“аточной точностью можно определять по содержанию жира и удельной поверх-
цгсти. На скорость удаления влаги влияет степень солености рыбы. Скорость
радения влаги определяется также видом посола. При законченном посоле обез-
воживание происходит быстрее по сравнению с прерванным посолом. Так как
продолжительность просаливания прерванным посолом меньше, он нашел боль-
и «распространение в промышленности
Таким образом, для интенсификации процесса насыщения рыбы коптильны-
ми компонентами необходимо увеличивать влажность коптильной среды. Вместе
с тем для ускорения процесса обезвоживания следует снижать влажность коп-
тильной среды. Однако этот путь более энергоемок и не обеспечивает эффектив-
ного использования компонентов коптильной среды. В связи с этим одним из
возможных путей создания эффективных технологий копчения рыбы является
применение разделения стадий сорбции и обезвоживания продукта.
Процесс тепломассопереноса при копчении рыбы можно условно разделить
на две сталии На первой стадии те пл омассо перенос обусловливается взаимо-
действием коптильной среды с обрабатываемым продуктом, на второй стадии та-
кого взаимодействия нет. Явления сорбции происходят в основном иа первой
стадии процесса, определяя концентрацию коптильных вешеств в поверхностном
слое продукта. В связи с тем, что сорбция определяется содержанием компонен-
тов в коптильной среде и свойствами поверхности продукта, имеется возмож-
ность оказать целенаправленное воздействие на ход процесса копчения [13].
Процесс диффузии и его количественная характеристика — коэффициент
диффузии — зависят от физических свойств продукта, его состава и структуры,
что затрудняет интенсификацию тепломассопереноса, так как в большинстве
случаев эти характеристики обусловливаются технологическим процессом.
В начале первой стадии процесса копчения при числах Фурье нс превышаю-
щих 0,01, характерным является изменение концентрации в тонком поверхност-
ном слое продукта.
При этих условиях влияние диффузионных явлений незначительно, и ход
процесса определяется, главным образом, внешним тепломассообменом коп
тильной среды с обрабатываемым продуктом. Начиная с /^ = 0,01, проявляется
влияние диффузионных процессов, что выражается в повышении концентрации
вешеств во внутренних слоях продукта. Однако определяющими диффузионные
явления становятся только на второй стадии процесса, когда происходит хране-
487
Глова 6. Сушвиаа, вяленая и копченая рыба
ние и сушка продукта. Поэтому для интенсификации процесса копчения на-
ибольшее значение имеют сорбционные процессы.
Интенсификация сорбционных процессов может быть достигнута путем по-
вышения концентрации коптильной среды, в результате чего увеличиваются пар-
циальные давления основных ее компонентов, а также изменением коэффициен-
та поглощения поверхности обрабатываемого продукта.
Повышение парциальных давлений коптильных компонентов происходит при
снижении в среде содержания балластных газов, образующихся прн полном сгора-
нии древесины. Поэтому для получения концентрированных коптильных сред с
высокими парциальными давлениями компонентов целесообразно применять ме-
тоды генерации дыма, исключающие процессы горения древесины. Увеличение
парциальных давлений может быть достигнуто также при повышении температуры
коптильной среды, в результате чего большая часть коптильных веществ переходит
в парообразное состояние, облегчающее проникновение их в продукт.
Устаноазено (13), что на интенсивность массообмена прн копчении значи-
тельное азияние оказывает коэффициент поглощения поверхности продукта (у),
который зависит от капиллярности поверхностного слоя продукта, возрастая с ее
увеличением. При воздействии коптильной среды на обрабатываемый продукт в
капиллярах происходит конденсация паров, повышающая интенсивность тепло-
массопереноса прн копчении. Особое влияние на процесс копчения оказывает
водяной пар, содержание которого в коптильной среде достигает 60%.
В зависимости от парциального давления водяной пар может конденсироваться в
капиллярах, радиус которых не должен превышать критического значения, опре-
деляемого [13] по уравнению:
где о — поверхностное натяжение; V и V — удельные объемы воды и пара; р0 и р, -
давление насыщенного пара иад плоской и вогнутой поверхностью при данной тем-
пературе.
При г> гг происходит испарение влаги вереду. В табл. 6.10 представлены значения
критических радиусов капилляров при различных параметрах коптильной среды
Таблица 6.10. Критические радиусы капилляров
Значение pjf. Значение г,-10*. ч прн /
35 *С SOT бо-с
0.10 0,47 0.43 0.40 0.38
0,50 1.56 1,44 1,33 1,27
0,99 107 99 92 88
Из таблицы следует, что с увеличением относительной влажности возрастает
парциальное давление водяного пара, в результате чего усиливается его конденса-
ция, сопровождающаяся ростом концентрации коптильных веществ в конденсате.
488
6.7. Копчение рыбы
При незначительной относительной влажности поток нспаряюшейся влаги нз
капилляров радиусом г > гк препятствует проникновению в продукт коптильных ве-
шеств, что объясняется взаимодействием градиентов влагосодержания и концент-
рации, которые в этом случае имеют противоположное направление. В результате
продолжительность процесса копчения увеличивается, а выход готовой продукции
уменьшается. Кроме того, при этих условиях происходит быстрое обезвоживание
поверхностного слоя продукта, что приводит к изменению его структуры. В резуль-
тате уменьшается средний диаметр капилляров, что снижает скорость проникнове-
ния в продукт коптильных вешеств. Поэтому копчение следует производить в среде
с повышенным содержанием влаги, что позволяет в 1,4 раза ускорить процесс. Та-
ким образом, для интенсификации процесса теплимассопереноса при копчении с
максимальным выходом готовой продукции относительная влажность среды долж-
на обеспечивать равенство количеств испарившейся с поверхности и сконденсиро-
вавшейся в капиллярах влаги. Опыт показывает, что наиболее целесообразно под-
держивать относительную влажность среды выше 50 % [ 13|.
Таким образом, для интенсификации процесса тепл о массо пере носа прн необ-
ходимости получения продукта высокого качества к коптильной среде предъяв-
ляются особые требования. На основе анализа показателей, характеризующих
: войства коптильной среды и обрабатываемого продукта, а также основных фак-
торов, определяющих их взаимодействие при копчении, можно определить спо-
собы повышения эффективности тепломассопереноса с минимальными энерге-
тическими затратами. Важнейшим из них является получение коптильных сред с
заранее заданными свойствами, что возможно путем создания новых н совер-
шенствования уже существующих способов генерации дыма на основе управле-
ния процессом термического разложения топлива.
Изменения в тканях прн копчении рыбы
Вес изменения, происходящие в рыбе в процессе копчения, можно разбить на
две группы: физико-химические, связанные с тепловым воздействием (горячее
копчение), воздействием посола и значительным обезвоживанием (холодное
копчение), а также насыщением тканей коптильными компонентами, н биохи-
мические, связанные с бнохимнческимн преврашеннямн составляющих мяса ры-
бы под действием соли, тканевых ферментов и микроорганизмов, температур
процесса, химических компонентов дыма. Глубина изменений определяется,
главным образом, видом продукта и способом копчения.
Физико-химические изменения в рыбе в процессе копчения приводят к получе-
нию характерных копченых свойств (основные технологические эффекты копче-
ния) и некоторому консервирующему эффекту [13.26, 27. 39].
В процессе копчения некоторые коптильные компоненты осаждаются на по-
верхности продукта и остаются там, вступая в различные реакции или просто за-
держиваясь
этой
плотной оболочкой; другие
проникают внутрь продукта в пери-
од копчения
няет
своей
и последующего хранения.
химической
При диффузии часть компонентов нс ме-
основными
природы, а
веществами ткани или
часть вступает в различные взаимодействия с
продуктами их растепления (альдегиды, фе-
489
Ггаво 6 Сушеная, вяленая и копченая рыба
нолы, спирты и др.}. Большое количество кислот дыма подкисляет продукт, сни-
жая его pH до 5,7...5,2. Альдегиды и кетоны коптильного дыма активно взаимо-
действуют со свободными аминогруппами пептидных цепочек белков. Так. фор-
мальдегид, количественно преобладающий в группе альдегидов, образует в ко-
нечном итоге моно- и диметильные соединения: R-NH СН,-ОН или
RN(CH-ОН),.
Взаимодействуя с двумя аминогруппами двух пептидных цепей, формальдегид
образует между ними метиленовые мостики R-NH-CH-NH-R. Физически это
выражается в упрочнении ткани и по характеру действия похоже иа процесс дуб-
ления. Дубящее действие на ткани оказывают также фенолы, реагирующие с ами-
ногруппами и другими функциональными группами белков и обладающие поли-
функциональными свойствами.
Копчение при высоких температурах (полугорячее и горячее) от 40 до 170*С
сопровождается разной степенью денатурации белков н освобождением скрытых
функциональных групп (SH-, карбонильных, аминных, оксн- и др.), которые
вступают во взаимодействие с коптильными компонентами. В результате наблю-
дается необратимая дегидратация, коагуляция части белков саркоплазмы и мио-
фибрилл мяса, в связи с чем уменьшается влагоудерживающая способность тка-
ни, продукт лучше обезвоживается н уплотняется.
Наиболее глубокие изменения при копчении претерпевает коллагси, входя-
щий в структуру мяса, кожи рыб. Коллагеновые волокна претерпевают гидролиз
и сваривание. При этом фибриллы мяса вначале становятся прозрачными, аза-
тем пучки их расщепляются и гомогенизируются. Водородные связи разрушают-
ся н освобождаются функциональные группы, вступающие в реакции с химиче-
скими веществами дыма. Под действием альдегидов, кетонов и фенолов протека-
ют превращения, связанные с дублением коллагена. Коллаген оболочек и кожи в
этом случае играет защитную роль, связывая ряд активных коптильных вешеств и
препятствуя их диффузии внутрь продукта. Особенно это важно при непродол-
жительном горячем копчении.
Одновременно с изменениями коллагена в коже она под действием высоких
температур обезвоживается. В конце копчения резко изменяется ее структура,
кожа пересыхает и легко отделяется от мяса. Поверхность копченого продукта
приобретает характерный цвет от светло-золотпетого до темно-коричневого, что
связано с совокупностью физико-химических процессов, рассмотренных выше.
Биохимические изменения при копченнн являются следствием комбинирован-
ного воздействия на продукт многих факторов [ 1 ].
На первой стадии в зависимости от режима (до 40 *С) ускоряются реакции, ка-
тализируемые собственными ферментами рыбы и микроорганизмов, — протео-
лиз, липолиз, денатурация и др. По мере повышения температуры внутри про-
дукта постепенно развиваются денатурация белков и инактивация ферментов.
В результате денатурации освобождаются скрытые функциональные группы
белков, в частности — SH-группы, обладающие редуцирующими свойствами.
Вначале под влиянием бактерий, а затем в связи с накоплением редуцирующих
соединений, а также под действием диффузии редуцирующих вешеств коптиль-
ного дыма, освобождаются окисли азота. Их воздействие, к которому добавляет-
490
6.2. Копчани* рыбы
ся воздействие окрашенных вешеств дыма и продуктов из взаимодействия, усу-
Обляемое действием высоких температур, приводит к увеличению интенсивнос-
ти окраски внутренних слоев мяса.
Продолжительное холодное копчение сопровождается более глубокой фер
ментацией — протеолизом мышечной ткани; структура ткани теряется, консис-
тенция становится мягче и нежнее. Жиры, содержащиеся в мышечной ткани, в
процессе копчен ня активно сорбируют ряд компонентов (карбонилов и особенно
фенолов). В результате антиокислягельного действия фенолов в жирах рыб тор-
мозятся окислительные процессы, особенно под действием гомологов пирогал-
лола. Продукты взаимодействия фенолов с радикалами жиров имеют характер-
ный привкус, что вносит специфический оттенок во вкусоароматические ощуще-
ния при формировании пищевого комка копчености во рту.
Образование вкуса и аромата копчености подробно рассмотрено выше. Оно
связано с комплексом физико-химических превращений компонентов продукта
и дыма по мере накопления тканями последних. Значительную роль здесь играют
фенолы, альдегиды и органические кислоты коптильного дыма.
Биологическая оценка копченых продуктов, т. е. степени вредного воздействия
их на организм человека, может быть приведена как по содержанию в копчено-
стях вредных вешеств (ПАУ, нитрозосоединения, ацетон, формальдегид, фенол,
метанол и др.), так и по результатам биологических опытов на животных [5. 9. 10).
Накопление формальдегида нежелательно по причине его воздействия при
пищеварении человека на белок пищеварительных ферментов со снижением их
активности. Формальдегид даже в очень незначительных количествах (меньше
ч,001 %) — сильный ингибитор тиоловых ферментов.
Присутствие ряда органических кислот в копченостях нежелательно (бензой-
ная кислота ингибирует действие пепсина в желудке, уксусная — повышает ки-
слотность пищеварения и т. д.).
Фенолы, содержащиеся в большом количестве в копченых продуктах, также
нс являются полностью безопасными для человека соединениями и обезврежива-
ются в печени. Поэтому нх накопление должно быть разумно минимальным.
Чрезвычайно опасными для организма человека являются ПАУ, которые, об-
гадая высокой молекулярной массой, могут не выводиться, а оставаться в печени.
Высокая конденсационная способность их молекул может проявляться в виде
канцерогенного, проканцерогеиного и мутагенного действия. Наличие нитрозо-
соединений также способствует развитию раковых заболеваний в организме че-
ловека.
Какое-либо препятствие на пути ПАУ из дыма в толщу мяса рыбы, например,
кожи, оболочки, является положительным фактором, поскольку эффективно
этим препятствием задерживаются.
Однако единственно надежным способом предотвращения попадания ПАУ в
копченые продукты является создание дымогенераторов, позволяющих получать
бесканцерогенный дым в условиях регулируемого по температуре термического
разложения древесного топлива или очистка дыма от смоляной фракции перед
подачей его на продукт. Что подтверждают работы, проводимые кафедрой техно-
догии рыбных продуктов МГТУ.
491
Глава 6. Сушена^ вяленая м копченая рыба
В процессе копчения особенно горячего, продукты теряют некоторое количе-
ство витаминов — 15...20% тиамина, рибофлавина, ниацина.
Классификации способов копчения
При производстве различных видов рыбных продуктов с целью придания им
специфических свойств используются методы копчения, которые различаются
температурными условиями, а также технологическими особенностями.
В зависимости от температурных условий, при которых осуществляется про-
цесс, различают 2 основных способа копчения: холодное и горячее. Кроме того,
применяются способы, специфические для отдельных отраслей. Так, на рыбо-
комбинатах находит применение полугорячее и смешанное копчение (табл. 6.11)
[11, 13, 15, 39,40).
Таблица 6.11. Способы копчения рыбы
Параметр Способ копчения
Холодное Горячее Полу горячее Смешанное
Сырье Свежее, охлаж- денное, моро- женое, соленое Свежее, охлаж- денное, моро- женое Свежее, охлажденное, моро- женое, соленое
Температура дымовоадуш- ной смеси, К До 313 313...443 298...353 293...295 (иногда до 355)
Относительная влажность дымоБоздушной смеси, % 40...70 I5...25 20...60 40...70
Скорость движения дымо воздушной смеси, м/с 1.0 .8,0 1,0..3,0 1,0..3,0 1.0...8,0
Содержание соли в готовом продукте, % 4...12 До 4 4... 10 4... 10
Содержание влаги. % 42 .65 60...70 70 70
Консистенция мяса готово- го продукта Плотная Сочная, нежная Сочная плотная
Холодное копчение рыбы складывается из двух процессов: подсушки и собст-
венно копчения при температуре воздуха и коптильной среды, не превышающей
313 К (40 *С). В процессе подсушки поверхность рыбы подготавливается для ин-
тенсивного осаждения дыма: с поверхности продукта, обычно воздухом с темпе-
ратурой до 313К, удаляется влага смачивания и часть микрокапиллярной влаги.
После подсушки (0,5...8ч) проводят собственно копчение до влажности рыбы
60 % и менее. Белки такой продукции и ферменты ие денатурированы. Готовность
продукции холодного копчения достигается за счет комплексного воздействия на
ткаии повышенного количества соли (от 5 до 8 %), коптильных компонентов,
обезвоживания, протеолитических и липолитических изменений под действием
собственных ферментов и ферментов микрофлоры.
492
6.2. Колчени* рыбы
Соленый полуфабрикат для холодного копчения обычно готовят с содержани-
ем соли в мясе 5...7%. Копченая рыба из такого полуфабриката имеет плотную
консистенцию и может храниться в обычных условиях.
Для получения изделий холодного копчения используют рыбу каке небольшим
с кржанием жира, так н жирную. Существенным недостатком продукции из то-
। ик видов рыб являются ее вкусовые свойства. Продукцию холодного копчения,
1алример, из неразделанной ставриды с содержанием жира менее 3% отличают
лтсткая консистенция, неудовлетворительный внешний вид, повышенное содер-
л|ние соли и, следовательно, невысокие вкусовые свойства. В связи с большой
гкодо длительностью процесса, обусловленной необходимостью удаления влаги из
меяишевых частей рыбы, существенно возрастают затраты энергии. Специалисты
АтлантНИРО на основании результатов проведенных работ пришли к выводу, что
ручшения качества продукции холодного копчения из тоших видов рыб можно
достичь путем увеличения степени разделки рыбы с уменьшением содержания вла-
ги в продукте до63...65% в процессе после операции обработки.
Вкусовые свойства продукции, приготовленной способом холодною копче-
ния из разделанной рыбы с уменьшенным содержанием соли и увеличенным со-
держанием влаги, заметно повышаются. Вкусовые свойства продукции из разде-
панных тощих видов рыб улучшают за счет ароматических добавок.
Поданным АтчантНИРО, максимальная разделка позволяет снизить коли-
чество испаряющейся воды в коптильных аппаратах на 20...50 %. Скорость посо-
ла возрастает при этом В 50... 100 раз, а скорость сушки — в3...5 раз.
При холодном копчении традиционным способом массовую концентрацию
частиц дыма в дымовоздушной смеси поддерживают в пределах от 0,1 до 8,3г/мэ.
Горячее копчение рыбы происходит при более высоких температурах. В коп-
тильных установках для горячего копчения процесс осуществляется обычно в трн
стадии: подсушка, проварка и собственно копчение. Подсушка проводится при
температуре от 343 до 368 К до момента, когда кожные покровы рыбы становятся
сухими. Затем рыбу проваривают при температуре дымовоздушной смеси от 383
ло 443 К до момента отделения мяса рыбы от костей, после чего собственно коп-
тят при температуре дымовоздушной смеси от 373 до 403 К. Копчение завершают,
когда температура в центре рыбы достигает от 341 до 343 К. Белки такой продук-
ции полностью денатурированы, а ферменты ннактивированны. Продукция
имеет невысокую соленость от 1,5 до 4.0%, небольшое количество коптильных
компонентов, достаточно высокое количество влаги. Готовность ее достигается за
счет высоких температур процесса, приводящих к полной проварке мяса. Массо-
вая концентрация коптильной среды в различных установках в процессе горячего
копчения достигает 0,5 г/м?.
Полугорячее копчение рыбы по температурному режиму относится к промежу-
точному между холодным и горячим копчением — температурный диапазон при
обработке продукции коптильными компонентами составляет от 313 до 353 К —
поэтому готовый продукт имеет консистенцию от сочной до плотной, мясо рыбы
может быть проваренным, белки такой продукции денатурированы частично,
ферменты практически полностью ннактивированны, а готовность достигается
за счет комплекса физических и биохимических изменений в тканях рыбы.
493
Глава 6. Сушена», лейся и копченая рыба
Этот способ нашел в нашей стране ограниченное применение. В основном
полугорячим копчением обрабатывают мелкие вилы рыб (тюлька, каспийская
килька). Более широко способ полугорячего копчения рыбы применяется за ру-
бежом.
Смешанное копчение заключается в обработке рыбы вначале традиционным
способом при низкой температуре, а затем выдержке в охлаждаемом помещении
в течение 24 ч для перераспределения влаги в продукте, после чего продукт под-
вергается взаимодействию коптильной среды с температурой 355 К. В России
способ смешанного копчения пока широкого применения не нашел.
В зависимости от особенностей воздействия коптильных веществ на обраба-
тываемый продукт различают дымовой и бездымный способы копчения.
Дымовой способ характеризуется тем, что продукт подвергается воздействию
газовой среды, полученной в результате термического разложения древесины в
дымогенераторах различных типов. Такой продукт обладает гаммой неповтори-
мых вкусоароматических свойств из-за богатого химического состава дыма (более
10тыс. компонентов осаждается на продукт).
В процессе дымового копчения происходит сорбция частиц среды поверхно-
стью продукта с последующей диффузией их внутрь него. Сорбция отдельных
компонентов среды и диффузия коптильных вешеств в продукт осуществляется в
результате гравитации, броуновского движения, турбулентного движения потока
среды, действия термофоретических сил а также конденсации паровой фракции
коптильной среды. Интенсивность процесса сорбции зависит в основном от тем-
пературы, влажности, плотности, скорости среды, направления ее движения от-
носительно продукта, а также от состояния его поверхности. Скорость диффузии
коптильных вешеств зависит от состава и физических параметров газовой среды —
температуры, относительной влажности, концентрации основных компонентов и
их агрегатного состояния, а также от состояния и свойств поверхности обрабаты-
ваемого продукта — плотности, влажности, пористости.
При регулировании процесса дымового копчения в первую очередь поддержи-
вают температуру коптильной среды в максимально допустимых пределах. С повы-
шением температуры среды усиливается броуновское движение частиц. При этом
увеличивается число столкновений как между ними, так и с поверхностью продук-
та. Взаимодействие частиц между собой приводит к увеличению их размера и осаж-
дению на поверхности продукта под действием силы тяжести. В связи с этим боль-
шинство современных коптильных установок (Н10-ИДП-4, Н2-ИТЛ-09,
Н20-ИКА, Н29-ИКВ) оснашеио специальными приборами и средствами, позволя-
ющими регулировать и контролировать температуру с достаточной для промыш-
ленных условий ТОЧНОСТЬЮ 113).
Дымовое копчение по сравнению с другими способами позволяет получать
продукцию более высокого качества, которую отличают повышенная стойкость к
микробиальным изменениям и окислению жиров, специфические вкусовые
свойства и запах, привлекательные для потребителя, хороший товарный вид.
Недостатком дымового копчения является наличие в коптильной среде и в го-
товом продукте нежелательных вешеств типа ПАУ, формальдегида, метанола,
нитрозаминов, значительный расход древесины (так, иа производство 1т копче-
494
6.2. Копчение рыб»
ной рыбы расходуется традиционными дымогеиераторами в среднем около 1 м3
древесины); потребность в больших производственных площадях для размеще-
ния дымогенсраторов; необходимость очистки отработавшей коптильной среды,
85% которой выбрасывается в атмосферу. Следует отметить, что очистка коп-
тильных сред требует значительных затрат, причем до конца эта проблема не ре-
шена, так как существующие методы очистки не отвечают современным требова-
ниям экологии.
Дымовой метод копчения сопровождается значительным расходом энергии.
В зависимости от влажности древесного сырья расход энергии на его термиче-
скую деструкцию составляет 1250...2100кДж/кг [13]. Коптильные среды, приме-
няемые в дымовом методе копчения, образуются с использованием энергии: теп-
1игы, получаемой при сжигании древесины или газа, образующейся при трении
древесины, энергии И К-изл учений и электроиагреве древесного топлива. В свя-
зи с тем, что стоимость энергоиосителей различна, существенно изменяется и
стоимость получаемых коптильных сред: наибольшую стоимость имеет среда, по-
лучаемая путем электронагрева, наименьшую — получаемая при сжигании газа.
Существенным недостатком дымового метода копчения в газовой среде является
его большая продолжительность и недостаточно полное использование коптиль-
ных вешеств. (Установлено, что при этом способе копчения полезно используется
лишь от 1 доЗ% коптильных вешеств среды.)
Дымовой способ следует относить к естественному копчению, при
котором образование всех эффектов копчения осуществляется без применения
специальных технических средств, только за счет осаждения коптильных компо-
нентов на поверхность продукта.
При искусственном копчении применяются интенсифицирующие средства,
позволяющие существенно ускорить процесс, изменить характер образования ос-
новных эффектов копчеиия (токи высокой частоты, инфракрасные и ультрафио-
летовые лучи, электростатическое поле и другие).
На практике чаше применяется комбинированное копчение, пред-
ставляющее собой сочетание естественного и искусственного копчения.
Так, например, отмеченные для способа дымового копчения недостатки в зна-
чительной степени устраняются при копчении в электростатическим поле (ком-
бинированное копчение) В основу метода положены явления ионизации и сорб-
ции заряженных частиц коптильной среды в электрическом поле высокого на-
пряжения. Этот способ копчения сочетается либо с обычной конвективной суш-
кой, либо с обработкой продукта ИК-излучением.
Интенсивность осаждения коптильных вешеств в электростатическом поле
высокого напряжения зависит от величины напряжения на коронирующих элек-
тродах. размера частиц коптильных компонентов, скорости движения среды в
коптильной камере. Кроме того, существенное влияние на процесс оказывают
температура генерации среды, а также продолжительность обработки и свойства
продукта. Так, при расстоянии между продуктом и коронируюшим электродом
200 мм, наиболее интенсивно процесс осаждения происходит при напряжении
30..35 кВ. Этектрический заряд большей величины позволяет значительно быст-
рее получать крупные частицы среды. Для частиц радиусом более 1 мкм величина
495
Глава 6. Сушена», вяленая и копченая рыба
электрического заряда пропорциональна квадрату радиуса, а для частиц радиусом
менее 1 мкм — лишь радиусу частицы, поэтому при электрокопчении предпочти
тельно использовать среду с размерами частиц более I мкм.
Важное значение для ионизации частиц коптильной среды имеет скорость
прохождения их через электрическое поле. С увеличением скорости среды про-
цент ионизации частиц уменьшается. По мнению ряда исследователей, скорость
движения среды в электрическом поле не должна превышать 0,5 м/с.
К достоинствам этого метода следует отнести более высокую скорость осажде-
ния коптильных компонентов на продукт, больший коэффициент использования
коптильной среды и, следовательно, меньший расход древесины, а также более
низкую стоимость очистки отработавшей среды. Исследования показали, что
продолжительность копчения в электрическом поле сокращается на 25...35% за
счет интенсификации внешнего массопсреноса. В этом случае примерно на 50%
снижаются потери массы продукта, а также появляется возможность уменьшить
температуру среды и до 80 % повысить степень ее использования (I3).
Однако при этом методе копчения существенно возрастает расход электро-
энергии, а также усложняется конструкция оборудования вследствие создания
специальных защитных устройств. Обслуживание таких устройств требует высо-
кой квалификации персонала. Следует заметить, что характерный аромат и спе-
цифический bkvc продуктов, получаемых в электростатическом поле, выражен
менее ярко, чем при традиционном естественном дымовом способе.
Бездымное копчение —- это обработка продукта коптильными препаратами, по-
лученными на основе дыма или его отдельных компонентов. Продукция бездым-
ного копчения не содержит вредных компонентов типа ПАУ и нитрозаминов, так
как коптильные препараты предварительно от них освобождаются. Бездымное
копчение рыбы заметно сокращает продолжительность технологического про-
цесса, повышает культуру производства и обеспечивает получение продуктов хо-
рошего качества.
По энергетическим показателям бездымное копчение не имеет преимуществ
перед традиционным, так как энергозатраты на получение среды и собственно
копчение одинаковы. В настоящее время разработано несколько способов полу-
чения коптильных препаратов, состав и свойства которых существенно различа-
ются (I, 13, 17,26].
Коптильные препараты могут быть получены как из растворов отдельных хи-
мических вешеств (ВНИИМП-1),так и насыщением воды коптильными вещест-
вами с последующей ее очисткой (ВНИИМП, *Вахтоль», МИНХ. ВНИРО). Из-
вестны и другие методы получения коптильных препаратов: обработка измель-
ченной древесины перегретым паром, а также водой при высоком давлении и др
Существует несколько способов обработки рыбы коптильными препаратами:
введение препарата непосредственно в продукт, погружение и орошение продукта,
а также обработка продукта в парах коптильного препарата. Обработка коптильны-
ми препаратами рыбы придает ей свойства, близкие к свойствам изделий, получае-
мых традиционным дымовым способом. В ряде случаев коптильные жидкости ока-
зывают большее антиокислительное действие, чем обработка дымом, что повыша-
ет стойкость жира к окислению при хранении рыбопродукции (11, 17].
496
6.2. Копчение рыбы
Введение препарата в продукт сообщает ему хорошим вкус и достаточный запах
копчености. Этот способ довольно прост и экономичен. Он требует специального
оборудования, обеспечивает полное использование препарата. Этим способом
можно получать продукцию высокого качества, так как препарат вводится в строго
определенных количествах к массе продукта. Данный способ применяется в основ-
ном при производстве пресервов, консервов и формировании фаршевых изделий.
Введение препарата может осуществляться путем инъекции его в толшу продукта
посредством шприцевания. Этот способ весьма экономичен, так как обеспечивает
полное использование коптильной среды. Он может быть рекомендован к приме-
нению при производстве рыбных колбас, копченой рыбы крупных размеров.
Способ погружения продукта в ванну с концентрированной коптильной сре-
дой характеризуется тем, что в процессе обработки продукции коптильный пре-
парат частично или полностью подлежит замене. Этотспособ наименее экономи-
чен, так как препарат полностью не используется и после нейтрализации перио-
дически отводится в канализацию.
Продукт может обрабатываться тонкодиспергированными коптильными пре--
пиратами путем душирования частицами с размерами капель менее 150мкм или
более 150мкм (обычное орошение).
При копчении изделий душированием повышается расход препарата. Другим
недостатком этого способа является необходимость ректификации и утилизации
препарата после многократного использования
Обработка продукта диспергированным препаратом обеспечивает более рав-
номерное смачивание его поверхности. Полученная путем диспергирования коп-
тильного препарата аэрозольная система приближается по своим свойствам к аэ-
розольной системе газообразной коптильной среды. Кроме того, этот метод поз-
воляет уменьшить потери конденсата, а также снизить затраты на его утилизацию
после многократного использования.
Перспективным способом производства рыбных продуктов горячего копче-
ния с использованием коптильных препаратов является периодическое осажде-
ние предварительно диспергированного препарата на поверхность продукта в
электростатическим поле высокого напряжения.
Продукция горячего копчения, приготовленная с использованием коптиль-
ных препаратов, близка по свойствам к традиционной продукции, а сам процесс
можег быть легко механизирован и автоматизирован. Кроме того, появляется
возможность совмещения этого способа с другими электрофизическими метода-
ми тепловой обработки (СВЧ- и ИК-энергией), что позволяет интенсифициро-
вать процессы копчения. В Калининградском техническом университете разра-
ботана установка для горячего копчения рыбы с применением ионизации капель
распыляемого коптильного препарата в электростатическом поле высокого на-
пряжения и последующей проваркой рыбы ИК-лучами. Полученная на л ой ус-
ювке продукция имела хорошее качество.
Способ обработки продукта в парах препарата применяется в основном для го-
рячего копчения рыбы. Испарение препарата в коптильных камерах происходит
либо на нагревательных элементах установки, либо в результате непосредственного
испарения в потоке воздуха, предварительно нагретого до температуры 530...700 К.
497
Глава 6. Сушено», вялена» и копчена» рыба
Коптильные препараты обычно применяют в сочетании с обработкой продук-
тов влажным воздухом различных температур, воздействием энергии инфракрас-
ного излучения, а также токов сверхвысоких частот и других видов тепловой об-
работки пишевых продуктов.
Преимущества способа копчения с использованием коптильных препаратов
по сравнению с дымовым заключаются в том, что уменьшается загрязнение окру-
жающей среды, улучшаются санитарно-гигиенические условия труда, исключа-
ется попадание в готовую продукцию нежелательных веществ, создаются условия
для полной автоматизации процесса копчения.
Недостаток этого способа состоит в том, что с его помошью не удается полу-
чать продукцию, полностью идентичную по вкусу и аромату продуктам традици-
онного копчения. Это объясняется тем, что продолжительная обработка продукта
газовой средой создает более благоприятные условия для диффузии вешеств, оп-
ределяющих вкус и аромат готового изделия, чем обработка препаратом. Кроме
того, существующие коптильные препараты по своим свойствам далеки от совер-
шенства, и ведется большая работа по оптимизации как их состава и свойств, так
и технологии получения. При бездымном способе копчения снижается коэффи-
циент использования объема камер, а, следовательно, и их производительность в
результате необходимости более свободного, чем при традиционном способе,
размещения продукции.
Таким образом, каждый метод копчения имеет свои преимущества и недостат-
ки. В мясной промышленности наибольшее распространение получил метод ды-
мового копчения, в то время как в рыбной промышленности наряду с дымовым
непрерывно совершенствуются другие способы копчения и устройства для их
осуществления
6.2.2. Физико-химия получения коптильного дыма
Древесина как сырье, используемое для получения коптильного дыма
в пищевой промыт инности
Дымогенерация, или получение технологического коптильного дыма, за-
ключается в неполном сжигании древесины (опилок, стружки или специально
подготовленного топлива) при малом доступе воздуха и при определенной тем-
пературе (41].
Химический состав древесины, теплопроводность топлива, его форма и влаж-
ность определяют характер горения топлива, а, следовательно, химический со-
став и свойства получаемого технологического дыма.
В состав древесного дыма входит порядка 10000 твердых, жидких и газообраз-
ных органических соединений, около 1000 из которых признаны участвующими в
образовании копченых свойств продукта [15. 17...19]. Такое разнообразие объяс-
няется органической основой древесины, состоящей из целлюлозы, лигнина и
гемицеллюлозы. Соотношение этих компонентов в различных видах древесины
колеблется в значительных пределах, однако принято считать, что половина дре-
498
6.2. Копчение рыбы
ксины приходится на целлюлозу, одна четверть — на гемицеллюлозу и одна чет-
верть — на лигнин. Состав древесины некоторых пород приведен в табл. 6.12.
Таблица 6.12- Состав древесины различных пород
деревьев (в процентах)
Гором Древесины СыСМЫИ Жиры Целлюлоза Лигнин Пентозаны
Сосна 5,4 51,6 25,1 9,7
Ель 1.9 55.2 27.0 11.2
Береза 1,2 50.3 19.5 26,4
Бук 09 49 6 21 .В 25.6
Целлюлоза — высокомолекулярный полисахарид, состоит из остатков глюко-
зы, соединенных между собой р-1,4-глюкозидной связью:
Температура термического разложения целлюлозы около 280 'С.
Гемицеллюлоза — высокомолекулярный полисахарид, состоящий из остатков
чтозанов и гексозанов:
Температура термического распада гемицеллюлозы около 240’С.
Лигнин — высокополимерное вещество сложного химического состава, точ-
формула которого
пока не установлена.
В его состав входит 85...90 % меток-
сильных
групп
древесины
(-ОСН3) в виде кониферилевого и синапинового
спирта как основных
лиственных
пород древесины:
структурных единиц соответственно хвойных и
конифериловый спирт
(хвойные!
Структурная формула лигнина
синапнновый сипу;
(лнетвенные)
499
Глава 6. Сушеная, вяленая и копченая рыба
Местз ’’атак" при пиролизе
За счет ароматического строения лигнина температура его термического рас-
пада самая высокая — около 350 °C.
Элементарный химический состав древесины различных пород примерно
одинаков, углерода содержится от 48,5 до 50,8; водорода — от 6,1 до 6,9; кислоро-
да — от 42,4 до 45,2 %.
Физические и химические основы получения коптильного дыма
При полном сгорании топлива происходит окисление составных частей дре-
весины до углекислоты и воды [ 15,18, 22]. Для этого необходимо достаточное ко-
личество кислорода воздуха и нагревание до определенной температуры. Чем
больше кислорода воздуха в зоне горения, тем выше температура и сильнее пла-
мя. При нагреве древесины без доступа воздуха (сухая перегонка) происходит
пиролиз, то есть термическое разложение древесины.
Состав продуктов сухой перегонки (пиролиза) дерева изучен достаточно пол-
но. При сухой перегонке дерева получают газы, водный дистиллят (или под-
смольную воду), смоляной дистиллят и уголь [39, 47].
Различают следующие основные стадии пиролиза:
1. Интенсивное испарение влаги при температуре от 100 до 200 °C.
2. Термическое разложение гемицеллюлозы при температуре от200 до 260'С.
3. Термическое разложение целлюлозы при температуре от 260 до 310'С.
4. Термическое разложение лигнина при температуре отЗ 10 до 500 “С.
При температуре 15О...25О*С выделяются почти исключительно кислородсо-
держащие газы — углекислота и окись углерода. При температуре 280 °C происхо-
дит экзотермическая реакция, температура древесины быстро повышается, ка-
чество кислородсодержащих газов заметно уменьшается, а количество водорода и
углеводородов увеличивается. Выход газов при сухой перегонке древесины, по
данным Н. И. Никитина, приведен в табл. 6.13 (39].
При температуре 280...380'С выделяются в основном пары различных ве-
ществ, которые в дальнейшем конденсируются, и получаются водный и смоля-
ной дистилляты.
В водном дистилляте встречаются следующие вещества: кислоты и их произ-
водные — муравьиная, уксусная, пропионовая, масляная, валериановая, изокап-
роновая, метиловые эфиры этих кислот; спирты — метиловый, аллиловый, про-
пиловый, изоамиловый и изобутиловый; альдегиды — формальдегид, ацетальде-
гид, фурфурол, мстилфурфурол, сильван; кетоны — углеводороды — ксилол, ци-
мол; фенолы — пирокатехин, пиридин, метилпиридин [17, 18, 39]
500
6.2 Копчвни» рыбы
Таблица 6.И. Выход газов при сухой перегонке древесины
Периол сухой перегонки Температуре, 'С Выделение. %
СО, СО Н, углеводородов
Выделение воды I50...200 68 30 — 2
Выделение кислородсодержащих газов 200...280 66 30 1 3
Киио выделения углеводородов 280...380 36 21 6 3’
Выделение уткволоролов 380.. 500 31 12 8 49
Период диссоциации 500...700 12 25 42 2!
Вводном дистилляте находится также некоторое количество смолы, которая
становится растворимой при наличии в подсмольной воде уксусной кислоты и
ацетона.
Смоляной дистиллят содержит легкие и тяжелые масла. Легкие масла — смолы с
точкой кипения ниже 140’С — содержат альдегиды (валериановый), фураны (фу-
ран, метилфуран, диметилфуран, параметилфуран) Тяжелые смоляные масла —
жидкости, тяжелее воды, имеют точку кипения выше 200’С и содержат фенолы и
их производные (фенол, альфа-, мета- и наракреэолы, ксиленол, пирокатехин, гва-
якол, эфиры пирогаллола), кислоты (лнгноцериновая ).
В процессе получения технологического дыма нельзя допускать как полное сгора-
ние древесины, так и ее сухую перегонку. Оптимальным является сжигание топлива
при неполном доступе воздуха, так как в этих условиях летучие органические ве-
щества окисляются частично, и дым содержит компоненты, необходимые для
копчения рыбы.
Образующиеся при пиролитическом разложении древесины первичные про-
дукты нежелательны для коптильного дыма, так как представляют собой в основ-
ном неароматические газы и жидкости, древесный уголь и смолу. Для получения
качественного коптильного дыма необходимы вещества, образующиеся в резуль-
тате вторичных реакций пиролиза древесины и представляющие собой продукты
взаимодействия первичных вешеств друг с другом и кислородом воздуха. Так об-
разуется сложная химическая смесь — многокомпонентная мноюфазная систе-
ма, состоящая нз порядка 10 тысяч твердых, жидких и газообразных органичес
кик компонентов, около 100 из которых участвуют в той или иной мере в образо-
вании специфических копченых свойств продукта.
Глубина окисления продуктов пиролиза древесины зависит от количества по-
даваемого воздуха, способа укладки и вида топлива (стружка, опилки или дрова),
а следовательно от температуры горения и скорости отвода летучих вешеств из
зоны горения.
Древесина, используемая как топливо для получения технологического дыма,
лает высокий выход летучих вешеств, который колеблется в зависимости от вила
и химического состава древесины от 80 до 87% отсс органической массы.
Целлюлоза или клетчатка с молекулярной массой около 1 500000 при нагрева
нии до 280 *С буреет. При дальнейшем нагревании происходит гидротиз целлю-
лозы и образование простых сахаров:
501
Глава 6. Суа.*нся, вяленая и копченая рыба
(Ссн1со5)я+«Н2О----- (С6Н,Д)Я
При нагревании глюкозы образуется оксиметилфурфурол:
НС------си
С6Н,2О6 + ЗН2О ---------► Н I
НОН2С^ ^СнО
Он распадается на муравьиную кислоту (СНООН), левуленовую кислоту
(СН,СО-СН2СН2СООН) и гуминовые вещества, которые способствуют окраши-
ванию рыбы при копчении.
Лигнин входит в состав клеточных стенок древесины, имеет характерную
метаксильную группу -ОСН,, из которой при пиролизе древесины образуется
метиловый спирт:
R-OCH, + НОН-------•> R OH + СН,ОН
Лигнин начинает распадаться при температуре 350 °C с образованием смолы
типа метиловых эфиров пирогаллола и его гомологов и эфиров двухатомных фе-
нолов. В этой смоле обнаружены гваякол, винилгваякол, крезол, ортокрезол, пи-
рокатехин, фенол, эвгенол и другие.
Наиболее характерными продуктами пиролиза гемицеллюлозы являются фу-
ран и его производные. 1емицеллюлоза состоит из пентозанов (С5Н8О4)Я и гексо-
занов (С6Н|0О5)п. Эти полисахариды при гидролизе образуют сахара — пентозы и
гексозы. Трехчасовое нагревание при температуре 275 °C разрушает пентозаны на
50 %, целлюлозу — на 25 % и лигнин — на 12 %. Прн пиролизе лигнина смолы об-
разуется в 2 раза больше, чем при пиролизе целлюлозы. В лигниновой смоле об-
наружены метиловые эфиры пирогаллола и его гомологи: эвгенол, пирокатехин,
фенол, ортокрезол, гваякол, крезол. Поэтому основным источником вешеств,
обусловливающих аромат копчености, считается лигнин.
Для получения технологического коптильного дыма предпочтительными счи-
таются лиственные породы древесины. Это объясняется тем, что гемицеллюлоза
лиственных пород состоит из пентозанов, а хвойных пород — из гексозанов [15,
18,39.45,461
Поэтому при пиролизе лиственных пород образуется больше летучих кислот и
особенно уксусной кислоты. Из лигнина лиственных пород выделяется гваякол, а
из лигнина хвойных пород, кроме гваякола, выделяются также диметиловые эфи-
ры пирогаллола. Данные о химическом составе коптильного дыма, полученного
из опилок хвойной и лиственной пород (сосны и дуба) при сжигании в идентич-
ных условиях, приведены в табл. 6.14 [ 13].
Таблица 6.14. Химический состав коптильного дыма (в г/м1)
Дым Центральные вещества ' ' Жирные кислоты Основные вещества | Фенолы 3,4-бензпирен
Из сосны 0.1590 0.0135 0,0120 0,0980 5.9 10“
Из дуба 0.4520 0.0450 0,0300 0.0730 3.9 10“
502
6.2. Копчение рыбы
Одной из основных характеристик топлива как источника тепла является его
тлетворная способность, которая зависит от элементарного химического со-
тава древесины. Средний элементарный химический состав сухой древесины
115] приведен в табл. 6.15.
Таблица 6 15 Средний химический состав сухой древесины
Содержание. Я6
аолорс.-
Лиственные 1 1 49.7...51.1 5,2...6,2 42.3 I 0,6 0,3...1,6
Хвойные 49,7...52,1 . 6.0...6.3 42,3 0,6 0.4...2.0
Углерод является самой существенной частью древесного сырья. При сгора-
нии одного килограмма углерода до углекислоты выделяется 34 020 кДж тепла.
При неполном ci орании углерода, когда конечным продуктом является окись уг-
лерода, тепла выделяется около 10223,6 кДж. Водород в соединении с углеродом
выделяет 143 598 кДж тепла. Кислород, соединяясь с водородом топлива, образует
воду и тем самым уменьшает теплотворную способность древесного топлива.
Азот не участвует в горении. Зола является балластом топлива.
Для упрощения расчета теплотворной способности топлива (в кДж/кг) при
полном его сгорании в зависимости от содержания в нем влаги можно использо-
вать эмпирические формулы [15]:
♦ для топлива сухопутной доставки
Сир= 18500 -210FT; (6.44)
♦ для топлива сплавной доставки
Qp = 16400- 190 И< <«45)
где И' — содержание влаги в древесине, %.
Таким образом, регулируя влагосодержание древесного топлива, можно изме-
нять его теплотворную способность. При 88 %-ной влажности древесина переста-
ет быть топливом, так как тепло, образующееся при его горении, расходуется ис-
ключительно на испарение в нем влаги [15].
Опилки, стружки и дрова считаются сухими, если содержание влаги в них
меньше 25%, полусухими с влажностью до 35% и сырыми с влажностью выше
35%. Свежесрубленная древесина в зависимости от возраста, породы дерева и
времени года содержит от40 до 60% воды.
Древесина состоит из клеток с плотными стенками и внутренними полостями.
Стенки древесных клеток обладают способностью притягивать и удерживать во-
зу. Таким образом, древесину следует рассматривать как капиллярно-пористое
коллоидное тело со сложной структурой.
В соответствии с принятой в настоящее время схемой классификации форм
связи влаги с материалом, предложенной академиком П А. Ребиндером, следует
раиичать химическую, физико-химическую и физико-механическую связь влаги
с древесиной.
503
Глава 6. Сушеная, вяленая и копченая рыба
Химически связанная с древесиной влага определяет собой структур} основ-
ного древесного вещества, и удаление ее приводит к деструкции древесины как
материала.
Физико-химическую связь имеет влага, пропитывающая стенки клеток древе-
сины. Эту' влагу принято называть связанной или гигроскопической.
Влагу, заполняющую внутренние полости клеток и межклеточные пространс
тва называют свободной (физико-механнческая связь).
Физико-химически связанная вода определяет набухание древесины и по
сравнению с обычной имеет иные физические свойства. Она не является раство-
рителем, имеет другую плотность и модуль сдвига, замерзает при более низкой
температуре и на ее испарение требуется больше тепла.
Свободная влага легко удаляется из древесины механически (прессованием,
центри фу ги рова н ие м).
Удельная масса древесины различных пород обусловливает плотность коп-
тильного дыма и его насыщенность органическими компонентами. Ее величина
(г/см3) различна для разных пород деревьев и составляет для: дуба — 1,07; березы —
0,95; ольхи — 0,81; ели — 0,74; осины — 0,88 и т. д. Принято считать (деление это
достаточно условно), что лиственные породы древесины являются твердыми, а
хвойные — мягкими [39]
Форма топтива, используемого для получения коптильного дыма, оказывает
влияние на такие моменты, как относительная поверхность топлива и связанная
с ней величина скорости подсушки, перегонки и горения; проницаемость слоя
топлива для воздуха, которая оказывает большое влияние на скорость процесса
горения [7, 39].
Наиболее характерным топливом для получения дыма в коптильном произ-
водстве являются древесные опилки и стружка. Рядом исследователей отмечено,
что предпочтительным топливом дтя получения большого количества качествен-
ного дыма являются опилки. Они имеют большую относительную поверхность,
но проницаемость слоя опилок дтя воздуха невелика, что является положитель-
ным фактором, обеспечивающим не горение, а тление опилок. В получении коп-
тильного дыма использование опилок предпочтительнее еще и по той причине,
что при сжигании дров образующийся дым содержит значительно больше арома-
тических полиядерных углеводородов, канцерогенов.
Характеристика основных технологических свойств
копти аьного дыма
Для получения высококачественной продукции необходимо, чтобы использу-
емым коптильный дым не содержал вешеств, вредных для здоровья человека, со-
став его был однородным, а процесс копчения непрерывным. Несмотря на то, что
обработка пишевых продуктов копчением применяется человеком давно, способ
этот претерпел до наших дней незначительные изменения. Как и много лет тому
назад продолжают коптить дымом, полученным в нерегулируемых температур-
ных условиях. Копчение рыбы производят до приобретения необходимого цвета
и вкуса [2. 13, 15, 17, 39,46].
504
6-2. Копчение рыбы
В настоящее время большинство коптильных установок оборудованы центра-
I I в ванными источниками дымообразования — дымогенераторами, степень со-
жршенства которых колеблется в значительной мере — от автоматических до
I i .тарных, совершенно немеханизированных.
| Применение механических дымогенераторов позволяет регулировать процесс
I получения коптильного дыма н делает процесс копчения более управляемым.
I Получение дыма централизованным способом создает условия для его кондииио-
I «I рования и получения дымовоздушной смеси с заданными параметрами — тем-
I । ературой, плотностью, относительной влажностью.
Технологические свойства коптильного дыма определяются такими фактора-
I мн, как температура, влажность, химический состав, дисперсность и концентра-
ция или оптическая плотность.
Температура дыма, поступающего в коптильную камеру, зависит от спосо-
ба копчения, а также от типа дымогенератора, в котором он получен Боль-
шинство дымогенераторов позволяет получать коптильный дым слишком хо-
лодный для горячего копчения и слишком горячий для холодного копчения.
Поэтому перед направлением в камеру в зависимости от способа копчения по-
лученный дым подвергается разбавлению горячим или холодным воздухом со-
ответственно.
Как уже было описано выше, интенсивное образование дыма наблюдается не
при активном горении топлива, когда температура в зоне горения достигает
700... 1000’С, а при температурах около 300 *С. При этом сырая древесина сначала
подсыхает и при достижении температуры 200 *С начинается процесс экзотерми-
ческого разложения.
Интенсивность сорбции и диффузии компонентов коптильной среды при
копчении в значительной мере зависит от концентрации коптильных компонен-
тов в среде, их парпивльных давлений, а также от влажности среды и скорости ее
движения [39).
Чем выше концентрация и парциальное давление коптильных компонентов
вереде, тем больше в ней содержание легких органических веществ: фенозов.
карбонильных соединений, кислот, альдегидов, спиртов и т. п. Внутрь продукта
проникают, как правило, компоненты органических соединений легких фрак-
ций. Наибольшее количество этих веществ образуется В генераторах, характери-
зующихся тем, что процесс разложения древесины происходит в условиях по-
вышенного вл а госодержан ня топлива (парогенератор, ИК-дымогенсратор,
фрикционный дымогенератор). Достоинство этих методов заключается в том,
что концентрацию коптильных компонентов можно легко регулировать, изме-
няя температуру термического разложения древесины топлива через управле-
ние влияющими факторами [12, 13J.
В генераторах, работающих по принципу полного сгорания топлива на колос-
никовых решетках, специально увлажняют древесину (опилки), что способствует
уменьшению количества очагов открытого пламени, возникающих в топливе в
процессе дымообразования, а также получению влажной коптильной среды, ко-
торая обеспечивает интенсификацию процессов сорбции и диффузии коптиль-
ных компонентов.
505
Глаао 6 Сушеная, вяленая и копченая рыба
Коптильный дым представляет собой аэрозоль, то есть смесь дисперсной фазы
(твердые и жидкие частички размером КГ*...10_3см) и дисперсионной среды (раз-
личные газы: кислород, водород, азот, окись и двуокись углерода, пары воды и г. д.)
Массовая доля газообразной фазы — около 10%. Обе фазы образуют неустойчивую
систему, в которой органические компоненты распределены в зависимости от тем-
пературы, влажности, разбавления воздухом, вида древесины и других факторов.
Схематическое строение коптильного дыма представлено на рис. 6.18 |18.
38, 40).
Коптильный дым, являясь многокомпонент-
ной системой, существует за счет броуновского
движения молекул и электрических зарядов (до
70% жидких и 100% твердых частии заряжены).
Движение его в камеру с продуктом осуществля-
ется под действием тяги и конвекционных пото-
ков. Осаждение компонентов дыма на поверх-
ность продуктов происходит вследствие действия
гравитационных сил (тяжести), радиометричес-
ких (термофорез) и внешних, например, при на-
ложении внешнего электростатического поля
ит.д. Интенсивность осаждения дыма прямо
Рис. 6.„. Схема строения коптильно-
го дыма*
/— частмиы «состоянии гиаи паря; 2— час-
тицы тэерлом и жидком состояниях разной
степени лисптрсносты; 3 — частицы из скон-
денсировавшихся лароа с оболочкой; 4 —
твердые частицы углерода (сажа)
пропорциональна концентрации дыма, скорости
его движения, степени коагуляции, углу располо-
жения, температуре и влажности продукта. На
сухую поверхность осаждается в основном ка-
пельно-жидкая фаза дыма, а на влажную — газо-
образная вследствие конденсации паров [ПроскураЮ. Д., 1985].
При осаждении коптильных компонентов на поверхность продукта наблюда-
ются процессы их адгезии и когезии, конденсации, сорбции (адсорбции и абсор-
бции), а также хемосорбции, вследствие химического взаимодействия с вещест-
вами продукта. Проникновение коптильных компонентов внутрь продукта обус-
лавливается в основном диффузией вследствие разницы их концентраций, кото-
рая интенсифицируется термофорезом при разнице температур продукта и
коптильной среды.
Дисперсный состав дыма (соотношение дисперсионных фаз и среды, основ-
ные размеры) также обуславливается условиями дым о генерации. Основную мас-
су в дыме составляют частицы радиусом 0,1.„0,7 мкм (85—87 %). По мере движе-
ния по дымоходам доля мелких частиц возрастает в 4...5 раз, средних — падает
примерно в 2 раза, а крупных — практически не изменяется [39, 40].
Минимальный размер частиц (дисперсный состав) коптильных компонентов
получают во фрикционных дымогенераторах. Частицы большего размера образу-
ются в генераторах с внешним теплоподводом. В генераторах, работающих по
принципу полного сгорания топлива, на колосниковых решетках, размер частиц
максимален
Влияние способа сжигания топлива на размеры частиц, образующихся в гене-
раторах различных типов, отражено в табл. 6.16 [39,40].
506
6.2. Копчение рыбы
Таблица 6.16. Влияние способа сжигания на размеры частиц
Содержание частиц среды ( %) при среднем их радиусе, мкм
Тип дыыогенсраторс — 0.1 0.35 П.75 1.2 2.0 3.5
ПСМ (с внешним теплоподводом) Фирмы Квернер-Брук (сгорание топлива на колосниковой решетке 18,9 28.9 36.2 5.0 ..4
(внутреннее теплообразование) 8,1 30.9 46.8 7.3 5.5 1.4
Фрикционный 20,3 41.2 23,8 6.1 6.0 1.3
На дисперсность образующейся коптильной среды также оказывает влияние
количество и температура воздуха, поступающего в зону пиролиза древесины. Ус-
овлено, что высокодисперсная среда образуется при мвлых температурах воз-
1, что видно из табл. 6.17 (39,40].
Таблица 6 17. Влияние температуры на размеры частиц
Температура вогдуха. посту- поющего в генератор, К 1 Содержание чвешц срезы (в%) при среднем их радиусе, мкм
0.1 1 0.35 1 0.75 1 и V 1 3.J
От 271 до 273 19.8 30.8 | 36.0 ' 6.6 4,3 1,9
От 291 до 293 ИЛ 24.0 38.3 15,0 9,4 1,6
Концентрация коптильной среды в дымогенераторах при одинаковой тем-
пературе воздуха и коэффициенте избытка воздуха зависит от температуры пи-
ролиза. Наиболее интенсивно образование среды происходит при температуре
573 К. Для получения среды высокого качества температура пиролиза должна
быть в пределах от 493 до 623 К. При более высокой температуре в генераторах
образуются полициклические углеводороды, наличие которых в коптильной
среде нежелательно.
Таким образом, генераторы с внешним подводом теплоты (с использованием
перегретого пара и других видов энергии, например, энергии ИК-излучения,
энергии трения) позволяют получать высокодисперсную коптильную среду по-
вышенной концентрации. Поэтому им следует отдавать предпочтение. Генерато-
ры с внешним подводом теплоты благодаря возможности управлять температур-
ным режимом разложения древесины топлива позволяют регулировать концент-
рацию коптильной среды [13].
Генераторы с внутренним теплообразованием вырабатывают коптильную сре-
ду худшего качества, поскольку в них затруднено регулирование температуры пи-
ролиза древесного топлива.
Для регулирования температуры воздуха, подаваемого в зону горения, дымо-
генераторы следует оснашать промышленными кондиционерами. Для получе-
ния среды с большим содержанием легколетучих коптильных компонентов дре-
весину необходимо увлажнять (13]. Следует, однако, иметь в виду, что чрезмер-
ное увлажнение топлива и ограниченный доступ воздуха в зону горения могут
507
Глава 6. Сушвная, вяленая и копченая рыба
привести к ухудшению товарного вида и качества готовой продукции. Скорость
потока коптильной среды, обтекающей обрабатываемую продукцию, должна
быть не менее 2 м/с, а угол атаки потока коптильной среды необходимо перио-
дически изменять.
Для получения продуктов высокого качества образование коптильной среды
следует проводить при температурах, исключающих появление в ней нежела-
тельных компонентов. Кроме того, коптильная среда должна обладать высокой
концентрацией активных вешеств и характеризоваться достаточной относи-
тельной влажностью.
Химический состав среды, по мнению ряда исследователей, зависит от породы
древесины, способа ее получения, температуры пиролиза, коэффициента избытка
воздуха, а также от конструктивных особенностей генераторов [ 13,18, 39).
Химический состав среды из разных пород древесины различен Вереде, по-
лученной из дуба, больше веществ основиого характера, нейтральных вешеств,
кислот. Коптильные среды, полученные из сосны, характеризуются большим со-
держанием фенолов и бенз(а)пирена. Древесина, используемая в качестве топли-
ва для дымогенераторов, должна соответствовать ТУ 13-322-76 «Древесное сырье
для копчения продукции».
В производственных условиях доказано, что копчености, подвергшиеся об-
работке средой из лиственных пород древесины, имеют лучшие вкусовые качес-
тва [15, 40]. По-видимому, это объясняется меньшим содержанием в ней смо-
листых вешеств и большим содержанием летучих кислот, а также вешеств ос-
новного и нейтрального характера. Установлено, что на состав коптильной сре-
ды большое влияние оказывает не только способ ее получения, но и
конструкция генератора.
На химический состав среды, как указывалось ранее, большое влияние оказы-
вает температура дымогенерации. Получение среды, по мнению ряда исследова-
телей, необходимо осуществлять при температуре не выше 673 К. Дальнейшее по-
вышение температуры приводит к выделению смолистых веществ, в том числе и
бенз(а)п ирена
Качество коптильной среды определяют по следующим показателям: массо-
вой концентрации, или оптической плотности, дисперсному и химическому со-
ставу, а также влажности.
В производственных условиях качество коптильной среды определяют по оп-
тической плотности, влажности, а также по цвету и запаху [39. 40]. Предпочте-
ние, как правило, отдают среде с меньшей влажностью, прозрачной, с сильным
коптильным запахом. Если среда характеризуется значительной влажностью, то
ее цвет приближается к белому, серый цвет среды говорите содержании большого
количества твердых частиц. Наиболее объективная оценка качества среды произ-
водится но соответствию готового продукта действующей нормативно-техничес-
кой документации, а также продолжительности копчения.
На качество среды существенное влияние оказывае! правильная эксплуата-
ция дымогенераторов. В дымогенераторах следует поддерживать оптимальную
температуру, напор, влажность и расход воздуха, а также толщину слоя топлива
и его расход.
508
6.2. Копчение рыбы
Свойства коптильной среды должны соответствовать технологическим режи-
мам процесса копчения, которые определяют условия регулирования состава
мптильных сред. Так. например, в связи с тем, что процессы удаления влаги при
.анодном копчении более длител ьны по сравнению с сорбцией н диффузией коп-
тильных компонентов, следует уменьшать влажность коптильной среды. Харак-
терно, что при горячем копчении уменьшение влажности коптильной среды не
приводит к резкому снижению концентрации коптильных компонентов, в том
числе и легких фракций. Однако при холодном копчении концентрация коптиль-
ных компонентов и их легких фракций при уменьшении влажности коптильной
среды резко снижается. В этом случае продолжительность процесса сорбции и
диффузии может превысить продолжительность процесса обезвоживания про-
дукта; в некоторых случаях при малых концентрациях не удается получить про-
дукцию высокого качества. Установлено, что минимально допустимая относи-
тельная влажность коптильной среды должна составлять 60%. В этом случае со-
здаются необходимые условия для получения высококачественной продукции.
При влажности коптильной среды более 60% скорость обезвоживания уменьша-
ется. Например, при относительной влажности среды 75% и температуре 299,5 К
ставрида приобретает свойства готовой продукции через 44...45ч, несмотря иа то,
что насыщение коптильными компонентами при этих условиях наступает через
31,5-32ч (табл, 6.18) [13].
Табл и ц а 6 18 Продолжительность процесса копчения ставриды при различных
параметрах сушильного агента
Режим Конечная влаж- ность рыбы. % 1 Продолжите । коптильной средой ьность обрайс воздухом* тки ч общая
1. Первоначальное обезвоживание возду- хом (Т= 299.5 К; = 54%), копчение в когттальноЯ среде (Т= 299,5 К; <р = 75 %) 60 1 28 8 36
2. Копчение в коптильной среде в течение всего процесса (7= 299,5 К. <р = 75 %) 60 44-45 1 45-46
3 Первоначальное копчение в коптиль- ной среде ( Т = 299,5 К; <р”75%), обезво- живание воздухом (Т= 299,5 К; <р = 54 %) 4. Копчение в коптильной среде в течение 60 12 21 33,5
всего процесса (7- 299,5 К, ф - 60%) 60 30,5 1 31,5
5. Первоначальное копчение в коптиль- ной среде (Т= 299,5 К; <р = 75 %), обезво- живание воздухом (Т= 299,5 К; ф — ЗС %) 60 12 15 27
6 Первоначальная подсушка воздухом (Г= 291—301 К), копчение в коптильной среде (7= 293...303 К, ф = 35—60%) 52.. 58 20-48 2-6 22-54
7 Копчение в коптильной среде (Г” 308 К,^'- 80...85%), обезвоживание воздухом (Т= 308 К; ф = 25%) 60 4 21 25
В кш числе продолжительность подсушки поверхности перед копчением
509
Глава 6 Сушеная, вяленая и копченая рыба
Приведенные в таблице данные показывают, что оптимальный по продолжи-
тельности режим копчения обеспечивается раздельной тепловой обработкой ры-
бы (режимы 3, 5,7). Расход тошива и энергии в этом случае минимальны [13].
Таким образом, для поддержания высокой скорости диффузии коптильных
компонентов процесс обезвоживания необходимо вести медленно, что достигает-
ся высокой влажностью коптильной смеси. После интенсивного насыщения не-
обходимыми коптильными компонентами рыбу следует обрабатывать в воздуш-
ной среде при относительной влажности 25—30%. Раздельный способ копчения
позволяет использовать теллонасосные установки, применение которых в систе-
ме циркуляции коптильной смеси не приносило желаемого эффекта из-за загряз-
нения поверхности теплообмена коптильными компонентами. Применение теп-
лонасосных установок для подогрева воздуха позволяет более, чем в два раза сни-
зить затраты энергии [12].
Таким образом, для холодного копчеиия рыбы с учетом ее свойств предпочти-
тельны режимы первоначального копчения рыбы с использованием коптильных
сред повышенной влажности с высоким содержанием легколетучих компонентов н
последующим обезвоживанием в среде воздуха влажностью от 25 до 40%.
Такие режимы позволяют увеличить кратность циркуляции среды в коптиль-
ных камерах, повысив эффективность коптильных компонентов, а также в
2...5 раз снизить затраты энергии на процессы образования коптильных сред и
кондиционирования воздуха.
Приведенные выше рекомендации применимы к коптильным средам, полу-
ченным традиционными методами. Вместе с тем, каждый способ получения
коптильных сред имеет ряд специфических особенностей, которые необходимо
учитывать, поскольку они существенно влияют на процесс копчения. В значи-
тельной степени это относится к получению коптильных сред новыми нетради-
ционными методами с использованием энергии ИК-излучения, энергии тре-
ния, перегретого пара.
Химический состав коптильного дыма
Химический состав коптильного дыма в настоящее время полностью не рас-
шифрован. На сегодняшний день идентифицировано около 300 соединений.
Схема образования основных классов органических соединений и неорганичес-
ких компонентов, входящих в состав коптильного дыма, приведена на рис. 6.19
[13, 15, 17, 18,26,39].
Как следует из рис 6.19. в конденсате коптильного дыма обнаружено всего
288 соединений, причем только 68 — в выкопченном пишевом продукте. Это сви-
детельствует о чрезвычайно высокой реакционной способности основных ком-
понентов, реагирующих с продуктом: спирты, кетоны, кетоспирты, альдегиды,
кислоты, эфиры. Самым большим по количеству является класс соединений —
фенолы (17, 18. 19. 26].
Рассмотрим основные классы органических веществ копти зьного дыма.
Алифатические соединения — обнаружено 77 соединений, образующихся при
термическом разложении целлюлозы, гемицеллюлозы и лигнина, включают:
510
6.2. Копчаии* рыбы
тепло
Ряс.в.19. Схема образования коптильною дыма и содержание его основных компонентов
(цифры означают количество компонентов, обнаруженных в конденсате дыма; в скобках
— количество идентифицированных компонентов в конечном продукте)
511
Глава 6. Сушеная, вялена* и копченая рыба
• углеводороды — метан, парафины и олефины; присутствие в коптильном
дыме нежелательно;
♦ спирты — идентифицировано 8 представителей: метанол, этанол, аллило-
спирт, амилоспирт и другие; метанол — токсичен, высшие спирты (бутиловый
и др.) являются носителями специфического аромата;
♦ карбонильные соединения — важнейшая группа, участвующая во многих
эффектах копчения, главным образом, в цветообразованин; доказано присутс
твис 13 альдегидов, 17 кетонов, гликоальдегида и метилглиоксаля, в коптильном
дыме высоко содержание ацетона и формальдегида, очень реакционноспособны,
особенно с аминогруппами белков и пептидов;
♦ спиртоальдегиды — обнаружен гликокол, носитель приятного специфичес-
кого аромата;
♦ кетоспирты — промежуточные соединения при образовании циклических’
♦ карбоновые кислоты — обнаружено 18 моиокарбоновых. 5 дикарбоновых.
3 кетокарбоновых кислот, конденсат дыма очень кислый (pH от 2 до 3); присутс-
твуют муравьиная, масляная, валериановая кислоты, основная — уксусная; явля-
ются носителями аромата, а также участвуют в образовании консервирующих эф-
фектов (бактерицидного, антиокислительного);
♦ эфиры — обнаружены эфиры муравьиной, уксусной, масляной и акриловой
кислот; обладают фруктовым ароматом.
Циклические соединения дыма образуются в основном из целлюлозы и геми-
целлюлозы после вторичного образования гтюкозы и пентозанов. Они представ-
лены следующими классами, гетероциклические соединения и алициклические.
Гетероциклические соединения — присутствуют О-гетеропиклы и V-гетероцик-
лы; основные соединения О-гетеро циклов — это лактоны, бутенолиды, фураны и
их производные:
R-l J—° Пт"
R- -СН,; -СО-СП,; R: -СН,; R -CH,; -CHj-CHj;
— О: 2-от -CHj-CHj; CHHCHjh,
3-ов -СН = сн. СН, ОН; CHO;
- СО - СН,. и др.
бутуролигген бутенолид фуран
(4 соединения) (10 соединений) (16 соединений)
Обладают специфическим пряно-кисло-копчеными оттенками аромата.
Из производных фурана наибольшее значение имеют фурфурол (запах суше-
ного чернослива) и мальтол (запах сушеных продуктов):
о
фурфорол мальтол
512
6.2. Копчение рыбы
Основные соединения 7V-гетероциклов: пирол, пуранин. карбазол и нх произ-
ндные (8 соединений). Принимают участие в образовании коричневого цвета
11<и копчении, желательных оттенков запаха.
Алициклические соединения (циклические кетоны) — доказано присутствие
цкклопентенона и его производных (15 соединений) и цнклопентадиона и его
Т|роизводных (4); обладают специфическими сладковато-горько-карамельными
нгенками запаха.
Ароматические соединения дыма образуются прежде всего при распаде лиг-
нина, а также при синтезе из бензола, фенола и их производных, возникаю-
щих при распаде целлюлозы. Представлены следующими основными группа-
ми: моноцикличсские ароматические соединения, бициклические и полицик-
лические.
Моно циклические ароматические соединения — важнейшая группа вешеств: яв-
ляются основными носителями копченого аромата, участвуют в окрашивании,
антиокислительном и бактерицидном эффектах. Представлены бензолом и его
производными (5 соединений); фенилом и его производными; спиртами (бензи-
ловый и фснилэтиловый): альдегидами (бензойный и анисовый): эфирами (ани-
гол, вератрол, бензофуран); кетонами (ацетофенон и его производные); кислота-
ми (бензокислоты и фенолокмелоты, в том числе салициловая, резорциновая, ва-
ннтиновая. сирин головая); сложными эфирами.
Из всех названных соединений дыма самыми большими в количественном со-
отношении являются фенольные, которые участвуют в образовании всех эф-
фектов копчения, по ним устанавливают степень концентрации дыма и прокоп-
ченное™ продукта.
К фенольным соединениям дыма относят ароматические соединения, в кото-
рых одна или больше ОН-групп присоединяются прямо к бензольному кольцу.
Они растворяются в воде с кислой реакцией, с металлами образуют соли — фено-
ляты, которые хорошо растворимы в щелочи. Фенольные соединения восприим-
чивы к свету, кислороду воздуха, тяжелым металлам, особенно фенолы с боль-
шим количеством свободных ОН-групп.
Все соединения данной группы можно классифицировать на четыре группы
по числу имеющихся ОН-групп.
I- одноатомные фенолы и их производные —идентифици-
ровано 23 соединения данной группы: фенил, крезол и их гомологи.
о-кр«с>л
2- двухатомные фенолы и
резорцин, гидрохинон н их гомологи.
их производные — пирокатехин.
513
Глава 6. Сушеная, вяленая и копченая рыба
пирокатехин
резорцин
гидрохинон
Важнейшим представителем этой группы является гваякол — метиловый
эфир пирокатехина (метоксифснол) и его гомологи в р-положении:
гваякол
гдеК-- -CHj (метил);
-CHrCH j (этил),
-СН = СН2 (винил);
-CH2-CHj-CH) (пропил);
-CH=CH2-CHj (пропенил);
-СНгСН3=СН2 (аллил)
3— трехатомные фенолы
и нх производи ые: сирингол и его
гомологи.
где R — метил; этил; винил;
пропил; пропенил; аллил.
4— фенол альдегиды и фенолкетоны; различные про
нзводные гваякола и сирингола: ванилин; ацетованилон;
сирингальдегил; ацетоспри и гон.
сно ено сно сно
ванилин
ацето ван илон
сирингальдегил ацетосирингон
Из 63 соединений фенольной природы, обнаруженных в дыме, в копченых
продуктах обнаружено только 22.
Образование фенолов происходит преимущественно во время термическо-
го пиролиза лигнина по схеме, приведенной на рис. 6.20, причем из хвойных
514
4.2. Косчвние рыбы
Лигнин
хвойная древесина
I
феруловая кислота
| - со2
Рис. 6.20. Схема образования гваякола м сирингола при пиролизе лигнина
пород древесины образуется преимущественно гваякол, а из лиственных —
сирингол.
Количественное содержание фенолов в коптильном дыме и копченых продук-
тах — важнейший критерий правильности проведения лроиесса копчения. Сущее-
515
Глава 6. Суитаная, вяленая и копченая рыба
твует несколько методик их определения, среди которых наиболее объективные ре-
зультаты дает колориметрический с проведением цветных реакций с 4-аминоанти-
пирином. Для этого необходимо предварительное конденсирование дыма или из-
влечение фенолов из продукта хлористым литием (этиловым спиртом).
Среднее содержание фенолов в конденсате коптильного дыма от 54 до
360 мг/100 г древесины или от 9 до 197мг/м’дыма (1,4, 18, 19, 31].
Содержание фенолов в копченых продуктах варьируется в широких пределах
В зависимости от вида продукта и копчения оно составляет: для различных мяс
ных продуктов — от 17 до 4800мг/кг, рыбы горячего копчения — от 2,5 до
45 мг кг: рыбы холодного копчения — от 25 до 120 мг/кг.
Содержание фенолов в вобле холодного когчения, по данным 3. Н. Успенс-
кой. приведено в табл. 6.19.
Таблица 6.19. Содержание фенолов в вобле
холодного копчения
Характеристика вкиса и мпя.та копчености 1 1 Содержание фенолов, мг на 100г я мясе ' я коже
Нормальные 18.0 28.0
Удовлетворитечьные , 12,0 20.0
Слабые 9.0 14,0
В последнее время наблюдается мировая тенденция к уменьшению содержа-
ния фенолов в копченой продукции и закрешенне этой тенденции в норматив-
ных документах (стандарты, показатели безопасности).
В табл. 6.20 приведены данные по содержанию фенолов и карбонильных соеди-
нений в мясе скумбрии и сельди подкопченных, приготовленных с использовани-
ем дымовоздушной смеси, вырабатываемой инфракрасным дымогенератором |41].
Табл и цн 6.20 Содержание фенолов и карбонильных соединений в мясе скумбрии
и сельди подкопченных
Продукция Орпнолептичес- | Содержание мг/100 г пр Ьт
ыпаха копчености. 1 баллы фенолов ' карбонил ышх соединений
Филс скумбрии атлантический подкопченное (обра- ботка л ымовоздушно Я смесью в течение 8 ч, *М/с) Физе сельди атлантической подкопченное (обработ- | ка дымовоздушной смесью в течение 9 ч. = 4 м/с) 25- 1 25- 6,79 6.55 8,35 8.43
Что соответствует «отличному* и «превосходному* квчеству продукта
Бициклические ароматические соединения — идентифицированы производные
инданона н нафталина: являются носителями специфического запаха
Полициклические ароматические соединения — представлены группой поли-
циклических ароматических углеводородов (ПАУ): антрацен, фенантрен, флюо-
516
6.2. Копчение рыбы
рантен (трициклы) — являются исходным строительным материалом для много-
численной группы ПАУ дыма.
антрацен фенантрен флюорантен
Возникают при неполном окислении всех органических субстанций дыма при
высоких температурах (более 400 *С). Чрезвычайно нежелательные вещества, об-
ладающие канцерогенными и мутагенными свойствами.
Наблюдения последних 200 лет показали, что люди, вынужденные по роду
своей деятельности соприкасаться со смолой и сажей, часто болеют тяжелыми
онкологическими заболеваниями (например, трубочисты) [10, 26, 30[. Это воз-
действие приписывают группе полициклических ароматических
хглеводоролов (ПАУ),в большом количестве содержащихся в смоле и са-
же. В процессе копчения ПАУ попадают на поверхность и внутрь продукта и там
могут изменить свою природу путем взаимодействия с продуктом. В течение пос-
ледних 70 лет ПАУ пристально исследуются учеными всего мира, предлагаются
различные методы зашиты копченых продуктов от загрязнения ими.
В коптильном дыме на сегодня идентифицировано 47 ПАУ (наиболее важ-
ных), однако имеется около 200 соединений подобного типа [6, 10, 30, 37J. В са-
мих пищевых продуктах (мясо, рыба) можно обнаружить около 20 ПАУ. Опыты
показали, что нс все ПАУ обладают канцерогенными и мутагенными свойствами.
Одним из самых канцерогенных является бенз(а)пирен, который в номенклатуре
характеризуется как 3,4-бензпирен.
3,4 - бенэ(а)пнрсн
1,2,5,6 - днбекзантрацен
1,2 - бензантрацен
флюорантен
пирен
517
Глава 6. Сушеная, вялена* и конченая рыба
Канцерогенность продукции устанавливают по нему, так как он аналитически
относительно проще определяется (количественная тонкослойная хроматография
иа ацетилированных целлюлозных слоях). В выкопченных продуктах содержание
его составляет от 0 до 500 мкг/кг (ppm). На сегодняшний день в России установлен-'
предельно допустимое содержание 3,4-бензпирена в копченых продуктах на уровне
0,001 мг/кг (СанПиН 2.3.2.1078-01). Однако, иапример, законодательство ФРГ
еше в 1973 г. установило верхнюю Гранину содержания 3,4-бензпирена — не более 1
ppm. Считается, что ниже этого предела канцерогенные и мутагенные свойства
ПАУ не проявляются Таким образом, в Российской Федерации предельно допус-
тимая концентрация его выше, чем в развитых странах ЕС и Северной Америки.
В табл. 6.21 приведены основные свойства ПАУ коптильного дыма с харак-
теристикой нх относительной канцерогенности и мутагенности [26].
Табл и ца 6.2] Канцерогенность и мутагенность ПАУ
ПАУ Кхыиеро темность Мутагенность
7, !2-Диметилбенз(а)антрацен +++ + +
3- Метилхол антрен +4-4-+ +
Бснз(а)пирен ++ + +
Дибенз(а)антраиен +++- 4-
Дибенз(а)лирен ++ + 4-
Бенэд(с )фенантрен +++ 4-
Бенэо(а)антраисн + 4-
Инлено( 1.2.3-с.с!)пирен + +
Бензо(Ъ)флюорантен 4- 4-
Хризен + +
Бензо(к)флюорантен + +
Пиксн -(+)- -
Бе Hio(g, к, 0 перилен -(++) +
1-Метил пирен -(+) 4
Дибенэ(а,с)антрансн -О) 4
Бенз(а)пнрен -(+-) +
Антантрсн -(+-) 4
1 - Метилантрацен 4
9- Метилантрацен 4
1 - Метил фенантрен +
Пирен 4
Бенэо{а)флюорен - 4-
Трифенилен -(+> +
Трифенилен -(+) 4
Флюорантен - +(+++)
Псрилсн - +(4- + + )
Примечание. Символы + и — означаютсоответспеннодоказанное и
недоказанное свойство ПЛУ (по разным источникам данных).
518
6.2. Копчение рыбы
ПАУ образуются в коптильном дыме практически из всех органических суб-
ст. -ший при недостаточной подаче кислорода в результате реакций циклизации,
гидрирования, конденсации при температурах более 400*С. Вероятность их об-
рновання особенно высока в случае нерегулируемого горения древесины, когда
температура в дыме достигает ЮОО’С и выше [9,10J.
Таким образом, возможными способами уменьшения содержания ПАУ в коп-
ченостях являются:
1) регулирование процесса дымогенерации, поддержание температуры терми-
ческого разложения древесного топлива на уровне, не превышающем 380...400*С;
2) очистка дыма перед подачей в коптильную камеру (механическая фильтра-
ция, водоиммерсионная или электростатическая очистка); ПАУ содержатся, пре-
жде всего, в частичковой фазе дыма, которая удаляется фильтрованием, осажде-
нием или конденсацией в воде;
3) удлинение пути движения дыма от дымогснератора до камеры (но не более
30с), в этом случае в дымоходах остается большая часть смоляной фракции, со-
держащей ПАУ;
4) использование коптильных препаратов вместо дыма, предварительно очи-
щенных от смоляной фракции и ПАУ.
Особенности и экологические аспекты эксплуатации оборудования
для получения коптильных сред
Из всех перечисленных способов наиболее перспективным и надежным в
обеспечении экологической безопасности копченых продуктов и коптильных
производств является способ регулирования температурного режима термичес-
кого разложения древесины в процессе дымогенерации |41]. Из многочисленных
факторов, оказывающих влияние на характеристики коптильных сред, домини-
рующим является температурный режим в дымогенераторах, определяющий про-
цесс термического разложения древесины и обусловливающий появление в сре-
дах тех или иных компонентов [13, 41]. Рекомендуемые для практики режимы
эксплуатации дымогенераторов установлены, как правило, опытным путем, поэ-
тому не отражают потенциальны к возможностей каждого генератора в получении
безопасных сред. С этой целью целесообразно рассмотреть аналитические моде-
1И температурных условий в различных конструкциях дымогенераторов.
Применяемые в рыбной и мясной промышленности дымогенераторы — уст-
ройства для получения коптильной среды, различаются: видом источника энер-
гии для нагрева топлива — с внешним теплообразованием, так называемые эн-
дотермические дымогенераторы. и с внутренним теплообразованием, так назы-
ваемые экзотермические дымогенераторы; конструктивными особенностями
поверхности нагрева; принципом действия (открытые и закрытые); уровнем ав-
томатизации и механизации процесса дымогенерации.
В качестве основного источника энергии для нагревания топлива в дымогене-
раторах используется энергия горения части топлива. Слой измельченной, как
правило, древесины с начальной температурой 7~о подвергается интенсивному на-
греванию, в результате чего в слое образуется зона горения. В этой зоне при темпе-
519
Глава 6. Сушеная, вяленая и копченая рыба
ратурс Гг выделяется теплота, составляющая часть полной теплоты сгорания дре-
весины. В результате термического разложения древесины образуются продукты
сгорания, содержащие коптильные вещества, имеющие определенную темпера-
туру Tt. Распределение температуры в слое древесины и образующейся золы уста-
навливается на основании решения следующей системы уравнений (13]:
0<х<|=; °х дх (•44)
в Г, ЭТ; _ — = а,—у, g<x<«o; йх дх (МЛ
7-(0,т)=Т;; 7-,(х,0) = 7;; (•44)
7-,(5.т)=ВД,т)=7;; (М1)
. йГ,(5,т) аГ;(5.т) #
X,—--------Х2—— = ,r(lT/7)GlPl^.
где 7], Г, и Тс — температура золы, слоя измельченной древесины и начальная
температура древесины соответственно; Гс и Гг- температура коптильной среды
и горения; д,, й2, X.,, к2 — коэффициент температуре- и теплопроводности золы и
измельченной древесины соответственно; рт — теплота сгорания и плотность
древесины; — доля теплоты сгорания, выделяющейся при тлении (?, < I); 77-
пористость измельченной древесины (77 < 1).
Решение задачи (6.46...6.50) позволяет определить температурное поле в слое
золы и измельченной древесины [ 13J:
ГМ = Гс+(Гг-Тс)|;
Г2(х,т) = Гс*(Гг* rjer/^-4,
27^
где £ = шТт — координата зоны горения.
Для определения коэффициента ш получено уравнение [ 13|:
= О
Лс
в котором
о = Г'~Т‘ к - ю • к = • к =
~ Т,-Т°' ' ./х е.р,’ ° 2С,р,(7;-То)’
(«я
(•54)
1 де Ср С2, р,и р, — теплоемкость и плотность золы и измельченной древесины со-
ответственно.
Из решения видно, что температура в слое измельченной древесины Г2, харак-
теризующая условия образования коптильных вешеств, определяется температу-
рой в зоне горения Тг, которая, как известно, достигает 1073...1173 К. Анализ ре-
520
6.2 Копчение рыбы
синя показывает также, что температура Т7 находится в обратной зависимости
I пористости слоя древесины. Это обусловлено тем, что теплофизические харак-
теристики зависят от пористости, с ростом которой уменьшаются плотность, теп-
ju- и температуропроводность, определяющие скорость распространения темпе-
ратуры в материале. В связи с тем, что коэффициент температуропроводности из-
мельченной древесины почти в 2 раза ниже, чем неизмельченной. толщина слоя
образования коптильных вешеств снижается примерно в 1,4 раза.
Пористость древесины оказывает решающее влияние на производительность
генератора, так как с увеличением пористости слоя древесины почти в 300 раз
увеличивается ее удельная поверхность, что способствует интенсивному разложе-
нию древесины при более низких температурах. Установлено, что с ростом по-
ристости слоя в неблагоприятных температурных условиях оказывается меньшее
количество древесины. Вследствие этого в коптильной среде образуется значи-
тельно меньше нежелательных веществ, ухудшающих качество копченостей, что
подтверждается данными Санкт-Петербургского института онкологии Эта же
причина обусловливает различную концентрацию сред, полученных из сырья с
разной пористостью. Установлено, что коптильная среда, полученная изопилок,
имеет гораздо меньшую концентрацию, чем дровяная.
Таким образом, основными факторами, обуславливающими особенности экс-
плуатации экзотермических генераторов, являются температура в зоне горения, а
также пористость слоя древесины. В настоящее время ни один из этих факторов
не может быть с достаточной надежностью проконтролирован в производствен-
ных условиях. Так, температура горения зависит от тяги воздуха в генераторе,
влажности древесины, а также толщины ее слоя. С увеличением тяги возможно
повышение температуры в зоне горения, а в некоторых случаях может произойти
воспламенение всего слоя древесины, что приведет к резкому скачку образования
ПАУ, а также к увеличению расхода топлива. Для генераторов экзотермического
типа оптимальным считается разряжение (напор) порядка 16... 160 Па, однако из-
за различных неплотностей, имеющихся в генераторах, строго поддерживать этот
интервал не удается. Применение слишком сухой древесины в экзотермических
генераторах также вызывает воспламенение древесины и ведет к тем нежелатель-
ным последствиям, которые сопровождают резкое повышение температуры тер-
мического разложения топлива. В связи с этим для дымогенераторов этого типа
применяют сырье с повышенной влажностью (до 70%). Кроме того, генераторы
оснашают специальными системами для тушения очагов пламени.
Высокая температура в зоне горения, возможность воспламенения древесины
требуют применения се толстых слоев (30...60мм), в которых создаются иаилуч-
шие условия для пиролиза. В таких слоях удается получить зону активного пиро-
лиза древесины, где образуются коптильные вещества. При большой толщине
слоя достигается необходимое аэродинамическое сопротивление, снижающее
интенсивность поступления воздуха в зону горения. Кроме того, слой измельчен-
ной древесины служит теплоизолятором, снижающим вероятность затухания
процесса дымообразования из-за охлаждения зоны горения.
Основным недостатком генераторов экзотермического типа, таким образом, яв-
ляется высокая (выше 1000К) температура в зоне горения, в результате чего в слое
521
Глава 6. Сушеная, вяленая и копченая рыба
древесины создаются температурные условия.
благоприятные для
образования
чрез-
вычайно опасны* для здоровья человека вешеств. включая ПАУ. обладающие канце-
рогенным и мутагенным действием. Поскольку этот недостаток обусловлен самим
принципом действия дымогенератора, полностью устранить его затруднительно,
можно лишь уменьшить его влияние, применяя способы, перечисленные выше. Ус-
тановка дополнительных устройств (удлинение дымоводов, очистка дыма) снижает
экономические показатели генераторов, отражается на свойствах коптильных сред.
Давая оценку экзотермических генераторов с точки зрения их экологической
безопасности, следует признать их малую перспективность для производства вы-
сококачественных продуктов питания, конкурентоспособных по отношению к
аналогичным импортным продуктам.
В дымогенераторах эндотермического типа с подводом теплоты от посторон-
них источников (электро-, газонагревателей, за счет трения, источника ИК-излу-
чения ит. д.) температурные условия определяются интенсивностью энергопод-
вода q, а также тол шиной слоя древесины. Одна из возможных моделей этого
процесса может быть представлена следующим Аразом. В генераторе имеется
слой древесины толщиной 6, который нагревается с одной стороны тепловым по-
током мощностью q Распределение температуры в слое для этого случая опреде-
ляется решением следующей задачи [13]:
= о?—-, 0 < х « 6; ТЛх, 0) ~ 71;
дх2
(4S5)
_х^Г2(0.Т) = « Т, (8, х) = Г,. «М)
ах
Решение этой задачи может быть представлено в виде:
„ Т2(х,г)-Г0 , х -
6 Г2(х,=о)-Т„’ 8 2Х( ° г ехр( ц.Г„), ня)
= 1
где = (2л-: К = — число Фурье;
2 6
Г2(х.а)-Т0 = <15|]
Из полученного решения следует, что скорость повышения температуры в
слое определяется величиной FQ. Вследствие большей пористости измельченная
древесина обладает меньшим коэффициентом температуропроводности. В связи
с этим при меньших значениях Fo распространение температуры в слое измель-
ченной древесины происходит замедленно. Это создает благоприятные условия
для термического разложения древесины, вследствие чего в коптильной среде
уменьшается содержание вредных и нежелательных примесей.
Анализ решения показывает также, что максимальное значение температуры в
слое определяется плотностью теплового потока q. Регулирование величины q, кото-
рое особенно упрощается при использовании электронагрева, позволяет поддержи-
522
6.2. Копчени* рыбы
вать Т2 ниже 673 К, создавая тем самым оптимальную температуру разложения древе-
сины, в результате чего в коптильной среде существенно снижается содержание неже-
лательных веществ по сравнению со средами в генераторах экзотермического типа.
Температурные условия в эндотермических генераторах с подводом энергии
от теплоносителя и экзотермических генераторах существенно отличаются от
других. Это обусловлено тем, что в данных генераторах происходят весьма слож-
ные процессы тепломассообмена между теплоносителем н древесиной, в резуль-
тате которых происходит ее термическое разложение. В связи с этим аналитичес-
кое описание Процессов в этих генераторах довольно громоздко, а система урав-
нений. описывающих процессы, в настоящее время не может быть решена. Поэ-
тому температурные условия в генераторах с подводом энергии от теплоносителя
изучаются экспериментальным методом
Результаты экспериментов показывают [13], что в дымогенсраторах с подво-
дом энергии от теплоносителя температура в слое древесины не может превы-
шать температуру теплоносителя, поэтому в этих устройствах мозуг быть обеспе-
чены оптимальные условия для получения высококачественной коптильной сре-
ды. В этом случае полностью исключается или сводится к минимуму содержание
в коптильных средах вредных и нежелательных примесей. Это одно из основных
преимуществ генераторов данного типа.
Таким образом, в классе эндотермических дымогенераторов дым о генераторы с
подводом энергии от теплоносителей (перегретый пар, газ) являются наиболее эколо-
гически чистыми устройствами. Если учесть, что коптильная среда, получаемая в них,
может быть легко сконденсирована и нейтрализована в жидком виде, то данный тип
генераторов относится к числу весьма перспективных в безотходных технологиях.
Одним нз возможных путей снижения температуры термического разложения
древесины в дымогенераторе будет также являться интенсивный регулируемый
подвод энергии к топливу ранее не использовавшимися в дымогенерации физичес-
кими методами (ИК-излучение, СВЧ-нагрев) без форсирования температурных
режимов на основе учета взаимной связи подвода тепла к топливу н тепло- и массо-
обменных Процессов, протекающих в топливе при получении дыма.
Группой специалистов кафедры технологии рыбных продуктов Мурманского го-
сударственного технического университета пол руководством профессора А. М. Ер-
шова [411 был разработан принципиально новый, не имеющий аналогов в России и
за рубежом, способ получения коптильного дыма с использованием энергии инфра-
красного излучения и устройство для егоисушеннления — ИК-дымогенератор. поз-
воляющий получать дымовоздушную смесь, совершенно свободную от ПАУ.
В основу способа положены особенности физического механизма поглощения
энергии инфракрасного излучения древесиной Известно, что для проведения ин-
тенсивной термической обработки поверхности материала потоком лучистой энер-
гии, что представляет собой техническую задачу дымогенерации, целесообразно
применять генератор излучения, для которого максимум излучения приходится иа
область минимального отражения н незначительного пропускания. Преобладаю-
щей формой связи поглощенной влаги с древесиной является капиллярная (мик-
рокапилляры) н адсорбционная связь (влажность материала близка к равновес-
ной) Учитывая это, а также особенности строения древесины — состоит из клеток
523
Глава 6. Сушанаа, ленам и копченая рыба
с плотными стенками и внутренними полостями, причем стенки способны притя-
гивать и удерживать воду — ее можно отнести к капиллярно-пористым коллоид-
ным телам со сложной структурой. Такие тела обладают значительной рассеиваю-
щей способностью, что будет препятствовать поглощению древесным топливом
энергии ИК-излучения. Однако для сильно рассеивающих материалов имеет место
отклонение от известных законов Бугера-Ламберта по ослаблению потока излуче-
ния, проникающего в объект облучения, они характеризуются селективными (из-
бирательными по длине волны) оптическими свойствами. Их оптические спект-
ральные характеристики зависят от длины волны лучистого потока, а также от па-
раметров самого продукта (температура, давление, влажность, структура).
Данные, характеризующие взаимосвязь основных и осредненных оптических
характеристик поглощающих и рассеивающих материалов, были систематизиро-
ваны С. Г. Ильясовым и В. В. Красниковым. Согласно классификации продуктов
и материалов по оптическим свойствам, разработанной этими учеными, в облас-
ти спектра от 3,0 до 5,5 мкм древесина обладает средним рассеянием и средним
поглощением, причем оптические свойства влаги и материала проявляются в
равной мере. Способом изменения данных оптических свойств материала в сто-
рону увеличения поглощающей способности будет увлажнение, поскольку для
волы вблизи 1 = 2,92 мкм наблюдается резкий скачок поглощения.
Таким образом, для увлажненной древесины в области спектра от 1.5 до 5,5мкм
будет наблюдаться максимум поглощения энергии. Кроме того, с увеличением по-
ристости материала его отражательная способность уменьшается за счет увеличения
поглощательной способности. Увеличить пористость топлива можно, используя дре-
весину в виде опилок, удельная поверхность которых велика и колеблется в пределах
отб до 20м2/кг. Таким образом, используя в ИК-дымогенераторе увлажненные в зна-
чительной степени (относительная влажность от 45 до 70%) древесные опилки с
большой удельной поверхностью, и выбрав ИК-излучатель с X, лежащей в оптималь-
ной, с точки зрения максимального поглощения энергии топливом, области спектра
от 1,5 до 5,5 мкм. авторы способа и устройства для его осуществления добились не
только интенсификации процесса тепловой обработки топлива, но и получили воз-
можность управлять с достаточной точностью температурным режимом процесса
дымообразованкя через ряд выбранных влияющих факторов. К ним относятся, пре-
жде всего, удельная поверхность топлива н его влагосодержание в течение всего про-
цесса термического разложения. На рис. 6.21 (41] показано распределение средней
интегральной температуры слоя топлива конечнойтолшины втечение всего процес-
са дымообразования для опилок с различной удельной поверхностью.
Как видно из рисунка, максимальный темп нагрева имеют опилки с удельной
поверхностью 11»8м2/кг, минимальный — опилки с удельной поверхностью
10,5м’/кг. Промежуточное положение занимает темп нагрева опилок с удельной
поверхностью 9,2 м2/кг. Пустоты между опилками заполнены довольно крупными
воздушными прослойками. Передача тепла в крупных воздушных прослойках
осуществляется конвективным способом. С увеличением удельной поверхности
количество прослоек увеличивается, а размер их уменьшается. Условия разогре-
ва, таким образом, для внутренних слоев ухудшаются. С дальнейшим ростом
удельной поверхности расстояние между частицами древесины уменьшается.
524
6.2. Копчение рыбы
Pic 6.11. Рас л ре делен ис температур в слое опилок с удельной поверхностью 1...9,2м2/кг.
2. .10,5м’/кг. 3...11,8 н’/кг(Начальная влажность 100% на сухое вещество Количество
избыточной воды 100% от массы опилок. Толщина слоя Зсм; г — начало льдообра-
зования)
Снижается количество воздушных прослоек из-за того, что поверхность непос-
редственного контакта между соседними частицами возрастает. Слой опилок с
такой удельной поверхностью рассматривается как капиллярно-пористое тело.
В этой связи в капиллярах возникает явление термовлагопроводности, и чем бо-
лее развита сеть капилляров (количество капилляров тем больше, чем больше
удельная поверхность), тем существеннее влияние термовлагопроводности на
интенсивность разогрева слоя опилок [411.
Как показали эксперименты (рис. 6.22...6.24). увеличение влагосодержания
сюя опилок (как за счет увеличения начальной влажности, так и за счет увеличе-
Рж 6.22. Распределение влажности в слое опилок с удельной поверхностью 12,Ом2/КГ.
(Начальная влажность опилок 74,5% на сухое вещество Количество избыточной воды
100% от массы опилок Толщина слоя Зсм; г, и — начало и окончание пымообра-
зования в ИК-лымогенераторе)
525
Глаяа 6. Сушеная, мления и копченая рыба
Рис. 6.23. Распределение влажности в слое опилок с удельной поверхностью 12,0м'/кг.
(Начальная влажность опилок 74,5 % на сухое вещество. Количество избыточной воды
66,7% от массы опилок. Толщина слоя Зсм; т, и т, — начало и окончание дымообра-
эования в ИК-дымогснсраторс)
Рис.6.24. Распределение влажности в слое опилок с удельной поверхностью 12.0мх/КГ.
(Начальная влажность опилок 162 % на сухое вещество. Количество избыточной воды
100% от массы опилок Толщина слоя Зсм; т, и — начало и скончание дымообра-
зованмя в ИК-дымогенераторе)
ния количества избыточной воды, добавляемой непосредственно в камеру дымо-
генерации) способствует интенсификации прогрева топлива в процессе дымооб-
разования благодаря изменению его оптических характеристик в сторону увели-
чения поглощательной способности н уменьшения отражательной н рассеиваю-
щей способностей (41].
Особенностью тепло- н массопереноса в слое топлива под воздействием ИК-
лучей является также наличие явления так называемой термовлагопроводиости.
526
4.2. Копчеим» рыбы
что также способствует интенсификации процесса нагрева древесины повышен-
ной влажности (рис. 6.25).
Рис. 4.25. Распре деление температур в слое опилок с удельной поверхностью |„.9.2м>/кг;
2...10.5 м’/кг; 3... 11.8 м’/кг (начальная влажность 100 % на сухое вещество; количество
избыточной воды 100% от массы опилок; толщина слоя Зсм; х, — начало дымообра-
эования)
Если при конвективном нагреве перенос массы происходит в результате перепа-
да влажностей поверхностного и внутреннего слоев топлива, то при ИК-нагреве
благодаря высоким температурным градиентам при определенных условиях проис-
ходит перемешение влаги в направлении потока тепла — тер мовлагопроводн ость.
Термическое разложение слоя влажных древесных опилок пол воздействием
ИК-излучения сопровождается возникновением теплового и влажностного пото-
ков большой плотности, наличием высоких температурных градиентов, а также
влажностных градиентов: явлением термовлагопроводности.
Таким образом, сочетание использования для тепловой обработки ИК-излу-
чения с применением в качестве сырья увлажненной древесины благодаря жест-
кой связи между оптическими характеристиками слоя топлива (регулируются ко-
личественно увлажнением, изменением удельной поверхности — пористости) и
количеством поглощенной этим слоем энергии (плотность лучистого потока за-
висит от количества электрической энергии, сообщаемой генератору ИК-излуче-
ния) позволяет вести разложение древесины (термолиз) в ИК-дымогенераторе по
нижней температурной границе 320...350“С, что было подтверждено эксперимен-
тально (рис. 6.26).
Для решения задачи оптимизации были использованы методы математичес-
кого планирования эксперимента. В результате были получены уравнения для
определения продолжительности периодов дымогенерацни н оптимальные зна-
чения влияющих факторов [41):
У, = 104*. + 1,7*2 + 5*3 - 0,1 3*,*, - 0,2бад - 4,19*/ - 0,014*/ - 704;
У} = 10,5*, - 0.4*; + 0.05Л; + 0,06*3*, + 0,02*, *, + 0,002*,*, - 0,7*/ + 59,
527
Рис. 6.26. Температура разложения древесины в процессе дымогенерации:
оптимальные условия I: удельная поверхность опилок 11,8м'/кг, начальная влажность опилок 45%; И1-
быточнм вода 50% от массы спилок.
оптимальные условия 2: удельная поверхность опилок I! 2м2/кг; начальная влажность опилок 70%; из-
быточная вода 100% ст массы опилок
где У,, Y2 — продолжительности периодов нагрева и собственно дымообразова-
ния, соответственно, мин; Xt — удельная поверхность опилок, используемых в
качестве топлива, м2/кг; Х2 — относительная влажность опилок, %; Л, — количес-
тво «избыточной» воды, добавляемой в опилки в процессе дымогенерации, % от
массы топлива
Значения факторов Х„ Х2, Х} приведены в табл. 6.22.
Таблица 6.22. Близкие к оптимальным значения факторов,
влияющих на процесс получения дыма в ИК-дымогенераторе
Тип лымогенераторя Х„ м’/кг Хг. % 1 Х„ % от мас- сы опилок
Высокопроизводительные 1
установки 11,8 45 50
Малые Установки 11.2 70 100
Химический анализ конденсата дыма, вырабатываемого ИК-дымогенератором,
показал полное отсутствие в нем канцерогенных ПАУ (3,4-бенз(а)пирена). Кроме
того, невысокое содержание фенолов приближает качественный состав этого дыма
к современным требованиям. Результаты химического анализа конденсата дыма,
полученного с использованием энергии ИК-излучения, приведены ниже:
528
6.2. Копчение рыбы
Обшая кислотность (в пересчете на уксусную
кислоту), %................................................. 0,7.„],0
Массовая доля, %:
фенолов (в пересчете на фенол), %........................... . .0,05...0,9
карбонильных соединений (в пересчете на
фурфурол), %. .. -До 1,5
Следует отметить, что невысокое содержание фенолов и высокое содержание
карбонильных соединений, а также повышенное влагосодержание дымовоздуш-
ной смеси, вырабатываемой в ИК-дымогенераторе, не отражается на вкусовых
качествах и внешнем виде готовой продукции холодного копчения и подкопчен-
ной, получившей высокую оценку специалистов на многочисленных открытых
дегустациях.
Все изложенное выше позволяет сделать следующий вывод. Дымогенераторы
с внешним знергоподводом (от теплоносителей, физическими методами — ИК-
излучение, за счет энергии трения) позволяют управлять температурным режи-
мом разложения древесного топлива, тем самым обеспечивая оптимальные усло-
вия для получения качественной и экологически чистой коптильной среды. Дан-
ный тип генераторов является наиболее перспективным в безотходных техноло-
гических процессах.
6.2.3. Технология рыбы холодного копчения
В рыбной промышленности производство продукции холодного копчения
осуществляют согласно действующей обшей Технологической инструкции, а так-
же ряда специальных ТИ, разработанных с учетом особенностей сырья и готовой
продукции
Рыбу холодного копчения, как правило, вырабатывают нз мороженого и соле-
ного полуфабриката, в местах вылова — из охлажденной рыбы; из свежевылов-
лениой рыбы в силу специфики процесса, готовят в небольших объемах на пред-
приятиях с объемом выпускаемой продукции от 200 до 1000 кг в сутки.
На рис. 6.27 представлена технологическая схема производства рыбы холод-
ного копчения [34].
Приемку сырья осуществляют в соответствии с требованиями действующей
нормативной документации в завнснмостн отего вида (соленый, мороженый, ох-
лажденный полуфабрикат или свежевыловленная рыба). При использовании со-
леного полуфабриката его необходимо отмачивать в чистой питьевой воде нава-
лом в контейнерах или чанах до солености мяса 5...7% и предварительно сорти-
ровать по качеству, размерам, что позволит в конечном счете выпускать однород-
ную продукцию с определенным содержанием влаги и соли.
Размораживание больших объемов рыбы обычно проводят орошением и пог-
ружением в воде, в специальных аппаратах — дефростерах; небольшие объемы
возможно размораживать на воздухе — на стеллажах или воздушном дефростере.
Размораживание считается законченным, когда тело рыбы приобретает гибкость,
температура его становится около 0*С и выше. Если технологическим процессом
529
Глава 6. Сушеная,, вяленая и копченая рыба
“Т““;
Размораживание
Приемка сырья
| Ополаскиваниё~
Разделка
Мойка
[ Отмачивание
Размораживание.
совмещенное с посолом
Сортирование
| Ополаскивание^
Наколка на рейхи, раскладка на носители
----------- * --------------------
Подсушка
Т
Копчение
т
Охлаждение
I
| Сортирование |
I Расфасовка, упаковка
I! * I
I Маркирование 1
г__.
I Реализация*
Рас. в.27. Технологическая схема производства рыбы холодного копчения
предусмотрена дальнейшая ручная разделка, лучше, чтобы тело рыбы было чуть-
чуть неразморожеиным, имело температуру не выше —1 *С.
Размороженную или отмоченную рыбу а также охлажденную или свежевы-
ловленную, ополаскивают чистой водой, после чего сортируют по размерам и ка-
честву в соответствии с требованиями нормативной документации (стандарты,
технические условия)
530
Ы.. Копчение рыбы
Процесс размораживания можно совместить с приготовлением соленого по-
луфабриката. Для этого блоки мороженой рыбы помешают в насыщенный соле-
вой раствор с температурой от 20 до 25 ’С до тех пор, пока температура в теле ры-
бы не поднимется до 0*С. Затем тузлук сливают н подают в емкость с рыбой ох-
лажденный свежеприготовленный тузлук с температурой не выше 5“С. Общая
продолжительность процесса составляет, в зависимости от вила, размера и жир-
ности рыбы, частоты сменяемости и температуры тузлука, от нескольких часов до
2-х суток. Недостатком этого способа является неравномерность просаливания
рыбы. Посоленную таким способом рыбу также необходимо сполоснуть для уда-
ления излишков соли с поверхности.
При холодном копчеини применяют разные способы разделка в зависимости
от вила и размера рыбы, вида готовой продукции Цель технологической опера-
ции — повышение выхода съедобной части, улучшение товарного вида. Так, ло-
сосевые виды, сазана, клыкача потрошат без обезглавливания, морского окуня
обезглавливают н потрошат с зачисткой брюшной полости; крупные океаничес-
кие виды рыб разделывают на кусок, тешу, филе; морского окуня, сиговых, ното-
тению. сельдевых, скумбриевых разделывают на спинку и тешу; ставрилу, сельдь,
сардинеллу разделывают на пласт с головой и без головы; мелкую сельдь, салаку,
другие мелкие вилы рыб (мойва, корюшка), как правило, не разделывают.
В последние годы усиливается тенденция к максимально возможной разделке
всех видов рыб для увеличения выхода съедобной части, более полного комплек-
сного использования сырья, сокращения продолжительности основных опера-
ций (посола, копчения), применения мелкой расфасовки, повышения гастроно-
мической привлекательности. В связи с этим предпочтительными становятся
разделка на кусок, спинку, тешу, филе, пласт.
Разделку осуществляют в разделочных машинах либо вручную, применяя
обыкновенные ножи или с автоматическим приводом. Как правило, одновремен-
но проводится мойка разделанной рыбы. Отходы от разделки собираются, акку-
мулируются в охлаждаемых помещениях для передачи на последующую перера-
ботку или в качестве корма для сельскохозяйственных животных.
Посол рыбы проводят в зависимости от вида рыбы и способа разделки сухим,
тузлучным и смешанным способом до содержания солн в полуфабрикате 6...8 %.
В случае приготовления малосоленой рыбы холодного копчения посол проводят
до солености мяса около 4 %. Крупную жирную рыбу солят сухим или смешан-
ным способом, законченным или прерванным посолом. Рекомендуется посол
крупной, жирной рыбы, а также при производстве деликатесной малосоленой
продукции, проводить охлажденным способом, понижая температуру раствора,
добавляя лед или помещая посольные емкости в охлаждаемое помещение с тем-
пературой около О °C.
При посоле крупной рыбы ее натирают солью, набивают соль в жабры, внутрь
брюшной полости, в места проколов в толстых частях. Натертую рыбу укладыва-
ют рядами брюшком вверх в герметичную емкость, пересыпая ряды солью, при-
чем по мере роста высоты увеличивают дозировку солн. Соль применяют круп-
ную — помолов 2 и 3, мелкая соль может вызвать так называемый *солевой ожог».
Расход соли на 100 кг готовой продукции составляет от 5 до 15 кг.
531
Глава 6 Сушеная, вяленая и копченая рыба
Продолжительность посола полуфабриката для дальнейшего копчения опре-
деляется в каждом конкретном случае с учетом особенностей сырья и процесса и
составляет от 15 мин (тузлучный посол филе нежирной крупной рыбы в насы-
щенном растворе соли) до 10... 15 дней (сухой охлажденный посол крупной жир-
ной неразделанной рыбы).
Для получения особых деликатесных свойств готовой продукции рекоменду-
ется на пересаливать полуфабрикат, направляя его в последующем на от-
мочку. Пересаливание и отмачивание необходимы особенно для крупной жир-
ной рыбы во избежание последующего брака — «затяжки» (загнивание иепросо-
ленного мяса у позвоночника рыбы).
Отмочка малосоленого полуфабриката непродолжительна и проводится для
удаления соли из поверхностного слоя мяса рыбы во избежание образования ра-
пы» — выкристаллизовавшейся в процессе копчения на поверхности рыбы соли,
что портит ее товарный вид.
Отмочка рыбы — ответственный процесс. Из недостаточно отмоченной рыбы
получают продукт с повышенной соленостью. Рыба, продолжительное время
подвергавшаяся отмочке, сильно набухает, брюшко становится мягким и отвис-
шим, чешуя легко спадает. Получить в дальнейшем из такого полуфабриката ка-
чественный копченый продукт не удается.
Отмачивают рыбу навалом в ванис или в подвешенном состоянии. В последнем
случае рыбу развешиваю! на рейки, устанавливаемые на металлические клети, ко-
торые опускают в ванны с водой. Этот метод может быть легко механизирован, но
применять его следует только для полуфабриката высокой степени разделки, так
как в противном случае вода попадает в желудок рыбы, и она портится. Обычно по-
луфабрикат отмачивают до солености от 3,5 до 8%. После 4- или 6-часовой отмоч-
ки делают перерыв на 2 ч, сливая воду из ванны или поднимая рыбу в клетях из во-
ды. Раствор соли, образующийся в процессе отмочки, имеет большую плотность,
чем вода и опускается вниз. Нижние слои рыбы в ванне все время находятся вболее
концентрированном солевом растворе, чем верхние. Для получения рыбы с одина-
ковой соленостью при последней смене воды наливают ее до половины объема
ваины. Отмочка рыбы в клетях происходит значительно быстрее.
В процессе отмочки рыба теряет не только соль, нс и часть азотистых веществ,
потери которых могут составлять от 8 до 15 % от их первоначального содержании.
Накалывают рыбу или ее части на шомпола и рейки через паза, проколом под
жаберными крышками, через затылочную кость или под плечевыми костями, в
наиболее мясистые части. Широко применяется раскладка рыбы на сетки, что
значительно облегчает процесс.
Копчение проводят в установках различного типа (камерные, туннельные, ба-
шенные). как правило, традиционным дымовым способом или бездымным, с
применением коптильных препаратов. Реже практикуют смешанный способ коп-
чения: однократное нанесение коптильного препарата на поверхность рыбы (или
добавление его в тузлук при посоле), а далее — докапчивание дымом.
Цель холодной обработки рыбы дымом включает не столько кулинарную об-
работку полуфабриката до его полной готовности к употреблению в пишу, но и
частичное консервирование продукта благодаря антиокислитечьному, антимик-
532
6.2. Копчение рыбы
робному и обезвоживающему эффектам. Из-за недостатка современных коптиль-
ных препаратов, технологий их применения, а также соответствующего аппара-
турного оформления процесса бездымного копчения, применяют чаще всего ды
новую обработку по классической схеме: подсушивание (воздухом) и собственно
копчение (дымом).
Сушки рыбы перед копчением проводится следующим образом. После отмочки
мясо рыбы имеет повышенную влажность. При копчении такой рыбы происхо-
дит интенсивное испарение влаги с ее поверхности, а, следовательно, и ее охлаж-
дение, в результате чего при дымовом копчении продукты сухой перегонки дере-
ва (в основном смолистые вещества) в значительных количествах конденсируют-
ся на поверхности рыбы и окрашивают ее в непривлекательный темно-коричне-
вый цвет. Для устранения этого недостатка и сокращения процесса копчения
(подсушивание поверхности рыбы способствует лучшему осаждению компонен-
тов дыма и цветообразованню) рыбу необходимо предварительно подсушивать.
Подсушивание проводят теплым воздухом с температурой от 18 до 24’С, влаж-
ностью от 40 до 60% в сушильных камерах с искусственной вентиляцией или же
непосредственно в коптильных камерах. Чем выше жирность, тем меньше темпе-
ратура воздуха. Продолжительность подсушки определяется размерами рыбы и
составляет от 1 до 12 ч. Подсушку заканчивают, когда поверхностная влага исче-
зает. а мышечная ткань несколько уплотняется. Потери массы при подсушке со-
ставляют от 7 до 20%.
Собственно копчение — наиболее ответственный процесс производства рыбы
холодного копчения, от которого зависит степень проявления основных техноло-
гических эффектов. Его проводят при интенсивной подаче дымовоздушной сре-
ды с температурой от 20 до 30’С и влажностью от 40 до 60%. Для копчения жир-
ных рыб рекомендуется диапазон температур от 20 до 24 *С (скумбриевые, лососе-
вые, сиговые, палтус и др.), для тощих рыб температуру дыма можно поднять до
26...30*С (ставрида, салака и др.).
В первый период собственно копчения, когда рыба содержит много влаги и
относительная влажность дымовоздушной смеси высокая, во избежание тепло-
вой денатурации белков мяса рыбы температуру в камере нельзя доводить до мак-
симальной Во второй период, когда поверхность рыбы уже значительно обезво-
жена, испарение влаги из рыбы уменьшается, и температуру в камере следует
поднимать до того предела, который выдерживает рыба данного вида и качества.
При таких условиях значительно сокращается процесс копчения. Продолжитель-
ность собственно копчения для иеразделанной рыбы средних и крупных разме-
ров составляет от 1 до 5 сут. В случае копчения глубоко разделанных рыб (филе,
пласт, теша) продолжительность копчения резко сокращается до 8... 12 ч,
В настоящее время наблюдается мировая тенденция к снижению уровня про-
копченности рыбы холодного копчения, а именно, массовой доли коптильных
компонентов, определяемых по фенольному показателю. Для рассматриваемого
вида продукции он был принят на уровне от 9 до 18мг% (мг/100 г), что обеспечи-
вало ярко выраженное образование всех коптильных эффектов. Одиако много-
численные исследования в поисках гигиенически чистых технологий копчения
привели к необходимости резкого снижения уровня прокопчен нести до 2.4 мг%
533
Глава 6. Су иена», вяленая и копченая рыба
по фенольному показателю. При таком уровне проявляются аромат и вкус копче-
ности, а в некоторой степени и окрашивание; при этом антиокислитсльный и
бактерицидный эффекты усиливаются вакуумированием готовой продукции и
хранением ее при низких температурах.
Рыба с уровнем прокопченности менее 2мг% и без цветового копченого эф-
фекта называется подкопченной, параметры всех операций при изготовлении ее
совпадают с технологией изготовления рыбы холодного копчения, за исключени-
ем продолжительности собственно копчения, которое сокращается на 30...40%.
Подкопченными выпускают филе многих видов рыб (скумбрия, ставрида, сельдь,
лосось балтийский и др.) с последующим обязательным вакуумированием и хра-
нением не менее, чем при —8 *С.
Сушку рыбы перед копчением и собственно копчение лучше всего проводить в
современных камерных универсальных установках с микропроцессорным управле-
нием, в которых задаются и автоматически поддерживаются температура, влаж-
ность, скорость движения воздуха и дыма, степень рециркуляции среды, темпера-
тура рыбы втолше (в камере), параметры дымообразования в дымогенераторе.
Копчение считается законченным по достижении рыбой нормируемых пока-
зателей, в том числе и по влажности мышечной ткани (от 48 до 70%).
Выкопченная рыба должна быть охлаждена до температуры поверхности по-
рядка 10... 12°C, чтобы предотвратить увлажнение в упакованном виде. Охлажде-
ние проводят в камерах, подавая холодный воздух, либо в специальном помеще-
нии. оборудованном вентиляцией. Можно охлаждать и в естественных условиях.
Перед упаковкой рыбу холодного копчения сортируют по качеству и размерам
в соответствии с требованиями действующей нормативной документации. Как
правило, сортировку совмещают с расфасовкой и упаковкой.
Расфасовку лучше всего проводить в мелкую потребительскую упаковку мас-
сой до 0,5кг с последующим укладыванием в транспортную тару (деревянные
ящики, картонные короба). Пласте головой и обезглавленный сразу упаковыва-
ют в картонные ящики с боковыми отверстиями для лучшей вентиляции, вы-
стланные пергаментом или оберточной бумагой. Нижний ряд продукции уклады-
вают спинкой вниз, верхний — спиикой вверх, пласт укладывают «стопками», то
есть попарно «спинка вниз — спинка вверх».
Хранение готовой рыбы холодного копчения проводят при температурах от
—10 до -8 "С. Продолжительность хранения зависит от вида упаковки, степени
солености и прокопченности рыбы, условий хранения и составляет срок от 5 дней
до 3 мес. Готовую продукцию нужно как можно быстрее реализовывать.
В первые семь суток хранения рыбы холодного копчения в ней происходят так
называемые процессы созревания, характер которых несколько отличается от об-
щепринятых в соленой и вяленой рыбе. В рыбе холодного копчения они связаны
с перераспределением коптильных компонентов с поверхности в толшу мяса с
одновременным их взаимодействием с компонентами тканей и продуктами их
расщепления, накапливающимися в процессе посола, копчения и хранения. Хи-
мизм этого процесса пока еще не расшифрован Он зависит от химического со-
става рыбы и дыма, степени солености и обезвоженности мяса, условий взаимо-
действия и последующего хранения. По истечении некоторого времени (от не-
534
t>-1- Кспченме рыбы
скольких часов до 5...7сут) окрашивание поверхности продукции усиливается,
аромат и вкус рыбы и коптильного дыма гармонично сливаются с образованием
специфического аромата копчености, консистенция продукции уплотняется н в
зависимости от содержания жира становится от плотной до сочной.
6.2.4. Технология рыбы горячего копчения
Рыбу горячего копчения по своим свойствам можно отнести к кулинарной
продукции. Основным консервирующим фактором для продукции горячего коп-
чения является высокотемпературная обработка полуфабриката на стадиях про-
варки и копчения. Коптильный дым в данном случае выполняет роль теплоноси-
теля и источника коптильных компонентов, которые придают рыбе приятный
вкус и аромат, характерный «копченый» цвет.
Для приготовления рыбы горячего копчения используются практически все
виды рыб. Продукцию высокого качества можно получить как из тощего сырья,
так и из жирного.
Согласно действующей технологической инструкции рыбу горячего копчения
приготовляют по технологической схеме, приведенной на рис. 6.28.
Прием сырья по качеству и количеству ведут по действующей нормативной доку-
ментации. Мороженое сырье размораживают, как правило, при температуре не выше
+ 18*С. Продолжительность процесса размораживания зависит от вида сырья, спосо-
ба размораживания. В последнее время для получения продукции высокого качества
рекомендуется размораживать воздушным способом. Размораживание возможно
совмещать с посолом. Однако в производстве рыбы горячего копчения такой способ
не находит широкого применения из-за большого риска пересолить полуфабрикат.
Размороженную рыбу или охлажденную необходимо тщательно промыть, после чего
рассортировать по размерам и видам, удаляя нестандартные экземпляры.
Для придания рыбе горячего копчения высоких вкусовых качеств ее необхо
димо посолить. В горячем копчении посол рыбы носит вкусовой, а не консерви-
рующий характер. Солят полуфабрикат в растворе плотностью 1,18...1,20г/см3
или сухим способом, пересыпая по рядам поваренной солью в количестве 7... 15 %
от массы рыбы, или смешанным способом. Посоленную рыбу необходимо опо-
лоснуть пресной водой и обвязать во избежание падения при наколке на шомпо-
ла н рейки или разложить на сетки.
Горячее копчение рыбы осуществляется в три стадии: подсушка, проварка и
собственно копчение.
Подсушка осуществляется теплым воздухом с температурой от 60 до 80’С и
влажностью от 40 до 60 %. Окончание подсушки контролируют органолептиче-
ски — по образованию подсохшей кожи рыбы. Назначение подсушки состоит в
удалении поверхностной влаги, что способствует лучшему осаждению компонен-
тов дыма, а также увеличивает механическую прочность тканей рыбы. Потери
массы при подсушке достигают 5 % от массы соленого полуфабриката.
Проварка рыбы осуществляется горячим дымом, или воздухом, или паром
с температурой от 100 до 170 °C. Цель данной технологической операции —
535
Главе 6. Сушена», вялена» и копченая рыба
Рис. 6.2Я. Ихнологическая схема производства рыбы горячего копчения
536
4.2. Копчвнмэ рыбы
доведение продукта до полной кулинарной готовности, признаком которой
является свободное отделение мяса рыбы от костей, полное свертывание кро-
ви и денатурация белков. Чем более жирная рыба, тем ниже должна быть тем-
пература проварки, в противном случае может возникнуть непоправимый
брак — «лопанец». На данной стадии копчения потери массы полуфабрикатом
составляют до 15 %.
Собственно копчение — это обработка полуфабриката технологической ды-
мовоздушной смесью с температурой от 100 до 120*С. Целью собственно копче-
ния является насыщение рыбы коптильными компонентами дыма для придания
ей характерных вкусовых качеств и образования присущей рыбе горячего копче-
ния окраски. Завершение стадии определяется органолептически, а также по до-
стижении внутренними слоями рыбы температуры 80’С. Потери массы полуфаб-
риката составляют от 5 до 8 % в зависимости от вида рыбы.
Выкопченная рыба должна быть в обязательном порядке охлаждена до 8... 12 ‘С
перед упаковкой, иначе поверхность рыбы в упаковке будет чересчур влажной,
что создает благоприятные условия для развития плесени и существенно ухудша-
ет внешний вид продукции. Охлаждение проводят в камерах копчения или в спе-
циальных помещениях, хорошо вентилируемых, в которых поддерживается за-
данный температурный режим.
Готовая рыба подвергается перед упаковкой сортировке по качеству и разме-
рам, в соответствии с требованиями стандартов. Упакованная продукция марки-
руется и направляется на реалнзацню или хранение прн температуре от —2 до
4-2'С (предельный срок 72ч). Для увеличения сроков хранения рыбы горячего
копчения, а, следовательно, сроков ее реализации, широко применяют замора-
живание продукции до температуры -18 *С В этом случае продолжительность
хранения увеличивается до 1 мес.
6.2.5. Коптильные жидкости и перспективы их применения
в рыбном промышленности
Для устранения недостатков традиционного дымового копчения особый нн
терес представляет использование для обработки пищевых продуктов и рыбы
коптильных препаратов и жидкостей. Применение коптильных препаратов и
жидкостей позволяет интенсифицировать и автоматизировать технологический
процесс, избежать накопления в продукте канцерогенных вешеств, сократить за-
грязнение окружающей среды отработанными дымовыми выбросами.
Коптильные препараты — это концентраты коптильных компонентов, требу-
ющие перед использованием предварительной подготовки. Коптильные жидко-
сти — это растворы коптильных компонентов, готовые к употреблению
В настоящее время в европейских странах, США, Японии для бездымного
копчения пищевых продуктов разработаны и используются в пншевом произ-
водстве разнообразные коптильные средства Всего около 85, такие как препара-
ты «Коптекс», «Деликарома» (производитель ГК «Русский дым», Новосибирск),
ВНИРО, ВНИИМП, МИНХ, «Вахтоль», «Амафил», «Сквама» (Россия); «ЭТОЛ»
537
Глааа 6. Сушеная, вяленая и копченая рыба
(Югославия), ^ПДВ» (Польша); японский коптильный ароматизатор, а также
вкусовые ароматизаторы, предназначенные для придания мясным и рыбным
продуктам аромата н вкусовых свойств копченого продукта, запатентованные в
Великобритании, США, Голландии.
Все коптильные средства по виду используемого для их получения сырья мож-
но разделить на три группы:
♦ препараты, получаемые в результате термолиза древесины в специальных и
энергокимических аппаратах и установках;
• препараты, получаемые в результате конденсации коптильного дыма;
• препараты, получаемые в результате смешивания чистых химических реак-
тивов.
В первую группу входят коптильные препараты типа «Вахтоль», МИНХ,
«Амафил». Препараты «Вахтоль» и МИНХ вырабатывают из отходов канифоль-
но-экстракционного производства. Применяют для производства копченой ры-
бопродукции и в рыбной кулинарии. Для производства пресервов в арсматизиро
ванном масле используют коптильный экстракт «Амафил-.
Принцип получения коптильного препарата «Вахтоль» основан на сжигании
отходов деревьев хвойных пород в энергохимических установках с пропусканием
образовавшегося дыма через слой воды, с последующим отстаиванием и филь-
трованием через древесностружечный фильтр. После удаления летучей фракции
путем перегонки происходит конденсация тяжелой фракции (соковый пар), ко-
торая собирается в специальные емкости.
Отличительной особенностью препарата «Вахтоль* является содержание в
нем в основном легколетучих фракций химических вешеств, в том числе фено-
лов, органических кислот и карбонильных соединений. Ввиду большого содержа-
ния органических кислот, препарат придает специфический кислый привкус
копченому продукту.
Производство препарата МИНХ ведут параллельно с производством препара-
та « Вахтоль». Для практического использования препарат МИНХ разводят водо-
проводной водой в соотношении 1:7 и применяют для ароматизации раститель-
ных масел, используемых при производстве рыбных консервов и пресервов.
Органолептические и физико-химические показатели коптильных препара-
тов «Вахтоль» н МИНХ представлены в табл. 6.23.
Недостатком коптильного препарата МИНХ является низкое содержание
карбонильных соединений и высокое содержание нелетучих вешеств. Препарат
преимущественно содержит производные пирогаллола, небольшое количество
гваякола и других фенолов Из числа карбонильных соединений в препарате
МИНХ идентифицированы формальдегид, ацетоальдегид, пропионовый альде-
гид, ацетон, н-нзомасляный альдегид и н-изовалериановый альдегид и другие ве-
щества. При нанесении препарата МИНХ на поверхность рыбы и при последую-
щей тепловой обработке он придает продукту интенсивную окраску, при этом
аромат копчения выражен недостаточно интенсивно
Гигиеническая оценка показала, что коптильный препарат МИНХ и продук-
ция, произведенная с его применением, по сравнению с продукцией дымового
копчения оказывает мутагенное и общетоксическое действие на организм чело-
538
6.2 Копчение рыбы
Таблица 6.23. Органолептические ифизико-химические показатели коптильных
препаратов «Вахтоль» и МИНХ
1 кжамтезь •Вапо.зь* МИНХ
Внешний вид П розрачная жидкость ОТ желтого до светло-корич- невого цвета, допускается наличие небольшого осадка Вязкая жидкость темно-ко- ричневого цвета с краснова- тым оттенком
Талах Характерный запах копче- ности Специфический, свойст- венный данному препарату
Плотность при 20"С, г/см’ 1.010. ..1,025 1,270... 1.300
Обшая кислотность в пересчете на уксусную кислоту, %, нс более Массовая доля, %, не более: 2,8 9,0
фенолов (в пересчете на гваякол) 0,60 0.06
остатка от испарения — 1,50
нерастворимых в воде смол 6,0 —
метилового спирта 0,15 —
Содержание тяжелых угле водоро- дов типа бензпирена Не допускается
века. Коптильный препарат «Вахтоль» также на одной из экспериментальных мо-
делей (Е- coll) проявил мутагенное действие.
Коптильный экстракт «Амафил» получают путем термолиза древесных опи-
лок в воде при температуре от 180 до 374'С. Технология разработана объединени-
ем «Техрыбпром». Экстракт «Амафил» используется при горячем копчении, в
рыбной кулинарии и производстве консервов н пресервов типа «Копченая рыба в
масле». Однако при производстве данного вида консервов и пресервов невозмож-
но получить продукт по всем органолептическим показателям удовлетворяющий
требованиям нормативной документации. При использовании данного экстракта
на поверхности продукта появляется серый налет
Наилучшим исходным сырьем для производства коптильных препаратов яв-
ляются конденсаты древесного дыма. Препараты, относящиеся ко второй группе, —
«Charsol», «Liquid hickory smoke», «Griffiths natural smoke flavor», «Smokaromt
liquid smoke flavorin-18» (США), концентрат «ЭТОЛ» (Югославия), ПДВ» (Поль-
ша), «Коптекс», «Деликарома», ВНИИМП, ВНИРО, «Сквама» (Россия) — полу-
чают на основе этих конденсатов.
Широко распространенные в США и Канаде препараты «Charsol-, «Liquid
hickory smoke» производят путем сжигания твердой древесины с ограниченным
доступом воздуха. Используют при производстве копченых мясных изделий.
Коптильный препарат «ЭТОЛ» (Югославия) производят путем извлечения
фенольной фракции из конденсата древесного дыма и применяют при произ-
водстве консервов из мяса и птицы, различных видов колбасных изделий.
Технология производства польского коптильного препарата <?ПДВ» аналогич-
на технологии получения югославского препарата. При этом «ПДВ» имеет более
539
Глава 6. Сушвная, вяленая и копченая рыба
высокую концентрацию коптильных компонентов и не содержит летучих ве-
шеств Предназначен в основном для производства колбасных изделий
Коптильные ароматизаторы «Коптекс» и «Деликарома»» представляют собой
водный конденсат древесного дыма, освобожденный от балластных вредных ве-
ществ. Данные препараты содержат сбалансированный и разнообразный по со-
ставу спектр фенольных соединений и органических кислот. Именно эти компо-
ненты определяют органолептические свойства готового продукта, а также обес-
печивают высокий бактерицидный н антнокислительный эффект копчения. Дан-
ные коптильные ароматизаторы получают путем пиролиза лиственных пород
древесины (ольха, береза, осина, черемуха) без примесей корья н гнилостей. Пи-
ролиз проводится в строго контролируемых условиях (температура, скорость по-
тока воздуха), что позволяет свести к минимуму образование продуктов, не ха-
рактерных для натурального коптильного дыма. Поглощение водой продуктов
контролируемого пиролиза с последующим созреванием н многоступенчатой
фильтрацией водного конденсата дыма позволяет отделить основное количество
смол При этом содержание токсичных вешеств и канцерогенов в препарате зна-
чительно меньше, чем в обычном древесном дыме. В частности, доля полицикли-
ческих ароматических углеводородов (ПАУ) не превышает 0,1 микрограмма на
килограмм. Подобная высокая степень очистки позволяет избежать в готовом
продукте привкуса горечи и неприятного послевкусия — основных недостатков
имеющихся на российском рынке коптильных ароматизаторов. По составу ос-
новных компонентов препараты Коптекс» и «Деликарома» близки к натураль-
ному дыму, поэтому вырабатываемая с их помощью копченая рыбо- и мясопро-
дукция по качеству аналогична продукции традиционного дымового копчения,
но содержит гораздо меньше канцерогенных соединений.
Технология получения препарата ВНИИМП (Россия) основана на пропуска-
нии охлажденного дыма нз лиственных пород деревьев через специальный скруб-
бер с последующей его очисткой методом дистилляции Адсорбцию коптильных
компонентов из дистиллята производят с помощью активированного угля, ионо-
обменных смол и других химических вешеств. Десорбция адсорбированных ве-
ществ производится перегонкой с паром. Препарат ВНИИМП представляет со-
бой прозрачную жидкость желтого цвета с запахом дыма н характерным горьким
привкусом. Применяется в качестве ароматической добавки при производстве
изделий из мясного фарша.
Технология производства коптильного препарата ВНИРО основана на ис-
пользовании рафинированных водных растворов древесного дыма Дымовые вы-
бросы коптильных камер подают в трубу Вентури (рнс. 6.29), одновременно в нее
рециркуляционным насосом через форсунки подается орошающая вода. Под
влиянием турбулентных пульсаций дымового потока капли орошающей воды
сталкиваются с частицами дыма и в нижней части трубы Вентури отделяются от
дымового потока, ударяясь о поверхность воды, и улавливаются ею. Оставшаяся
часть дымовых выбросов через выходной коллектор отводится в атмосферу. Вода
в установке циркулирует под действием насоса до насыщения ее коптильными
компонентами. По окончании процесса насыщения коптильный препарат очи-
щается от волонерастворимых смол, содержащих канцерогенные соединения
540
6.2. Копчение рыбы
Рис. 6.29. Схема промышленной установки для получения
коптильного препарата ВНИРО:
I — корпус циклона 2 - насос рециркуляции: J — уровнемер: 4—фор-
сунки: 5 — устройство пля поддержания постоянного уровня жидкости
в аппарате
Данный препарат представляет собой рафинированный конденсат древесного
дыма н может быть приготовлен на любом коптильном производстве. Коптиль-
ный препарат ВНИРО имеет сбалансированный состав, придает продукту окрас-
ку, аромат и вкус, свойственные копченым продуктам. Степень улавливания ды-
мовых частиц не превышает 50%. Для увеличения степени улавливания необхо-
димо уменьшать температуру процесса насыщения до 18 °C.
Ко второй группе относится и коптильный препарат «Сквама», разработан-
ный сотрудниками кафедры технологии рыбных продуктов Мурманского госу-
дарственного технического университета. Для производства данного препарата
был выбран способ абсорбции дыма в воде, аналогично коптильному препарату
ВНИРО. Коптильный дым, полученный фрикционным способом из древесины с
начальной массовой долей воды от 50 до 70% и прн температуре пиролиза от 230
до 350 *С, направляют в установку для получения коптильного препарата. Про-
цесс абсорбции необходимо проводить при температурах близких к 20 *С, так как
эффективность данного процесса снижается при более высоких температурах.
Для получения коптильных препаратов целесообразно применять конденсаты
дыма, полученного прн температуре пиролиза от 250 до 400°C с ограниченным
доступом воздуха, так как при этих условиях образуется меньше растворимых
смолистых вешеств, тяжелых углеводородов и высокомолекулярных полицикли-
ческих соединений, которые наносят вред здоровью человека.
Качество конденсатов дыма зависит от исходной влажности используемой
древесины. Конденсаты, полученные при сжигании опилок с массовой долей во-
ды от 10 до 30%, представляют собой гетерогенную жидкость темного цвета с рез-
541
Глава 6. Сушеная, вяленая и копченая рыба
ким запахом, неустойчивую при хранении из-за протекающих реакций полиме-
ризации с образованием черной смолы. Конденсаты, полученные при сжигании
опилок с массовой долей воды от 40 до 50 %, представляют собой жидкость свет-
ло-оранжевого цвета, с минимальным содержанием смолистых вешеств. Эти
конденсаты имеют более приятный запах и более стойки при хранении.
Органолептические и физико-химические показатели коптильных препара-
тов Сквама» и ВНИРО представлены в табл. 6.24.
Таблица 6.24. Органолептические и физико-химические показатели коптильных
препаратов «Сквама-2* и ВНИРО
Похммтель •Скимя-2» ВНИРО
внешний вид Прозрачная ж ел- Жидкость с оттенками от тем-
то-коричневая но-вишневого до темно-ко-
жидкость ричневого цвета, допускается наличие небольшого осадка
Запах Дымовой Коптильного дыма
Плотность при 20 ’С, г/см1 1.00I...1.005 1,02-1,04
Общая кислотность в пересчете на уксус- ную кислоту, % 0,7... 1,0 2Д..6.0
Массовая доля:
остатка от испарения, %, не более 2,00 10,0
фенолов (в пересчете на гваякол), % 0,05...0,9 0,15..0,50
карбонильных соединений (в пересчете на фурфурол), % 1,5 0,3. .1.0
тяжелых у1лсволородов типа бензпире- на, мкг/кг, не более 0,01 0.1
нитрозодиметил-амина, мкг/кг, не более 0,0014 1,4
метилового спирта, %, не более Не допускается 0,2
Из коптильных жидкостей третьей группы наиболее известен препарат
ВНИИМП-1. Это водный раствор карбонильных соединений, органических кис-
лот, фенолов и оснований. Коптильный препарат ВНИИМП-1 применяли при
приготовлении вареных колбас. Однако, в связи с низкими технологическими
свойствами выпуск данного препарата с 1988 г. прекращен.
Из всех рассмотренных выше коптильных препаратов и средств вкус и аромат
копчения более полно воспроизводит препарат ВНИРО и «Сквама-2», что обус-
ловлено сбалансированностью их химического состава.
Красящие свойства у препаратов ВНИРО и «Вахтоль» практически одинаковы
и выше, чем у препарата МИНХ и «Сквама-2». Аромат копчености препараты
ВНИРО и «Вахтоль» придают обрабатываемому продукту более интенсивный,
чем препараты МИНХ и «Сквама-2». Это обусловлено высокой концентрацией
низкомолекулярных фенольных соединений, которые придают продукту специ-
фический дымный запах. Однако аромат продукции, приготовленной с помощью
препарата «Сквама-2», более благородный.
542
6.2. Копчение рыбы
Наиболее высокая антиокислмтельиая эффективность препаратов МИНХ и
ВНИРО обеспечивается высоким содержанием в них многоатомных высокомо-
лекулярных фенолов типа пирокатехинов, сиреневого и кониферилового альде-
гитов, сирин гола и его гомологов.
Высокая микробиальная устойчивость препарата ВНИРО обусловлена нали-
чием высокомолекулярных фенолов и его высокой кислотностью. У препарата
• Вахта! ь* кислотность выше, чем у препарата ВНИРО, однако содержание анти-
септических вешеств фенольного типа ниже. Напротив, в препарате МИНХ со-
держание этих вешеств значительно выше, но кислотность намного ниже, а также
наличие большой доли углеводородной фракции не обеспечивает эффективного
угнетения тест-культур.
С учетом вышеизложенных сведений по достоинствам и недостаткам коп-
тильных препаратов, включая объективную оценку качества копченых изделий,
приготовленных с их использованием, одними из наиболее приемлемых для про-
изводства пишевой продукции бездымного копчения являются отечественные
коптильные препараты «Коптекс», «Деликарома^, ВНИРОи «Сквама-2*.
Однако при производстве коптильного препарата ВНИРО применяется дым,
полученный путем тления опилок. Этот способ дымообразования не позволяет
получить постоянную температуру пиролиза. При этом физико-химические ха-
рактеристики дыма зависят от различных условий дымообразования и существует
постоянная опасность получения полициклических ароматических углеводоро-
дов, которые при абсорбции дыма в воде будут непосредственно загрязнять пре-
парат канцерогенными веществами. Этим недостатком не обладает препарат
«Сквама-2».
6.2.6. Экологичность технологии копчения и влияние этого
фокторо на перспективу производство копченой продукции
Дымовое копчение — процесс сложный неэкономичный. На качество дыма и
полуфабриката влияют такие факторы, как порода древесины и ее влажность,
температура и способ дымогенерации, тип используемого дымогенератора.
В связи с этим, для управления процессом копчения с целью получения каче-
ственных копченых продуктов необходимо знание состава летучих вешеств коп-
тильного дыма и роли отдельных соединений в формировании вкуса и аромата
копчения.
Во время копчения многочисленные компоненты дыма попадают в обрабаты-
ваемый продукт и обеспечивают консервирующий эффект, придают вкус и аро-
мат копчености, тормозят микробиологические процессы порчи.
В формировании коптильного эффекта ведущее место отводится фенолам,
кислотам и карбонильным соединениям.
Такие вещества, как этилгваякол, винилгваякол, эвгенол, траис-изоэвгенол,
пропиоенриигол тесно связаны с образованием аромата в копченой рыбе. В рабо-
тах польских и немецких ученых подчеркивается значительная роль сирингола в
создании эффекта копчения. В отечественных работах делается акцент на гваяко-
543
Глава 6. Сушеная вяленая и копченая рыба
ле и его производных и допускается, что метилгваякол обуславливает в значи-
тельной степени специфические оттенки вкуса и запаха копчености.
Аромат копчения усиливается и приобретает остроту при добавлении к фе-
нольной композиции карбонильных соединений. Активное участие в образова-
нии аромата копчения принимают фураны и лактоны.
Окрашивание поверхности рыбы происхотит при взаимодействии карбониль-
ных соединений со свободными аминогруппами белков
При обработке продукта древесным дымом наряду с образованием вкуса и
запаха копчености также происходит его насыщение канцерогенными вещест-
вами, такими как полициклические ароматические углеводороды (ПАУ), нит-
розоамииы (НА).
В настоящее время индикатором степени загрязнения копченых пишевых
продуктов является один из самых токсичных ПАУ — 3,4-бензпирен.
К сильным канцерогенам относятся также 1,12-беизпирилсн, флюорантен; к
веществам средней и слабой канцерогенной активности — 11,12-бсизфлюорантен.
1,2-бензантрацен. В последние годы обнаружендибенз(а.1)пиреи, который посво
ей канцерогениой активности превышает 3,4-бензпирен и, как показали экспери-
менты на лабораторных животных, негативно влияет на ДНК различных тканей.
В некоторых европейских странах, таких как ФРГ, с середины 70-х годов про-
шлого века ограничено содержание 3,4-бензпирена до 1 мкг/кг в копченых мяс
ных продуктах.
Предельно допустимое поступление нитрозодиметиламина с продуктами пи-
тания составляет 0,15 мкг на килограмм веса в сутки.
Взаимодействие оксидов азота, входящих в состав древесного дыма, со вто-
ричными и третичными аминами приводит к образованию нитрозоамииов, кото-
рые по токсичности не уступают ПАУ.
В настоящее время эффективного способа удаления оксидов азота из коп-
тильного дыма не существует, поэтому невозможно избежать появления нитрозо-
амииов в копченых продуктах. Но есть способы дымогенерации, разработанные
Ершовым А. М., Шокиной Ю. В., Бражной И. Э., Гроховским В. А. (1. 13, 41), ко-
торые позволяют уменьшить концентрацию этих вешеств в дыме и соответствен-
но в готовой продукции.
На протяжении многих лет ученые не оставляли попыток снизить содержание
вредных и канцерогенных соединений в коптильном дыме, применяя различные
способы очистки дыма или зашиты обрабатываемого продукта:
♦ пропускание дыма через хлопковую вату, металлическую стружку, водные
фильтры, очистительные устройства типа циклона;
♦ применение электростатического поля для осаждения дисперсной фазы дыма;
♦ копчение пишевых продуктов в целлюлозной оболочке;
♦ конденсация части дыма при отрицательных температурах и др.
Все выше перечисленные способы дали незначительный положительный эф-
фект и не могут считаться пригодными для использования в промышленности.
Дым, полученный из разных пород древесины, характеризуется различным
качественным составом. Признано, что наилучыим является коптильный дым,
полученный из древесины лиственных пород Поэтому в практике при копчении
544
6.2. Копчение рыбы
применяют древесину таких лиственных пород, как бук, дуб, ольха, орех, береза
(без коры), клен, ясень и др.
Считается, что хвойные породы не следует применять для копчения, так как
поверхность продуктов загрязняется сажей. Кроме того, продукты приобретают
посторонний запах, темный цвет и горьковатый привкус. Выдерживание древе-
сины хвойных порол в течение нескольких месяцев способствует выветриванию
значительной части эфирных масел и других вешеств, в результате чего отрица-
тельное воздействие их на продукт уменьшается.
Отмечено, что в дыме, который образуется при сжигании древесины листвен-
ных пород, наблюдается более высокое содержание летучих кислот.
Качественный и количественный состав фенолов зависит от породы используе-
мой древесины и температуры генерации дыма. Для дыма из твердых лиственных
пород характерно высокое содержание сирингола и его производных (метил-,
этил- и пропилсирингола), из мягких пород — высокое содержание гваякола и его
производных.
Следует отмстить более высокое содержание смолы в дыме из древесины
хвойных пород, что объясняется повышенным содержанием в этом дыме ПАУ
Кислот типа пропионовой, масляной, валериановой в дыме из древесины дуба
содержится в несколько раз больше, чем в дыме из древесины сосиы. Дым, полу-
ченный при сгорании древесины дуба, содержит не только больше летучих кис-
лот, карбонильных соединений, но и меньше 3,4-бензпирена.
Влажность используемой для копчения древесины влияет иа качество готового
продукта. Дым, полученный из сырой древесины, содержит много паров воды, са-
жи, золы и других нссгоревших частиц. Технологические свойства такого дыма
низкие, а продукты, обработанные им, имеют темную, неравномерно окрашенную
поверхность. Повышенное содержание в нем кислот, обладающих неприятным за-
пахом и вкусом муравьиной и пропионовой, неблагоприятно отражается на качест-
ве копченых продуктов. С другой стороны, установлено, что изменение влажности
опилок от 10 до 50% не влияет на состав дыма, и при этом образуется гуезая и ув-
лажненная коптильная среда, улучшающая процесс копчения.
Дополнительно проведенные исследования показали, что увеличение влаж-
ности разлагаемой древесины ольхи с 25 до 55% не снижает технологические
свойства дыма, а, напротив, приводит к возрастанию содержания эфироизвлека-
смых компонентов, ответственных за вкус и аромат копчености. Увеличение
влажности разлагаемой древесины сосны приводит к незначительному уменьше-
нию концентрации дыма, снижению выхода смолистых соединений с 41 до 38 %,
повышению содержания углеводородов и увеличению количества эфироизвлека-
емых компонентов. У увлажненной древесины увеличивается потенциальная
способность к образованию специфической окраски копченого продукта.
При рассмотрении влияния влажности древесины на качество коптильного
дыма следует обратить внимание на возможность более полного насыщения па-
ров воды коптильными компонентами за счет их растворимости в капельках во-
ды. Это способствует увеличению скорости копчения более влажного продукта.
При использовании более влажной коптильной среды на поверхности иссле-
дуемых образцов интенсивнее осаждаются составные части дыма. Количество со-
545
Главе 6. Сушеная, вяленая и копченая рыба
ставных частей дыма, осаждающихся на копченом продукте, возрастает при уве-
личении густоты или плотности и уменьшается при повышении температуры
коптильного дыма.
Наилучшими технологическими свойствами обладает дым, полученный при
температуре сжигания древесины в пределах от 220 до 350 °C. В этом случае состав
водорастворимых веществ в дыме оптимален и включает в себя фенолы, фор-
мальдегид, фурфурол, альдегиды и диацетил. Такой дым является более ценным
для копчения. В тоже время, повышение температуры дымогенерации интенси-
фицирует образование карбонильных соединений, а содержание фенолов и фур-
фурола не изменяется в пределах температур от 210 до 439 °C.
Установлено, что при сжигании древесины и стружек при температуре от 600
до 700°С получается дым, содержащий в 5...6 раз больше бензпирена, чем дым.
полученный при температуре около 300’С При этом максимальное количество
бензпирена содержится в смоле.
Бензпирен не образуется в процессе разложения целлюлозы и лигнина при
температуре ниже 400°C. Дополнительные исследования показали, что выделе-
ние бензпирена в результате пиролиза имеет два пика: низкотемпературный
(350...400°C) и высокотемпературный (более 500 ВС).
При температуре 500 °C и температурах ниже 350 *С бензпирен практически не
выделялся, ио полностью дыма, свободного от бензпирена, получить не удалось.
Содержание в коптильном дыме 3,4-бензпирена может колебаться в пределах от
4,8 до 5,2 мкг/м3 при разных условиях дымогенерации.
В интервале температур от 260 до 310 'С происходит разложение целлюлозы с
освобождением большого количества активных для копчения органических ве-
шеств, поэтому повышение температуры пиролиза выше 350 °C нецелесообразно.
Химический состав коптильного дыма зависит также от способа его получе-
ния. Особенно заметна разница в химическом составе дыма, полученного мето-
дом трения и обычным путем сжигания опилок. В настоящее время в промыш-
ленности применяется дым, образованный в результате тления опилок. Этот спо-
соб дымообразования ие позволяет получить постоянную температуру пиролиза,
при этом существует опасность получения ПАУ. Дымообразование методом тре-
ния позволяет практически ликвидировать эти недостатки.
Из известных дымогенераторов, в которых пиролиз древесины идет при тем-
пературе ниже 400°C, следует остановиться на фрикционных. Фрикционные ды-
могенераторы подразделяют надисковые и барабанные (рис. 6.30).
В дымогенераторах данного типа образование дыма протекает при температу-
рах около 300 °C. Наличие прижимного устройства позволяет регулировать уси-
лие прижатия бруска и тем самым контролировать температуру пиролиза и коли-
чество получаемого дыма.
Дым, полученный методом трения, содержит больше летучих химических со-
единений. Состав дыма (в %) следующий: фенол ы 8; альдегиды 14; кислоты -
16; свободные основания — 8; нейтральные соединения — 50.
Различие в химическом составе дыма из фрикционного дымогеиератора и по-
лученного путем сжигания опилок объясняется разницей в температуре пироли-
за, при которой происходит дымообразование. При тлении опилок температура
546
6 2. Копчение рыбы
Рис. 6.30. Фрикционные дымогснсрагоры:
о — дисковые; 0 — барабанные; « — с пневматическим амортиитором; t — с автоматическим поджатием
грум; I — аереванный бросок. 2 — электродвигатель; 3 — фрикционный диск или барабан
составляет от 400 до 450 *С, а при такой температуре образующийся дым теряет до
одной трети активных коптильных компонентов. Кроме того, истинных коптиль-
ных вещееI в (без воды) в дыме из опилок содержится 1,16 г/м3, а в дыме из дров —
4,74 г/м3. Дым, получаемый во фрикционных дымогенераторах, содержит больше
карбонильных соединений, кислот, фенолов и меньше влаги, чем дым, получае-
мый в обычных дымогенераторах. Так, если pH дыма, получаемого при тлении
опилок, равно 4,0...4,2, то во фрикционных дымогенераторах pH дыма составляет
3.0...3,2. Продукция, выкопченная дымом от фрикционного дымогенератора, со-
держит бензпирена меньше, чем аналогичная продукция дымового копчения.
Дым изопилок имеет более низкую концентрацию коптильных компонентов,
чем дым, полученный из дров. При влажности 18% из 1 кг опилок получается
около 7 м3 дыма, а из поленьев — в 5...6 раз больше.
Преимуществом фрикционных дымогенераторов является их быстрый пуск и
остановка. Но потребление электроэнергии в генераторах данного типа в два раза
выше, чем в дымогенераторах с электрическим обогревом. Этим и объясняется их
недостаточное использование в промыгтенности, несмотря на высокотехноло-
гическое качество получаемого коптильного дыма, позволяющее генерировать
дым с малым содержанием вредных веществ.
В 1996 году сотрудниками кафедры технологии рыбных продуктов Мурман-
ского государственного технического университета был разработан способ ге-
нерации дыма с использованием инфракрасного излучения. Дымогенераторы с
ИК-энсргисй генерируют дым высокого качества изопилок и могут найти ши-
рокое применение в промышленности.
При производстве продукции холодного и горячего копчения большая часть
дыма выбрасывается в атмосферу. При этом происходит загрязнение воздуха,
почвы, водоемов. Решить вопросы, связанные с загрязнением окружающей сре-
ды. можно путем утилизации дымовых выбросов.
Существуют три основных способа утилизации:
♦ рециркуляция дымовоздушной смеси в процессе копчения,
• дожигание дымовых выбросов;
• получение коптильных жидкостей, которые можно использовать для без-
дымного копчения или в качестве bkvco-а ром этической добавки при производ-
стве продуктов питания.
547
Глава 6. Сушена», вяленая и копченая рыба
Использование коптильных жидкостей и препаратов не только решает вопро-
сы экологии, но и дает возможность получать экологически чистую свободную
от канцерогенных вешеств продукцию.
6.2.7. Дефекты копченой рыбы
Наиболее распространенными дефектами рыбы холодного копчения являют-
ся рапа, плесень, скисание, подпаривание, белобочка и затяжка
Рапа представляет собой налет высохшей соли на поверхности рыбы в виде
мелких кристаллов. В первую очередь этот налет появляется на голове и в хвосто-
вой части рыбы. Дефект этот образуется во время хранения продукта на складе;
он неизбежен при хранении крепкосоленой продукции и появляется на рыбе с
содержанием соли выше 12 % иа плохо отмоченном, или не отмоченном вовсе пе-
ред копчением полуфабрикате. Дефект этот легко устраняется протиранием по-
верхности рыбы вначале влажной тряпочкой, а затем тряпочкой, смоченной
рыбьим жиром или растительным маслом. Рыба с таким дефектом не отличается
хорошим вкусом (как правило пересолена) и имеет плохой товарный вид.
Плесень — белый или зеленоватый налет на поверхности рыбы, постепен-
но проникающий в толшу мяса. Причиной появления плесени служит слабая
циркуляция и высокая влажность воздуха в помещении, где хранится рыба.
Неправильная укаковка копченых товаров в яшики (например, в ящики без
отверстий в торцевых сторонах) способствует образованию плесени. Плесень
легко устраняется протиранием поверхности рыбы тряпочкой, смоченной в
рыбьем жире или растительном масле. Плесень, проникшую в мясо рыбы,
ликвидировать нельзя.
Белобочка (непрокопченные места) — дефект, который возникает при непра-
вильном размещении рыбы иа носители коптильной камеры, когда участки по-
верхности одной рыбы плотно соприкасаются с участками поверхности другой
рыбы, делая их недоступными для осаждения коптильного дыма.
Затяжка и скисание — гнилостный и кислый запах во внутренних слоях мяса
рыбы. Причины образования этого дефекта такие же. как и причины образова-
ния дефекта у соленых товаров.
Подпаривание — размягчение мяса в спинной части рыбы, иногда сопровож-
дающееся отделением кожи от мяса, в результате копчения дымом повышенной
температуры. Причиной подпаривания может также явиться неправильный тем-
пературно-влажностный режим подсушки рыбы, когда происходит пересыхание
поверхности полуфабриката с образованием плотной корочки, препятствующей в
дальнейшем нормальной диффузии влаги из рыбы во внешнюю среду.
Наиболее распространенными дефектами рыбы горячего копчения являются
ожоги, механические повреждения, темная окраска поверхности (рубашки) или
бледная (белобочка), сырое или переваренное мясо.
Ожоги получает рыба, размешенная в зоне коптильной камеры с повышенной
температурой или при подаче слишком горячей дымовоздушиой смеси в коп-
тильную камеру. Темная окраска поверхности формируется при подаче дыма в ка-
548
6.2. Копчвни» рыбы
меру с недостаточно подсушенной рыбой, имеющей еще влажную поверхность,
или при затягивании стадии копчения. Привкус смолистых веществ ощущается в
продукции, выкопченной дымом, полученным из хвойной древесины, богатой
смолистыми веществами.
Таким образом, все эти дефекты образуются в результате несоблюдения нор-
мальных условий копчения и небрежного обращения с рыбой.
Контрольны» вопросы
1. Дайте определение технологического процесса сушки.
2. Какой принцип консервирования положен в основу технологии сушки пищевых продук-
тов?
3. Какие основные консервирующие факторы действуют при сушке пищевых продуктов*’
4. Охарактеризуйте основные физические процессы, протекающие при сушке рыбного сырья.
5. Дайте классификацию существующим способам сушки рыбного сырья.
6. Какие факторы оказывают влияние на продолжительность процесса сушки и его скорость?
7. Охарактеризуйте три основных периода сушки при помошн кривой скорости сушки.
8. Дайте определение понятия «критическая точка».
9. Как химический состав сырья влияет на продолжительность процесса сушки? Поясните ме-
ханизм оказываемого влияния.
10. Как удельная поверхность продукта влияет на продолжительность процесса сушки? Пояс-
ните механизм оказываемого влияния.
11. Охарактеризуйте физические и биохимические изменения полуфабриката в процессе сушки.
12. Какие методы расчета продолжительности сушки вам известны9
13. Дайте определение технологического процесса копчения.
14. Какой принцип консервирования положен в основу технологии копчения пишевых про-
дуктов’
15- Какие основные консервирующие факторы действуют при копчении пищевых продуктов?
16. Основные физические процессы, протекающие при копчении.
17. Дайте классификацию существующим способам копчения пищевых продуктов
18. Как принято классифицировать основные технологические эффекты копчения пищевых
продуктов?
19. Охарактеризуйте положительные технологические эффекты копчения.
20. Охарактеризуйте отрицательные технологические эффекты копчения. Объясните причины
их возникновения.
21. Какие факторы оказывают влияние на химический состав коптильного дыма?
22. Каковы основные периоды горячего и холодного копчения?
23. Охарактеризуйте основные пути совершенствования процесса дымообразования с целью
повышения химической и санитарной безопасности коптильного дыма.
24. Охарактеризуйте основные химические компоненты технологического коптильного дыма,
ответственные за формирование технологических эффектов копчения (как отрицательных,
так и положительных).
25. Какие технологические параметры дымовоздушной смеси влияют ил качество готового
продукта? Поясните механизм оказываемого влияния
26. Охарактеризуйте технологические свойства и химический состав коптильных жидкостей и
препаратов
27 Каковы преимущества бездымного копчения по сравнению с традиционным дымовым спо-
собом?
549
Гложа 6. Сушаноя, вяленая и гоп«еыая рыба
Список литературы к главе 6
I Брахная и. Э Разработка ароматизации для пресервов на основе совершенствования генерации дыма
фрикционным способом / Диссертация на соискание ученой степени кандидата техническим наук по со-
циальности 05.18 12. «Процессы и аппараты пишевых производств- и 05 18.04. -Технологии мясных, мо-
лочных, рыбных продуктов и холодильных производств* - Мурманск МГТУ, 1998
2 Воскресенский Н А Посол, копчение и сушка рыбы — М. Пищевая промышленность, 1966. — 548с
3 Гинсбург А С. Основы теории я техники сушки пишевых продуктов. — М. Пищевая промышленность.
1973.— 528 с.
4. Горяев М. И.. Быкова Л. Н , Игнатова Л. А. Фенолы коптильной жидкости, полученные из лигнина И Рыб-
ное хозяйство. — 1976. — Мг 10 — С 66. 67
5. Грецкая О. П-. Елманова А В., Дикун П. П., Горелове Н Д. Влияние режима дымогенерацни His содержа
ниеЗ,4 бензпирена в коптильном дыме и копченой рыбе// Рыбное хозяйство. — 1962 — №6. — С 56 62
6. Губергрнц М. Я . Паальме Л. П-. Краснощекова Р Я. Канцерогенные вещества в окружающей среде - М
Гихрометеояздат. 1979 —56с.
7 ГудовичА В. Коптильные установки рыбной промышленности//ОН / ЦНИИТЭИРХ 1972 вып 3
сер. 4
8 Демченко Е А. Киприанов А И., Дикун П. П-, КостенкоЛ. Д.. Ливеровский А А . Шмулевскаа Э. И Об-
разование канцерогенных полициклических ароматических углеводородов при пиролизе древесины I Со-
держание бенМа)пмрена и других компонентов а продуктах пиролиза древесины // Химия древесины -
1998 -Мг2 - С 96.. 102.
9. Демченко Е А., Киприанов А. И., Манкина Е. И-, Костенко Л. Д., Дикун П. П Пути снижения канцеро-
генной активности в продуктах пиролиза древесины //Тез. дохл Вс конф «Термическая персработт.дре-
весины нее компонентов». — Красноярск, июнь 1988. — 88с.
10. Дикун И. Л О содержании канцерогенных веществ в коптильном дыме н копченых продуктах// Рыбное
хозяйство. — Ns3 — 1965 — С 60 61
И. ЕршовА М Развитие н совершенствование процессов холодного копчения рыбы на основе интенсифхи
они массопереноса влаги и коптильных компонентов / Диссертация на соискание ученой степени доктора
технических наук по специальности 05 18 12 «Процессы и аппараты пишевых производств» — Мурманск
МГАРФ. 1992
12 Ершов А М. и др Тепловое рыбообрабатывающее оборудование предприятий и промысловых судов. Ч 1
Оборудование для копчения и вяления рыбы. —Мурманск МВММУ. 1990.— 171с
13. Ершов А М , Зотов В. В., Иоздрин С. И Копчение пищевых продуктов. Повышение энергетической эф-
фективности. Ч. 1.2 — Мурманск- МГТУ. 1996. — 97 с
14. Каганский Ю С.. Питора Г. А Изменения некоторых химических показателей при вялении и последую-
щем хранении ставриды. — в Кн.: Труды АтлантНИРО. 1979 — Вып 79. — С. 93.. 95.
15. Кизсвеггер И В. Технология обработки водного сырья — М Пищевая промышленность. 1976.—616с
16. Крылова Н- Н., Воловинская В. П., Базарова К. И. О роли тетучнх соединения в придании вкуса и аромата
копчения продуктам //9-Я Европейский конгресс работников НИИ мясной промышленности Доклад. —
М ВНИИМП.1963
17 Курко В. И Основы бездымного копчения. — М.: Легкая промышленность, 1984 — 229с
18. Курко В И. Химия копчения — М : Пищевая промышленность, 1969. — 319с.
19 Курко В. И , Кельман Л Ф. Фенолы коптильного дым» — М.. Издание ВНИИМП, 1962-
20. Курко В. И., Кельман Л. Ф. Кузнецова А. А Разделение фенольных компонентов дыма на хроматографи-
ческих колонках // 14 Европейский конгресс работников НИИ мясной промышленности. Доклад — М
ВНИИМП„ 1968
21 Курко В. И . Кельман Л. Ф. Характеристика фенолов дыма, разделенных методом дробного функциониро-
вания //Труды института ВНИИ МП Выл 20. — 1968. — С. 77.84.
22. Куркоа В. П Физико химические и химические основы колчеиня. — М : Пишспромиздат, 1960. — 160с,
23. Лапшин И И , Радина Т Г. Фенольный состав коптильной жидкости МИНХ// Известия ВУЗов СССР Пи-
щевая технология — №2 — 1970. — С. 119. .123.
24 ЛыковА В Теория сушки — М. Энергия. 1968 — 479с
25. Макаром Н А., Гончаров А М., Татвренко Л Я Микробиологические исследования рыбы холодного коп-
чения в процессе хранения// Рыбное хозяйство. — Ns 1. — 1974. — С. 70. .71.
26. Мезенова о. Я- Научные основы и технология производств копченых продукта. — Калининград: КГТУ,
1997.- 132 с.
27. Никитин Б. И Основы теории копчения рыбы. — М :Лсгк и пиш пром-сть. 1982 — 244с.
28. Николаенко О, А. Совершенствование производства консервов из копченой рыбы на основе использования
МЯГКИХ режимов подготовки полуфабриката / Диссертани! на соискание ученой степени кандидата техниче-
ских наух го специальности05-18.12 «Процессы и аппараты пишевых производств-. Мурманск МГТУ. 2001.
550
Глава 6. Сушеная, вяленая и копченая рыба
29 Отчет о НИР «Разработке модифицированных коптильных ароматизаторов для рыбных консервов»
МИНХим ГВ Плеханова Руководитель темы Родине Т Г. Ина. №02900027? 25, — М., 1989. — 55 с.
30 Отчет о НИР «Разработка рекомендаций по снижению уровня образования канцерогенных ПАУ в продук-
тах термопереработкн древесины» М3 СССР НИИ онкологии им. проф Н. Н. Петрова. Руководитель темы
Дикун П. П Инв. №02910042162. - Л . 1992 - 37с.
31 Родина Т. Г. Камалова Т. А.. Чумаков Е. И Роль фенолов, кислот и карбонильных соединений в образова-
нии аромата копчения//Тр. института МПНХ им. Г В. Плеханова. — Вып 11. 1980. — С 33—68.
32 Родина Т Г., Лапшина Л. И Летучие вещества консервов «Копченая рыба в масле», приготовленных раз-
ными способами // Рыбное хозяйство. — 1976. — Nt 9. — С. 64. .67.
33 РХ№7, с 60,1968. И. А. Шишханова. КаспНИРХ
34 Сборник технологических инструкций по обработке рыбы. — М : Колос, 1992.
35. Семенов Б. Н , Ершов А М. Научные основы производства продуктов питания Учебное пособие — Мур-
манск. 1996. - 150с.
36. Уитон Ф У., Лосон Т. Б. Производство продуктов питания из океанических ресурсов (в 2-х томах). /Пер. с
англ , под ред. и с предисл. Лыкова В. Я. — М.: Агропромнмят. 1989. — 765с.
37. Федснин В. Ф. Кузнецов В. В., Беригова Т М., Басманов Н. И. Содержание бензпирена в дисперсной сре-
де коптильного дымя в зависимости от размера аэрозольных частиц// Мясная индустрия. — № 12 — 1978. —
С 35. 36.
38. Хин Е А Исследование некоторых физически* и химических свойств коптильного дыма и особенности
сгоосаждения при копчении М.: Издательство ВНИРО. 1970. С. 120. .129.
39. ХванЕ А. Обработка рыбы копчением. — М.. Пкщсв. промышленность, 1976. — 112с
40. Хван Е А.. Гудовнч А.В. Копченм, вяленая, сушеная рыба — М . Агропромиздит, 1988. — 272с.
41. Шокина Ю В. Разработка способа получения коптильного дыма с использованием энергии инфракрасно-
го излучения Автореферат диссертации н» соискание ученой степени кандидата технических наук ни спе-
циальности 05.18.12 «Процессы и аппараты пищевых производств». — Мурманск. 1999.
42 Юдиикля А. И.. Лебедев Т. М. Химическая хар-ктеристика сельди дымового и жидкостного дымового коп-
чения // Рыбное хозяйство. 1963. №3 С 79. 84.
43. Юдицкг'1 А И , Лебедева Т. М Роль альдегидов в копчении // Рыбное хозяйство. — № II. — 1964. —
С. 75 .76.
44 Bratzler L J . Mildred Е Spoon М Е at al / Smoke flavour io phenol, caibonil and acid contend of bolcgne //
J. Food Sc 1 - 1969. -ХЫ.34 - No. 2 — P 146..148.
45. Daun H Interaction of wood smoke components in foods//J. Food Techno). — 1979. — M>1. 33, No 5. - P. 65—84.
46. Foster W W. Simpwn T. H. Studies of smoking process for foods. The importance of vapours //1. Sci.Food and
Agriculture 1961 Vai 12. No S P. 363
47 Frethum К , Granum P, Mild E Influence of generation temperature on the chemical composition, anlioxidative
and antimicrobial effects of wood smoke//J. Food Sci — 1980, Vbl 45, No. 4 — P 999 .. 1002, 1007.
48. Hamm R Analysis of smoke and smoked foods II Pure Appt. Chem — 1977. — \Ы. 49. — P. 1655...1666.
49 Hanim R. Fleishwmshaff. - 1977 - № 5 - C 92 96. 99
ГЛАВА 7. КУЛИНАРНАЯ
ПРОДУКЦИЯ
Кулинарную продукцию можно условно разделить на рыбные полуфабрикаты
и собственно кулинарные изделия, готовые к употреблению в пишу.
Ассортимент рыбных полуфабрикатов и кулинарных изделий весьма разно-
образен и постоянно расширяется [1, 2, 4...10, 16], к рыбным полуфабрикатам
относят:
• охлажденную или мороженую рыбу, разделанную, очищенную и разделен-
ную на порции;
• фарш рыбный пишевой мороженый порпионированный;
• шашлык рыбный;
• рыбные суповые наборы;
• рыбные формованные полуфабрикаты (котлеты, биточки, бургеры и т. п.);
♦ пельмени рыбные мороженые;
♦ филе рыбное мороженое;
• полуфабрикаты из нерыбного сырья водного происхождения.
К кулинарным изделиям относят
♦ рыбу жареную;
♦ рыбу печеную;
• рыбу вареную;
♦ рыбу заливную, студни;
♦ фаршированную рыбу;
• сосиски и колбасы рыбные;
• пастовые рыбопродукты;
♦ мучные рыбные иддетия;
♦ вторые замороженные блюда из рыбы и нерыбного сырья водного проис-
хождения;
• рыбные палочки и другие изделия, прошедшие предварительную обра-
ботку.
Несмотря на довольно обширный список кулинарных изделий, технология
их производства достаточно хорошо освещена в литературе 11, 7... 10. 20, 14|.
Однако прежде, чем рассмотреть технологию приготовления, следует доста-
точно подробно остановиться на научных аспектах производства кулинарных
изделий.
552
7.1. Научные основы производства кулинарии
7.1. НАУЧНЫЕ ОСНОВЫ ПРОИЗВОДСТВА КУЛИНАРИИ
7.1.1. Физико-химические изменения в продуктах при тепловой
обработке
Производство кулинарных изделий и полуфабрикатов основано на различных
способах предварительной обработки сырья Одним из самых распространенных
способов производства кулинарных продуктов является тепловая обработка по-
луфабрикатов. Нагревание полуфабрикатов производят в горячих газообразных
(водяной пар, воздух, дымовые газы) и жидких (вода, жир, рассол) средах, а также
путем непосредственного воздействия на продукт энергии инфракрасного излу-
чения, токов сверхвысокой, высокой и промышленной частот. Применяется так-
же кондуктивный подвод тепла (от нагретых поверхностей) и другие комбиниро-
ванные способы нагрева.
Основными целями тепловой обработки кулинарных изделий являются —
придание кулинарной готовности продукту, улучшение вкусовых качеств и повы
шение его пищевой ценности [8, 9]. В процессе тепловой обработки наряду с дру-
гими процессами происходит нагревание и обезвоживание продукта. При про-
греве кусков рыбы до температуры 37...50*С начинается процесс денатурации и
коагуляции белков, а при достижении температуры 8О...9О*С коагуляция белков
достигает максимума Нагревание рыбы до 100 *С характеризуется улучшением
пишевых качеств: вкуса, аромата, перевариваемости, усвояемости. При темпера-
туре свыше 120 °C происходит распад белков с образованием аммиака, сероводо-
рода и других летучих оснований, и снижается биологическая ценность рыбы |8].
Для придания продукту полной кулинарной готовности требуется прогревание
внутренних ткаией рыбы до 9О...Ю0°С или более длительная выдержка продукта
при температуре 70...80’С. При этой температуре погибает основная часть мик-
роорганизмов.
Одновременно с денатурацией и коагуляцией мышечных белков при нагрева-
нии тканей происходит сваривание коллагена, желатинизация и гомогенизация его
структуры. Нагревание коллагена в воде сопровождается его набуханием, а затем
резким сокращением размеров. При нагревании падает прочность соединительной
и мышечной ткани, коллаген переходит в более усвояемую форму — глютин. В ох-
пажденной после нагревания рыбе соединительные ткани несколько упрочняются,
но нативная структура коллагена не восстанавливается. Выделяющаяся при усадке
коллагена вода по мерс образования глютина вновь поглощается набухающей со-
единительной тканью. Излишняя тепловая обработка может привести к дезагрега-
ции глютина и ослаблению консистенции рыбы [8, 9].
Вкусовые и питательные достоинства продукта в значительной степени зависят от
качественного состояния содержащегося в рыбе жира и содержания витаминов.
Немаловажным фактором, определяющим потери жира продуктом при тепло-
вой обработке, является снижение его вязкости с повышением температуры [8,
21]. Жир вытапливается нз соединительной и мышечной тканн, эмульгируется в
жидкой фазе и при неблагоприятных режимах обработки вытекает нз рыбы.
553
Глава 7. Кулинарная продукция
Нагревание жира до высоких температур способствует его разложению с обра-
зованием карбонильных соединений — альдегидов и кетонов. Начало разложе-
ния жнра обнаруживается по появлению дыма, прн этом образуется альдегид —
акролеин с характерным резким запахом
Тканевый жир при нагревании гидролизуется, поэтому кислотность его после
тепловой обработки повышается. Длительная тепловая обработка в воздушной
среде способствует развитию процессов гидролиза и окисления жира
В результате сваривания коллагена, коагуляции мышечных белков, перехода
связанной воды в свободную и обезвоживания происходит изменение структуры
тканей, сопровождающееся уменьшением объема н размеров, так называемой
усадкой. Покровные ткани уплотняются, структура их приобретает гомогенный
характер, коллаген, желатинизируясь, заполняет все пустоты; мышечные волокна
теряют свою округлую форму, сжимаются. При усадке кожи в ней возникают вы-
сокие напряжения, особенно в тех случаях, когда обрабатывается нерааделанная
рыба (запекание). Напряжения возрастают с увеличением температуры и мотуг
разрешаться разрывами: разрывам предшествует образование складок.
Большое значение при изготовлении кулинарии и полуфабрикатов имеет об-
жаривание.
Обжаривают кулинарные изделия в средах температурой 130... 190 *С. Чтобы
придать продукту привлекательный внешний вид, улучшить вкус и аромат перед
обжариванием изделия панируют, при этом используют различные виды н спосо-
бы панировки.
В процессе обжаривания в тканях рыбы происходят сложные процессы, при-
водящие к изменению их физико-химических свойств и гистологической струк-
туры. Под воздействием высокой температуры как при процессе бланширования
из рыбы выделяется часть влаги, происходит коагуляция и частичный гидролиз
белков; в поверхностных слоях кусков рыбы иногда наблюдается глубокий распад
белка с выделением сероводорода и аммиака.
В результате расщепления белков прн обжариваннн увеличивается содержание
небелкового азота в рыбе, что характеризуется данными, приведенными в табл. 7.1.
Таблица 7.1. Изменение агрегатного состояния белков в процессе
обжаривания (содержание азота, в %)
Вил рыбы Мясо ршеллнной рыбы Мясо об* .ценной рыбы
Общего юп Л'.и-,. Общего иоп я
Сазан 2,52 2,15 . 0.37 2.89 2.36 0.53
Леш 2,77 2.41 0.36 3.50 2.90 0.60
Сом 1 2,64 2.36 0.28 3.00 2.46 0.54
Судак 2,79 2.54 ' 0,25 3.67 3,10 0,57
Жир. находящийся в тканях рыбы, особенно жирной, во время обжаривания
частично вытапливается и смешивается с растительным маслом, в котором обжа-
ривается рыба. Вместе с тем некоторое количество растительного масла впитыва-
ется в рыбу вследствие капиллярного поглощения его тканями рыбы.
554
7.1. Научный основы производства кулинарии
В результате этих процессов содержание жира в рыбе изменяется.
У частиковых и других нежирных рыб, у которых количество впитываемого рас-
тительного масла превышает выделяющийся из рыбы жир, относительное содер-
жание жира после обжаривания возрастает. У жирных рыб — осетра, сельди,
скумбрии и других — содержание жира после обжаривания может несколько
уменьшиться, поскольку количество впитываемого ими растительного масла
обычно меньше количества выделяемого собственного жира.
При обжаривании в масле изменяются физические, химические и органолеп-
тические свойства масла. При высокой температуре происходит гидролиз глице-
ридов с образованием свободных жирных кислот и глицерина; последний рас-
щепляется с образованием альдегида (акролеина), обладающего резким запахом
и слезоточивым действием.
В результате накопления в масле продуктов окисления и полимеризации оно
приобретает коричневую окраску, горький вкус и неприятный запах. Темные от
природы масла (соевое, подсолнечное) темнеют быстрее н сильнее, чем светлые
масла (оливковое, арахисовое, кукурузное). Для замедления процесса потемне-
ния масла целесообразно применять искусственно осветленные масла.
Ухудшение состояния масла в обжарочной печи усиливается действием кис-
торода воздуха, а также присутствием влаги, белков и углеводов, переходящих в
масло с кусков рыбы. Переходящий в масло рыбнй жир, содержащий глицериды
высоконасы шейных жирных кислот, ослабляет устойчивость масла к нагреву. По-
этому при обжарке жирных рыб масло портится быстрее, чем при обжарке тощих.
Ухудшение свойств масла отрицательно сказывается на качестве обжаренного
полуфабриката: появляется грязно-коричневая окраска (особенно на поверхно-
сти разреза), привкус и запах прогорклого жира.
Если за критерий качества масла взять кислотность, то кислотность масла не
должна превышать 4...5 единиц, а сумма оксикислот — 1 единицу.
Таблица 7.2. Сравнительные характеристики покомпонентного состава
мышечной ткани рыб до и после обжаривания
Вил Содержание мясе рыбы, Я
по обжвримнни после обж1ртыни„
ад, гн жир» Веян» жире №лка
Лещ 78,53 2.01 17.4 65,91 8,57 23,13
Сазан 78.04 3,27 15,78 65,17 12,31 18,06
Судак 79,74 0,47 17,43 66,23 6,85 | 23,47
Осетр 63,17 21,39 13,96 59,40 15,33 21,63
Относительное содержание белка в рыбе после обжаривания, как правило,
увеличивается, что обусловливается удалением нз рыбы части влаги В результате
частичного обезвоживания рыбы, а также впитывания в нес некоторого количе-
ства растительного масла пищевая ценность (калорийность) рыбы после обжари-
вания значительно возрастает (на 30...40%).
555
Глава 7. Кулинарная продукция
Перед обжариванием кулинарные изделия панируют Качество панировки
оказывает огромное влияние на образование пригорелых всшсств, создающих
вкус и аромат, а также улучшающих внешний вил обжаренного полуфабриката
Результат панировки зависит от состояния поверхности кусочков и свойств
панировочного состава, в который, как правило, входит мука Соприкасаясь с
влажной поверхностью, мука впитывает влагу, набухает и образует тестообразную
корочку, прочность которой прежде всего зависит от количества свободной воды
на поверхности кусков.
На кусках с обсушенной поверхностью получается тонкий слой теста, нс обес-
печивающий эффективного улучшения вкуса и аромата обжаренной рыбы. Из-
быток свободной влаги на поверхности кусков ведет к образованию неоднород-
ного слоя теста, слабо связанного с поверхностью и легко опадающего при об-
жарке. Для получения нормального слоя теста на поверхности кусков должно
быть не менее 1 и не более 2 % (по массе) свободной воды.
Перед панированием кулинарные полуфабрикаты подсушивают в течение
20..30мин. Характер н состояние корочки теста зависят от состава и физических
свойств муки. Способность муки впитывать воду, влияющую на скорость образо-
вания слоя теста, находится в обратной зависимости от содержания влаги в муке:
сухая мука, содержащая 10...12 % влаги, поглощает 40...6О% воды, а содержащая
15...18% влаги — не более 35% воды. Пшеничная мука поглощает больше влаги,
чем ржаная.
Очень важную роль в образовании корочки теста играет клейковина, состоящая
из смеси растительных белков, среди которых преобладают глиадин и глютеин.
Клейковина не растворима в воде, но способна впитывать большое количество во-
ды, образуя при этом тягучую эластичную массу. Находящиеся в муке между крах-
мальными зернами частички клейковины прн набухании соединяются между со-
бой и образуют своеобразную сетку, удерживающую в своих ячеях зерна крахмала.
Чем больше клейковины в муке н чем выше эластичные свойства клейкови
ны. тем прочнее и равномернее получается корочка теста на поверхности рыбы
При ферментативных процессах, проходящих во влажной муке во время хране-
ния, клейковина теряет эластичность, и это резко ухудшает лакирующую способ-
ность муки. Поэтому затхлая или отсыревшая мука дает неудовлетворительную
по своим свойствам корочку теста. По сравнению с клейковиной пшеницы клей-
ковина ржи имеет худшую эластичность и быстро темнеет на воздухе. Поэтому
ржаная мука д ля панирования не применяется.
Иную роль в образовании корочки теста играет крахмал, содержащийся в му-
ке. зерна которого набухают и заполняют ячеи клейковинной сетки. Свойства на-
бухшего крахмала зависят от состояния его зерен. Крупные зерна крахмала набу-
хают медленно, а значительно набухшие зерна непрочно захватываются клейко-
винной сеткой. Поэтому при панировке рыбы мукой крупного помола корочка
теста получается непрочной и легко опадает.
Мука очень тонкого помола имеет мелкораздробленные зерна крахмала кото-
рые энергично поглощают воду и превращаются в жидкую подвижную массу, лег-
ко вытекающую из ячеек клейковинной сетки. В этом случае образуется жидкий,
слабо связанный с поверхностью куска слой теста.
556
7.1. Научные основы производства кулинарии
Плотную и равномерную корочку теста получают при панировке пшеничной му-
кой 85%-ного помола, полностью отвечающей техническим условиям действующего
стандарта. Муку для панировки расходуют в количестве 2,5...4.0% к массе кусков в
зависимости от размеров, а также от количества влаги на поверхности кусков.
Вместо панировки сухой мукой можно применять покрытие поверхности кус-
ков тонким слоем жидкого теста, имеющего строго определенную вязкость.
При протекании собственно процесса обжарки уже при температуре 75...8СГС на-
бухшие зерна крахмала начинают разрушаться и образуют коллоидный раствор —
клейстер, проникающий по септам в мясо, в результате чего усиливается связь
между корочкой теста и мясом. Набухшая клейковина начинает затвердевать, об-
разуя сетчатый каркас, удерживающий крахмальные зерна. При прогреве до тем-
пературы 105... 120'С начинается процесс обезвоживания и декстринизации крах-
мала, а присутствие слабых кислот ведет к образованию глюкозы. При нагреве до
температуры выше 120 °C крахмал и декстрин карамелизуются с образованием зо-
лотисто-желтых и светло-коричневых продуктов, обладающих приятным вкусом
и ароматом. Одновременно происходит распад затвердевшей клейковины с обра
зованием новых вкусовых и ароматических белковых веществ.
Прогрев тонкой корочки теста до температуры масла идет очень быстро, и чем
выше температура масла, тем быстрее образуются пригорелые вещества. Получе-
ние высококачественной корочки обжарки и сочного мяса достигается за счет
кратковременной обжарки при температуре 180... 190 °C.
7.1.2. Особенности тепловой обработки рыбных изделий
в горячем растительном масле
Способы обжаривания рыбы в растительном масле разнообразны. Наиболее
распространено обжаривание рыбы в глубоком слое растительного масла, когда
продукт полностью погружен в него. Рыбу также обжаривают в тонком слое мас-
ла, струях масла [18J. Процесс нагревания продукта в масле аналогичен нагрева-
нию его в среде пара или гидрофобной жидкости, например, креозоте, а также
контактному нагреву. Эти процессы характеризуются довольно большой величи-
ной теплообмена на поверхности материала. Основными процессами, определя-
ющими длительность обжаривания, являются процессы обезвоживания и нагре-
вания продукта, поэтому рассмотрим их подробнее.
Закономерности процесса обезвоживания рыбы прн обжаривании ее
в растительном масле
В работах КушталоваГ. К., Дикиса В. М., Шифа И. Г. проводилось изучение
тепло- н массообмена при обжаривании погружением в растительное масло [12,
15]. Однако обобщение процесса обезвоживания при обжаривании разных видов
рыб проведено Ершовым А. М. [13].
Из кривых обезвоживания, приведенных на рис. 7.1...7.3, видно, что общий
характер процесса для разных видов рыб одинаков. Кривая обезвоживания
557
Глава 7. Кулинарная продукция
Рис. 7.2. Кривая обезвоживания ставриды в рас-
тительном масле температурой 425 К в полуло-
гарифмических координатах
Ряс. 7.1. Кривые обезвоживания рыбы
в растительном масле температурой
453 К
Рис 7 3. Кривые обезвоживания рыбы в
растительном масле температурой 405 К
Рис 7.4. Кривые обезвоживания рыбы в
растительном масле температурой 425 К
(рис. 7.2), построенная в полулогарифмических координатах, представляет собой
ломаную линию, состоящую из кривой и двух или (редко) трех прямых линий
В соответствии с терминологией, принятой в теории сушки пишевых продуктов,
участок кривой от Ig (% — wp) до ig(H'ri — wp) называют первым периодом обезво-
живания (период постоянной скорости обезвоживания), участок кривой от
lg(w„ - НР) До ~ и ниже, состоящий из двух прямых линий, — вторым
" Равновесная -лажность wf прн обжаривании в маилс высокой температуры мала и стремится к нулю, поэтому а
дальнейшем ее тначением пренебрегаем.
558
7.1 Научные основы производства кулинарии
периодом обезвоживания. Второй период состоит из двух частей. Первая часть вто-
рого периода начинается с критической влажности wcKt, а вторая часть второго пери-
ода — с критической влажности Тангенсы углов а, и а? наклона прямых к оси
абсцисс во втором периоде обычно называют коэффициентами обезвоживания К, и
^.Установлено 113], что критические влажности м£,э при обжаривании рыбы
зависят, в основном, от общего химического состава рыбы и не зависят от вида под-
водимой энергии И режимных параметров. Такая же закономерность была найдена
при обезвоживании рыбы в процессе холодного копчения (гл. 6, формулы (6.10) и
(6.11), с. 448, представленные выражения справедливы прн 151,5 sk's 503 %).
Коэффициенты обезвоживания и К2 зависят от режимных параметров, гео-
метрических размеров тела, его химического состава. В свою очередь, от этих же
ветчин зависит и продолжительность периода постоянной скорости обезвожи-
вания тел тК1. На рис. 7.5 изображены графические зависимости коэффициентов
обезвоживания от продолжительности периода постоянной скорости сушки.
Zin,мни
-*- Кг
Pic.7.5. Изменения коэффициентов обезвоживания рыбы
в зависимости от продолжительности первого периода
Анализируя зависимости, представленные на рнс. 7.5, можно сделать следу-
ющие выводы. При продолжительности первого периода 0,5...1,2 мин коэффи-
циенты обезвоживания меняются наиболее резко, причем различие между абсо-
лютными значениями величин К и К2 существенно. По мере увеличения тК1 ко-
эффициенты обезвоживания Kt и К2 уменьшаются. При значениях тК1 от 1,2 до
2-х минут коэффициенты обезвоживания изменяются незначительно. Так как
скорость обезвоживания пропорциональна К, и Klt целесообразно вести про-
цесс при малых значениях тК1, если стоит задача интенсивного обезвоживания.
Если необходимо нагреть продукт до определенной температуры при меньших
559
Главе 7. Кулинарная продукция
потерях массы, то целесообразнее вести обжаривание при сравнительно боль-
ших значениях тК|.
Множество кривых кинетики обезвоживания при обжаривании в масле мож-
но свести в одну обобщенную в координатах w/wK|; т/тГ| -т/т^ [13J.
На рис. 7.6 представлена обобщенная кривая кинетики обезвоживания при
обжаривании разных видов рыб.
Рис. 7Л. Обобщенная кривая кинетики обезвоживания
рыбы
Уравнение обобщенной кривой имеет вид:
— = О-Мп(-------—Y (7.1}
VcKI хкг
где и£р — текущая, первая и вторая критические влажности на сухую массу,
%\ т,тГ1 — продолжительность достижения текущей и первой критической влаж-
ности, мин; — продолжительность обезвоживания от первой критической
до второй критической влажностей, мин; а и b — коэффициенты (а =-0.946.
b — 0.048 при обезвоживании в пределах от до а = 0,982, b = 0.098 при обез-
воживании от «^до конечной влажности w*).
Уравнение (7.1) можно представить в виде:
т = т" + ^.Т«ехр[т(“-^)] <’»
Область применения уравнения (7.2) ограничивается относительными значе-
ниями конечной влажности: г 0,58.
560
7.1. Научные ОСНОВЫ производства кулинарии
Продолжительность тп обезвоживания от wj, до находится из следующего
выражения:
x„ = zr,exp^[o.982-J)].
Продолжительность обезвоживания до первой критической влажности нахо-
дят из уравнения:
ТК1 -
Здесь N — скорость обезвоживайия в первый период обжаривания, %/мин.
Остальные обозначения (7.2) известны.
Для определения скорости обезвоживания /Упредложено следующее выраже-
ние! 13]:
Л= -36,6 + 0,18wf + 63,5(/- 0,171) + 0,67(7; 423), <м>
где — начальная влажность продукта на сухую массу, %;/— удельная поверх-
ность рыбы, м2/кг; — температура масла при обжаривании, К.
Пределы применения уравнения (7.5):
260 % s w's 456 %; 0,12 м2/кг s/s 0,234м2/кг; 403 Ks 7Ms 453 К.
Согласно уравнению (7.3) увеличение начальной влажности рыбы с 260 до
390% (1,5 раза) влечет за собой увеличение Д'на 23 %/мин. Увеличение удельной
поверхности / в 1,5 раза (с 0,12 до О,18м2/кг) приводит к увеличению N на
4 %/мин.
Повышение температуры обжаривающей среды с 403 К до 453 К (в 1,12 раза)
влечет за собой рост //на 33,5%/мин. Таким образом, наибольшее влияние на
скорость обезвоживания прн обжаривании оказывает температура обжариваю-
щей среды и начальная влажность, а меньшее — удельная поверхность рыбы.
Так как начальная влажность рыбы, поступающей на обжаривание, постоян-
на, то изменением температуры масла и удельной поверхности/можно регулиро-
вать процесс обжаривания. Задаваясь значениями wf, /, 7^, можно с помощью
уравнений (6.10)...(6.11), с. 448, и (7.1)...(7.5) строить конкретные кривые кинети-
ки обезвоживания при обжаривании.
Поля температуры и влажности в процессе обжаривания рыбы в масле
Характер изменения температур по толшине для рыб с разными начальными
влажностями различен (рис. 7 7.. 7.9).
Так происходит быстрое достижение температуры до 373 К в поверхностном
слое скумбрии с wf = 318 % (рис. 7.8) в течение двух минут, после чего темп роста
температуры снижается. В интервале времени 5...7мнн происходит некоторое
увеличение темпа нагрева. В дальнейшем темп нагрева замедляется. Быстрый
561
Глава 7 Кулинарная продукция
Рис. 7.7. Распределение температуры и влажности по толщине кусков трески при обжаривании в масле
температурой 423 К
Рис. 7Л. Распределение температуры и влажности по толщине кусков скумбрии при обжаривании в
масле температурой 423 К
562
7.1 Научным осноаы прок «одела кулинарии
Рас. 7.9. Распределение температуры и влажности по тел ши нс кусков леша при обжаривании в
подсолнечном масле температурой 423К
рост температуры в поверхностном слое скумбрии в отличие от темпа роста тем-
пературы в этих же слоях для трески и леша, по-видимому, объясняется тем, что
начальное содержание влаги в скумбрии меньше, чем в треске и лсше. Меньшему
начальному содержанию влаги соответствует и меньшая теплоемкость. В резуль-
тате меньшей теплоемкости при равных температурах происходит и более быст-
рый прогрев рыбы.
При прогреве поверхностного слоя скумбрии до температуры более 372 К ис-
парение влаги происходит внутри него и, по-видимому, по мере обжаривания зо-
на испарения продвигается внутри куска скумбрии.
Одним из методов исследования углубления зоны испарения является анализ
кривых вида /,=/(т). Метод основан на том, что в момент прохождения зоны ис-
парения через точку х, на кривой < = /(т) наблюдается точка излома — с этого мо-
мента происходит резкое увеличение темпа нагрева [ 11J.
На рис. 7.10 приведены кривые /, =/(т), полученные прн обжаривании скумб-
рии и леша. На рис. 7.10 наблюдается резкое увеличение темпа нагрева после
5,5 мии обжаривания. То есть через 5,5 мин обжаривания зона испарения прохо-
дила в поверхностном слое на глубине 2 мм.
Достижение температуры испарения в поверхностном слое леша и трески с при-
мерно равными начальными влажностями (wf — 408...410Я5) происходило через
8...10мин обжаривания в растительном масле, тогда как у скумбрии с меньшей
начальной влажностью(и». = 318 %) — через 2 мин.
563
Глава 7. Кулинарная продукция
Рис. 7.10. Изменение температуры в слоях рыбы при обжари-
вании в маете температурой 421К
При более медленном темпе нагрева имеют место и меньшие градиенты тем-
ператур на поверхности рыбы. Например, градиенты температур на поверхно-
сти трески и леща в начале обжаривания равны 4800 и 3330 К/м, у скумбрии —
7800 К/.м. По мере обжаривания лета и трески с и», = 408...410 %, градиенты
температур на поверхности рыбы снижаются более значительно, чем при обжа-
ривании скумбрии, имеющей влажность ш,€ =318%. Так, в конце процесса об-
жаривания градиенты температур на поверхности трески и леща уменьшились
соответственно до 900 я 414 К/м, тогда как на поверхности скумбрии — до
2700 К/м.
На рис. 7.11 приведены изменения потерь влаги с, отнесенные к массе началь-
ной влаги в рыбе (кг/кг). Потери влаги при охлаждении е‘, отнесенные к массе
абсолютно сухого вещества (%), можно найти из следующего выражения:
ec=Ewo, (7.6)
где % — начальная влажность на общую массу, %.
Если известно значение влажности непосредственно после обжаривания
то значение влажности после последующего 20-минутного охлаждения можно
найти: w' = - Ес С другой стороны, при известной wc и ес значение влажности
после обжаривания находим: и^= wc + ес.
Значения ес находятся из уравнения (7.6), в котором относительные потери е
определяются из графика, приведенного на рис. 7.11.
Характер кривых изменения влажности для рыбе разными начальными влаж-
ностями различен. Для скумбрии с начальной влажностью и>®= 318% (рис. 7 8)
происходит более глубокое обезвоживание поверхностного слоя, чем для трески и
леша с влажностью w* = 408...4I0 % (рис. 7.7,7.9).
564
7.1. Научные основы производства кулинарии
Рис. 7-11- Изменение относительных потерь алвги е при 20-ти
минутном охлаждении после обжаривания
Градиент влажности на поверхности
скумбрии возрастает (рис. 7.12). Напро-
тив. по мере обжаривания трески и лета
градиент влажности на поверхности
уменьшается.
Уменьшение градиента влажности
по мере обжаривания трески и леша,
по-видимому, объясняется следую-
щим. Для рыбы с высокой начальной
влажностью в процессе обжаривания
испарение влаги происходит на повер-
хности рыбы. То есть скорость удале-
ния влаги из поверхностных слоев рав-
на скорости подвода се из центральных
слоев. При достижении поверхностны-
Рис.7.12. Изменение градиента нлагосодержя-
кия на поверхности рыбы от продолжитель-
ности обжаривания в масле
ми слоями температуры интенсивной
денатурации белков часть влаги, свя-
занной белками, освобождается. Так
как скорость подвода влаги из цент-
ратьных слоев равна скорости удаления влаги из поверхностных, то послед-
ние за счет выделяющейся влаги в процессе денатурации белков увлажняют-
ся Что способствует уменьшению градиента влажности по мерс обжарива-
ния На уменьшение градиента влажности влияет и довольно значительное
снижение (в 5 ..7 раз) градиента температуры на поверхности рыбы в процес-
се обжаривания.
Быстрый прогрев поверхностных слоев скумбрии cw,t= 318% до температу-
ры интенсивной денатурации белков 323...343 К приводит к тому, что денатура-
ция белков в поверхностном и среднем слое в основном завершается еше в на-
чале процесса обжаривания (через 4...S мин) Начиная с 5.5 мин. происходит уг-
лубление зоны испарения. При углублении зоны испарения имеет место нера-
венство скоростей подвода влаги из центральных и удаления влаги из
поверхностных слоев. Подвод влаги в виде пара к поверхности из центральных
565
Глава 7. Кулинарная продукция
слоев осуществляется через так называемый «сухой слой-» на поверхности рыбы,
ткани которого более уплотнены. Уплотнение тканей ведет к большему сопро-
тивлению выходу влаги из центральных слоев к поверхности. Поэтому поверх-
ностные слои более глубоко обезвоживаются по сравнению с рыбой, имеющей
большую начальную влажность, как, например, лещ и треска. У последних вла-
га движется к поверхности в виде жидкости в течение всего пронесся и не на-
блюдается образования «сухого слоя».
Рис 7.13. Изменение коэффициента диффузии
влаги в зависимости от влагосодержания прн
обжаривании в подсолнечном масле темпера-
турой 423 К
На рис. 7.13 приведено изменение
коэффициентов диффузии влаги в за-
висимости от изменения влагосодер-
жания.
Дтя трески и леща характерно не-
значительное уменьшение значений
диффузионных коэффициентов. Для
скумбрии, имеющей меньшее значение
начальной влажности, характерно бо-
лее значительное уменьшение коэф-
фициента диффузии. Более резкое
снижение коэффициента диффузии у
скумбрии можно объяснить наличием
«сухого слоя», который и снижает диф-
фузионный коэффициент по мере обез-
воживания.
Анализируя поля температуры и
влажности при обжаривании рыбы, можно заключить, что влага из рыбы в
основном удаляется за счет действия двух движущих сил — градиента влаж-
ности и градиента температуры. При этом последний тормозит скорость уда-
ления влаги.
Закономерности кинетики нагрева рыбы при обжаривании
Температура материала при обезвоживании рыбы имеет важное значение.
Во-первых, достигается консервирующий эффект за счет необратимой инакти-
вации ферментов. при нагреве до 353 К (80 *С) они полностью утрачивают свои
каталитические свойства. Во-вторых, большинство видов бактерий погибает
при 353...373К (80...100*С) за 1...5мин. Знание температуры материала имеет
важное значение и для определения необходимого количества тепла для обжа-
ривания рыбы.
На рис. 7.14 приведены кривые изменения средней по объему температуры ле-
ша, трески, скумбрии в зависимости от изменения влажности рыбы.
Средняя по объему температура рыбы изменяется иаиболее быстро в начале
процесса обезвоживания, затем темп нагрева замедляется, и в конце процесса он
имеет минимальные значения, если режимные параметры постоянны. Скорость
изменения средней температуры тела при изменении средней влажности на 1 %
называют температурным коэффициентом b = dT/dw, К/%. Температурные кри-
566
7.1. Научные основы производства кулинарии
Рис. 7.14. Зависимость средней по объему температуры кусков
рыбы от изменения влажности при обжаривании в подсолнеч-
ном масле температурой 423 К. Точки 1 и 2 соответствуют на
оси абсцисс значениям влажности WKl и WK2
вые, представленные на рис. 7.14, можно заменить ломаной линией, состоящей
из трех прямых, тогда после простых преобразований имеем:
^=/0-Z>l(wc- )ф, (77)
Г2 = tKl - - И’л)- <7 8)
/3 =7^, — />3(wc — wj2). (7.9)
Здесь 4) — начальная температура продукта, *С; w®, wcril wcn — начальная, первая
и вторая критические влажности на сухую массу. %; 7К|. — средние по объему
температуры, соответствующие достижению продуктом вл ажн остей wcK1 и wca; Л,,
Ь2, Ь3 — температурные коэффициенты в соответствующих интервалах изменений
влажностей, град/%.
Уравнения (7.7)...(7.9) справедливы в следующих диапазонах изменений влажности:
• уравнение (7.7) при s#< wf;
• уравнение (7.8) при
• уравнение (7.9) при
Температурные коэффициенты bt, b2, Ь3 в общем случае, как и коэффициенты
обезвоживания К} и К2, зависят от режимных параметров и свойств рыбы, а имен-
но. от температуры обжаривания, удельной поверхности, начальной влажности
рыбы. Вид рыбы иа процесс тепло- н массообмена не влияет. На это указывает
возможность обобщения кривых кинетики обезвоживания разных видов рыб на
базе и^/м^с =Лт/тК| т/тК2).
Нарке. 7.15 приведена зависимость коэффициентов и Ь2 от продолжитель-
ности обезвоживания тК1 до первой критической влажности Эти зависимости
математически представлены следующими уравнениями:
567
Глава 7. Кулинарная продукция
Ь, = 0,909 + 0,47 (тГ1 - 1,5) + 0,215 (гг1 - 1,5) • (т„ - 2),
62 = 0,59+ 1,035 - <тю — 1,1).
(71»)
(7.11)
Выражения (7.10...7.11) справедливы
при изменении в пределах 1.1 мин s
stki s 2,5 мин. При изменении тХ| в пре-
делах 1,1...2.5мин не наблюдалось види-
мой зависимости Ь3 от тГ| [ 13], вероятно,
от недостаточности экспериментальных
данных. Однако если принять
Ь3 = 0,42 ±0,171 град/%, погрешность в
определении среднеобъемной температу-
ры при минимальном и максимальном
не превышает 2%.
Ряс.7.15. Зависимость угловых коэффициент Таким образом, изменяя режимные
тов ь„ ьг о- продолжительности первого не- параметры или геометрические размеры
риода обжаривания рыбы при конкретной начальной влаж-
ности. можно управлять продолжитель-
ностью процесса обжаривания рыбы, применяя уравнения (6.10)...(6.11), с. 448, и
(7.1)...(7.11), можно проектировать процессы нагрева и обезвоживания при обжа-
ривании в масле.
7.1.3. Особенности тепловой обработки рыбных изделий
с применением энергии инфракрасного излучения
В пищевой промышленности обычно применяют так называемые темные
и светлые излучатели. К темным излучателям относят излучатели с длиной
волны максимума излучения Х^.от 2,6 до 3,8 мкм, а к светлым — с Х„„ от 1,31
до 1,36 [ 191.
Наиболее распространенные светлые излучатели — это кварцевые трубчатые
излучатели (КГ). Излучателем в них является вольфрамовая моноспираль в ваку-
уме. помещенная в герметичную трубку из кварцевого стекла.
Темные излучатели — это различные металлические греющие элементы
(ТЭН), применяемые как в отдельности, так и объединенные в блоки в виде гре-
ющих плит (плиточные излучатели). Плиточные излучатели могут выполняться
как с электрическим, так и с газовым нагревом [ 19]. В некоторых случаях приме-
няют и открытые электросяирали. С нашей точки зрения, предпочтение следует
отдать для обработки рыбы светлым кварцевым излучателем типа КГ (13]. Однако
при обжаривании выделяются тканевый сок н жир, которые погадают на генера-
торы и вызывают необратимые изменения кварцевого стекла. Поэтому при обжа-
ривании рыбы зачастую отказываются от размещения генераторов под продук-
том. Для нагрева нижней части продукта используют слой горячего масла толщи-
ной 10...25мм (тонкий слой). При этом кулинарные изделия могут иметь нерав-
номерный цвет, а время обжаривания до готовности еше сравнительно велико по
568
7.1. Научные основы производства кулинарии
сравнению с традиционным погружением в слой масла. Для придания продукту
традиционного товарного вида и сокращения длительности процесса обжарива-
ния комбинированное воздействие ИК-нагрева и тонкого слоя масла сочетают с
нагревом рыбы погружением в масло на 2...4 мин0.
На рис. 7.16 приведены кривые изменения массы кусочков сельди и темпера-
туры в их центре при двух разных режимах обжаривания.
Рве. 716 Изменение массы кусочков сельди и изменение темпе-
ратуры в центре в зависимости от времени обезвоживания
Первый режим — комбинированное воздействие ИК-энергии и тонкого
слоя масла, после чего продукт дожаривается полностью погруженным в масло в
течение двух минут.
Второй режим — обжаривание продукта, полностью погруженного в
масло в течение 2-х минуте последующим комбинированным воздействием инф-
ракрасного излучения и тонкого слоя масла
По первому режиму после 10 мин обжаривания потери массы кусочков сельди
толщиной 6 = 30...36мм больше на 4%, чем по второму. Температура же в центре
кусочков рыбы в обоих режимах примерно одинакова. Толщина тонкого слоя
масла мало влияет на интенсификацию процессов тспло-массообмена, поэтому
авторы [13J рекомендуют слой масла толщиной не более 10 мм. Эксперименты
показали, что при интенсивном нагреве (плотность теплового потока
? = 1,4...1.6Вт/см2) через 2...4мин на поверхности кусков рыбы, обращенных к
нагревателям, под кожей образуются пустоты, заполненные паром, здесь кожа
обугливается, затем прогорает. Если ступенчато снижать плотность теплового
потока, то этого явления не происходит. Например, при обжаривании скумбрии
по схеме: воздействие ИК-энергией с q= 1,4..Л,6Вт/см2 в течение двух минут.
Минимальное время обжаривания рыбы для придания ей соответствующего традиционного видя составляет 2 мин
569
Глова 7 Кулинарная продукция
затем 4 мин нагревали продукт инфракрасным излучением плотностью
1.0...1,2 Вт/см2, после чего плогность погока ИК-энергии уменьшили ди
0.7...0.8 Вт/см2 и грели продукт в течение двух минут. Потери влаги при этом со-
ставили 16,9 %, а продукция соответствовала действующей нормативно-техни-
ческой документации.
Продолжительность предварительного комбинированного воздействия на
продукт энергии инфракрасного излучения и тонкого слоя горячего масла влияет
на темп обезвоживания при последующем двухминутном обжаривании погруже-
нием в слой горячего масла (рис. 7.17...7.18).
Рис. 7.17. Изменение влажности рыбы при ком-
бинированном воздействии энергии инфракрас-
ного излучения и подсолнечного масла (АВСДЕ —
обезвоживание при комбинированном воздей-
ствии ПК-энергии и тонкого слоя масла; ВЕГ,
СС, DD, ЕЕ — последующее двухминутное
обезвоживание погружением в масло)
Рис. 7.18. Изменение влажности леща при ком-
бинированном воздействии энергии ПК излу-
чения и подсолнечного масла (АВСДЕ — ком-
бинированное воздействие ИК-энсргии и тон-
кого слоя масла; ВВ'. СС, DD', ЕЕ' — после-
дующее двухминутное обезвоживание
погружением в масло)
Так, например, при двухминутном обжаривании леша погружением в масло
после 2, 4, 6 и 8 мин комбинированного нагревания И К энергией и маслом влаж
ность продукта соответственно изменилась на 48,5; 40; 35; ЗС; 38%.
При обжаривании скумбрии количество удаленной влаги при двухминутном
обжаривании в масле примерно вдвое меньше, чем при предшествующем 8-ми
минутном комбинированном воздействии ИК-излучения и тонкого слоя горя-
чего масла.
При обжаривании трески в том и другом случае удаляется примерно равное
котичество влаги В обоих случаях оно зависит, видимо, в большей мере от на-
чального влагосодержания. Так, начальное влагосодержание трески выше, чем у
леща, а у леша выше, чем у скумбрии. В свою очередь, средний темп обезвожива-
ния как при комбинированном воздействии ИК-излучения и масла, так и при
последующем двухминутном обезвоживании в масле наибольший у трески, а у
леша выше, чем у скумбрии
570
7.1. Научные основы лроиаводстаа кулинарии
Поля вл я гос одержа имя и температуры рыбы прн комбинированном
воздействии И К-энергии и масла
Обжаривание образцов рыбы для изучения распределения температуры и
влажности проводили на макете обжарочной лечи (рис. 7.19) производительно-
стью 150кг/ч [13].
Рис.7.19. Макет обжарочной печи производительностью 150кг/ч:
I — тренепортируюшее полотно сетчатого тип». 2 — генераторы И К-энергии: 3— блок рефлекторов, 4—
•ины ДЛ1 обезвоживания в тонком слое масла; 3 — ванне для обезвоживания в глубоком слое масла: 6 —
вытеснитель: 7— охладитель. 8—система трубопроводов: 9—насос; 10— электрический теплообменник;
11 — ороситель; 12 — привод
При воздействии ИК-лучей в первые четыре минуты происходит быстрый
рост температуры во всех слоях образца. В интервале 4...8 мин темп роста темпе-
ратуры в поверхностном и среднем слоях замедляется (рис. 7.21...7.20).
При последующем обжаривании погружением в слой масла температурой
423 К темп роста температуры вновь увеличивается во всех слоях. Градиенты тем-
пературы на поверхности рыбы при обжаривании И К-лучами в первые четыре
минуты возрастают, достигая максимального значения; затем градиент темпера-
туры уменьшается по своей величине:
Время обжаривания, мин.
Градиент температуры на поверхности
рыбы, обезвоживаемой энергией
ИК-излучения VT, К/м .
2 4 6 8 8+4“
1220 1265 653 443 310
Характер изменения влажности при обжаривании ИК-лучами примерно оди-
наков во всех слоях (рис. 7.21).
Наибольший темп изменения влажности в слоях рыбы наблюдается при обжа-
ривании рыбы погружением в масло после комбинированного воздействия ИК-
энергии и тонкого слоя масла.
‘ Значение 8 + 4 умзымет, что рыба обжаривалась нагреванием ИК-энергиеЯ 8 мин и погружением в масло 4 мин.
571
Глава 7. Кулинарная продукция
Рис. 7.21. Изменение влажности и температуры в
кусках трески в зависимости от времени обезво-
живания при комбинированном воздействии ИК-
энергии и масла в макете обжарочной печи:
I. 2 3 — изменение влажности в поверхностном, среднем и
центральном слоях; 4. 5, 6— изменение температуры в по-
верхностном, среднем и вентральном слоях
Рис. 7.20. Изменение температуры и влажности
по толщине кусков трески при комбинирован-
ном воздействии ИК-энергии и масла в маке-
те обжарочной печи:
I 2, 3, 4 — изменение температуры после 2, 4,6. В мин
комбинированного воздействии ПК- энергии л масла 5—
изменение температуры после 8 мин комбинированного
Воздействия ИК-энергии и масли с последующим по-
гружением в масло в течение 4 мин; б, 7, 8— изменение
влажности после 2, 4, В мин комбинированного волоеЯ-
ствия ИК-энергии и масле; 9 — изменение влажности
после 8 мин комбинированного воздействия ИК-энергии
и масла с последующим погружением в масло в течение
В процессе обжаривания верхней части образца ИК-лучами, средние и цент-
ральные слои теряют меньше влаги, а поверхностные слои более глубоко обезво-
живаются, чем таковые нижней части образца, обжариваемой в тонком слое мас-
ла (рис. 7.20...7.22).
Градиенты влагосодержаний на поверхности нижней части образца, обжари-
ваемой в тонком слое масла, практически остаются постоянными (табл. 7.3).
В свою очередь градиенгы влаюсодержаний на поверхности верхней части об-
разца, обжариваемой ИК-лучами, несколько возрастают, достигая максимально-
го значения при последующем обжаривании рыбы полным погружением в слой
горячего масла.
Разницу обезвоживания сдоев верхней и нижней частей образцов рыбы под
воздействием ИК-лучей и горячего масла, видимо, можно объяснить возникно-
вением явления термовлагопроводности. Это явление характерно при обработке
продукта энергией И К-излучения, когда под воздействием ИК-лучей влага не
только удаляется с поверхности материала, но вместе с потоком тепла перемеша-
ется из поверхностных слоев в центральные. Возникновением явления термовла-
572
7 1 Научные основы производства кулинарии
—и—Н1мея<ииг ».чж«оств чер*>1 минут 1гоиеакироваии«гв
ытВетии HK-iarpi масла с oc.iejjiauiBM
нагружаняач масла а асчанаая 4 МНИ
Рис. 7 22. Изменение влажности потолшинс кусков
леша при комбинированном воздействии ИК-энер-
гни и масла в макете обжарочной печи
Таблица 7.3 Изменение градиентов влажности при
комбинированном воздействии ИК-энергии и масла и при
последующем нагревании в глубоком слое масла
— Вид рыбы Время обжаривания, Градиент влагосодержаниа [VU. (кг/кг)/м| части образца
нижней, обжариваемой В тонком слое масла обезвоживаемой энергией инфракрасного излучения
Треска 2.0 12,5 17,5
4.0 12,5 17,9
8,0 11,25 20
8 + 4 12,5 21,3
Лещ 2,0 24 33
4.0 22 34
8,0 24 35
8 + 4 29 56.6
гопроводности можно объяснить и некоторый сдвиг максимального значения
влажности w* от центра образца в сторону поверхности, обжариваемой ИК-луча-
ми (рис. 7.22).
Таким образом, при комбинированном воздействии ИК-энергии и масла на-
блюдается неравномерное распределение влажности по толщине образца, при-
чем последующее обжаривание погружением рыбы в горячее масло не нарушает
характера процесса, а наоборот, для рыб с достаточно большой начальной влаж-
ностью (например, лещ с % = 370%) разница в величине обезвоживания поверх-
ностного, среднего и центрального слоев, которые находились под воздействием
ИК-энергии, увеличивается.
573
Глава 7 Кулммарнаа продукция
Изменение средних по объему температуры и влажности рыбы при
обжаривании с применением Ик-энергии
На рис. 7.23 приведено изменение средней по объему температуры и влажнос-
ти рыбы при комбинированном воздействии на нее ИК-энергии и горячего мас-
ла. Обжаривание рыбы в течение О...8мин велось при комбинированном воздей-
ствии ИК-энергии и тонкого слоя масла, а в интервале 8...12 мин — погружением
в слой масла.
Рж. 7.23. Изменение влажности и средней по объему температуры рыбы в зависимости от продол-
жительности обжаривания в макете обжарочной печи
Кривые обезвоживания имеют характерный излом в момент погружения ры-
бы в слой масла. Темп обезвоживания рыбы при обжаривании погружением в
масло выше, чем при комбинированном воздействии на нее ИК-энергии и тон-
кого слоя масла.
Изменение средней по объему температуры рыбы происходит наиболее ин-
тенсивно в первые 4 мин, затем темп нагрева снижается, но при погружении ры-
бы в масло он резко повышается. При этом режиме температура в течение 12 мин
достигает 351 К (78’С); эта температура оказывает достаточное инактивационное
действие на ферменты.
Изменение средней по объему температуры 7 в зависимости от влажности
трески приведено на рнс. 7.24. Обжаривание трески до влажности 298 Я: произво-
дилось при комбинированном воздействии ИК энергии и тонкого слоя масла.
После достижения треской влажности 298% она обжаривалась погружением в
слой масла
При обжаривании трески посредством комбинированного воздействия
ИК-энергии и тонкого слоя масла происходит непрерывный рост температуры и
уменьшение влажности. Температурная кривая аналогична температурным кри-
вым, полученным при обжаривании рыбы только погружением в масло. Кривая
кинетики обезвоживания при обжаривании ИК-лучами и в тонком слое масла и
таковые, полученные при обжаривании только погружением в масло, сводятся в
одну обобщенную кривую, построенную в координатах wjwKl = /(т/тК1 г/тК2), ко-
торая аппроксимируется уравнением (7.2) Поэтому закономерности, обнаружен-
ные для процесса обжаривания погружением в масло, свойственны и для процес-
574
7.1. Научны* основы производство кулинарии
Рве. 7.24. Изменение средней ло объему температуры и темпе-
ратурного коэффициента при обезвоживании кусков трески в
макете обжарочной печи в зависимости от влажности.
I — изменение среднее по объему темперетуры; 2 изменение темпера
турного коэффициента при обезвоживании погружен иен в масло после ком-
бинированного аомействии ИК-энсргни и масла
сов, протекающих при обжаривании ИК-лучами и в тонком слое масла. Отсюда
следует, что способ подвода тепла мало влияет на процессы тепло- и массообмена
при обжаривании рыбы. Основное же влияние оказывают параметры режима и
свойства самого продукта. Поэтому для определения температурных коэффици-
ентов й, и Ьг в зоне воздействия ИК-энергии и тонкого слоя масла справедливы
уравнения (7.10) и (7.11).
При обжаривании в масле после предварительного воздействия ИК-энергии и
тонкого слоя масла коэффициент Ьу (град/%) можно найти из следующего выра-
жения:
Ь5 = —0,0091со' + 2,8 (7 12)
Уравнение (7.12) справедливо при изменении щс в пределах 298*сос* 232 и
Г12= 331 К в момент погружения в масло.
Если продукт периодически орошать маслом, то при обжаривании ИК-луча-
ми можно также получить качественные кулинарные изделия из рыбы. Однако
плотность теплового потока ИК-излучения необходимо снижать в течение про-
цесса или применять импульсный нагрев ИК-лучами. В период выстоя без воз-
действия ИК-энергии в продукте происходит перераспределение тепла и влаги.
Градиенты влажности и температуры в поверхностных слоях снижаются и тем са-
мым создаются благоприятные условия для последующего воздействия довольно
мощного потока ИК-энергии. Импульсные методы нагрева можно применять в
575
Глава 7. Кулинарная продукция
процессах обжаривании, нагрева, бланширования, выпекания ит. п. В некоторых
устройствах, например в аппаратах для выпечки рыбы Н2-ИТА 205, чередуют воз-
действие на продукт «темных» и «светлых» излучателей. При импульсном иагреве
необходимо установить оптимальное соотношение между продолжительностью
периодов облучения и периодов отлежки. Это соотношение для кильки и салаки
равно 1 : 2,3 119]. Например, 5 с облучения и 7с отлежки.
Некоторые режимы получения полуфабрикатов горячего копчеиия салаки с
использованием ИК-энергии приведены в табл. 7.4 (19].
Таблица 7.4. Режимы обработки салаки И К-энергией
Тип излучателя Отношение продол- жительности облуче ния к продолжитель- ности отлежки. с/с Энергети- ческдя осве шенностъ. Вт/см1 Продолжи- тельность обработки, МИН Потери массы, Я> Качество рыбы
Светлый Непрерывное облучение 1.1...1.2 7 20 Кожа пересушена, ожоги, разрывы
5/5 16 23 Тоже
5/10 I.I...1.2 9 10 » »
5/15 I.1...I.2 17 20 Кожа пересушена, пузыри
15/45 1.1...1,2 19 20 Частичное пересыхание кожи
3/7 1,1...1,2 15 20 Кожа мягкая, эластичная с мелкими складками
3/12 1,1...1.2 23 20 Тоже
Темный (ги = Непрерывное 0.7...0.8 2...4 3...5 »»
= 350. ..400’С) облучение 10 17...22 Кожа пересушена, разрывы, пузыри
15/35 0,7 .0.8 10 11 Кожа мягкая, эластичная с
мелкими складками
При импульсной обработке рыбы ИК-лучами целесообразно в процессе от-
лежки обдувать ее воздухом. Температуру воздуха при приготовлении рыбы горя-
чего копчения с помощью ИК-энергии следует поддерживать в пределах
60...70°C, а скорость циркуляции — 2...4м/с. Этот прием комбинированного ра-
диационно-конвективного воздействия на продукт применяют, если необходимо
интенсифицировать удаление влаги.
7.1.4. Особенности обжаривания рыбы с применением
СВЧ-эиергии
При воздействии СВЧ-энергии происходит быстрый объемный нагрев продук-
та, поэтому, вероятно, закономерности процессов обжаривания в поле СВЧ-энер-
гии по сравнению с традиционными будут иметь несколько иной характер.
Работы Вышемского А. И., Беляева М. И., Некругмана С. В., Клокова Ю. В. и др.
показали, что для придания продукту традиционного внешнего вида надо комбини-
576
7.1. Научные основы производства кулинарии
рованно воздействовать на продукт энергией СВЧ-энергии и горячего жира. Поэто-
му исследователи рекомендуют либо до обработки в поле С ВЧ, либо после обработки
в таковом обжаривать продукт в горячем жире. На наш взгляд, предпочтителен вари-
ант дожаривания продукта в горячем жире после обработки его СВЧ-энергией.
В этом варианте достигается минимальная продолжительность выдерживания про-
дукта в горячем жире и, следовательно, меньшие расходы жира на обжаривание.
Электрофизические характеристики рыбы: диэлектрическая проницаемость е'
и коэффициент поглощения энергии е" зависят от частоты электромагнитного
поля, температуры продукта и его химического состава. На рис. 7.25 приведены
изменения е' и е" для разных видов рыб в зависимости от температуры [14].
Рис. 7.25. Изменение е' и е“ от температуры по частотам:
1,2— скумбрия; 3, 4 — хек; I. 3 — /»915МГи; 2. 4 —/-2375МГц;
------------------область неустойчивых значений
Для жирных видов рыб диэлектрическая проницаемость е' и коэффициент
поглощения энергии е" выше, чем для тощих видов рыб. Для частоты
/=915 МГц электромагнитного поля значения величин е' и е” также больше,
чем таковые при частоте /= 2375 МГц. По мерс нагрева продукта значения ди-
электрической проницаемости уменьшаются, а величина коэффициента погло-
щения энергии возрастает Причем коэффициент г" довольно значительно уве-
личивается до температуры окончания коагуляции водорастворимых белков,
затем его рост незначителен
В процессе обработки СВЧ-энергией изменяются и структурно-механиче-
ские свойства рыбы. К таковым, с точки зрения теории сушки, следует отнести
пористость, характеристикой которой может являться проницаемость продукта.
Поданным Клокова Ю. В., диаметр пор при термообработке в СВЧ-поле увели-
чивается на 16% по сравнению с конвективным нагревом, а проницаемость —
на 9%. По-видимому, часть закрытых пор становится открытыми. Вероятно,
это происходит за счет увеличения давления пара в порах при объемном нагреве
в СВЧ-поле.
На рис. 7.26 приведены кривые кинетики и динамики обезвоживания рыбы
при разных энергоподволах [14].
Для конвективного и радиационно-конвективного нагрева (кривые 1 и 2,
рис. 7.26) свойственно наличие периода постоянной и периода падающей скоро-
сти обезвоживания.
577
Глава 7. Кулинарная продукция
Рис. 7.26. Кривые сушки и скорости сушки при различном энергоподводе:
/ — конвективный нагрев. 2 — инфракрасный нагрев; 3 — нагрев ЭМП СВЧ
Нагреву в СВЧ-поле (кривая 3, рис. 7.26) характерно наличие одного периода
постоянной скорости, состоящего из 3-х стадий:
1) повышение температуры материала до температуры испарения;
2) начало испарения влаги;
3) испарение с максимальной постоянной скоростью
Наличие 3 стадии в период постоянной скорости обезвоживания можно объ-
яснить увеличением диаметра пор и проницаемости нх за счет возрастающего
градиента общего давления. Вероятно, и перенос влаги при нагреве продукта в
злсктрома1ни1ном поле сверхвысокой частоты происходит, в основном, за счет
градиента давления пара, причем возникновение большого нерелаксируемого
давления может привести к разрывам тканн, поэтому необходимо регулировать
процесс энергоподвода при обработке в СВЧ-поле.
Клоков Ю. В. предлагает для получения качественной продукции вести обра-
ботку в СВЧ-поле по следующей схеме: нагрев СВЧ-энергией — панирование —
нагрев СВЧ-энергией — дожаривание в горячем масле (рис. 7.27).
Ряс. 7.27. СВЧ-обжарочный аппарат'
I — корпус, 2— конвейер, 3.13— входмей к выходной шлюзы, 4.12— I и 2сскииире-
юнаторно! кхмеры, 5, 10— СВЧ-генераторы; 6, 7/—двухсторонние вводы СВЧ-энер-
гии; 7, 9— воздуховоды,- 8— панировочная камера; 14— ванна для обжаривания в мас-
ле; 15 — конвейер; 16 — электронагреватели
Перерыв в обработке продукта СВЧ-энергией способствует релаксации гра-
диента давления пара что, в свою очередь, при достаточной термической обра-
ботке продукта способствует уменьшению скорости удаления влаги и увеличе-
578
7.1. Научные основы производства кулинарии
нию выхода продукции, по данным Клокова Ю, В., примерно на 6% (кривая 2,
рис. 7.28).
Рж. 7.21. Кривые сушки и скорости сушки прн дискретной термо-
обработке рыбы в ЭМП СВЧ
I непрерывный нагрев, 2 дискретный нагрев
При обработке в электромагнитном поле сверхвысокой частоты наибольшее
влияние на продолжительность процесса оказывает толщина материала. Так. на-
пример, при снижении толщины рыбы с й, = 2Д до h2 = Л/2 скорость обезвожива-
ния на последней стадии периода постоянной скорости увеличивается в 3,5 ра-
за' . Влияние других параметров (начальной влажности, температуры) менее зна-
чимо (рис 7.29).
Рис. 7 29. Кривые сушки и скорости сушки в зависимости от начального вл«-
госодержания, температуры и толшины рыбы при /’„0,6 кВт
I - И? - 230* при Г. - 289 К. Л - 2А.
2— И7;-400 % при Т.-289К. *-2А:3-А-Д/2при IFa*-400*. Т.-289К.4-*- ЗАпри
Ж/-400%, Г.-289 К; 5 — Г,-281 К при Л-2Д. Ж,‘-400%;
2 — 7^-289 К при А-2Д, Н^‘- 400%. А- 14мм. —- — область неустойчивого процесса
’ Здесь Л — глубина проникновенна этектромагнитнот итту^ения
579
Глава 7. Кулинарная продукция
Для расчета продолжительности обработки рыбы т (с) СВЧ-энергией Кло-
ков Ю. В. рекомендует формулу:
т = 3,98 • !----
6 ПпрЛ С / >
AJOO + wJ^
(i.ij)
где е' — диэлектрическая проницаемость; е" — коэффициент поглощения энер-
гии; we, нк — начальная и конечная влажность на сухую массу, %; G— производи-
тельность аппарата по сырью, кг/ч; Т]пр — коэффициент полезного действия пре-
образования СВЧ-энергии в тепловую; Д — глубина проникновения СВЧ-энер-
гии в продукт, м; То, Тк — начальная и конечная температура продукта. К:
Q = —------Gr — теплота, затраченная на испарение влаги, кг/ч; г — удельная
100+
теплота парообразования, Дж/кг.
Подставим вместо Q в формулу (7.13) значение Gr и, проведя соот-
ветствующие сокращения, получим: “
(7.14)
Применение СВЧ-энергии возможно и в других тепловых процессах, напри-
мер, в бланшировании. Характер процесса и закономерности его будут аналогич-
ными с таковыми при обжаривании рыбы. Так как свойства обжаренного продук-
та в основном придаются при контакте с горячим маслом, а в процессе обработки
в СВЧ-поле происходит в основном проварка продукта и удаление атаги.
Удельную мощность Рл (кВт/м3) рассеивания СВЧ-энергии в объеме материа-
ла можно найти нз выражения [17J:
Руд = 5,56-IO-fc£7e'tB6, (MS)
где £ — напряженность электрического поля, В/м;/ — частота электрического
поля. Гц; е' — диэлектрическая проницаемость материала; — тангенс угла ди-
электрических потерь.
Глубину проникновения Д. м. СВЧ-энергии в материал находят из следующе-
го выражения:
. Ч.Щ
Дл/еЧвЬ)
Размерности величин в формуле (7.16) аналогичны таковым в выражении
(7.15).
Частота электрического поля /оказывает значительное влияние на глубину
проникновения, например, при нагреве судака и трески при /= 2450,/=915 и
/= 433 М Ги глубина проникновения Л составила соответственно 9,23 и 32 мм.
580
7.2- Технология производства основных продуктов кулинарии
Если известен коэффициент поглощения энергии е* при частоте 2450 МГц,
пубину проникновения можно ориентировочно определить [17] из уравнения :
* А
Л - -=, <7.17)
Л"
где А — число, зависящее от свойств продуктов.
Для большинства пищевых продуктов А = 6...8. Формула (7.17) справедлива
для t = 20 *С.
Глубина проникновения Л зависит от температуры материала и имеет слож-
ный характер, так как в продуктах содержится вода, которая претерпевает фазо-
вые превращения,
В табл. 7.5 приведены технические характеристики отечественных СВЧ-уста-
новок периодического действия [3[.
Таблица 7.5 . Техническая характеристика СВЧ-установок
Поим тын Елиныцы измерения СВЧ->спно»к* «Электроннк*.
500.501 502 2000
Потребляемая мощность кВт 1,32 1.3 5
СВЧ-мошность кВт 0,5 0.5 2.5
Регулировка мощности — Ступенчатая Ступенчатая Плавная*
Напряжение питающей сети В 220 220 380
Рабочая частота МГц 2450 2375 2375
Габаритные размеры /жбхЛ мм 560x420x320 560x420x 320 840 x 840 x 980
Диаметр рабочей камеры мм 290 290 480
Масса, не более кг 36 33 300
Максимальная загрузка кг 0.5 0.5 2.5
Производительность кг/ч (лор./ч) 5(20) 5(20) 25 (100)
• Интервал регулирования I...2,5 кВт.
7.2. ТЕХНОЛОГИЯ ПРОИЗВОДСТВА ОСНОВНЫХ ПРОДУКТОВ
КУЛИНАРИИ
7.2.1. Производство отварной рыбы
Для приготовления рыбы отварной под соусами и в маринаде используют ма-
локостных морских и океанических рыб, таких как треска, пикша, сайда, нототе-
ния и др., по качеству не ниже 1 сорта. Рыбу направляют в обработку в охлажден-
ном или мороженом виде. Мороженую рыбу предварительно размораживают в
воде температурой не выше 20*С при соотношении 1.2 или на воздухе при тем-
пературе не выше 25 *С. Рыбу разделывают на филе и промывают. Затем филе за-
кладывают в 3%-ный раствор поваренной соли, нагретый до 95 *С, и варят до
581
Глава 7. Кулинарная продукция
полной готовности при температуре 9О...95'С. Варка считается законченной в
случае, когда светлое мясо рыбы приобретает белый ивет и консистенция мяса
становится достаточно плотной. Вареное фите рыб далее охлаждают и нарезают
на порции. Допускается варка филе, предварительно нарезанного на порции мас-
сой 120,..250г. Масса порций отварного филе достигает при этом примерно
100...200 г.
Порции отварной рыбы далее укладываются кожной стороной вниз в формоч-
ки из фольги, полимерную тару разнообразной формы. Уложенную рыбу залива-
ют одним из соусов или маринадом. Иногда отварную рыбу дополняют гарниром,
а затем уже заливают соусами.
Гарниром для отварной рыбы служат тушеная капуста, отварной рис, верми-
шель, гречневая крупа.
Отварную рыбу заливают яично-масляным, майонезным, луковым, овощ-
ным. сухарным соусами или маринадом.
Хранят рыбу отварную под яично-масляным соусом при температуре О °C не
более 18ч с момента изготовления. Для увеличения продолжительности хранения
продукт может быть заморожен при температуре не выше —18 *С. В мороженом
виде при -18 °C продукт хранят в течение 2 мес.
7.2.2. Приготовление жареной рыбы
Жареная рыба является весьма распространенным кулинарным продуктом
Для производства жареной рыбы широко используют охлажденную и мороженую
рыбу различных семейств, чаше всего из морских и океанических рыб. таких как
навага, мойва, ставрида, скумбрия, камбала, серебристый хек, треска, сабля-ры-
ба, килька, ледяная, макрурус, эспигонус.
Рыбное сырье, направляемое на выпуск жареной продукции, должно быть вы-
сокого качества. При приеме особое внимание надо обращать на состояние под-
кожного жира. Не допускается его пожелтение, характеризующее начало окисли-
тельной порчи. Изменение цвета подкожного жира на ранних стадиях хранения в
мороженом виде не связано с окислительной порчей и поэтому может наблю-
даться у некоторых океанических рыб (ставриды, скумбрии, сардины, сардинел-
лы и др.). В этом случае следует обращать внимание на условия и сроки хранения
данной партии.
После размораживания, сортирования и мойки сырье направляют на разделыва-
ние. При производстве жареной продукции рыбу чаще всего разделывают на туш-
ку или кусок (порционированием). В нсразделанном виде допускается использо-
вание мелких видов рыб (килька, тюлька и др.).
Посол осуществляют для придания рыбе вкусовых свойств. Производят его в
тузлуках. Для посола рыбы используют тузлуки плотностью 1.15... 1.20г/смJ. Тем-
пература тузлука должна быть не выше 20'С и соотношение рыбы и солевого рас-
твора 1:3. Массовая доля соли в мышечной ткани после посола должны быть
1,2...2,0 %. Преимуществами тузлучного способа посола являются возможность
механизации процесса, простота регулирования степени просаливания рыбы при
582
7.2. Технология проммодстяа основных продуктов кулинарии
изменении размера кусков, а также лучшее сохранение качества продукта при
последующей тепловой обработке. Мышечная ткань рыбы после посола обладает
более высокой водоудерживающей способностью (ВУС). чем ткань свежей рыбы,
и не утрачивает этого качества при последующей тепловой обработке. Сохране-
ние ВУС способствует получению более сочного продукта, обжаренной рыбы
тучшего гастрономического качества.
После посола рыбу направляют на панирование (для придания продукту при-
влекательного внешнего вида, улучшения вкуса и аромата); оно сводится к пок
рытию поверхности продукта мукой, жидким тестом (льезоном) или жидким
тестом с последующей обсыпкой мукой или сухарной крошкой. Панирование
производят с помощью специальных панировочных машин или вручную. На-
иболее пригодной для панирования является пшеничная мука 85%-ного по-
мола. Она содержит 9...11 % клейковины, около 72 % крахмала и не выше 12 %
влаги.
Обжаривание осуществляют в растительном масле, нагретом до 160... 170’С, в
паромасляных или электрических обжарочных печах.
Процесс обжаривания условно подразделяют на два периода: прогрев рыбы до
SO ‘С, в процессе которого денатурируют саркоплазматические и миофибриляр-
ные белки рыбы; прогрев до температуры выше 100 °C, в процессе которого гид-
ролизуется коллаген.
В зависимости от температуры масла и длительности процесса обжаривания,
определяемого размером кусков, потери влаги за счет испарения могут достигать
20. .35% массы рыбы. Обезвоженные ткани корочки теста и мясо рыбы приобре-
тает способность впитывать масло (в основном поверхностными слоями куска).
Обычно рыба впитывает масло в количестве 6...20% массы панированной рыбы,
что зависит от температуры и длительности процесса обжаривания. Фактическое
уменьшение массы рыбы в данном процессе досин ает 14... 16%.
По окончании процесса рыбу направляют на охлаждение в специальные аппа-
раты-охладители.
После обжаривания прочность мышечной ткани рыбы снижается, для прида-
ния кускам обжаренной рыбы большей прочности температуру рыбы понижают
до ЗО...4О°С. Охлаждение способствует тому, что гидролизованный коллаген же-
латинизируется и как бы склеивает структурные элементы ткани, в результате че-
го прочность куска повышается.
Для охлаждения обжаренной рыбы используют специальные охладительные
устройства, в которых жареная рыба охлаждается воздухом. Понижение темпера-
туры кусков рыбы осуществляется в результате конвективного теплообмена про-
дукта с холодным воздухом, а также за счет скрытой теплоты испарения воды из
горячего куска. В процессе охлаждения масса жареной рыбы за счет испарения
воды уменьшается на З...6% в зависимости от удельной поверхности охлаждае-
мых кусочков.
Для упаковывания жареной рыбы используют различную полимерную тару,
разрешенную для пищевой промышленности, вместимостью ие более 0,5 кг.
Жареная рыба — продукт, ие подлежащий длительному хранению. Допусти-
мый срок хранения и реализации ее при температуре не выше 8 ’С составляет 48 ч
583
Глава 7. Кулинарная продукция
с момента окончания технологического процесса. Для удлинения срока хранения
продукт можно заморозить. Хранят жареную мороженую рыбу при температуре
не выше -18 'С не более 15 сут со дня выработки.
Жареную рыбу можно выпускать под различными соусами, с гарниром, в мари-
наде. Для приготовления рыбы жареной в овощном маринаде используют различ-
ные виды морских и океанических рыб. Овощной маринад готовят с применением
вспомогательных материалов. Предварительная обработка овощей включает
мойку, очистку от остатков ботвы, мелких корней, кожицы моркови и петрушки,
которые далее режут брусочками толщиной 0,3...0,5 см. Лук очищают, промывают
и шинкуют. Нарезанные овощи обжаривают в подсолнечном масле до полной го-
товности. Допускается использование сухих овошей и лука, которые предвари-
тельно заливают горячей водой в соотношении 1:8 или 1:10 и оставляют на
40...50мин для набухания. После иабухаиия их помещают на сетки для стекания,
а затем обжаривают.
Рецептура овошного маринада (в кг на 100 кг готовой продукции или 60 кг
маринада): морковь жареная — 7,3; петрушка ил и пастернак жареные — 1,0; лук
жареный — 4,2; томат-паста 30 %-ная — 11,4; вода — 33,4; сахар — 2,2; соль по-
варенная — 1,05; уксусная кислота 80%-ная — 0,14; перец черный — 0,012; лав-
ровый лист — 0.012; гвоздика — 0,012.
При приготовлении овошного маринада в кипящую воду закладывают обжа-
ренные овоши и доводят до кипения, а затем добавляют остальные компоненты,
взятые согласно рецептуре (кроме пряностей). Смесь повторно доводят до кипе-
ния и варят в течение 12...20 мнн. Пряности в молотом виде закладывают в мари-
над за 5 мин до конца варки. Сваренный маринад сливают в бак и добавляют при
перемешивании уксусную кислоту.
Фасуют, как правило, в стеклянные банки или полимерную тару, допу-
щенную для упаковывания пишевых продуктов, массой не более 0.5 кг. Куски
жареной охлажденной рыбы укладывают в тару в один или два слоя и заливают
овощным маринадом в соотношении рыба жареная — 40 %, овощной маринад
-60%.
Разновидностью жареной рыбной продукции является рыба, приготовленная
в кляре или льезоне (жидком тесте). Для выпуска этой продукции используют
мелкие вилы рыб, а также филе рыбное, нарезанное кусочками. Панирование
осуществляют жидким тестом и тестом с последующей обсыпкой мукой или су-
харной смесью. При большом выпуске продукции для выполнения этой трудоем-
кой операции применяют конвейерную панировочную машину «Титан».
В состав жидкого теста для панирования рыбы (льезоиа) входят компоненты
(в кг на 100кг готовой продукции): мука пшеничная —3.41; молоко сухое — 1,36;
яичный порошок — 0,68; сода пищевая — 0,09; сахар-песок -0,41; соль поварен-
ная — 0,5; крахмал — 0,41; углекислый аммоний — 0,008; вода — 10,5.
После обжаривания рыбы в тесте дают стечь избытку масла, затем ее охлажда-
ют и обрабатывают обычным способом.
Жареная рыба в соусах и кляре является малостойким продуктом прн хране-
нии. Прн температуре 0...20 "С эту продукцию разрешается хранить не более 72 ч с
момента окончания технологического процесса.
584
7.2. Технология производства основных продуктов кулинарии
7.2.3. Производство печеной рыбы
Сырьем для приготовления печеной рыбной продухиии служат разнообраз-
ные виды морских и океанических рыб, таких как скумбрия, ставрида, тунец, лу-
фарь. сардина, клыкач, сквама, а также пресноводные рыбы — леш, линь, толсто-
тобик, красноперка, мелочь I и 2 групп.
Печеную продукцию выпускают из охлажденной и мороженой рыбы. Моро-
женое рыбное сырье предварительно размораживают на воздухе (мелкие виды)
или в воде температурой не выше 15 *С при соотношении рыбы и воды не менее
1:3. Размораживание заканчивают при достижении в толше мяса рыбы темпера-
туры не выше 1 *С. При значительных различиях в размере и массе рыбу предва-
рительно сортируют по размеру, а при необходимости — и по качеству.
Крупную рыбу, предназначенную для запекания, после размораживания раз-
делывают на потрошеную с головой, потрошеную обезглавленную, обезглавлен-
ную (с частичным удалением внутренностей через разрез), тушку, филе и кусок.
Рыб массой до 0,4кг обрабатывают без разделывания.
При разделывании у рыбы удаляют внутренности, зачитают брюшную по-
лость, удаляют сгустки крови и черную пленку. Икра н молоки могут быть остав-
лены. У тресковых, скумбрии и у рыб с мелкой чешуей разрешается ее не удалять
при разделывании.
Посол рыбы производят в тузлуке плотностью 1,14...1,20 г/см3 при соотноше
нии рыбы и солевого раствора 1:2 или 1:3. Продолжительность посола зависит
от вида рыбы, ее размера, способа разделывания и других факторов. Содержание
соли в мясе должно быть в пределах 1,5—2,5%. После посола рыбу раскладывают
на стекание.
Подготовленную к запеканию рыбу далее раскладывают в один слой на про-
тивни, предварительно смазанные растительным маслом, и помешают в специ-
альные печи, пекарные шкафы или тепловые аппараты с ИК-нагревом. Запека-
ние рыбы производят при температуре 140... 190 *С. Продолжительность тепловой
обработки зависит от вида и размера рыбы, способа ее разделывания, вила обору-
дования, используемого для выпекания.
В процессе запекания поверхность рыбы приобретает окраску от светло-серой
до золотисто-коричневой различных оттенков.
По окончании процесса запекания мышечная ткань должна легко отделяться
от позвоночника, и кровь должна быть свернувшейся. При наличии в рыбе икры
и молок они должны быть полностью проварены
После охлаждения рыбы до температуры 30...40 ’С се упаковывают в полимер-
ную тару вместимостью до 1 кг.
Хранят печеную рыбу при температуре не выше 8 *С нс более 72 ч с момента
окончания технологического процесса. Допускается замораживание печеной ры-
бы при температуре не выше —18 ’С н хранят при этой температуре не более 15 сут
с момента выработки.
Для улучшения вкуса печеной продукции из океанических и морских рыб ис-
пользуют предварительную обработку их мелкодроблеными пряностями, пряны-
ми растениями или экстрактами из этих растений. В промышленности аромати-
585
Глава 7 Кулинарная продукция
занию перед запеканием используют при обработке луфаря, сквамы, тунца, скум-
брии, ставриды, трески, толстолобика и белого амура. Иногда для облагоражива-
ния вкуса печеной рыбы применяют измельченный чеснок, который расходуют в
количестве 1,5 кг на 100 кг готовой продукции.
Крупных океанических И частиковых рыб иногда вырабатывают печеными с
гарниром. В этом случае рыбу разделывают на потрошеную с головой, и дальней-
шую ее обработку до запекания осуществляют обычным способом. Для приготов-
ления гарнира, которым наполняют рыбу перед запеканием, используют крупы
(пшено, рис, гречневую или перловую крупу), а также лук, растительное масло и
пряности. В каждый экземпляр рыбы, подготовленной к запеканию, вкладывают
100... 150 г гарнира в зависимости от размера рыбы. Гарнир в рыбу укладывают
плотно, без пустот, после чего брюшную полость аккуратно закрывают, не допус-
кая выпадения начинки, и рыбу помешают на противни для запекания. Дальней-
шую обработку рыбы производят обычным способом.
Запеченную рыбную продукцию с гарнирами рекомендуется хранить при тем-
пературе 0...5‘Сне более 72 ч с момента окончания технологического процесса.
7.2.4. Технология кулинарных изделий из фарша
Производство рыбных котлет, биточков, теф|етей, фрикаделек
Для приготовления фаршевых рыбных изделий используют виды рыб, не на-
ходяших достаточного спроса прн обработке по традиционной технологии. Эти
фаршевые изделия вырабатываются из мороженой или охлажденной морской и
океанической рыбы.
Рыбный фарш, применяемый для выработки фаршевых изделий, может быть
приготовлен из одного вида рыбы или из смеси рыб. Разрешается заменять рыб-
ный фарш в рецептурах фаршевых изделий на 30% говядиной и свининой, взя-
тыми в равных долях.
Приготовление котлет, биточков, тефтелей и фрикаделей практически иден-
тично, основные различия заключаются в рецептурах фаршевых смесей, форме и
массе изделий. Поэтому технологию производства таких фаршевых изделий це-
лесообразно рассмотреть на примере котлет.
Для выработки рыбных котлет используют мороженую морскую или океани-
ческую рыбу и мороженый рыбный фарш. Размораживание рыбы обычно произ-
водят в воде с температурой не выше 15°C при соотношении рыбы и воды не ме-
нее 1:2, а рыбный фарш размораживают на воздухе прн температуре не выше
20 °C. После этого рыбу разделывают катушку или обеешкуренное филе. Промы-
тые тушки рыб пропускают через сепараторы типа «Фарш-2» или «Фарш-4», где
одновременное отделением мышечной ткани от костей и кожи производится его
измельчение. Обеешкуренное филе рыбы измельчают на волчке до получения
фарша тонкой консистенции.
При подготовке хлеба, используемого для приготовления рыбных котлет, его
предварительно замачивают в рыбном бульоне или воде, выдерживают до набуха-
586
7.2. Технология прои1яодст»о основных продуктов кулинарии
ния, а затем отжимают. При использовании таких рыб, как минтай, макрурус и
некоторых других глубоководных рыб, мясо которых сильно обводнено, хлеб
применяют без предварительного замачивания. Если в рецептуру рыбных котлет
входит белковая рыбная масса, то хлеб заменяют очищенным измельченным кар-
тофелем.
Лук очищают, моют и измельчают. В некоторых случаях его перед добавлени-
ем в фаршевую смесь предварительно пассеруют на растительном масле. Чеснок
очишают. моют и измельчают. Масло и маргарин добавляют охлажденными.
Для придания котлетной массе нежной и сочной консистенции при куттеро-
вании в нее добавляют охлажденный до 0...5 "С рыбный бульон или воду.
Приготовление котлетной массы ведут в следующем порядке: грубоизмель-
ченный на неопрессе рыбный фарш, белковую рыбную массу, хлеб и другие
предварительно подготовленные компоненты (в соответствии с рецептурой)
пропускают через волчок с диаметром отверстий решетки 2...3 мм, а затем на-
правляют в куттер или фаршемешалку для придания котлетной массе однород-
ной иежиой консистенции. Некоторые рецептуры приготовления котлет приве-
дены в табл. 7.6.
Таблица 7.6. Рецептуры приготовления рыбных котлет (в кг на 100 кг готовой
продукции)
Компонент Рецептур*
1 1 ? । 3 । 4 $
Рыбный полуфабрикат 92,0 — 62,4 75,0 —
Фарш рыбный мороженый 97.2 — 82,2
Белковая масса из кильки — — 26,7 — —
Хлеб пшеничный 72%-ный 19,3 19,5 — 15,3 24,9
Картофель очищенный измельченный — — 10,0 — —
Бульон рыбный или вода 8.0 — 14,4 14,4 «-
Жир (масло растительное, сливочное и т. д.) 1.3 1.3 1.4 1.3 1.7
Яйцо — — 5,0
Яичный порошок - — — — 1,3
Пук репчатый пассерованный — — 2.4 5,0
.Чук репчатый свежий очишенный 3.8 3.0 5,0 — —
Соль поваренная 1.3 2,0 1.7 1.3 1.0
Перец черный молотый 0.03 — 0,05 0,05 0,04
Перем душистый молотый 0,03 — — —
Чеснок свежий очишенный — 0.7 0.4 —
Молоко сухое - - 2.5
Cv\apH панировочные 6.3 6.3 6,3 6,3 6.3
Подготовленную котлетную массу из куттера направляют на формование в спе-
циальные формующие машины или формовочно-фасовочные агрегаты. При ма-
587
Глава 7. Кулинарная продукция
лом выпуске этой продукции допускается формовку котлет производить вруч-
ную, обеспечивая при этом одинаковую массу и толщину изделий и ровную без
трещин поверхность котлет Котлеты формуют массой 8О...85г круглой или
овальной формы.
Сформованные котлеты подвергаются панированию. Если котлеты далее на-
правляются иа обжаривание, то их панируют в муке, измельченных панировоч-
ных сухарях или смеси муки и сухарей. Если котлеты будут реализованы в виде
необжаренного полуфабриката, панирование их разрешается производить только
измельченными сухарями, так как эта панировка более устойчива и лучше дер-
жится на изделиях. Привес массы котлет при панировании составляет около 5%.
Иногда котлеты панируют сначала в льезонс, а потом в сухарях.
Панированные котлеты укладываются в один слой на противни или сетки и
подвергаются обжариванию в растительиом масле при температуре 140... 170’С в
течение 10 мин до образования золотисто-коричневой корочки. Допускает дове-
дение котлет до готовности в духовом шкафу.
Ужаривание котлет не должно превышать 20...22%. Обжаренные котлеты на-
правляют в охладитель и охлаждают до температуры 15 ’С.
Упаковывают коттеты в полимерную тару различной вместимости, но не бо-
лее 1 КГ.
Хранят обжаренные котлеты при температуре не выше 8*С не более 24ч с мо-
мента окончания технологического процесса.
Котлеты панированные, реализуемые в виде полуфабриката, после изготовле-
ния охлаждаются до О...8’С и хранят при температуре нс выше 6 “С ие более 12ч с
момента выработки Мороженые котлеты хранят при температуре не выше -18 'С
не более 15сут (жареные) и не более 30сут (котлеты-полуфабрикаты).
Технология фрикаделей рыбных аналогична технологии рыбных котлет полу-
фабрикатов мороженых. Хранят мороженые рыбные фрикадели при температуре
не выше -15 *С не более 15 сут.
Тефтели рыбные вырабатывают подобно фрикаделям нэ рыбного фарша с раз-
нообразными добавками. Рыбные тефтели изготавливают обычно в соусах и под
маринадами и используют как закусочные и вторые обеденные блюда. Хранят жа-
ренные тефтели при температуре О...6’С, в томатном соусе и под овошным мари-
надом не более 24 ч, а под маринадом не более 36 ч.
Технология жареных рыбных биточков аналогична технологии рыбных котлет.
После охлаждения обжаренные рыбные биточки упаковывают в полимерные
пленки и замораживают при температуре —25*С. Хранят при этой температуре в
течение 2 мес.
Технология приготовления вареных колбас
Одной из наиболее ответственных технологических операций прн производ-
стве вареных рыбных колбас является измельчение основного сырья. Для получе-
ния колбас высокого качества мясо рыбы измельчают до образования однород-
ной пастообразной массы. Изделия, приготовленные из такого фарша, отличают-
ся высокими вкусовыми качествами и нежной консистенцией, они монолитны
588
7.2. Технология проимодство основных продуктов кулинарии
на разрезе. Такое измельчение мяса достигается с помощью куттеров, коллоид-
ных мельниц и другого аналогичного оборудования
Составление колбасной массы осуществляют в куттере, куда в определенной
последовательности загружают сырье и вспомогательные материалы. Сырье вно-
сят охлажденным, а при использовании мороженого рыбного фарша его вносят
без предварительного размораживания,, чтобы температура колбасной массы в
процессе гомогенизации не превышала 5—10’С.
При кугтеровании достигается не только измельчение рыбного сырья, но и
тщательное перемешивание всех компонентов колбасной массы и их взаимо-
действие с рыбным белком. Оптимальная взаимосвязь добавляемых по рецептуре
компонентов колбасной массы с рыбным белком достигается посредством раз-
дельного введения этих добавок через определенные промежутки времени, пре-
дусмотренные технологической инструкцией.
Для приготовления этих колбас фарш минтая размораживают до температу-
ры в центре блока -5 *С, затем измельчают на волчке с диаметром отверстий ре-
шетки 2...3мм. Измельченный фарш минтая смешивают со срезками мяса мар-
тина. предварительно отмоченным и измельченным мясом, к которым добавля-
ют растительное масло, муку, лук, пряности, соль и другие компоненты, преду-
смотренные рецептурой. Смесь тщательно перемешивают и измельчают до
получения однородной массы. Приготовленную колбасную массу шприцуют в
оболочки. После осадки колбасные батоны варят в воде температурой 50.„95 °C
в течение 40 мин. а затем охлаждают на воздухе при температуре 10.. 15 *С в те-
чение З...4ч.
Для приготовления вареных рыбных колбас предложено также использовать
темное мясо тунцов, содержащее до 21 % белка и 5 % липидов, которое ранее на-
правляли на выработку кормовой муки.
Рецептуры вареной колбасы с использованием мяса тунца приведены в
табл. 7.7.
Таблица 7.7. Рецептуры вареной колбасы (в %)
с использованием мяса тунца
Рецептуре
Компонент I-------------т——
Темное мясо тунца (промытое) 70 85
Мясо свиное 20 —
Шпнг 5 5
Жир свиной 5 10
Вспомогательные материалы (в % к сырью)
Соль 2.5 2,5
Нитрат натрия 0,025 0.025
Перец черный молотый 0,150 0,150
Чеснок свежий 0.3 0.3
Вода 10,0 10,0
589
Глава 7. Кулинарное продукция
При изготовлении колбас из темного мясатуниа его предварительно заливают
водой (в соотношении 1:3) и выдерживают при температуре 10... 15’С в течение
15 мин, периодически перемешивая. Избыток влаги удаляют. Приготовление
колбасной массы ведут обычным способом, а варку колбас провидят при темпе-
ратуре 75...85 *С в течение 40...50ммн.
Технологической инструкцией предусматривается приготовление колбасы по-
домашнему следующих наименований:
♦ колбаса рыбная по-домашнему;
• колбаса из рыбы и китового мяса по-домашнему;
♦ колбаса из китового мяса по-домашнему;
♦ колбаса из рыбы, китового мяса и белковой пасты •Оксан* по-домашнему.
Для приготовления колбасы по-домашнему используют мороженую рыбу всех
видов (кроме осетровых, лососевых, анчоусовых и сельдевых), филе рыбное моро-
женое, фарш рыбный, мясо китовое пищевое мороженое, пасту белковую мороже-
ную «Оксан», шпиг свиной колбасный свежий или соленый и вспомогательные ма-
териалы. Сырье и материалы по качеству должны быть не ниже первого сорта.
Мороженые рыбу и другое сырье размораживают, рыбу разделывают, тщатель-
но промывают и измельчают до фарша.
Шпиг свиной очищают от возможных загрязнений, соли, удаляют шкурку, за-
тем измельчают на волчке с диаметром отверстий решетки 2...3 мм.
Очищенную от щетины и тщательно промытую свиную шкурку варят в кипя-
щей воде в течение 1.5...3 ч до полного размягчения, в горячем состоянии измель-
чают на волчке, затем два раза пропускают через коллоидную мельницу для более
тонкого измельчения с добавлением бульона или воды. Полученную массу ох-
лаждают и добавляют в фарш как белковый стабилизатор.
Колбасный фарш готовят по схеме: фарш рыбный и китовый, пасту белковую
«Океан» загружают в фаршемешалку и через 1...2мин добавляют остальные ком-
поненты. предусмотренные рецептурой, и перемешивают в течение 8... 10 мин до
однородной массы. При выгрузке нз фаршемешалки температура фаршевой сме-
си нс должна превышать 10... 12"С.
Подготовленный колбасный фарш направляют на шприцевание. Шприцевание
производят с уплотнением фарша во избежание образования пустот в колбасе. На-
полненные фаршем оболочки обвязывают шпагатом на батоны длиной 50см, сво
рачивают спиралью в 2...3 кольца, укладывают в металлические противни, смазан-
ные свиным жиром, прокалывают в нескольких местах для выпуска воздуха.
Батоны колбасы на противнях запекают в ротационных или других печах
при температуре 1ОО...12О*С в течение 45...60мнн. Запекание считается закон-
ченным по достижении температуры внутри батонов 8О...82"С и подрумянен-
ной поверхности.
Готовую колбасу охлаждают до температуры не выше 15 *С. Хранят колбасу
по-домашнему при температуре 4...8 *С не более 48 ч.
Технологами Калининградского производственного объединения рыбной
промышленности разработана НТД, а кулинарным цехом Калининградского ры-
боконсервного комбината освоено производство сосисок рыбных следующих на-
именований: сосиски рыбные, сосиски рыбные «Любительские», сосиски рыб-
590
7.2. Технологи* производства основных продуктов кулинарии
ные «Особые», сосиски рыбные с мясом креветки, сосиски рыбные «Антаркти-
ка», сосискн рыбо-креветочные.
Для приготовления рыбных сосисок используют: фарш рыбный мороженый
пишевой. рыбу мороженую всех промысловых видов, фарш антарктической кре-
всгки (криля) сыромороженый, мясо креветки варено-мороженое, белковую пас-
ту «Океан» мороженую, шпиг колбасный хребтовый.
Мороженую рыбу размораживают в воде температурой не выше 20’С или иа
воздухе.
Разделывают на машине или вручную на тушку с удалением почки и черной
пленки и тщательно промывают. Промытую рыбу пропускают через машину
«Фарш-2.. Фаршевые блоки и блоки белковой пасты «Океан» освобождают от
упаковки, разрубают на куски массой 40...60 г. Свиной шпиг режут на куски, зачи-
щают, отделяют сало от шкурки. Сало измельчают на волчке с диаметром отверс-
тий решетки Змм.
Качественно готовят вспомогательные материалы согласно технологической
инструкции.
Сосисочный фарш приготовляют по следующей схеме: подготовленное сырье
загружают в куттер, добавляют остальные компоненты согласно рецептур и кут-
тируют в течение 10...15 мин. Лсд или снег вносят в период купирования, шпиг и
белковый стабилизатор — в последнюю очередь. Температура сосисочного фарша
при выгрузке должна быть не выше 10*С. Тщательно перемешанный фарш шпри-
цуют в подготовленную оболочку. Воздух, попавший с фаршем, удаляют путем
прокалывания оболочки.
Набитую фаршем оболочку разделяют на батоны, перекручивая ее 5...6 раз
или перевязывая ниткой или тонким шпагатом через каждые 10... 15см, концы
оболочек перевязывают в несколько петель ниткой или шпагатом.
Сосиски варят паром или в подсоленной воде (2 .3 %) Соотношение сосисок и
воды 1:2. Продолжительность варки 30мин при температуре 92—95 *С. Температу-
ра внутри сосисок в конце варки должна быть не менее 80 "С. Вареные сосиски
быстро охлаждают под душем холодной водопроводной водой до температуры
внутри батона не выше 20 *С в течение 5—7 мин с последующей выдержкой изделий
в охлаждаемой камере при температуре 0...5 ’С до достижения температуры 8 ’С.
Упаковывают сосиски в картонные пачки предельной массой продукции
0.4 кг, ящики из полимерных материалов емкостью до 3 кг.
Срок хранения н реализации рыбных сосисок при температуре от 0 до 6 “С не
более 48 ч с момента окончания технологического процесса, из них хранение иа
предприятии и транспортирование не более 4ч.
В настоящее время, как в нашей стране, так и за рубежом разработано мно-
жество рецептур вареных рыбных колбас, сосисок и ветчин, которые можно най-
ти в специальной технической литературе
Технология приготовления копченых рыбных колбас
Копченые рыбные колбасы выгодно отличаются от вареных более высоким
содержанием белковых веществ (25...30%) и жира (15...23 %), а также имеют бо-
591
Глава 7. Кулинарная продукция
лее длительный срок хранения (до 3-х месяцев). По внешнему виду, ивету, арома-
ту и вкусу копченые рыбные колбасы с добавлением китового мяса напоминают
мясные копченые колбасы.
В качестве сырья для приготовления копченых рыбных колбас используют
мороженый рыбный фарш, мороженую рыбу многих видов, филе, китовое мясо,
белковую пасту «Океан». Сырье должно иметь влажность не выше 65...72%, обла-
дать высокой влагоудерживающей способностью и хорошими структурно-меха-
ническими свойствами.
Китовое мясо, используемое при приготовлении копченых рыбных колбас,
предварительно измельчают и выдерживают при температуре 4. 8’С в течение
12... 14 ч для созревания в посольной смеси следующего состава (в кг на 100 кг мя-
са): соль 2, сахар 0,25. фосфаты 0,5, нитрит натрия (в растворе) 0,025. аскорбино-
вая кислота 0,125.
Предварительная обработка мяса рыбы такая же, как и при изготовлении ва-
реных рыбных колбас
Составление колбасной смеси ведут в куттере, куда сначала загружают созрев-
шее китовое мясо, мясо рыбы, говядину или свинину. Мясо измельчают в течение
З...4мин, после чего добавляют свиной шпиг и вареные свиные шкурки (предва-
рительно измельченные), а после этого вносят чеснок, пряности и другие добавки
согласно рецептурам. Продолжительность кутгеровання смеси для приготовле-
ния копченых колбас 6 мин.
Отечественной рыбной промышленностью освоен выпуск нескольких видов
копченых рыбных колбас, таких как с Новинка», а Кал ин ин граде кая Балтий-
ская», «Полярная»- и другие.
Все сырье (исключая мороженый рыбный фарш) и вспомогательные материалы
направляют на кутгерованне охлажденными, а мороженый рыбный фарш без пред-
варительного размораживания, чтобы температура смеси не превышала 5... 10*С.
Подготовленную колбасную смесь сразу же направляют для набивки в обо-
лочки, а полученные после набивки колбасные батоны помешают в камеры с
температурой воздуха 2...6"С для осадки, в процессе которой фарш уплотняется,
и заканчиваются реакции соединения нитритов с миоглобином. По окончании
осадки рыбные колбасы передают на копчение, включающее два процесса: соб-
ственно копчение и подсушку колбас в тех же камерах
Режим копчения рыбных колбас устанавливают экспериментально, в зависи-
мости от использованного сырья, влажности колбасной смеси и толшнны батонов.
По окончании процесса копчения готовые рыбные колбасы охлаждают на
воздухе до температуры внутри батонов 15... 18 *С и выдерживают до реализации в
течение 7... 10 дней при температуре 6...8 ’С в подвешенном состоянии. Некоторое
распространение полечили также подкопченные колбасные изделия нз рыбного
фарша в смеси с говяжьим мясом и другими добавками.
Подготовка сырья. Рыбный мороженый фарш, изготовленный по ТИ
№ 229-80, дробят на куски, измельчают на волчке и немедленно направляют на
составление колбасной массы.
Блоки мороженого мяса размораживают до температуры в толще блока не вы-
ше -6'С, моют от загрязнений, дробят на куски и измельчают на волчке с диа-
592
7.2. Технология производства основных продуктов кулинарии
метром решетки 5мм. Измельченное мясо перемешивают в фаршемешалке с су-
хой поваренной солью и нитритом натрия. Температура смеси не должна превы-
шать 4'С. Посоленное мясо выдерживают для созревания в емкостях при темпе-
ратуре О...4*С в течение 18...48ч.
Приготовление колбасной массы. При производстве колбасы «Уссурийской*
подготовленное сырье загружают в куттер для тонкого измельчения, вносят до-
бавки в соответствии с рецептурой. Для поддержания низкой температуры смеси
в куттер добавляют лед илн холодную воду температурой не выше 4 ‘С.
Тонкоизмельченный (связующий) фарш без задержки смешивают в фаршеме-
шалке с мясным шротом, салом, измельченным на куттере в виде кусочков и ас-
корбиновой кислоты (после ее обязательной нейтрализации). После тщательного
перемешивания колбасный фарш направляют на шприцевание.
Для колбасы «Приморской* измельченный на волчке рыбный фарш без за-
держки направляется на куттер и куттеруется 2...3мин, до температуры 0...+ 1 °C,
затем вносится соль, стабилизированная кровь и куттеруется ЗОс. после чего вно-
сится нитрит натрия в виде 1%-ного раствора и куттеруется еще ЗОс и только за-
тем — соус белковый «Дальневосточный* или гидролизат белковый, сорбиновая
кислота, глютаминат нвтрия, специи и купируется 0,5... I мии.
Шпиг свиной мороженый температурой не выше —10°С подается непосред-
ственно в куттер к колбасному фаршу за ЗОс до окончания процесса куттерова-
ния. Температура колбасной смеси при выходе из куттера не должна превышать
8‘С. Подготовленный фарш немедленно направляется на шприцевание.
Фарш шприцуют в естественную или искусственную оболочку диаметром до
45 мм, батоны скрепляют с двух сторон металлическими клипсами или перевязы-
ваются шпагатом.
Подготовленные батоны колбас навешивают на клети и оставляют для осадки
в течение 1...2ч для колбасы «Уссурийской» и 12..24 ч при температуре от 0 до
4*С для колбасы «Приморской .
Термическую обработку колбас производят в комбинированных камерах не-
прерывного действия с автоматическим регулированием температуры. Обжарку
колбас производят при медленном повышении температуры до 90...95’С в тече-
ние 1,5...2,5 ч при наличии в камере дыма, для колбасы «Приморской» — без ды-
ма. После окончания процесса обжарки батоны охлаждают до 72 *С внутри батона
путем включения вентиляции н затем производят варку при температуре 78 *С в
течение 20...30 мин (колбасы «Приморской* — 30...35 мин).
После охлаждения вареную колбасу «Уссурийскую, коптят густым дымом при
температуре 35...45’С в течение 6...12 ч, а колбасу «Приморскую» в течение 12ч:
6 ч густым дымом и 6 ч холодным дымом.
Колбасу «Уссурийскую» после копчения охлаждают в камере созревания н вы
держивают в течение 8... 16 ч, колбасу «Приморскую» в течение 3-х суток при тем-
пературе 10... 12’С и относительной влажности воздуха 75...80% до достижения
стандартной влажности внутри батонов.
Технология приготовления нескольких видов полукопченых колбасных изде-
лий из рыбного фарша в смеси с говяжьим мясом разработана за рубежом. Для
приготовления подкопченных рыбных колбасок, «Колбасок по-венски» и «Кол-
593
Глава 7. Кулинарная продукция
басок по-гамбургски» используют фарш из ставриды, анчоуса, макруруса и мер-
лузы, получаемый на мясокостных сепараторах. Говядину, добавляемую в колбас-
ную массу, предварительно выдерживают несколько часов в посольной смеси для
созревания. Посольная смесь, кроме поваренной соли, содержит нитрит и нитрат
натрия (не более 5...10мг%). После созревания говядину подкапчивают. Кроме
говядины и рыбного фарша, в колбасную массу добавляют связующие вещества,
бензойную кислоту (консервант), глюкоио-дельта-лактон (поглошаюший рыб-
ный запах), эриторбат натрия (антиокислитель), полифосфат натрия, повышаю-
щий водоудерживаюшую способность мяса и другие компоненты.
В качестве связующего агента используют смесь, состоящую из следующих
компонентов (в %): лактозы 74,1, белков 11,75, минеральных солей 9,2, воды 3.5,
жира 0.75 и белковых волокон 0,2.
Колбасную массу приготовляют в куттере, загружая необходимые компонен-
ты в следующей последовательности: говядина, полифосфаты, соль, лед, рыбный
фарш, специи и вкусовые добавки, связующие вещества, шпиг. Температура мас-
сы в куттере не должна превышать 12“С. Подготовленную колбасную массу наби-
вают в оболочки из синтетических материалов (крехалона, иалопана, кутизина
и др.) и подвергают обработке, включающей подсушку при 85 °C в течение
45 мин, копчение при 85 *С в течение 60 мин и варку при 85 °C в течение 135 мин
Продукт считается готовым, когда температура в центре колбасок достигнет
68 *С После варки колбаски быстро охлаждают водой.
Японскими специалистами предложена технология приготовления рыбных
колбасных изделий типа салями. Основными компонентами такой колбасы явля-
ются копченое мясо рыбы, мясо каракатицы и соевый белок, служащий связую-
щим агентом. В куттере при измельчении к соевым компонентам добавляют пи-
шевой жир, вкусовые Приправы, спецни, получаемую фаршевую смесь подкапчи-
вают, набивают в оболочки и варят при 80 *С в течение часа, затем снова коптят
4 ч прн температуре 40 *С. После этого колбасу сушат в течение 24 ч и снова коп-
тят, получая готовый продукт.
Представляет определенный интерес производство сырокопченых рыбных
колбас типа •Калининградская» и «Полярная». Для их приготовления использу-
ют сырокопченый фарш рыбный особый, филе океанических хрящевых рыб, ки-
товое мясо, свиной шпиг, свиные шкурки.
Подготовка сырья к переработке производится следующим образом Блоки
мороженого рыбного фарши освобождают от упаковки, дробят на куски и из-
мельчают на волчке. Филе океанических хрящевых рыб после размораживания
отмачивают в проточной или сменяемой воде в течение 2...3ч. После 2О...ЗО-ми-
нутной выдержки для стекания воды филе измельчают на волчке. Мороженое ки-
товое мясо распиливают пилой на тонкие пластины, после чего измельчают на
волчке. К измельченному китовому мясу добавляют сахар, соль, нитрит натрия,
полифосфаты натрия, аскорбиновую кислоту, все тщательно перемешивают, по-
мешают в охлаждаемое помещение и выдерживают при температуре 2...8 ’С для
появления цвета н созревания в течение 12...20ч. Рецептура посольной смесн (в
кг на 100кг китового мяса): сахар 0,25, соль 2,0, полифосфаты натрия 0,5, нитрит
натрия 0,025 и аскорбиновая кислота 0,025. Свиную шкурку, снятую со шпига,
594
7 2 Технология прошводстяо основных продуктов кулинорим
очищают от щетины, промывают и варят до полного размягчения, после чего из-
мельчают на волчке, а затем на коллоидной мельнице с добавлением воды. После
охлаждения измельченную массу используют как стабилизатор.
Подготовленное сырье загружают согласно рецептуре в куттер и кугтеруют
6 .7 мин. К полученной массе добавляют очищенный протертый чеснок, прянос-
ти, свиной шпиг, частично измельченный на волчке с диаметром отверстий ре-
шетки 2 мм, а частично на шпигорезке на кусочки размером 2*2x2 мм для прида-
ния колбасе традиционного рисунка Смесь кугтеруют еше 2..Змии. Подготов-
генную массу перегружают в фаршемешалку и тщательно перемешивают
2.3 мин. Температура колбасной массы должна быть не выше 10 *С.
Колбасную массу с помощью шприца набивают в оболочки из тонких говяжь-
их черев (или искусственных) диаметром 40...50мм. Один конец оболочки крепко
завязывают или закрепляют пистоном. Батоны колбасы перевязывают шпагатом.
Длина батона до 50 см. Осадку колбас производят в подвешенном состоянии при
температуре воздуха 2...6*С в течение 6...10ч.
Копчение колбас производят 11... 15ч при температуре 55...60’С, подсушку .
дымом 8... 10 ч при температуре 4О...45*С. Колбасы, приготовленные из филе оке-
анических хрящевых рыб с добавлением китового мяса, коптят 20 ч при темпера-
туре 35...45‘С, подсушивают дымом 6...12 ч, прн температуре 25...28'С. Копченую
колбасу охлаждают на воздухе до температуры 15’С, рассортировывают по ка-
честву и направляют иа упаковку.
Хранят рыбную сырокопченую колбасу при температуре от Одо 6‘С и относи-
тельной влажности воздуха 75...78 % не более ЗОсут.
В настоящее время разработаны десятки рецептур копченых, полукопченых и
сырокопченых колбас.
Производство рыбомучной кулинарии
Пироги, кулебяки, расстегаи и другие изделия с оболочкой из теста и рыбной
начинкой являются популярными кулинарными продуктами. Для приготовления
рыбных пирогов применяют дрожжевое, полуслое ное и слоеное тесто. Для жаре-
ных пирожков тесто делают негустым с минимальным содержанием сдобы, а для
кулебяк тесто готовят покруче и посдобнее. Начинки в кулебяку кладут значи-
тельно больше по отношению к тесту, чем в обычный пирог, а по форме они пред-
ставляют узкие и высокие изделия.
Для приготовления начинки, кроме рыбы (охлажденной, мороженой или со-
леной), применяют рис, капусту свежую и квашеную, лук и др.
Размораживание мороженой рыбы производят в воде с температурой ие выше
15 *С при соотношении рыбы и воды 1:2 до достижении температуры в толще ры-
бы-ГС.
Разделывание рыбы производят на тушку или филс, после чего ее тщательно
промывают.
Термическую обработку рыбы производят в варочных котлах, в вы печных
шкафах или ротеваторах Дтя этого тушки или филе рыбы нарезают на куски мас-
сой не более 300 г и помешают в варочный котел, куда добавляют небольшое ко-
595
Глава 7. Кулинарная продукция
личество (20...30 % массы рыбы) подсоленной воды. Рыбу проваривают в течение
25 ..30 мин так, чтобы температура в толще рыбы была не меиее 75 *С.
При использовании для термической обработки рыбы вы печных шкафов или
ротеваторов куски рыбы массой не более 300г укладывают на противни, предва-
рительно смазанные маслом, и припускают при температуре не ниже 130*С до го-
товности. У тушек рыбы после охлаждения тщательно отделяют мясо от костей.
Мясо вареной рыбы после охлаждения измельчают, пропуская через волчок.
Обработка риса заключается в том, что крупу перебирают, удаляя посторонние
примеси, тщательно промывают в теплой воде и варят в 2 %-ном солевом раство-
ре при соотношении риса и раствора 1:5, не допуская его переваривания. Варе-
ный рис промывают горячей водой или горячим кипяченым 2 %-ным раствором
соли, охлаждают и используют для начинки.
Обработку капусты производят в зависимости от ее вида. Квашеную капусту
откидывают на сито для удаления излишков рассола. Капусту с повышенной кис-
лотностью промывают водой, а крупные куски измельчают. Свежую капусту очи-
щают от покровных листьев, шинкуют машинным или ручным способом. Подго-
товленную свежую или квашеную капусту тушат с добавлением масла до готов-
ности, а затем охлаждают и направляют на приготовление начинки.
Обработка лука сводится к его очистке, мойке и измельчению. Сушеный лук
предварительно замачивают в воде температурой 40...60’С на 30 мин. После стека-
ния излишка влаги лук измельчают, а затем обжаривают до золотистого цвета.
Приготовление начинки осуществляют в фаршемешалке, массу тщательно пе-
ремешивают до равномерного распределения всех компонентов (табл. 7 8). До-
пускается хранение начинки до 4 ч при температуре О...8°С.
Таблица 7.8 Рецептуры начинки для жареных рыбных пирожков (в кг на 1000 шт
изделий массой по 75г)
Компонент Пирожки
срыбой с рыбой и туше- ной капустой с рыбой и рисом с рыбой и гречкой
Фарш рыбный тушеный | 27,0 15,0 15,0 15,0
Рис отварной — — Н.7 —
Гречневая крупа отварная — — — 11,0
Масло растительное 1,2 1,6 1.2 1.0
Капуста квашеная — 10,7 — —
Лук репчатый обжаренный 1,8 2,7 1,8 З.о
Перец черный молотый 0,05 0.05 0,05 0.05
Соль поваренная 0,25 — 0.25 0,25
Дрожжевое тесто готовят в тестомесильной машине согласно рецептуре. Ре-
цептура дрожжевого теста для приготовления жареных пирожков (в кг на 1000 шт.
готовых изделий массой 75 г) включает компоненты: муку пшеничную 1 сорта —
36,0; дрожжи — 0,9; масло растительное — 1,0; сахар — 2,5: соль поваренную
«Экстра» —0,5; воду — 14,0.
596
7.2. Технология проимодства основных продутое кулинарии
Рецептура приготовления слоеного теста для пирожков с рыбной начинкой (в
кг на 100 кг готовой продукции) включает компоненты: муку'пшеничную 1 сорта —
38,0; масло сливочное — 25,5; яйца — 2,2; лимонную кислоту — 0 1; соль пова-
ренную --Экстра» — 0,5; воду — 18,0.
Чаше всего в промышленности пирожки жареные рыбные вырабатывают на
пирожковых автоматах АЖ-2П. Производительность этих автоматов 800 шт./ч го-
товых изделий. В даииых аппаратах объединены процессы формования, расстой-
кв и обжаривания. При приготовлении пирожков в один из бункеров пирожково-
го автомата загружают предварительно подготовленную начинку, а в другой —
тесто. Автомат в процессе работы осуществляет формование пирожков из теста,
размещение рыбной начинки в тестовой трубке, разрезание тестовой трубки с на-
чинкой на порции, расстойку заготовок в течение 16...20 мин, во время которой
тссто на концах заготовок подходит и закрывает начинку с торцевой части. После
расстойки пирожки попадают в ванну с нагретым до 160... 170‘С растительным
маслом. Длительность процесса обжаривания 2...2,5 мин Обжаренные пирожки
охлаждают на воздухе до температуры не выше 25...30 "С. После охлаждения их
фасуют в лотки вместимостью не более 100 штук.
Хранят пирожки при температуре не выше 8‘С не более 24 ч с момента изго-
товления.
7.2.5. Производство кулинарных изделий из икры рыбы, рыбных
масел и пастообразных изделий
Производство кулинарных изделий из икры рыб
Прн производстве икры миитая в виде продукции типа икры «Закусочной»
или «Деликатесной» ее размораживают на воздухе при температуре не выше 15 °C.
Размороженные ястыки пробивают через грохотку, получая зерно. Охлажденную
икру и икру-сырец в ястыках после мойки также подвергают пробивке. Икорную
продукцию можно готовить и из соленой пробойной икры минтая с содержанием
соли не более 6 %. Кроме этого в промышленности выпускают следующую икор-
ную продукцию из икры минтая: икра •Провансаль», «Любительская», «Бутерб-
родная с чесноком», «Бутербродная с перцем» и др.
Основным сырьем для приготовления этой продукции является соленая
пробойная икра минтая, а вспомогательными материалами — масло расти-
тельное и сливочное, сахар, лук, чеснок, перец, уксусная кислота и другие
компоненты.
При изготовлении деликатесных видов икорной продукции все вспомогатель-
ные материалы сначала перемешивают в фаршемешалке до получения однород-
ной массы, а затем к этой смеси добавляют пробойную соленую икру минтая и
повторяют процесс для равномерного распределения всех компонентов.
Полученные деликатесные икорные продукты фасуют в мелкую потребитель-
скую тару из полимерных материалов вместимостью не более 100 г Хранят про-
дукцию при температуре О...6*С не более 72 ч.
597
Главе 7. Кулинарная продукция
Для приготовления икорных запеканок используют икру-сырец, охлажден-
ную и мороженую, полученную прн разделывании частиковых, морских и океа-
нических рыб. Эту продукцию можно вырабатывать и из перезрелой икры. Вспо-
могательными материалами при выпуске такой кулинарной продукции являются
масло растительное, пшеничная мука, сахар, томат-паста, овоши, пряности Под-
готовку овощей проводят обычным способом.
«Запеканку икорную» готовят по следующей рецептуре (в кг на 100кг готовой
продукции): икра частиковая пробойная — 106,3; масло растительное — 2,44; томат-
паста 30%-нал — 4 35; мука пшеничная — 2,5; соль поваренная — 2,5; перец горький
молотый — 0,0065; вода — 6,4; сахар — 1,26, кислота уксусная 7%-ная — 2,5.
Для приготовления запеканки пробойную икру частиковых рыб смешивают с
поваренной солью, а все другие компоненты перемешивают отдельно. Потом к
икре добавляют смешанные вспомогательные материалы и все дополнительно
измельчают на аппарате тонкого измельчения. Тонко растертую массу фасуют в
металлические формы, смазанные растительным маслом, толщиной не более
5...6см и направляют на запекание в духовой шкаф при температуре 160...170 *С.
Температура внутри продукта по окончании процесса запекания должна быть
80...85’С. Икорную запеканку охлаждают, вынимают из формы, порциоиируют
кусками и фасуют в полимерную тару или в пакеты из полимерной пленки вмес-
тимостью не более 1 кг.
Хранят икорную запеканку при температуре О...6*С не более 48 ч. Технология
икорно-томатной и икорно-овощной запеканок аналогична технологии икорной
запеканки. Режимы и сроки хранения те же.
Кроме икорных запеканок выпускают «Икра обжаренная в соусах», «Икорные
палочки в кляре» и «Хлеб икорный».
Производство кулинарных изделий из рыбных масел
Рыбное масло является продуктом высокой пищевой ценности, богатое пол-
ноценным животным белком, макро- и микроэлементами. Используют его для
приготовления бутербродов.
Основными компонентами рыбного масла являются соленая рыба, сливочное
масло икра рыб соленая пробойная или мороженая, мороженое мясо мелкой ан-
тарктической креветки, пряности, соль и др.
Для приготовления рыбного масла используют такие виды рыб. как сельдь,
скумбрия, сардина (иваси, сардинелла, сардинопс), лососевые (обычно нишевые
отходы от разделывания) с содержанием соли не более 6 %.
Разделанную на тушку рыбу промывают слабым солевым раствором (плотно-
стью 1,05 г/см3), оставляют для стекания на 15. .20 мин, затем пропускают через
неопресс для отделения мяса от костей и кожи и его грубого измельчения. Варе-
но-мороженое мясо антарктической креветки размораживают на воздухе в поли-
мерной упаковке до температуры -КС. Сливочное масло зачищают и разрезают
на куски по 1...2кг. Соль используют только сорта «Экстра».
Для приготовления икорного и икорно-креветочного масла используют соле-
ную пробойную или ястычную мороженую икру минтая, трески, хека и частико-
598
7.2. Технология производство основных продуктов кулинарии
вых рыб. Икру ястычную мороженую предварительно размораживают на воздухе
и пробивают, получая зерно.
Наиболее распространенной рецептурой приготовления масла из океаниче-
ских рыб (в кг на 100 кг готовой продукции) является следующая: измельченное
мясо соленой рыбы (сельди, скумбрии, иваси и др.) — 44,5; масло сливочное
55; горчица столовая — 3,0.
Рецептура и корн о-креветочного масла «Новинка» включает (в кг на 100 кг го-
товой продукции) следующие компоненты: масло сливочное — 65,6; икру минтая
пробойную соленую — 22,1; варе но-мороженое мясо креветки — 22,8.
Для производства масла из океанических рыб используют куттеры или агрега-
ты для тонкого измельчения мяса. Измельченное на неопрессе или волчке мясо
соленой рыбы протирают иа куттере, затем добавляют сливочное масло и столо-
вую горчицу и все тщательно перемешивают и протирают повторно Иногда
смесь дополнительно обрабатывают на крсмосбивальной машине до получения
пышной однородной массы.
При изготовлении икорного масла сначала измельчают и растирают в куттере
сливочное масло, затем к нему добавляют пробойную икру минтая или других
рыб и смесь перемешивают до получения однородной зернистой массы. Продол-
жительность кутгерования отдельных компонентов и смеси зависит от ряда фак-
торов, в том числе от степени предварительного измельчения компонентов, ка-
чества икры, степени ее зрелости и т. д. В среднем около 5...7 мин.
Фасование рыбных, икорных, и корне креветочных и креветочных масел про-
изводят на фасовочно-упаковочных линиях в формочки из полистирола вмести-
мостью 50... 100 г или в тубы, пакеты из фольги и другую тару. Хранение этой про-
дукции осуществляется при температуре О...8*С. Масло из океанических рыб хра-
нят не более 36ч с момента окончания технологического процесса. Икорное и
икорно-креветочное масло хранят при этой температуре не более 72 ч.
Производство пастообразных рыбных издетий
Сырьем для производства рубленой рыбы является соленая и холодного коп-
чения рыба с содержанием соли не более 1% и вспомогательные материалы, та-
кие как масло сливочное н растительное, лук, яйца, хлеб пшеничный, кислота ук-
сусная, перец черный молотый и др.
Для производства рубленой рыбы обычно используют сельдь, скумбрию и
сардину 1 сорта или отнесенную ко 2 сорту из-за механических повреждений.
При содержании соли свыше 7% рыбу отмачивают, затем направляют на разделы-
вание. Разделанную рыбу (обеешкуренное филе или тушка) пропускают через иеоп-
ресс для отделения кожи и костей н грубого измельчения мяса. Затем ее пропускают
через волчок с диаметром отверстий решетки не более 2 мм для получения тонко рас-
тертого мяса. Остальные компоненты вводят согласно рецептуре (табл. 7.9).
При приготовлении рубленой рыбы тонко растертый фарш из соленой или из
копченой рыбы вносят в фаршемешалку, добавляя туда измельченный лук, пред-
варительно замоченный и отжатый пшеничный хлеб, измельченные яйца, тща-
тельно перемешивают К полученной смеси добавляют масло, уксусную кислоту
599
Гнева 7. Кулинарная продукция
Таблица 7.9 Рецептура приготовления рубленой рыбы
(в кг на 100 кг готовой продукции}
I Рецептура
Компонент I----------------1----
Фарш рыбный (соленый, копченый) 61.0 31,0
Лук репчатый измельченный 15,0 17,8
Масло сливочное 2,0 4,6
Масло растительное 4,0 5.2
Хлеб пшеничный 16,0 19,5
Яйца вареные 4.0 4,7
Кислота уксусная 80%-ная 0,06 0,06
Яблоки измельченные — 19.0
Пере! черный молотый — 0.02
и остальные компоненты, повторно перемешивают в течение 8...10 мин до полу-
чения однородной тонко растертой массы.
Фасование и упаковывание рыбы рубленой осуществляют фасовочно-упако-
вочными автоматами в мелкую полимерную тару вместимостью 50... 100 г. Хранят
рыбу рубленную при температуре О...6‘С не более 24 ч с момента окончания тех-
нологического процесса
Для приготовления рыбных паст основным сырьем служат соленая сельдь и сар-
дина иваси. Технология рыбных паст включает ряд операций: отмочку соленой рыбы
с повышенным содержанием соли, разделывание на обеешкуренное филе, промыва-
ние филе в 3 %-ном солевом растворе и измельчение промытого филе на волчке.
Измельченное мясо соленой рыбы с содержанием поваренной соли не более
4 % загружают в куттер или агрегат для тонкого измельчения и добавляют осталь-
ные компоненты, тщательно перемешивают и измельчают в течение 6...8 мин до
получения гомогенной тонко растертой пасты.
Фасуют рыбные и креветочные пасты в полимерную тару вместимостью 50,
75, 100 г. Хранят рыбные и креветочные пасты при температуре 0...8’С в течение
72ч с момента окончания технологического процесса.
7.2.6. Производство кулинарных изделий из нерыбного
водного сырья
Ценным сырьем для приготовления кулинарных изделий являются многие
виды беспозвоночных. В последние годы постоянно расширяется ассортимент
кулинарии, произведенной из головоногих и двустворчатых моллюсков, а также
из ракообразных.
При производстве кулинарной продукции из кальмара, одной из обязатель-
ных операций является обеешкуривание кальмара, осуществляемое обычно пу-
тем его тепловой обработки. С целью уменьшения потерн массы при обеешкури-
600
7.3. Современные и перспективные направлении производство кулинарной продукции
ван ни применяют мягкие режимы тепловой обработки с использованием фер-
ментативных препаратов, облегчающих отделение кожицы от тела.
Из способов кулинарной обработки кальмара применяют чаще всего варку в
воде, варку иа паре, тушение и, несколько реже обжаривание.
Из фарша кальмара предлагается, например, следующий ассортимент продук-
ции. огурцы, фаршированные кальмаром; купаты из кальмара; бутербродная мас-
са из щупалец кальмара; паштет по-приморски из щупалец кальмара; колбаски из
щупалец кальмара; макаронные изделия со щупальцами кальмара, колбаса из
кальмара; рулет из кальмара.
Весьма широк ассортимент вторых замороженных блюд и полуфабрикатов из
кальмара: кальмар в соусе из черных бобов; панированные кольца кальмара;
кальмар фаршированный мидиями: кальмар с рисом; залеченный фарширован-
ный кальмар; маринованный кальмар.
Для приготовления кулинарных изделий используют такие двустворчатые
моллюски, как устрицы, мидии, морской гребешок и др Устриц выпускают в со-
леном и пастообразном виде.
В Японии разработан способ приготовления кулинарного продукта «Мясо
морского гребешка с пряностями .
Специалистами сАзчеррыбы» разработано несколько технологий приготовле-
ния кулинарных продуктов из мидий, например: мидии в сметанном соусе; суп из
мидий с приправой «карри»; салат из мидий; мидии в горячем соусе: мидии туше-
ные; мидии панированные; мидии с сыром и вермишелью.
Технологические исследования показали целесообразность использования в
кулинарном производстве кукумарии. трепанга. Рекомендуется вырабатывать с
добавлением кукумарии следующую продукцию: рулет «Загадка», омлет с кукума-
рией, голубцы с кукумэрией, зразы «Бодрость», рагу из кукумарии. кукумэрию
тушеную с курицей, соляика сборная.
Ассортимент кулинарных изделий из морской капусты очень разнообразен.
Он включает много видов салатов, например «Московский», «Сахалинский»,
•Витаминный»; несколько видов икры, таких как «Икра из морской капусты»,
«Дары моря», а также сладкие изделия из морской капусты: джем «Здоровье», ва-
ренье брусничное или клюквенное с морской капустой.
7.3. СОВРЕМЕННЫЕ И ПЕРСПЕКТИВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ
ПРОИЗВОДСТВА КУЛИНАРНОЙ ПРОДУКЦИИ
7.3.1. Технология приготовления структурированных белковых
продуктов
Одно из направлений приготовления новых белковых продуктов — получение
структурированных белковых концентратов из гидробионтов: рыбы, криля и дру-
гого сырья. Это направление получило развитие в работах отечественных и зару-
бежных исследователей.
601
Глава 7. Кулинарная продукция
Японскими исследователями была предложена технология получения струк-
турированного белкового продукта, получившего название «Марнибиф», или
морская говядина. При производстве этого продукта в качестве сырья могут быть
использованы океанические виды рыб, такие как минтай, ставрида, сардина, ан-
чоусы, путассу, скумбрия и др. «Маринбиф» не содержит токсических вешеств.
так как при его изготовлении используется только пишевая сода, этиловый спирт
и поваренная соль.
Технология приготоаления маринбифа зависит от вида сырья и содержания в
нем жира. При производстве этого продукта из рыб семейства тресковых, отлича-
юшихся низким содержанием жира, их филетируют, промывают филе водой и
пропускают через мясокостный сепаратор Фарш промывают водой, которую да-
лее отделяют прессованием или цетрифугированием. В обезвоженный фарш до-
бавляют пишевую соду до достижения pH смеси 7.4...7,8. После этого добавляют
соль в количестве 1,..2% от массы рыбы и смесь перемешивают до образования
вязкой массы, которую затем экструдируют в охлажденный (5...10’С) этанол. Со-
отношение мяса рыбы и этанола 1: 3. После 15 мии обработки в этаноле мясо ры-
бы отделяют прессованием от спирта и повторно экструдируют в виде кусочков
размером 3x3x1 мм в охлажденный этанол. Продолжительность второй обработ-
ки и соотношение этанола и мяса как и в первом случае. После обработки этано-
лом, мясо рыбы отделяют от мисцеллы и направляют на сушку, которую проводят
при температуре воздуха 30...45 ‘С до остаточного содержания 8... 10%. Этанол ре-
генерируют и повторно используют для обработки следующих партий рыбного
фарша
При использовании мелкого рыбного сырья с высоким содержанием жира
(сардина, анчоус и др.) его обрабатывают несколько иначе Рыбу сначала пропус-
кают через моечную машину, затем режут на куски, которые снова промывают в
моечной машине При мойке кусочков рыбы частично удаляется кожа, темная
пленка, жнр, внутренности. Промытые кусочки рыбы далее обезвоживают и на-
правляют в мясо-костный сепаратор для отделения мяса от костного остатка.
Рыбный фарш промывают в0,4%-ном растворе лишевой соды, обезвоживают
и снова промывают водой. Далее, как и при выработке маринбифа из тошего сы-
рья, к фаршу добавляют при перемешивании пищевую соду до pH 7,4...7,8 и соль,
дважды экструдируют образующуюся массу в этанол температурой 5...10'С. Пос-
ле этого мясо рыбы освобождают от этанола и дважды обрабатывают этанолом,
нагретым до 70...75 °C. Этанол затем отделяют от мяса рыбы центрифугированием
и направляют на регенерацию, а мясо рыбы на сушку. Содержание липидов в су-
хом продукте не превышает 0,3%.
При изготовлении маринбифа особенно тшательио контролируют дозировку
соли и pH мяса рыбы. Добавление поваренной соли в количестве 1...2% способ-
ствует получению продукта, который по своей структуре наиболее приближается
к мясу наземных животных, увеличение дозировки соли приводит к получению
продукта с более жесткой консистенцией. На гидратационную способность ма-
ринбифа заметно влияет величина pH мяса рыбы. При pH мяса 6.8 коэффициент
регидратации маринбифа составляет 2,4, а прн pH 7,8 этот коэффициент увели-
чивается до своего оптимального значения, равного 3,5. Дальнейшее увеличение
602
7 3 Современные и перспежгиамые направления производства кулинарном продукции
pH до 8,0 хотя и способствует росту коэффициента гидратации до 4,0, но делает
маринбиф неприемлемым по тесту щелочности,
В последние годы была усовершенствована технология приготовления марии-
бнфа из тощей и жирной рыбы путем введения операции бланширования рыбно-
го фарша, Рыбный фарш из тошего сырья бланшируют водой, затем обезвожива-
ют и обрабатывают, как было описано. Фарш из жирного сырья после бланширо
вания водой и обезвоживания подвергают бланшированию щелочным раствором.
После обезвоживания его перемешивают с солью и пишевой содой и подвергают
тем же операциям, которые были рассмотрены ранее.
Продукт, получаемый по этой технологии, содержит (в %): белка 68...92, влаги
6,3„.7,6, минеральных вешеств 2...4,4, жира следы. Содержание незаменимых
аминокислот в маринбифе (в % на сухое вещество) в среднем составляет: трипто-
фана 1,2, треонииа 4,19, изолейцина 3,7, лейцина 7,35, метионина 3,04, фенил-
аланина 3,14. валииа 4,12.
Приведенные данные свидетельствуют о том, что по составу незаменимых
аминокислот и их содержанию маринбиф фактически не отличается от свежего
мяса рыбы, нз которого он приготовлен. По соотношению незаменимых амино-
кислот образцы маринбифа из сардины и минтая превосходят говядину, в кото-
рой содержание незаменимых аминокислот составляет 43,9% от общего количе-
ства. а в маринбифе из сардины и минтая соответственно 45,1 и 47,5%.
Маринбиф перед направлением его для приготовления подвергают регидрата-
пии в течение 40 мин. Маринбиф, вследствие отсутствия у него специфических
рыбных вкуса, запаха, может быть успешно использован в смеси с мясом живот-
ных и без него для приготовления таких продуктов, как колбасы, ветчина, сосис-
ки, котлеты, пицца и многих других.
7.3.2. Технология производства сурими
Одним из основных направлений производства формованной продукции во
многих странах призвано фаршевое, основанное иа использовании для этой цели
фарша сурими — традиционного японского продукта. В Японии в настояшее вре-
мя из сурн мн изготовляют продукцию 600 наименований помимо разных камабо-
ко разнообразные аналоговые продукты от аналогов грибов до аналогов ветчины.
Постепенно аналоговая продукция из сурими завоевала признание во многих
странах (США, Великобритании, Канале, Дании, Новой Зеландии ндр.). Спрос
на формованную продукцию из сурими непрерывно растет. Производство сурими
в последние годы успешно развивается во многих странах, как правило, из сырья,
недостаточно используемого в пишевых целях.
Столь широкий интерес, проявляемый во всем мире к производству сурими,
объясняется его уникальными функциональными свойствами. Сурими представ-
ляет собой фарш с высокой концентрацией миофибриллярных белков мышечной
ткани рыб. При перемешивании сурими с поваренной солью солерастворимые
белки группы мизина выделяются в виде золя, обладающего более высокими ад-
гезионными свойствами, чем другие применяемые адгезивные добавки белковой
603
Глава 7. Кулинарная продукция
природы. Поэтом^' для получения структурированных продуктов с достаточной
степенью связанности сурими требуется гораздо меньше других используемых в
настоящее время связующих добавок, получаемых из мяса наземных животных.
При застывании золь переходит в гель, обладающий прочной сетчатой структу-
рой. Отличительной особенностью миофибриллярных белков рыб по сравнению
с мясом наземных животных и птиц является их более низкая теплоустойчивость,
вследствие чего гели, полученные из белков рыб, застывают при более низкой
температуре. Эта особенность позволяет создавать при помоши сурнми разнооб-
разные мясные н рыбные реструктурированные продукты без применения тепло-
вой обработки.
Таким образом, сурнми может быть использован как в качестве связующего
элемента, так н в качестве основного материала при производстве формованной
и структурированной продукции.
Современная технология производства сурими
разработана в Японии (пример технологической схе-
мы приведен на рис. 7.30), но в последнее время в ряде
стран проведены большие работы по ее усовершенс-
твованию, особенно для береговых предприятий.
Большинство видов рыб рекомендуется направ-
лять на обработку после разрешения посмертного
окоченения. Самые лучшие результаты обычно полу-
чают прн обработке рыбы в течение 1...2 дней после
вылова при хранении ее в охлажденном виде. Можно
получить сурнми хорошего качества из рыбы, хранив-
шейся до четырех дней при температуре около 0°С.
Способ разделки рыбы перед направлением на
мясокостный сепаратор оказывает большое влияние
на выход и качество сурими. В том случае, если рыбу
обезглавливают и потрошат, ио ие филетируют, вы-
ход фарша существенно повышается, но качество су-
рими резко ухудшается по сравнению с сурими, по-
лученными из филе: оно имеет низкую гслеобразую-
шую способность, темную окраску и требует дополнительной промывки.
Фарш из филе получают на мясокостном сепараторе с диаметром отверстий
барабана З...4мм.
Очень важная операция при производстве сурими — промывка. Задачей про-
мывки является удаление из фарша большей части саркоплазматических белков
Присутствие этих белков ухудшает функциональные свойства сурими, кроме то-
го, в них находятся гем о-содержащие соединения, которые вызывают изменения
цвета фарша и катализируют окисление липидов при хранении. При промывке
удаляются также ферменты, связанные с саркоплазматическими белками, напри-
мер, ТМА-оксидаза, под действием которой происходит разрушение ТМАО до
формальдегида, способствующего денатурации белков при хранении фарша в за
мороженном виде. При обработке жирной рыбы при промывке удаляется боль-
шая часть жира.
Прием сырья
Разделка на филе и мойка
Получение фарша иа мясокостном
сепараторе
Промывка фарша водой
Удаление примесей (сепаряровалме)
Обегвоживание (фарша)
Внесение крнспашитаых добавок
Внесение фарша, извлеченного
из промывных вод
Рис. 7.30. Структурная техноло-
гическая схема производства су-
рими
604
73. Современные и перспективные направлении производства кулинарной продукции
Режим и интенсивность промывки определяются прежде всего качеством
фарша. Более интенсивной промывки требуют крупноизмельченный фарш н
фарш, приготовленный не нз филе, а из потрошеной рыбы. При снижении све-
жести сырья также требуется более тщательная промывка. Обычно проводят трн
промывочных цикла при соотношении фарша и волы 1:3 н 1; 4. длительность
промывочного цикла не должна превышать 10 мин. При массовом производстве
сурими для ускорения и повышения качества промывки предложено использо-
вать одновременно несколько синхронно работающих моечных емкостей перио-
дического действия: в то время, как одна емкость загружается, во второй фарш
промывается, а третья разгружается. Одна из американских фирм разработала ус-
тановку для непрерывного промывания фарша и обезвоживания его методом ва-
куумного фильтрования.
Большое влияние на качество сурими оказывают температура промывочной
воды, наличие в ней минеральных солей, pH, содержание соли и др. Температу-
ра воды не должна превышать 10 *С во избежание ухудшения функциональных
свойств сурими. Для промывки рекомендуется использовать мягкую воду с ми
нимальным содержанием солей кальция, магния и железа, так как наличие их в
воде приводит к изменению структурных свойств и окраски во время хранения
сурими. Что касается pH воды, го его необходимо поддерживать иа уровне pH
тканевого сока рыбы (6,5...7,0)_ По опытным данным, потеря белковых вешеств
при промывке достигает 30%, при этом большая часть приходится на долю во-
дорастворимых белков Выход готового продукта увеличивается при выделении
(центрифугированием или фильтрованием) мелких частиц фарша из промыв-
ных вод.
Для снижения объема промывных вод предложена система рециркуляции их,
заключающаяся в повторном их использовании. При этом применяется противо-
точная схема промывки — свежая промывная вода подается только на третий
цикл промывки, после третьего она поступает на второй и затем на первый, после
первого цикла промывная вода сливается. Предложенная схема не только значи-
тельно уменьшает расход волы, но и снижает расходы на ее охлаждение.
После промывки фарш направляют на сепаратор или фильтрационную уста-
новку для окончательного удаления мелких частиц кожи, пленки, костей и чешу-
ек. Максимальный выход фарша после очистки (свыше 80%) получают при влаж-
ности его 87...90%. Оптимальным признан размер перфорации 2 мм. Полученная
масса должна быть белого цвета без запаха и вкуса.
Очищенный фарш поступает на обезвоживание, осуществляемое обычно на
шнековом прессе. Фарш обезвоживается до содержания в нем влаги 82...85%.
В обезвоженную массу вносят криозашитные вещества в количестве 5...8%. По-
лученная смесь носит название сурими. Влажность готовой продукции находится
в пределах 75...79%.
В Японии в качестве криозашитных добавок традиционно применяют сахар и
сорбитол в количестве по 4 % каждого компонента. Криозащнтное действие саха-
ра значительно усиливается в присутствии лолифосфатов. Самую большую си-
нергетическую эффективность показывает натрийтрнфосфат и натрий пирофос-
фат при внесении нх в количестве 0,15...0,3%.
605
Глава 7. Кулинарная продукция
Большое значение имееттехника перемешивания добавок с фаршем. Установ-
лено. что наиболее целесообразно для этой цели применять бесшумный куттер,
поскольку он обеспечивает более высокую степень диспергирования вносимых
добавок, чем обычная лопастная мешалка. При этом сокращается время обработ-
ки до ЗОс.
Качество сурими оценивается по японской классификационной системе, ко-
торая предусматривает определение некоторых физико-химических и реологи-
ческих свойств сурими и полученного из него геля, а также гелеобразуюшуюспо-
собность сурими Из физико-химических показателей определяют влажность
продукта, pH, вязкость, водоудерживаюшую способность (ВУС), а также наличие
загрязнений и степень белизны.
Структурообразующие свойства сурими
В основе использования сурими для приготовления формованных и структу-
рированных продуктов лежат его гелеобразуюшие и связывающие (адгезивные)
свойства. Следует отметить, что в зависимости от режимов обработки фарша и
внесения в него добавок эти свойства будут изменяться.
Сурими — это высококонцентрированный миофнбриллярный белок, состоя-
щий в основном из актомиозина. При добавлении к сурими поваренной соли при
перемешивании белок растворяется, образуя золь или пасту, обладающую адге-
зивными свойствами и застывающую далее с образованием геля. Установлено,
что концентрация соли, требуемая для образования геля, находится в пределах от
2 до 3 % от массы сурими. В промышленности в фарш добавляют в среднем 2,5 %
соли. Добавление соли уменьшает термостойкость белков сурими, поэтому гель
начинает образовываться при более низких температурах. Это особенно важно
при выборе способа сохранения качества сурими во время холодильного хране-
ния. Сурими, содержащий соль, имеет более длительный срок хранения, чем су-
рими без соли.
К замороженному или сублимированному сурими соль может быть добавлена
в виде раствора. После перемешивания образуется густая паста, которую можно
использовать в качестве связующего вещества при производстве реструктуриро-
ванных продуктов.
Большое алияние на гелеобразуюшую способность фарша оказывает длитель-
ность его растирания с поваренной солью. В процессе растирания происходит со-
любилизация актомиозина, которая достигает максимума через 15 ..20 мин после
начала процесса. В процессе перемешивания фарша с поваренной солью в кутте-
ре повышается температура смеси, что приводит к снижению гелеобразующей
способности фарша. Для регулирования температуры смеси в фарш рекомендует-
ся добавлять ледяную воду. Следует также учитывать, что максимальная темпера-
тура, которая допустима при растирании фарша без снижения его гелеобразую-
щих свойств, различна у рыб разных видов, для большинства видов рыб она не
должна превышать 10 "С.
Большое влияние на процесс гелеобразования оказывает pH фарша. Опти-
мальной является область pH от б до 7 при содержании соли в фарше 2,5 %.
606
7.3. Современные и перспективные направления производства кулинарной продукции
Свойства геля в значительной степени определяются термическим режимом
его обработки. Сурими в отлнчие от измельченной мышечной ткани наземных
животных характеризуется очень широким температурным диапазоном образова-
ния геля Уникальным свойством ласты из сурими является образование геля при
температуре около О °C. Образование геля прн низких температурах происходит
довольно медленно. С повышением температуры скорость гелеобразования воз-
растает. при этом увеличивается прочность геля.
Уникальным свойством рыбных белков, нашедшим широкое применение в
практике приготовления формованных и структурированных продуктов, являет-
ся влияние на реологические характеристики готового термообработанного геля5
предварительного выдерживания золя при температуре 40"С и ниже.
Предварительное застывание золя рыбного белка перед высокотемпературной
обработкой имеет большое практическое значение, так как способствует повы-
шению прочности и эластичности геля. При высокой температуре обработки
структура геля образуется в основном при помощи гидрофобных связей, обеспе-
чивающих получение геля повышенной прочности. При последующем охлажде-
нии в геле восстанавливаются водородные связи, что, как полагают, способствует
увеличению эластичности геля при его охлаждении.
Таким образом, структура геля и его реологические свойства в значительной
мере зависят от режима термической обработки. На практике обычно применя-
ют двухэталиый режим обработки, включая умеренную тепловую обработку иа
первом этапе и тепловую обработку до кулинарной готовности продукта во вто-
ром. Особое значение имеет первый этап обработки, обеспечивают и Я получе-
ние структурированного полуфабриката и формование из него готовой продук-
ции. В зависимости от требуемой реологической характеристики продукта ре-
жим первого этапа обработки может значительно изменяться: наличие или от-
сутствие выдерживания перед термической обработкой пасты сурими при
пониженной температуре, изменение температуры и длительность тепловой об-
работки.
Ингредиенты формованной структурированной продукции
Прн производстве из сурими продукции, имитирующей мясные и рыбные де-
ликатесные изделия, применяют различные добавки, предназначенные для со-
здания у продукта соответствующей структуры и вкусоароматических свойств.
Ниже приведены рецептуры смесей, используемых для получения наиболее рас-
пространенной аналоговой продукции, вырабатываемой из сурими.
Основными добавками, используемыми для приготовления фаршевой смеси,
направляемой на выпуск аналоговой продукции, являются крахмал и белок яйца.
Добавление крахмала вплоть до 10% (обычно около 5 %) от массы сурнми по-
вышает упругость и когезивность полученного из смеси геля и одновременно не-
сколько снижает его эластичность и прочность. Увеличение когезивности геля
при добавлении к нему крахмала объясняют тем, что крахмал обладает способ-
ностью заполнять матрицу структуры геля и удерживает воду в процессе гелеоб-
разования.
607
Главе 7. Кулинарная продукция
В отличие от крахмала сырой яичный белок препятствует образованию струк-
туры геля, поскольку содержащиеся в нем водорастворимые белки препятствуют
до некоторой степени образованию межмолекулярных связей. При термообра-
ботке функциональные свойства яичного белка изменяются, что отражается и на
реологических свойствах получаемого геля.
Таким образом, действие крахмала и яичного белка на некоторые органолеп-
тические свойства геля сурими оказывается аналогичным, а на другие — противо-
положным.
Внесение в пасту сурими крахмала или яичного белка приводит к повышению
жесткости геля, что, как полагают, является следствием увеличения содержания в
нем плотных вешеств. В то же время на такое свойство геля, как «резинистость»,
добавка крахмала или яичного белка оказывает различное действие: крахмал уси-
ливает это свойство, а яичный белок уменьшает. При добавлении обоих вешеств
получают гели сурими с промежуточными реологическими свойствами и для по-
лучения продукта с желаемой консистенцией необходимо соответствующее регу-
лирование соотношения вносимых добавок.
Реологические свойства геля сурими в значительной степени определяются
видом крахмала. Из промышленно используемых картофельный крахмал спо-
собствует получению наиболее крепкого и когезивного геля сурими. Добавление
модифицированного крахмала позволяет получать гель с более мягкой консис-
тенцией.
Большое практическое значение имеет устойчивость геля сурими при замора-
живании и оттаивании. Гели с картофельным крахмалом и крахмалом восковид-
ной кукурузы обладают низкой устойчивостью к замораживанию-оттаиванию.
Хранение их в замороженном виде способствует увеличению количества жидко-
сти, выделяющейся при оттаивании геля, что приводит к повышению жесткости
геля и его резинистости. Выделение жидкости гелем при его оттаивании может
быть объяснено протекающей при замораживании деградацией крахмала.
Существенно повышает устойчивость геля сурими к замораживанию-оттаива-
нию добавление модифицированного крахмала.
В качестве альбуминовой добавки при производстве продукции из сурими
широко используют яичный белок. Помимо него могут применяться также мо-
лочный альбумин (сывороточный белок) и изолят соевого белка, однако широко-
го использования они пока не получили. Яичный белок может быть использован
в сухом и мороженом виде, при этом в мороженом виде для иего характерны бо-
лее высокие функциональные свойства.
Добавление растительного масла изменяет текстуру геля рыбного белка следу-
ющим образом, повышает устойчивость геля к процессам оттаивания, что
предотвращает образование пористой структуры геля, подобной губке, сводит к
минимуму структурные изменения геля в процессе термической обработки, сни-
жает степень резиннстости геля.
При изготовлении формованных и структурированных продуктов из объектов
морского промысла в качестве добавок применяют также альгинаты и карбокси-
метил целлюлозу. Добавление их к сурими приводит к получению относительно
слабого и хрупкого геля. Использование карбоксиметил целлюлозы при изготов-
608
7.3. Современные и перспективные направления производства кулинарной продукции
лснии реструктурированной продукции из кусочков креветки позволяет получить
продукт, имеющий пониженную жесткость по сравнению с гелями, содержащи-
ми крахмал. Кроме того, добавка карбоксиметил целлюлозы тормозит адсорбиро-
вание жира при обжаривании продукта и повышает его устойчивость при замора-
живании и оттаивании.
Помимо рассмотренных выше ингредиентов на текстуральные свойства геля
сурими влияет влажность геля. Регулируя влажность ласты сурими, можно изме-
нять твердость и влажность готового продукта, поэтому содержание вла1и в геле
сурими следует учитывать при составлении обшей рецептуры продукции. Обыч-
но содержание влаги в готовом продукте колеблется от 72 до 78 %.
Сурими, направляемое на производство структурированной продукции, не
имеет запаха и вкуса. Поэтому для получения высококачественной продукции
большое значение имеют вещества, сообщающие ей необходимые вкусоаромати-
ческие свойства. В настоящее время в связи с ростом популярности продукции,
имитирующей деликатесную продукцию из ракообразных, получило развитие
производство соответствующих вкусоароматическмх добавок. Для ароматизации
аналоговой продукции применяют натуральные и искусственные добавки для по-
лучения натуральных ароматизаторов обычно используют бульоны, полученные
при варке рыбы или беспозвоночных, или белковую фракцию гидролизата.
В Японии для приготовления натурального крабового экстракта концентрируют
отвар, полученный при варке крабов. Состав готового крабового экстракта следу-
ющий (в %): вода 48,3, жир 1,2, минеральные вещества 16,7, углеводы 20,0. 2 %-ный
раствор экстракта имеет pH (6 ±0,5). Экстракт представляет собой липкую жид-
кость коричневого цвета, имеет вкус и запах, присущие крабовому мясу и долго ос-
тающиеся во рту. Хранить экстракт необходимо в темном месте при температуре
0... 15 "С ие более 6 мес.
Препарат искусственного ароматизатора может представлять собой смесь раз-
личных синтетически получаемых соединений, а также содержать натуральные
ароматизаторы.
Ароматизаторы и вкусовые добавки, традиционно используемые при произ-
водстве продукции из сурими, обычно содержат кроме основных вкусоаромати-
ческих вешеств усилители аромата и вкуса н их модификаторы. Так, в рецептуру
аналога крабовых ножек (палочек), кроме основных вкусоароматических доба-
вок, входит гл ютами нат натрня, нуклеотиды, натриевая соль янтарной кислоты,
мирин-сладкое рисовое внно и др. Лучшими усилителями вкусоароматических
свойств продуктов из рыбы, ракообразных и моллюсков считаются амины, ами-
нокислоты и соответствующие азотистые соединения, включая нуклеотиды. На-
иболее известным усилителем вкуса и аромата является глютаминат натрия. При
определении допустимого количества добавляемого усилителя необходимо исхо-
дить из содержания в продукте соли. Обычно рекомендуется выдерживать соот-
ношение глютамината натрия и соли 1:10.
Нуклеотиды инозинат натрия и гуанилаг нагрия применяют для усиления эф-
фекта глютамината натрия.
Янтарат натрия, применяемый обычно в количество около 0,03%, придает
продукции из сурими рыбный вкус. Мирин, наоборот, используют для того, что-
609
Глава 7 Кулинарная продукция
бы замаскировать рыбный запах. С этой же целью вносят в фарш различные спе-
ции и органические кислоты, например, аскорбиновую н уксусную в количестве
от 0,05 до 0,5 % от массы пасты сурими.
Производство продукции из сурими
В настоящее время из фарша вырабатывается разнообразная формованная и
структурированная продукция. Для ее производства применяют различные спо-
собы обработки фаршевой смссн. В зависимости от используемой технологии об-
работки получаемую продукцию можно условно разделять на следующие группы:
формованные, структурированные, сложно формованные и эмульгированные
продукты.
К формованным относятся продукты, полученные путем наполнения подго-
товленной массой специальных форм и обработки их любым способом, позволя-
ющим закрепить приданную продукту форму. Прн производстве формованных
продуктов применяют следующие способы их приготовления: замораживание
фаршевой смеси и фарша в смеси с филе мелких рыб в виде блоков с последую-
щей резкой последних на рыбные палочки или рыбные порции; формирование
под высоким давлением в виде рыбных порций филе мелкоразмерных рыб и сме-
си фарша с кусками рыбы; экструзия подготовленной смеси с последующим за-
креплением формы продукта. Применяют также определенные сочетания разных
способов обработки. При производстве формованных блоков из филе мелких ви-
дов рыб и фарша содержание фарша не должно превышать 20%; увеличение со-
держания его в блоке выше оптимального, например до 30 %, способствует значи-
тельному ухудшению качества продукции.
При производстве составного филе небольшие филейчики или куски рыбы
подпрессовывают вместе и получают филе большего размера, пользующееся
спросом у потребителя. Обычно для получения филе, не разрушающегося в про-
цессе хранения при температуре охлаждения, применяют адгезивы и, в частнос-
ти, пасту сурими.
При изготовлении из фарша рыбных порций используют формы в виде гео-
метрических фигур, филе, рыбок и др. Внесение в фарш полифосфатов и альги-
натов позволяет получать рыбные порции с более нежной консистенцией.
Ламинированные блоки также приготовляют из фарша, содержащего альги-
наты. Листы этого фарша после застывания укладывают слоем один на другой для
получения блока. После кулинарной обработки порции ламинированного филе
по текстуре ближе к натуральной рыбной мышечной ткани, чем рыбные порции,
приготовленные из других рыбных блоков.
Структурирующее замораживание используется в технологической схеме по-
лучения аналога ветчины (США). Сырьем для нее служит фарш минтая и кусочки
тунца в соотношении 80; 20 или фарш минтая и соевое масло — 70:30. В рецепту-
ре фаршевой смеси содержатся также картофельный крахмал и яичный белок,
вкусовые и ароматизирующие добавки, в том числе коптильная жидкость, вода,
сорбиновая кислота и другие добавки. Полученную смесь набивают в целлофано-
вую оболочку и замораживают в течение 24 ч при -13 ’С. Затем полуфабрикат от-
610
7.3. Современные и перспективные направления производства кулинарной продукции
варивают, охлаждают, коптят при 75 *С, нарезают на ломтики, упаковывают в па-
кеты и пастеризуют при 90 "С в течение 20мин.
При изготовлении закусочного продукта из рыбного фарша и сыра для фор-
мирования готового продукта применяют прессование при высокой температуре.
Рыбный фарш смешивают с добавками (крахмал, яичный белок, соль, глютами-
нат натрия, сладкое сакэ). Раскатывают слоем толщиной 1...5мм; нагревают до
80...85'С. нарезают на пластинки заданных размеров и подсушивают до содержа-
ния влаги 17...22%. Между пластинками фарша помешают пластинки сыра тол-
щиной З...5мм и полученные сандвичи нагревают при температуре около 90’С с
лодпрессовкой до тех пор. пока не расплавятся поверхностные слои сыра. После
охлаждения продукт герметично упаковывают в лоточки, которые содержат ад-
сорбент кислорода.
Большой интерес представляет получение формованной продукции, имити-
рующей ценные деликатесные продукты из ракообразных и моллюсков. Для по-
лучения аналога мяса ракообразных предложено использовать мясо криля. Смесь
для получения аналога мяса ракообразных содержит от 20 до 45 % рыбного фар-
ша, от 15 до 45 % мяса криля и до 30% волокон, улучшающих структуру продукта
(обычно используют волокна соевого белка). Кроме того, в смесь вносят ледяную
воду до 15 %, крахмал около 10,5% и ароматизирующие вещества (около 1,5%).
Крахмал вводят в виде смеси крахмалов — растворимого в холодной и раствори-
мого в горячей воде, такая комбинация способствует удержанию влаги в пищевом
продукте как до кулинарной обработки, так и после нее. В смесь добавляют также
соль, сахар, эмульгатор, масло, пшеничную муку, глютаминат натрия, краситель
и зимонную кислоту. Все компоненты смеси тщательно перемешивают, получен-
ную массу направляют на формование и последующее замораживание.
Полученный продукт можно обжарить на сковороде или в гриле. По сравне-
нию с мясным бифштексом, бифштекс из формованного мяса характеризуется
более высоким содержанием белка (24,1 % против 16 %) и значительно более низ-
ким содержанием жира (1,0 и 24%). Следовательно, этот формованный продукт
можно считать диетическим.
Наибольшее распространение в практике мировой рыбообрабатывающей
промышленности получила аналоговая продукция типа сложноформованной и
структурированной. Технологические схемы приготовления этих видов продук-
ции практически совпадают вплоть до этапа соединения полученных волокон
(полос) в пучки. Затем при изготовлении сложноформованной продукции волок
на смешивают с пастой, и полученную смесь формуют любым способом. Приго-
товление структурированной продукции включает операции по формированию
волокон в жгут, завертывание его в оболочку и разрезанию прямым или косым
срезом.
Для приготовления аналоговых продуктов используются волокна, приготовлен-
ные из пасты сурими. Волокна могут быть получены путем резки замороженного
геля. Например, при изготовлении продукта, имитирующего продукт из мяса кре-
ветки. сначала приготовляют пасту сурими, для чего смешивают следушие компо-
ненты (в частях)’ фарш минтая 100, лед 30, соль 2,6, крахмал 3, глютаминат натрия
1, Гитин 0,4, аланин 0,2, сладкое сакэ 2 и креветочный экстракт 5. Приготовлений
611
Глава 7. Кулинарная продукция
из части пасты гель замораживают при -30 *С, затем его режут на волокна толщи-
ной 0,3 мм. Оставшуюся пасту и волокна смешивают в соотношении 1:1, формуют
полученную смесь в виде шеек креветок и отваривают их на пару
При других способах получения продукции, имитирующей продукцию из мя-
са ракообразных, волокна нарезаются из предварительно сформованных блоков.
Однако в отличие от предыдущего способа, закрепление формованного блока
проводят путем нагревания. Дтя приготовления пасты к сурими добавляют пред-
варительно -.желатинизированный' крахмал в количестве от 0,05 до 25% (пред-
почтительно З...Ю%), ароматизатор, сахар в количестве 0,5... 15% к массе пасты
(желательно 3...10%), органические кислоты (аскорбиновую, уксусную, а также
янтарную и глутаминовую) в количестве 0,005—2% (желательно 0,05—0,5%),
кроме того, в фарш вводят яичный белок до 10 % от массы пасты (предпочтитель-
но от 1 до 5 %). К сурими может быть также добавлено измельченное мясо кревет-
ки до 50 % обшей массы, оптимальной считается добавка на уровне 5—20% мяса.
После тщательного перемешивания пасту выдерживают при температуре от -5 до
15’С в течение от 0,25 до 20ч, оптимальным является выдерживание при темпе-
ратуре от 0 до 10*С в течение от 1 до 10ч. Затем пасту нагревают в течение
0,5...30 мин при температуре от 30 до 70 *С, предпочтительным является нагрева-
ние при температуре от 40 до 60'С в течение от 3 до 20 мин. После первой стадии
тепловой обработки пасту подвергают второй стадии обработки при 90...100’С в
течение 0,5... 10 мин.
После тепловой обработки пасту разрезают на волокна диаметром от 0,5 до
5 мм, оптимально от 1 до Змм. Полученные волокна смешивают со связующим
веществом, в качестве которого используют молочный казеин, яичный альбумин,
альгинаты и др. Лучшим связующим веществом является паста сурими. В зависи-
мости от желаемой консистенции готового продукта количество добавляемой
пасты меняется: для более твердой консистенции пасту добавляют в количестве
от 40 до 70% от массы готового продукта, а для более мягкой — 10...30%. Затем
смесь формуют и подвергают последующей тепловой обработке в течение от 0,5
до 10 мин до достижения внутри продукта температуры 65'С.
В США запатентован способ приготовления аналогов шеек креветки и крабо-
вого мяса путем экструзии водного раствора белкового нзолята или белкового
концентрата и альгината натрия, калия или аммония. Предпочтителен раствор
следующего состава (в %): вода 92,5—99,0, белок 4,0...6,0 и альгинат 0,5—1,5. Экс-
трудированные волокна последовательно выдерживают в двух емкостях, содер-
жащих растворы веществ, в состав которых входят двух- и трехвалентные катио-
ны (кальций, алюминий или железо). В первой емкости волокна находятся
1.. 10 мин, во второй — 14...40 мин. Температура растворов изменяется в широких
пределах от 25 до 90*С. В процессе выдерживания волокон в емкостях происхо-
дит замена в альгинате одновалентного иона натрия двух- или трехвалентными
ионамн, в результате чего альгинат становится нерастворимым н волокна затвер-
девают. Для придания волокнам необходимой консистенции их поочередно замо-
раживают н размораживают. Волокна режут на куски длиной З...5см, смешивают
их с 1...5%-ным раствором альгината натрия при соотношении 0,5...5:1 н поме-
шают в форму при температуре 20...30*С. В волокнах находятся в количестве
612
7.3 Современные и перспективные напраеленмл производства кулинарной продукции
0.1. .0,4% к массе волокон непрореагировавшие с альгинатом двух- и трехвалент-
ные катионы. При формовании эти катионы замешают в альгинате одновалент-
ные. в результате чего альгинат становится нерастворимым и прочно связывает
волокна При формовании аналога крабового мяса из тонких волокон смешива-
ние с раствором альгината не является обязательным. Полученные брикеты воло-
кон. покрытые альгинатной пленкой, замораживали и хранили при -20‘С. После
оттаивания продукт имел консистенцию, аналогичную консистенции шеек кре-
веток.
Анализ современного состояния производства формованной и структуриро-
ванной продукции показывает, что во всем мире она получает все большее рас-
пространение.
7.3.3. Производство вторых замороженных рыбных блюд
Одним из прогрессивных направлений современного рыбокулинарного про-
изводства является приготовление быстрозамороженных, готовых к употребле-
нию блюд, которое получило широкое развитие в США, Англии, Германии и дру-
гих странах
Выпуск этой продукции открывает большие возможности для снабжения на-
селения рыбными продуктами высокой степени готовности, как для домашнего
потребления, так и для снабжения предприятий обшественного питания различ-
ных гипса
Расширение этого производства при одновременном создании непрерывной
низкохолодильной цепочки способствует снижению затрат труда и времени на
приготоаление пиши, повышению производительности труда и сокращению
производственных площадей предприятий общественного питания развитию
экспресс-питан и я на транспорте.
Разновидностью быстрозамороженных продуктов являются палочки (бургеры,
котлеты) рыбные. Рыбные палочки являются удобным и рациональным продук-
том питания. Для их приготовления используют блоки мороженого сбесшкурен
него филе трески и пищевого рыбного фарша размером 800х 250x60мм, а также
муку пшеничную, яичный порошок или яйца, сахар, поваренную соль, крахмал и
другие вспомогательные материалы.
Блоки мороженого рыбного филе и фарша температурой в толще блока не вы-
ше —15*С зачишают с поверхности от остатков упаковочного материала и на-
правляют на распиловку
Мороженые блоки с помощью дисковых и ленточных пил распиливают снача-
ла на крупные куски, затем на пластины, а пластины нарезают на палочки-заго-
товки. размеры которых находятся в пределах (мм): длина 81...85. ширина 26...30.
толщина 10... 14. Расход филе трески составляет 88 кг на 100кг готовой продук-
ции. Палочки-заготовки подаются на ленту конвейера, которая транспортирует
их к устройству для покрытия их жилкой панировкой или льезоном.
Рецептура приготовления льезона (в кг на 100 кг готовой продукции) включает
следующие компоненты: пшеничную муку 1 сорта — 3,24; молоко сухое обезжи-
613
Глава 7. Кулинарная продукция
ренное — 0,69; сахар — 0,15; поваренную соль — 0,7В; крахмал — 0,3; углекислый
аммоний — 0,003; соду пишевую — 0,036; воду — 10,02.
Для приготовления льезона все сухие компоненты, входящие в смесь, просеива-
ют, взвешивают и загружают в барабан смесителя илн дежу. Все компоненты тща-
тельно перемешивают до получения однородной компактной сухой смеси, в кото-
рую затем постепенно добавляют теплую воду температурой ЗО...4О°С. После полу-
чения жидкого теста однородной консистенции льезон переливают в специальный
резервуар, откуда он с помощью насоса подается в трубопровод, размещенный нал
конвейерной лентой, по которой движутся рыбные палочки-заготовки.
Льезон стекает из трубопровода непрерывным потоком в виде завесы, образу-
ющей на ленте небольшой слой, который, попадая на рыбные палочки, обвола-
кивает их. Далее палочки направляются по конвейеру для панирования их из-
мельченными сухарями. Панировочные сухари поступают из специального уст-
ройства таким образом, что слой панировки плотно прижимается к слою льезона
с помощью прижимного устройства. Излишек панировочных сухарей удаляется с
палочек за счет вибрации их на ленте и с помощью вентиляции. Расход паниро-
вочных сухарей 12,5 кг на 100 кг готовой продукции.
После панирования рыбные палочки могут быть сразу же направлены на за-
мораживание или сначала обжарены в растительном масле, а после охлаждения
заморожены.
Обжаривают рыбные латочки в растительном масле, нагретом до температуры
175...185'С в течение 20...60с. Расход растительного масла 12,8 кг на 100 кг готовой
продукции. После обжаривания их по конвейеру направляют в скороморозильную
установку, процесс замораживания осуществляют при температуре —25...—40ЭС в
течение 20...40 мин до достижения внутри палочек температуры -13...—18'С. Замо-
роженные палочки фасуют в коробки из парафинированного картона массой нетто
0,5 кг или в полимерные или картонные яшики, выстланные внутри пергаментом
или целлофаном, вместимостью 5 и 10кг.
Хранят рыбные палочки при температуре не выше -18 ’С не более 2 мес с мо-
мента изготовления, а при температуре от Одо —2*С не более Зсут.
Для приготовления пельменей рыбных мороженых используют охлажденную и
мороженую рыбу всех семейств (кроме сельдевых и осетровых), а также мороже-
ный рыбный фарш, мороженого кальмара, варе но-мороженых мидий, белковую
массу из кильки или других рыб.
При применении мороженого сырья рыбу предварительно размораживают в
воде температурой не выше 20 °C при соотношении рыбы н воды 1:2. Разморажи-
вание прекращают при достижении в толше мяса температуры -1 °C Кальмаров
размораживают на воздухе при температуре не выше 1 *С, мидий — 0*С, рыбный
фарш — 3 *С.
По окончании размораживания рыбу промывают в воде, разделывают на филе
с удалением реберных костей и черной пленки, а затем измельчают на неопрессе.
Кальмары, мидии и другое сырье после размораживания также подвергают
разделыванию, а блоки фарша рыбного разрезают на куски.
Свежие репчатый лук и чеснок очищают, моют. Можно использовать и сухой
лук, который предварительно заливают горячей водой и выдерживают для набу-
614
7.3- Современны» и перспективные направления производства кулинарной продукции
хания 40...60 мин при соотношении лука и воды 1 :2. Далее подготовленные лук и
чеснок измельчают на волчке с диаметром 2...3мм.
Составление фарша для начинки пельменей производят в фаршемешалке или
аппарате СУБ-2; сначала загружают измельченные на волчке, а затем в агрегате
К6-АТИМ-2 рыбу, морепродукты, потом вводят все остальные компоненты, пре-
дусмотренные рецептурой, и массу тщательно перемешивают.
В зависимости от консистенции получаемого фарша в него добавляют охлаж-
денные до 0...5 'С рыбный бульон или воду в количестве 10... 15 % массы фарша.
При необходимости вода может быть заменена мелкодробленным пишевым
льдом. Поваренную соль в фарш дтя начинки рекомендуется вводить в раство-
ренном и профильтрованном виде.
Для приготовления теста предварительно просеянную муку смешивают с во
дой, подогретой до температуры 32...35 ’С, и другими компонентами согласно ре-
цептуре. Мука перед замесом должна иметь температуру около 16...18 ’С, для чего
в зимнее время ее предварительно выдерживают при комнатной температуре.
Соль и сахар необходимо вводить в тесто при замесе в растворенном и про-
фильтрованном виде.
Тесто для пельменей замешивают в тестомесильной машине ТММ-1М до по-
тучения однородной, густой эластичной массы, ие прилипающей к рукам. Темпе-
ратура готового теста должна быть 26...28 °C.
Формование рыбных пельменей обычно производят на пельменных автоматах
СУБ-2, а при нх отсутствии допускается производить операцию вручную.
Масса одной штуки пельменей колеблется от 11 до 17г, обычно 12... 15 г. при
соотношении оболочки из теста 43...49% и начинки 57...51%.
При формовании изделий в пельменном автомате СУБ-2 в смеситетьной
части агрегата рыбный фарш смешивается с другими компонентами и готовая
начинка по трубопроводу поступает в фаршевый бункер пельменного автома-
та. После формования готовые пельмени поступают в воздушный морозиль-
ный аппарат, а оттуда — на фасование. Замораживают пельмени при темпера-
туре не выше 15 *С До температуры внутри продукта не выше —6'С. Затем
мороженые пельмени дозируют в картонные коробки вместимостью 0,5 кг.
Фасование и упаковывание мороженых пельменей производят в охлажденном
помещении. Хранить пельмени рекомендуется при температуре не выше
-18 *С ис более 40 сут.
Для приготовления порционированной рыбы в сухарях мороженой (полуфабри-
кат) используют охлажденную и мороженую треску, камбалу, хек серебристый,
морской язык и другие виды рыб
Размороженную рыбу направляют на разделывание, при котором удаляют го-
лову, плечевые кости, чешую, плавники, рыбу разрезают по брюшку до анального
отверстия.
Разделанную рыбу порционируют на машине или вручную на поперечные
куски длиной З...4см Тушки рыбы массой 200 г разрезают на куски длиной до
10см. Крупные экземпляры камбалы и морского языка предварительно разреза-
ют вдоль позвоночника, а затем порционируют. Треску массой более 2 кг на при-
готовление порционированной рыбы не направляют.
615
Глава 7. Кулинарная продукция
Куски рыбы солят в растворе поваренной соли плотностью 1,16... 1,18 г/см5.
Соотношение рыбы и тузлука 1: 2, температура тузлука нс выше 15*С. Посол
считается законченным, когда содержание поваренной соли в мышечной тка-
ни достигнет 1...2&. Куски рыбы панируют или только в сухарях или в льеэоне
и сухарях и направляют на фасование. Куски панированной рыбы фасуют в
пачки из парафинированного картона или полимерные пакеты вместимостью
0,5 и 1 кг.
Упакованные куски рыбы направляют в скороморозильный аппарат для замо-
раживания, которое ведут до температуры в центре кусков рыбы —18 ’С.
Хранить продукцию надо при температуре -18 “С в течение 1 мес. При хране-
нии при температуре —12 *С — в течение 20сут.
Кроме описанной выше продукции в качестве замороженных вторых блюд
производят фрикадели и тефтели в различных соусах и с разнообразными гарни-
рами, а также плов рыбный, рыбную солянку и рыбу «Калорийную».
7.3.4. Производство рыбных супов
Рыбные супы, вырабатываемые промышленностью, делятся на консервиро-
ванные (вырабатываемые в жестяной консервной таре) и сухие, или концентра-
ты, выпускаемые в пакетах из ламинатов и Других полимерных материалов.
Для приготовления рыбных супов используют в основном морские вилы
рыб — макруруса, минтая, пикшу, хека, ставриду, морского окуня, мерлузу, сай-
ду, морского карася н других, а также головы лососевых, осетровых и частико-
вых рыб.
Вспомогательными материалами, используемыми при варке, являются мор-
ковь, лук, петрушка, сельдерей, лавровый лист, перец душистый и горький, пова-
ренная соль.
Для варки рыбных бульонов используют мелкие виды рыб, а также пищевые
отходы от разделывания рыбы (головы, хребтовые кости с прирезями мяса). При
приготовлении бульона рыбу и пищевые отходы от разделывания тщательно про-
мывают, закладывают в варочный котел, заливают холодной водой и варят при
слабом подогреве. Когда вода закипит, снимают пену, закладывают предваритель-
но очмшенные и промытые коренья и пряности и варку продолжают при слабом
кипении еше в течение 1 ч После этого рыбу и рыбные отходы вынимают, отде-
ляют мясо, закладывают его снова в бульон, добавляют соль и снова кратковре-
менно проваривают Готовый бульон отстаивают и процеживают.
Основными компонентами сухих рыбных супов являются пишевой рыбный
порошок или рыбная крупка, сушеные овоши, крупы, макаронные изделия, пше-
ничная мука, картофельный и кукурузный крахмал, сухое молоко, жиры, глюта-
мат натрия, лимонная кислота, соль поваренная, пряности и др.
Технология сухих рыбных супов включает получение рыбного порошка, дози-
рование всех необходимых компонентов, их тщательное перемешивание, фасова-
ние в пакеты, тсрмосварку пакетов. Самым важиым моментом является приго-
товление сухого рыбного порошка
616
7.4. Методы оценки качество кулинарной продукции
Сырьем для рыбного порошка служат маложирные виды рыб с белым цветом
мяса, в основиом семейства тресковых.
В обработку направляют филе илн фарш тресковых рыб, которых подвергают
дроблению. Измельченную рыбную массу подают на термообработку в шнековый
варильник. Разваренную рыбную массу далее направляют в коллоидную мельни-
цу для тонкого измельчения. После тщательного перемешивания масса подается
в распылительную сушилку. При сушке измельченного рыбного мяса в кипящем
слое процесс ведут ступенчато. Сначала сушат при температуре 75’С н скорости
воздуха 2,8 м/с в течение 5...7 мин, а затем при температуре 40 С и скорости воз-
духа 1,5 м/с в течение 20 мин.
Получаемый в результате сушки рыбный порошок далее используют для при-
готовления супов.
Сухие рыбные супы упаковывают в пакеты из ламинированной фольги с по-
лимерным термосвариваемым покрытием или бумажные пакеты с полимерным
термосварнвасмым покрытием.
Хранят супы в бумажных пакетах с полимерным покрытием в течение 8 мес, а
фасованные в пакеты из ламинированной фольги — в течение 12 мес.
7.4. МЕТОДЫ ОЦЕНКИ КАЧЕСТВА КУЛИНАРНОЙ
ПРОДУКЦИИ
Основными методами контроля в кулинарном производстве являются органо-
лептический, химический и микробиологический Как правило, оценка качества
сырья, вспомогательных материалов, рыбных полуфабрикатов и готовой продук-
ции ведется органолептическим методом. Рыбиые кулинарные изделия на сорта не
подразделяются. Их качество оценивают по внешнему виду, консистенции, вкусу и
запаху, содержанию поваренной соли. Для отдельных изделий дополнительно учи-
тывают соотношение рыбы и соуса или рыбы и гарнира, кислотность, массу.
Внешний вид кулинарных изделий: изделия должны быть правильной формы,
равномерно обжаренными без обугливания; фарш — однородным (котлеты, руле-
ты, рыба фаршированная, колбасы, сосиски). Студень, зельцы должны представ-
лять собой плотную застывшую массу с равномерно распределенными кусками ры-
бы и хрящей; сельдь рубленная, масло селедочное и кетовое, рыбные пасты — од-
нородную, тонко измельченную массу без мелких косточек, чешун и других по-
сторонних примесей. У рыбомучных изделий пористость мучной части на разрезе
мелкая (пирога рыбацкого) или крупная, неравномерная (пирожков), без следов
непромеса и комков, корочки тонкие, равномерной толщины, без слипов и обна-
жения начинки
Цвет кулинарных изделий — от золотисто-желтого до коричневого (пирож-
ков, пирога рыбацкого, чебуреков, икорной запеканки, рыбы и котлет жареных,
рыбы печеной), от светло-серого до серого (масла селедочного, сельди рубле-
ной), розовый (масла кетового), от светло-серого до темно-серого (пасты из
сельдевых рыб и из скумбрии), от светло-серого до желто-розового на разрезе
(колбасы и сосиски).
617
Глава 7 Кулинарная продукция
Консистенция изделий — плотная, сочная, при резке не крошащаяся и не
жесткая; онн должны быть проварены (прожарены) до полной готовности. Кон-
систенция сельди рубленой, масла селедочного н кетового, рыбной пасты — ма-
жущаяся, сочная; у рыбы заливной и студня — желе однородное, упругое, сохра-
няющее форму.
Вкус и запах — приятные, свойственные данному виду рыбы (изделия), с лег-
ким ароматом пряностей (в соответствии с рецептурой), без горечи и хруста от
минеральных примесей, без порочащих привкусов и запахов.
Допускается: в одной упаковочной единице ломаных кусков рыбы не более
10% по счету (рыба жареная), наличие рыбы без голов не более 5 % по счету (рыба
печеная), незначительная разваренность и неплотное соединение рыбной обо-
лочки с фаршем (рыба фаршированная), незначительная деформация (пирожки),
легкая морщинистость кожи, незначительные белково-жировые натеки, неболь-
шие поверхностные механические повреждения (рыба печеная)
Содержание поваренной соли (в %), в пирожках — 1,2...2,5; рыбе жареной
и заливной, зельце, рулете, котлетах, пироге рыбацком, чебуреках — 1,5...2,5;
рыбе фаршированной и отварной, колбасе и сосисках, масле селедочном и ке-
товом — 1,5...3,0; рыбе печеной — 1,5...4,0; рыбе жареной в овощном соусе —
2,О...2,5; студне, икорной запеканке — 2...3; пасте из скумбрии — 4—8; икре
деликатесной с луком — 5...8; сельди рубленой — не более 8; пасте из сельде-
вых рыб — 7. .14.
Кислотность соуса (в пересчете на яблочную кислоту) в рыбе жареной в овощ-
ном соусе — от 0,8 до 1 %, рыбе печеной с капустой — от 0,8 до 1,2 %.
Кулинарная продукция относится к скоропортящейся, поэтому для контроля
ее качества важно следить за уровнем ее микробиологической благополучности.
Требования к бактериальной чистоте рыбы, рыбных кулинарных продуктов и по-
луфабрикатов приведены в табл. 7.1 С.
Таблица 7.10. Нормы бактериальной обсемененности для рыбных
полуфабрикатов и кулинарии
Продукты. ИССЛОДСМЫС послеупаКОВЫВАИНЯ Допустимая бактериальная обсемененносгь
Обшая обсемененносгь, клеток/г Бактерии группы кишеч- ной палочки
Подвергнутые термической обработке (обжаривание, варка, запекание) Желированные: 110’ Отсутствуют в 1 Г
рыбный студень 5-10’ Отсутствуют В 1 г
рыба заливная 1 10‘ Отсутствуют в 0.1 г
Пастообразные издетия (паштеты, пасты, рыба рубленая, рыбные масла) 1 10» Отсутствуют в 0.01 г
Варено-мороженые и многокомпонент- ные изделия (рыбный плов, салаты; вто- рые замороженные блюда) 5-10’ Отсутствуют в 0,1 г
Сырые замороженные полуфабрикаты (котлеты, пельмени) 5 104 —
618
Глава 7 Кулинарная продукция
Контрольные вопросы
1 Перечислите физико-химические изменения, происходящие в рыбопродуктах при тепло-
вой обработке
2. Дайте определение понятия «коэффициент обезвоживания* рыбы при обжаривании.
3. Поясните, от чего зависят значения критических этажностей рыбы при обжаривании9
4. Перечислите факторы, влияющие на продолжительность процесса обжаривания рыбы.
5. Схематично покажите характер распределения температур и этажности в рыбе в процессе
обжаривания.
6. Поясните закономерность изменения коэффициентов диффузии влаги в рыбе при обжари-
вании.
7. Охарактеризуйте понятие «отварная рыба*.
8. Охарактеризуйте понятие «жареная рыба»
9. Охарактеризуйте понятие «печеная рыба*.
10. Поясните порядок составления рецептуры котлетной массы.
И. Поясните порядок составления рецептуры колбасного фарша для вареных колбас и соси-
сок
12. Поясните порядок составления рецептуры колбасной массы для копченых рыбных колбас.
13. Поясните порядок составления рецептуры начинки для рыбомучной продукции
14. Перечислите основные компоненты, входящие в состав кулинарных изделий из икры рыб.
15. Охарактеризуйте порядок приготовления кулинарных изделий из рыбных масел
18. Охарактеризуйте порядок приготовления пастообразных рыбных изделий
17. Перечислите перспективные направления производства кулинарной продукции
18. Дайте определение, что такое «сурими».
19. Что подразумевают под термином «формованные продукты»?
20. Охарактеризуйте порядок приготовления вторых замороженных рыбных блюд.
21. Охарактеризуйте порядок приготовления рыбных супов.
22. Перечислите методы оценки качества кулинарной продукции.
Список литературы к главе 7
1 Баранов В В Производство кулинарной рыбной продукции Учебное пособие — Калининград’ КтиРПиХ,
1992 - |50с.
2. Безотходная и малоотходная технология производства продуктов из нерыбных объектов промысла. Обзоры
по информационному обеспечению общесоюзных научно-технических программ / ЦНИИТЭИРХ. — М ,
1998.-52с
3. Беляев М. И Оборудование предприятий общественного питания. — М : Экономика. 1990. —558 с.
4. Борисочхина Л. И Современное состояние и тенденция развития производства продукции из рыбы и не-
рыбных объектов промысла // Обработка рыбы и морепродуктов: Обзорная информация / ЦНИИТЭИРХ.
М., 1983. в. 1.-51 С.
5. Борисочкнна Л. И Современная технология приготовления белковых препаратов из рыбы и морепродук-
тов. Ц Обработка рыбы и морепродуктов: Обзорная информация ЦНИИТЭИРХ — М., |987. — В. 4. —
С.51...56
6. Борисочкнна Л. И Антиокислители, консерванты, стабилизаторы, красители, вкусовые и ароматические
вещества в рыбной промышленности. — М.. 1976. — 63с
7. Борисочкнна Л. И.. Гудович А В. Производство рыбных кулинарных изделий. Технология и оборудование.
- М_. 1989.-331 с.
8. Борисочкнна Л. И.. Гудович А В. Производство рыбных кулинарных изделий и полуфабрикатов. — М .
1985 - 223с.
9 Борисочкнна Л, И.. Дубровская Т А. Технология продуктов из океанических рыб. — М . 1988. — 209 с
10. Будина В Г Технология рыбных колбасных изделий.— М , 1983. — 157с.
II. Гинзбург А С Основы теории и техники сушки пишевых продуктов. — М/ Пищевая промышленность.
1973 - 527 с
619
Глава 7. Кулинарная продукции
12 Дикие В М., ШифИ. Г Исследование электрометре»* в обжарочныхпечвх//Рыбное хозяйство — 1973 —
N» 1.-С. 73 ..75.
В. Ершов А М. Исследование тепло- и массообмена при обжаривании рыбы в растительном масле с исполь-
зованием инфракрасного излучения. Дисс канд. техн, наук — М.: МТИПП. 1982. 205с.
14. Клоков Ю В. Термообработка рыбы в электромагнитном ноле СВЧ при обжаривании. Автореферата
канд.техн. наук. — М.: МТИПП. 1984. — 21 с
15. Кушталов Г Н., Кириллова А. Н. Некоторые исследования изменений содержания влаги и жир* в рыбе при
обжаривании в масле//Пншсван технология — 1963. —№3.— С. 96—100.
16. Лобанов Д И Технология приготовления пиши — М , I960
17. Рогов И. А Электрофизические методы обработки пишевых продуктов. — М.. ВО «Агропромимат». 1988
-272с.
18 Савина Н. Я Исследование процесса высокотемпературной обработки некоторых пищевых продуктов в
масле. Дисс канд. техн. наук. — Одесса. ОТИПП, 1965. — 282с.
19 Сахарова Н. Н Использование инфракрасных излучений в технологии рыбы. — М.: Пищевая промышлен-
ность. 1969 — 165с
20. Сборник материалов по производству колбасных и кулинарных изделий из рыбы и нерыбных объектов
промысла: в 2 ч. - М.: ЦНИИТЭИРХ, 1987. -Ч. 1.-216с ;Ч. 2. - 226с
21. Чубик И- А. Маслов А М. Справочник по теплофизнческим константам пишевых продуктов и полуфаб-
рикатов — М : Пищ. пром-ть, 1965.
22. Щенникова Н. В.. Киэеветтер И. В. Технология кулинарией продукции из иерыбногс сырья водного про-
исхождения — М.. 1989 — 166 с
ГЛАВА 8. ТЕХНОЛОГИЯ
СТЕРИЛИЗОВАННЫХ КОНСЕРВОВ
Наиболее надежным способом, позволяющим длительное время сохранять все
свойства готового продукта в герметично укупоренной таре, является тепловая об-
работка или стерилизация. Продукты, приготовленные с применением этого спо-
соба тепловой обработки, принято называть стерилизованными консервами.
Понятие «стерилизованные консервы» образовалось из двух слов: «sterilis*
(лат.) бесплодный (и означающий уничтожение микроорганизмов с помощью
высокой температуры, химических веществ и других способов) и «conscivare»
(фр.) — сохранять. Таким образом, понятие «стерилизованные консервы» вклю-
чает в себя пищевые продукты, приготовленные из предварительно обработанно-
го особым образом животного или растительного сырья, расфасованного в метал-
лическую. стеклянную, полимерную и другую герметично укупоренную потреби-
тельскую тару и подвергнутые завершающей термической обработке для прида-
ния им стойкости при хранении.
При тепловой стерилизации микроорганизмы, которые находились внутри
консервной тары, погибают, ферментные системы разрушаются, а благодаря гер-
метичной упаковке микрофлора, находящаяся в окружающей среде, внутрь бан-
ки попасть не может. И в этом случае, консервы теоретически могут сохраняться
неограниченное время при условии устойчивости и неизменности качества упа-
ковочного материала. Этот не самый простой способ консервирования пищевых
продуктов был открыт в конце XVIII века Николасом Алпертом — простым пова-
ром и кондитером прн дворе французского герцога Христиана IV. Николас Ал-
перт не был ученым — он был практиком, однако на десятки лет опередил уро-
вень науки того времени, и в консервной промышленности сыграл такую же вы-
дающуюся роль, как его великий соотечественник Лун Пастер — в микробиоло-
гии и медицине.
Алперт неустанно изучал н совершенствовал открытый им метод консервиро-
вания. Он применял его ко всем пищевым веществам во всех возможных их соче-
таниях. Большинство видов пишевых продуктов подвергались консервированию.
За неутомимые изыскания, глубокую любовь к человечеству, благородство харак-
тера, личное бескорыстие Франция пожаловала Николасу Алперту совершенно
исключительный титул «Благодетель человечества». Именно с этим титулом
Н. Алперт вошел в историю как основоположник технологии стерилизованных
пишевых продуктов. А запатентовали эту технологию американцы Эзра Деггет и
Томас Консет в 1825 году, оформив способ консервирования лососей, устриц и
омаров в жестяных банках.
621
Глове 8. Технология стерилизованных консервов
В России первый консервный завод появился в селе Поречье-Рыбное Ярос-
лавской губернии в 1875 году, по другим данным — в 1867 голу в г. Одессе. Перво-
начально консервы изготавливали только в стеклянной таре, а затем появились и
жестяные банки круглого, овального и прямоугольного сеченнй. Применение
таких банок позволило интенсифицировать консервное производство, техноло-
гия которого за два столетия подвергалась непрерывному совершенствованию.
В последние годы в мире изготавливается более трех .миллионов тонн консервной
продукции из гидробионтов, на ее производство в среднем направляется 11.. 12%
от всего мирового улова.
Основными задачами производства консервов в настоящее время являются
расширение конкурентоспособною ассортимента с повышенными пищевыми,
биологическими, органолептическими характеристиками, а также наращива-
ние объемов выпуска лечебно-профилактических, диетических и детских кон-
сервов.
8.1. АССОРТИМЕНТ КОНСЕРВОВ И ИХ КЛАССИФИКАЦИЯ
Отечественной промышленностью вырабатываются более 1000 наимено-
ваний консервов из всех видов сырья водного происхождения (рыбы, морских
млекопитающих, беспозвоночных, ракообразных, водной растительности
и др.). Для изготовления консервов в одних случаях используют предваритель-
ную термическую обработку, в других обходятся без таковой. Многочислен-
ные виды консервов производят с применением разнообразных залнвок (со-
усов, масел, бульонов, солевых растворов, овощных отваров, лива, вина, на-
стоек, маринадов, желирующих добавок). В технологии используют также по-
лужидкие составляющие (кремы, майонезы ит. д.), вводят различные
ингредиенты в виде овошей, фруктов, зелени, пряностей, экстрактов, пище-
вых и витаминных добавок. Причем отследить и зафиксировать применение
ингредиентов практически невозможно, поскольку процессы разработки но-
вых видов консервов и совершенствования разработанных технологий еше
долгое время не будут ограничены. Поэтому предлагаемые как ранее, так и
сейчас попытки ввести строгую классификацию всех консервов либо не охва-
тывали все их виды, либо громоздки по своему построению. Наиболее полная
систематизация консервированных продуктов предложена известными рос-
сийскими учеными Т. М. Сафроновой и С. А. Артюховой (2001), которые для
описания сходства или различия консервов из гидробионтов установили сле-
дующие отличительные признаки: вид сырья, вид порнионированного полу-
фабриката, вид предварительной тепловой обработки, рецептуру, режим хра-
нения, назначение (рис. 8.1). Для каждого признака установлены критерии и
характерно™ ки.
Вместе с тем, с целью устранения излишней громоздкости и детализации
предлагается более простая классификация консервов (рис. 8.2), которая основы-
вается на 2-х наиболее важных критериях: вида основного сырья и применяемых
ингредиентов; назначения.
622
Признак
Консервы mi пщробиогтов
Рис 8.1. Классификации консервов по С. А. Артюховой
8.1 Ассортимент консервов и их классификация
Глава в. Технология стерилизованных консервов
| Консервы из гидробионтов]
по видам основного сырья и I
использованию ингредиентов ।
по назначению
нерыбные объекты
промысла
рыбные
общие ]-
морские
" млекопитающие
натуральные с добавлением
ингредиентов и без них
детские
беспозвоночные
в запивках с применением
предварительной термической
обработки (ГГТО) и без таковой
молодежные
водная
растительность
с растительными и другими
— добавками с применением
ГГТО и без таковой
паштеты, фарши, пудинги
для пожилых
слецвазначения
деликатесные J—
печень, икра и молоки
стерилизованные
диетические и
лечебно-
профилактические
овощерыбные
[керм для животных]
Рис. 8.2. Альтернативная классификация консервов
Консервы, обладающие сходными признаками, в соответствии с принятым не-
давно «Российским реестром ассортиментных знаков на рыбоконсервную про-
дукцию» объединяются в 23 ассортиментные группы: натуральные, натуральные
с добавлением масла, свиного жира и жира печени; уха и супы; в желе; в масле;
рыба копченая н подкопченная в масле и с добавлением масла; в бульоне, залив-
ке, маринаде и различных соусах; в томатном соусе; фарши, пудинги; паштеты; из
печеии, икры и молок рыбы; с растительными гарнирами; рыборастительные в
масле; рыборастительные в томатном соусе; рыборастительные в бульоне, залив-
ке, маринаде и различных соусах; овощерыбные; из морской капусты; детское
питание; диетическое и лечебно-профилактическое питание; на экспорт; корм
для животных; соусы; нерыбные.
Группа натуральных консервов составляет около 20 % отечественной кон-
сервной рыбопродукции. В нее входят консервы, изготовленные из многих
средне- и высокобелковых видов рыб, имеющих не сильно оводнённое мясо,
из хрящей осетровых, голов, шавников, а также из мяса ракообразных, голо-
624
в. 1. Ассортимент консервов и нх классификация
воногих и двухстворчатых моллюсков, иглокожих и морской капусты. В кон-
сервы не добавляют каких-либо других продуктов, которые изменяют хими-
ческий состав и естественный, натуральный залах рыбы. При изготовлении
натуральных консервов используют, как правило, сырье высокого качества
(сырец, охлажденное, мороженое), которое после стерилизации имеет аппе-
титные, очень приятные вкусоароматические достоинства, плотную и сочную
консистенцию.
При использовании рыб некоторых видов (сайра, палтус, скумбрия, сельдь
и др.) с повышенным содержанием жира, в байку также добавляют специи: ду-
шистый или черный перец, лавровый лист, которые маскируют неприятный за-
пах или привкус жира и других, в частности, азотистых вешеств.
К натуральным консервам относят уху и супы рыбные. Отличие между ними
заключается в том, что в рыбные супы добавляют различные крупы, тогда как из-
готовление ухи ие предполагает такой добавки. Натуральные консервы использу-
ют для приготовления 1-х и 2-х блюд, закусок и салатов.
Консервы в заливках выпускают из большинства видов рыб и других гидроби-
онтов, причем в качестве заливок используют томатный соус и его модификации,
бульоны и отвары, растворы пишевых солей, растительные масла и их смеси, то-
матно-масляные, майонезные, кефирно-сметанные, маринадные, винные, пив-
ные, желирующие и прочие заливки
Наиболее распространенными иа сегодняшний день являются консервы в то-
матных соусах и в масле, которые, как правило, изготавливают с применением
предварительной термической обработки (обжаривание, подсушивание, бланши-
рование, копчение горячее и холодное). Однако некоторые виды консервов в за-
ливках выпускают без ПТО, например, такие как печеньтрески, лососевых, нали-
ма. а также голец, кильки, салака в томатных соусах.
Консервы с растительными и другими добавками изготавливают с использова-
нием рыбы всех видов, печени, икры и молок, хряшей осетровых, рыбного фар-
ша, соединительной ткани ястыков, отделенной при пробивке икры. Консервы
этой группы изготавливают как из рыбы, так и изделий из рыбы с растительными
гарнирами (голубцов, котлет, перца фаршированного, томатов, фаршированных
рыбой, тефтелей и т. п.). В качестве растительных добавок в рецептурах использу-
ют лук, морковь, капусту, фасоль, горох, рис, пастернак, перловую крупу, чеснок,
пшеничную муку, гречку, грибы, картофель и т. п.
Рецептуры консервов подбирают таким образом, чтобы готовый продукт был
сбалансирован по пищевому составу и совместим по ингредиентам Консервы
нередко изготавливают с добавлением заливок (томатного соуса, маринадов, рас-
тительного масла, бульона ит. д.). Консервы этой группы используют как вторые
или закусочные блюла.
Для изготовления стерилизованных паштетов используют различные виды
рыб, рыбу с механическими повреждениями, мясо китов, фарш пишевой и другое
сырье. Фарш изготавливают чаще всего из ставриды, минтая, частиковых и даль-
невосточного лосося. Для пудингов используют рыбу тресковых видов, в т. ч. мин-
тай и фарш из него, а также фарш китов. Больших отличий в изготовлении этих
групп консервов нет, но некоторые особенности есть. Паштеты от фаршей отли-
625
Гложа 8 Технологи» стерилизованных консервов
чаются большей степенью измельчения сырья ингредиентов, для чего использу-
ют волчки или куттеры, у фаршевых консервов более грубая степень измельче-
ния. При изготовлении пудингов рыбных в качестве ингредиентов может быть
использовано пастеризованное восстановленное коровье молоко (разбавление
сухого молока литьевой водой температурой 60...70’С в соотношении 1:7 «ох-
лажденное до 10 °C). В пулинговую массу входит фарш рыбный, бульон рыбный,
растительное масло, мука, крахмал (молоко в одних случаях используют, в других
нет). Всю массу тщательно перемешивают и взбивают до однородной вязкой мас-
сы в фаршемешалках или куттерах. Эти консервы также используют как закусоч-
ные и для детского питания.
Консервы «Печень, икра, молоки стерилизованные» изготавливают из пече-
ночного сырья трески, налима, мннтая, макруруса, нототении, осетровых, хе-
ка и др., икры мелкого частика (леша, шуки, карпа и др.), сибирской ряпушки
и др., молок осетровых и лососевых видов рыб. Причем в одних случаях изго-
тавливают натуральные консервы; в других сырье измельчают на волчках, до-
бавляют компоненты согласно рецептурам (растительное масло, лук, переи,
молоко и др.), все это вновь тщательно перемешивают; в третьих к сырью до-
бавляют различные ингредиенты с последующим их перемешиванием и фасо-
ванием.
Консервы овощерыбные изготавливаются исходя из принципов сбалансирован-
ного питания; содержание рыбы в них, как правило не превышает 30%. осталь-
ная часть состоит из овошей и заливки.
По назначению консервы подразделяют на общие, детские, молодежные,
консервы для питания пожилых людей (героитологнческие), спенназначения,
деликатесные, диетические и лечебно-профилактические, а также корм для жи-
вотных.
Общие — консервы из гидробионтов, которые предназначены для взрослых и
здоровых людей.
Детские (для детского питания) — рекомендованы Институтом питания РАН
РФ детям, начиная с 7-ми месячного возраста. Рекомендуемые виды гидробион-
тов — судак, треска, хек, спинорог, курок, карп, сазан, толстолобик, пиленгас,
форель, фарш сурими (из минтая).
Детские консервы выпускают в виде пюре, фаршей, пудингов, наиболее рас-
пространенные нз них «Пюре рыбное диетическое Малышок», «Золотая рыбка»,
«Суфле рыбное». «Консервы рыборастительные для детского питания», «Завтрак
детский» и др. Они имеют высокую пишевую и биологическую ценность, явля-
ются источником полиненасышенных жирных кислот, жирорастворимых вита-
минов и минеральных веществ. Белок консервов характеризуется высоким уров-
нем усвояемости, по переваримости пепсином — 85...88%. При нх изготовлении
как ко всем операциям технологического процесса, так и к готовой продукции
предъявляются очень жесткие санитарно-гигиеническим требования. В частнос-
ти, если выстойка для большинства видов консервов после их изготовления со-
ставляет 11 сут, то для детских консервов — 21 день. Хранение консервов прово-
дят при температуре от 0 до 15‘С и относительной влажности воздуха не более
75 %, срок годности не превышает одного года.
626
8.2. Обобщенна* схема иеготоеления консервов
Молодежные консервы, как правило, выпускают в виде закусочных, с пикант-
ным. возбуждающим аппетит ароматом н вкусом, в пряно-острых соусах и других
«оливках Такие консервы адресованы молодым здоровым людям, не страдающим
мболеваниями органов пищеварения.
Консервы для питания пожилых людей (геронтологические) должны соответ-
ствовать специальным медико-биологическим требованиям по отношению мас-
совой доли белка к жиру; массовой доли лизина по отношению к метионину и
цистину, содержанию триптофана и др. Наиболее удобной формой содержимого
таких консервов является мелкодисперсная паштетная масса, изготовленная из
гидробионтов. Кроме того, в рецептуру консервов часто входят сухое обезжирен-
ное молоко, соевая мука, злаки, различные овощи, препараты антисклеротиче-
ского действия и др.
Консервы специального назначения, как правило, предназначены для космонав-
тов и изготавливаются в специализированных цехах из следующих видов рыб —
судака, миноги, форели, леща. При входном контроле к сырью, вспомогательным
материалам и таре предъявляются очень жесткие требования. В готовых консер-
вах должна отсутствовать жидкая фаза, для чего применяют желирующие вещест-
ва: агар, агароид, желатин. Для фасования пр и меня ют только алюминиевую тару,
вместимостью не более 100 г. Это в основном консервы закусочного типа, такие
как: «Судак по-польски», «Минога в желе», «Судак «Пикантный*. «Кнели из су-
дакаг и др.
В группу деликатесных входят консервы с ярко выраженными вкусоаромати-
ческнми достоинствами и очень привлекательным внешним видом. К ним, на-
пример, относят такие консервы, как крабы в собственном соку, кильки и салака
копченые в масле с неповторимым шпротным вкусом, сардины и сайра бланши-
рованные в масле и др.
К диетическим и лечебно-профилактическим относят консервы, которые поз-
воляют поддерживать щадящую диету для людей с заболеваниями желудочно-
кишечного тракта, послеоперационных или для профилактических целей, а так-
же обеспечивают защиту от радионуклеидной интоксикации, и которые должны
содержать как можно больше полисахаридов, эффективных минеральных комп-
лексов, в частности, солей железа и кальция, обладающих радиопротекторным
действием. Для изготовления этой группы консервов используют тунцов, хек,
треску, ледяную, содержание железа в которых составляет от 5 до 9 мг/кг мяса ры-
бы. Кроме того, используют в качестве добавок морковь, картофель, репчатый
лук, яблоки, творог, минеральную добавку на основе яичной скорлупы.
Консервы типа «Корм для животных» изготавливают из низкосортного сырья,
рыбных отходов с различными малоценными ингредиентами
8.2. ОБОБЩЕННАЯ СХЕМА ИЗГОТОВЛЕНИЯ КОНСЕРВОВ
Весь производственный цикл изготовления консервов может быть представ-
лен в виде обобщенной технологической схемы, состоящей из пяти блоков про-
цессов, которая представлена на рис. 8.3.
627
Глава 6. Технологи» стерилизованных консервов
1 . ОБЩИЕ ПРОЦЕССЫ
I
2 . ПРЕДВАРИТЕЛЬНАЯ
ТЕРМИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА
I
3 СПЕЦИАЛЬНЫЕ
ПРОЦЕССЫ
I
4 ЗАВЕРШАЮЩАЯ
ТЕПЛОВАЯ ОБРАБОТКА
I
5. ПОДГОТОВКА КОНСЕРВОВ
К РЕАЛИЗАЦИИ
Рис. 8 3. Обобщенная блок-схема произ-
водства консервов из гидробионтов
цессе ПТО повышается пищевая
1-й блок операций, называемый «общими
процессами*, состоит из приемки сырья, ох-
лаждения свежего сырья, хранения, размора-
живания (для мороженого сырья), мойки, сор-
тирования, разделки, порцион про вания и по
сола. В отдельных случаях порционированис
совмещают с фасованием гидробионтов. Цель
этих операций — подготовка полуфабриката к
предварительной термической обработке, отде-
ление несъедобных частей, а прн изготовлении
натуральных консервов — к фасованию, герме-
тизации и завершающей тепловой обработке.
2-Й блок операций — предварительная теп-
ловая обработка (ПТО), представлен следую-
щими операциями — бланшированием, вар-
кой, обжариванием и охлаждением, подсуши-
ванием, вялением и копчением. В отдельных
случаях применяют комбинированную ПТО
когда сочетают 2 илн даже 3 операции. В про-
н энергетическая ценность полуфабриката за
счет удаления воды из-за денатурационно-коагуляционных процессов в тканях
гидробионтов. Происходит и ряд других процессов и изменений, которые отра-
жены в разд. 8.4, с. 632.
3-й блок — «специальные процессы» — включает подготовку и введение зали-
вок, подготовку тары, фасование, контроль массы, эксгаустирование, герметиза
цию и мойку банок, т. е. операции, которые необходимо осуществить перед завер-
шающей тепловой обработкой и которые обстоятельно изложены в разд. 8.5, с. 639.
4-й блок — «завершающая термическая обработка» (ЗТО) включает в себя одну
из таких операций, как стерилизация, пастеризация, тиндалнзапия и последую-
щее охлаждение. Теоретические и практические основы ЗТО и ее перспективные
направления подробно представлены в разд. 8.6, с. 652.
5-й блок — «подготовка консервов к реализации» — состоит из следующих завер-
шающих операций: мойки и сушки консервов, инспектирования, этикетирования,
укладки в транспортную тару, маркирования, выстойки и бракеража, хранения го-
товой продукции на складе. Эти операции выполняются с целью придания консер-
вам необходимого товарного вида (подробно см. разд. 8.7, с. 693).
Такие дифференцированные схемы изготовления консервов по блокам носят
несколько условный характер. Например, при изготовлении натуральных кон-
сервов ПТО исключается из технологического процесса; при использовании на-
бивочных машин производится совмещение операций порционнрования и фасо-
вания, т. е. одновременно задействуются операции 1-го и 3-го блоков; при изго-
товлении консервов из мелкой копченой рыбы и ракообразных радделка, как
правило, производится после ПТО; посол гидробионтов может производиться
как после разделки и порцнонировання (1-й блок), так и в процессе варки (2-й
блок), а также и после фасования (3-й блок).
628
В.З. Общие процессы
8.3. ОБЩИЕ ПРОЦЕССЫ
(полуфабрикат)
Хранение Размораживание
Мойка
Подготовка сырья к консервирова-
нию включает общие технологические
операции, представленные на рис. 8.4.
Приемка и хранение сырья Для произ-
водства консервов используют сырец,
охлажденное или мороженое сырье по
качеству не ниже 1 сорта. Прн приеме
сырья на консервный завод особое вни-
мание обращается на состояние подкож-
ного жира: не допускается его пожелте-
ние, характеризующее начало окисли-
тельных процессов. Однако у некоторых
океанических рыб, особенно сельдевых
(сардина, сард и не л а ндр.), пожелтение
подкожного жира может быть вызвано и
другими причинами, не связанными с
окислением. В этом случае следует обра-
щать внимание на сроки и условия хра-
нения данных рыб. Если сроки хранения
Нс превышают трех месяцев, температура
хранения, количество глазури отвечают
требованиям стандартов, то можно счи-
тать, что пожелтение не является резуль-
татом окисления жира. Тем не менее, ре-
комендуется проводить пробную варку.
Если сырец невозможно сразу направить в обработку и его необходимо неко-
торое время хранить, то рыба должна подвергаться охлаждению, так как в тканях
свежей рыбы после вылова начинают происходить биохимические процессы, и
главный из иих — распад АТФ, гликогена, креатофосфата со сдвигом pH в кис-
лую сторону, что катализирует процесс посмертного окоченения (мышиш сильно
напрягаются, сокращаются). И чем явственней, чем резче будет происходить по-
смертное окоченение, тем меньше будет сохраняться водоудерживаюшая способ-
ность мышечной ткани. Охлаждение замедляет биохимические процессы, на-
ступление посмертного окоченения отодвигается, и хотя этот процесс происхо-
дит так же, как и процесс разрешения посмертного окоченения, он сопровожда-
ется минимальным сокращением мышц, что положительно скажется на
водоудерживающих свойствах (ВУС) мышечной ткани. Раз ВУС остается высо-
кой, следовательно, рыба будет более вкусной и сочной при изготовлении гото-
вой продукции. Рыба должна быть охлаждена до температуры не выше 4‘С, ее
обычно охлаждают льдом, холодной водой или воздухом.
Мойка. Поверхность извлеченной из воды рыбы, как и ее тканей, практически
стерильна, но затем, в результате контакта с воздухом, палубой, число микроорга-
низмов на ее поверхности значительно возрастает.
I
Сортирование —► нестандартная
। рыба
Разделка-----► отходы
I
Мойка
I
Пориионирование
I
Посол
Рж. 8.4. Общие технологические операции при
производстве консервов
629
Глава 8. Технология стерилизованных консервов
Если сначала обссменснность поверхности составляет 20...30 м/клеток на см* то
через 6 часов при температуре 7*С их число увеличивается уже до 2...4 тысячи, а че-
рез 12 часов до 10... 12 тысяч. При перевозке и хранении рыба непременно будет за-
грязняться кровью, слизью, выделениями из кишечника. И количество микроорга-
низмов возрастает еше на 1.2 и даже 3 порядка, т. е. до миллионов на 1 см2 поверх-
ности рыбы. В то же время обсемененность полуфабриката, направляемого на про-
изводство консервов, нс должно превышать 5- 10* в 1 г продукта.
Моют рыбу в проточной чистой морской или пресной воде. Вода должна соот-
ветствовать требованиям СанПнН 2 1.4.1078. Температура воды не должна пре-
вышать 15 "С. расход воды должен составлять от 2 до 8 м1 на тонну рыбы.
Размораживание. Это тепловой процесс, при котором определенное количест-
во теплоты передается рыбе для повышения температуры ее тела от начальной до
0...—2*С. При размораживании в теле рыбы происходят прежде всего изменеиия,
связанные с таянием кристаллов льда и поглощением воды тканями рыбы. Если
вся вода, образующаяся при таянии кристаллов льда, поглощается тканями, то
размороженная рыба по своим свойствам близка к свежей. Нежелательные изме-
нения свойств мяса рыбы при размораживании определяются в основном денату-
рацией его белков в интервале температур от -1 *С до -5 ’С. Поэтому чем быстрее
при размораживании проходят эту критическую зону температур, тем меньше из-
меняются свойства мяса рыбы.
Способов размораживания очень много (глава 4), основные нз них, использу-
емые в консервном производстве, это термические (рис. 8.5), и в значительно
меньшей степени электрические.
Термические способы
на воздухе в жидкой среде в конденсирующемся паре
пол вакуумом
Pic. 8.5. Способы размораживания сырья
Размораживание на воздухе — наиболее простой метод: рыбу раскладывают на
стеллажах в помещении с температурой 10... 15 *С н выдерживают до полного раз-
мораживания. Время размораживания в зависимости от размеров рыбы или тол-
щины брикета составляет от 8 до 24 ч. Недостатком этого метода является боль-
шая продолжительность процесса, потребность в больших производственных
площадях и невозможность создания поточного производства.
Размораживание в воле — наиболее распространенный метод: рыба при помощи
транспортного устройства перемешается или в ванне с водой, или под душируюши-
ми устройствами. Температура воды должна быть не более 20’С. Продолжительность
размораживания от 50 до 90мин. Широкое распространение размораживания в воде
объясняется простотой процесса, возможностью его механизации н автоматизации,
достаточно высокой производительностью установок (до 1,5т/ч). К недостаткам сле-
дует отнести большой расход волы — до 16т на 1 т размороженной рыбы, а также час-
тичное набухание мышечной ткани и потери экстрактивных вешеств.
630
В.З. Общие процессы
Размораживание в паро-вакуумной среде основано на том, что насыщенные
водяные пары, конденсируясь на поверхности рыбы, выделяют теплоту конден-
сации, за счет чего происходит размораживание рыбы.
Электрические методы основаны на электрических свойствах рыбы Заморо-
женная рыба обладает свойствами слабых проводников и диэлектриков, поэтому ее
либо включают в электрическую цепь как проводник, либо помешают в перемен-
ное электрическое поле, и она разогревается как диэлектрик. Размораживание про-
исходит в результате объемного нагрева (объемное размораживание). Действие то-
ка вызывает некоторые изменения белков, в частности их денатурацию.
Сортирование. При выполнении этой операции отделяют гидробионты, не со-
ответствующие требованиям нормативной документации (большие срывы кожи,
разрезы, порывы, переломы и так далее), одновременно осуществляют сортиров-
ку их по размерам и видам.
Разделка. У гидробионтов отделяют съедобные части от несъедобной, в ре-
зультате чего потребителю направляется наиболее ценная в пищевом отношении
часть рыбы и улучшается ее товарный вид. Несъедобные и малоценные в пище-
вом отношении части и органы тела рыбы и других гидробионтов используют для
производства кормовой и технической продукции. При этом повышается стой-
кость гидробионтов при хранении, так как удаляются их органы и части тела,
способные быстро портиться (органы пищеварения, почки, жабры). При разде-
лке увеличивается удельная поверхность рыбы и морепродуктов, что сокращает
продолжительность последующих технологических операций (посола, термиче-
ской обработки и др.).
Способы и виды разделки различных видов гидробионтов выбирают в соот-
ветствии с требованиями к разделке действующей нормативной документации.
Некоторые виды рыб. например, сайку, кильку, мелкую беломорскую сельдь, ис-
пользуемые для производства консервов Шпроты в масле-, разделывают только
после копчения, причем удаляют голову и хвостовой плавник
После разделки полуфабрикат тщательно промывают для удаления с ее по-
верхности слизи, загрязнений и обсеменяющих микроорганизмов, зачищают от
сгустков крови и черной пленки.
Пориионирование. Промытую рыбу и морепродукты режут на куски, соответ-
ствующие размерам банки. Нередко пориионирование совмещают с фасованием
с использованием специальных набивочных машин. Тушки мелких рыб не пор-
ционируют и укладывают в банки целиком.
Посол. Поваренная соль является важнейшей вкусовой добавкой при изготов-
лении консервов. Содержание поваренной соли в консервах составляет от 0,8 до
2,5%. В рыбоконсервном производстве применяют несколько способов посола:
♦ введение сухой соли в банку с расфасованным продуктом;
• тузлучный посол в солевом или уксусно-солевом растворе;
• введение соли в заливку.
При сухом посоле мелкую соль добавляют непосредственно в наполненные
полуфабрикатом консервные банки, что позволяет механизировать процесс,
строго контролировать количество вводимой соли и ее влажность. Однако, сухая
соль частично денатурирует белки, а под действием высокой температуры при
631
Глава 8. Технология стерилизованных консервов
стерилизации этот процесс углубляется, что вызывает появление на продукте
хлопьевидного осадка.
При тузлучном посоле рыбу и морепродукты подсаливают в солевых или ук-
сусно-солевых растворах плотностью от П20...1200кг/м] при температуре
15...20’С. Этот способ имеет следующие недостатки: потребность в относительно
сложном и громоздком оборудовании; сложность контроля за концентрацией и
температурой соляного раствора; повышенный расход соли, повышенная обсе-
менен иость микроорганизмами полуфабриката.
Соль вводят в заливку при выработке консервов в томатном соусе и маринад-
ных заливках. В процессе стерилизации и последующего хранения консервов
происходит пропитывание рыбы заливкой и диффузия соли из заливки в рыбу.
Однако, на некоторых предприятиях предпочитают проводить посол рыбы перед
обжариванием, потому что неподсоленная рыба хуже обжаривается, а в обжарен-
ную рыбу соль из заливки проникает очень медленно из-за образующейся при
этом способе тепловой обработки корочки обжаривания, что и приводит к увели-
чению сроков созревания консервов на складе перед реализацией,
8.4. ПРЕДВАРИТЕЛЬНАЯ ТЕРМИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА
При производстве консервов полуфабрикат перед стерилизацией может под-
вергаться тепловой обработке. Цели данной операции:
• улучшение вкусовых свойств готовых консервов;
♦ частичное удаление воды из полуфабриката и повышения пишевой ценно-
сти готового продукта;
♦ экстракция из продукта ароматических и вкусовых соединений;
♦ снижение уровня обсемеценности,
♦ инактивация ферментов сырья.
Предварительная тепловая обработка предусмотрена всеми технологическими
схемами производства консервов, за исключением натуральных. К основным ви-
дам тепловой обработки относят бланширование, обжаривание, подсушивание
или копчение. Разработаны технологии с использованием комбинированных
способов обработки (копчение-бланширование, копчение-подсушивание).
В настоящее время в консервное производство поступает большая доля малоцен-
ных видов рыб, для улучшения вкусовых свойств которых, наряду с традиционными,
разрабатываются новые способы тепловой обработки сырья, позволяющие улучшить
его органолептические свойства, например, полугорячее или холодное копчение.
Способ и режим предварительной тепловой обработки гидробионтов выбира-
ют в зависимости от ассортимента консервов, вида сырья, его химического соста-
ва. удельной поверхности рыбы (вида разделки, толщины и формы порциониро-
ваиного полуфабриката).
Технологическими схемами тепловая обработка гидробионтов предусмотрена
как до. так и после фасования полуфабриката в банки. Так. в отдельных случаях
тепловой обработке подвергается неразлеланное сырье для упрощения разделки
сырья (снятие кожи у кальмара и ската, варка конечностей краба и креветок пе-
632
8.4 Предварительном термическая обработка
ред разделкой). Тепловая обработка позволяет придать полуфабрикату специфи-
ческий вкус и аромат (обработка копчением или обжариванием) При тепловом
воздействии в мышечной ткани гидробионтов происходят дснатурациоНно-коа-
гуляиионные изменения, что приводит в потере массы, относительному повыше-
нию пищевой и энергетической ценности, несмотря на некоторую потерю биоло-
гически ценных пншевых вешеств.
Правильно выбранный режим тепловой обработки позволяет уменьшить поте-
ри массы полуфабриката, уровень денатурации белков, обеспечить оптимальную
консистенцию продукта Контроль режима предварительной тепловой обработки
осуществляют по величине потерь массы и органолептическим показателям полу-
фабриката, а также путем контроля показателей качества готовых консервов: вели-
чины отстоя в масле, соотношения твердой и жидкой частей, содержания сухих ве-
ществ и консистенции продукта. Несмотря на общности целей предварительной
тепловой обработки, каждый способ имеет свои особенности.
Бланширование. Это кратковременная термическая обработка полуфабриката
горячей водой, солевым раствором, острым паром или нагретым растительным
маслом. Этот способ обработки из-за своей простоты имеет наиболее широкое
распространен ие.
Чаше всего в виде теплоноситетя при обработке гидробионтов используют на-
сыщенный водяной пар температурой от 95 до 105'С. Продолжительность блан-
ширования составляет, в зависимости от вида сырья, от 15 до 45 мин. Величина
потерь массы зависит от удельной поверхности, химического состава обрабаты-
ваемой рыбы, режима термической обработки и составляет от 10 до 30%, из кото-
рых 7...23 % приходится на воду и 3...7% — на сухие вещества. Изменения массы
происходят за счет выделения тканевого сока в виде свободно стекающих капель
и воды испарения- На начальном этапе нагревания до 80 °C происходит уменьше-
ние массы за счет отделения структурно-свободной влаги. При дальнейшем по-
вышении температуры в результате коагуляции белков вьшеляется структурно-
связанная влага. Потери массы полуфабриката прн бланшировании зависят от
положения банки в аппарате — «вниз или вверх донышком».
Контактный обмен с насыщенным паром при положении банки с рыбой в по-
ложении «дном вверх», при котором образующийся бульон стекает постоянно,
идет более интенсивно, чем при бланшировании «дном вниз», при котором буль-
он сливают после окончания процесса (рис. 8.6).
Рис.8.6. Потери массы ставриды в зависимости от положения Санки при бланшировании:
/ — банка «дном вниз*; 2 — банке «дном вверх»
633
Глава 8 Технология стврмлмвовомных консервов
При бланшировании с бульоном из рыбы выделяются ценные в пищевом от-
ношении вешества. которые не всегда имеют практическое использование
(табл. 8.1).
Тябл ина 8 Состав бульона после бланширования (Андрусенко П. Н., Рулева Т. Н.)
Состав бульона %
Вид рыбы Сухие веществ Липиды | СыроИ протеин Минеральные ве-
Ставрида 6.8 0.7 5,0 1.1
Скумбрия 8,3 1,4 5,6 1,3
Сардина атлантическая 1 5,9 1 1,3 1 З-8 0.8
Потери белкового азота от обшего при бланшировании составляют от 1,5 до
2,6 %. Потери липидов составляют от 2 до 8 % от обшего их содержания в сыром
полуфабрикате, причем их биологическая ценность в процессе термической об-
работки уменьшается (табл. 8.2).
Заблииа 8.2. Изменение жирнокислотного состава липидов
ставриды в процессе бланширования
Спдерж.1ние от овшего числа липидов (Я, j
Жирные кислоты в сырой полу- фебрихгте 1 при ЛроУОВЖИТЕЛЬНОСТИ ПТО. мин
15 40
Ннзкомолеку тярные 0.5 0.1 0.4
Насыщенные 70.6 64,0 61.6
Пента- и гексаеновые 27,0 1 16,4 13,0
Поли ненасытен н ые 40.1 26,3 25.4
Бланширование в воде, водных растворах солей или органических кислот осу-
ществляют при близкой к кипению температуре, продолжительность тепловой
обработки составляет от 2 до 30 мин. При варке в результате гидролиза коллагена
происходит размягчение кожного покрова, разрушение подкожно-жировой клет-
чатки, ослабление связи мышц с костями, что вызывает неустойчивость рыбы к
механическим воздействиям. В результате коагуляции белков варка сопровожда-
ется некоторой потерей экстрактивных вешеств и растворимых белков, солей и
витаминов. При бланшировании рыбы в солевом растворе возможно нежелатель-
ное повышение его солености
Выбор способа бланширования зависит от вида консервов и сырья. Так блан-
ширование в кислой среде (pH около 4), которая создается введением в волу ук-
сусной кислоты, позволяет разрушить известково-кремневые включения в мясе
кукумарии, которые могут служить источником образования углекислого газа.
Полуфабрикат, бланшированный в растительном масле при температуре
90...120 “С в течение 2...5 мин, имеет высокое качество. Но этот способ обработки
дорог и его используют для приготовления консервов из особо ценных видов рыб.
634
0.4. Предварительная термическая обработка
Обжаривание. Процесс обработки гидробионтов перед консервированием в
растительном масле при температуре 120... 190’С в течение 3...20 мин. В процессе
обжаривания полуфабрикат приобретает красивую золотисто-коричневую окрас-
ку, приятный аппетитный аромат и вкус, уплотненную консистенцию и прочную
корочку обжаривания. Количество сухих вешеств в обжаренной рыбе увеличива-
ется за счет потери влаги и впитывания растительного масла.
Перед обжариванием тушки, порционированные куски или формованные из-
делия панируют. Панированием называют процесс обработки полуфабриката тон-
ким слоем пшеничной муки, которая, впитывая с поверхности волу, образует
прочное, хорошо удерживаемое равномерное покрытие из теста. Научные основы
процессов обжаривания и панирования подробно рассмотрены в гл. 7 (см. 7.1).
Подсушивание. Это процесс частичного удаления воды из рыбы путем обработ-
ки ее нагретым воздухом или инфракрасными лучами. Обычно подсушивание со-
четается с провариванием полуфабриката. Как известно, режим подсушки полу-
фабриката нагретым воздухом характеризуется температурой и относительной
влажностью воздуха, скоростью его движения. От величины этих параметров за-
висит не только скорость обезвоживания, но и качество подсушенного полуфаб-
риката, и, соответственно, органолептические показатели консервов.
Наиболее оптимальным является такой режим подсушивания, который обес-
печит получение полуфабриката наилучшего качества при минимальной продол-
жительности процесса и наименьшем расходе теплоты.
С повышением температуры воздуха обезвоживание ускоряется, однако
слишком высокая температура и, как следствие, очень интенсивное испарение
воды с поверхности полуфабриката, приводит к уплотнению и высыханию кожи,
увеличению ее сопротивления диффузии водяных паров и созданию избыточного
давления паров под кожей, в результате чего оиа отслаивается от мяса с образова-
нием вздутий и даже разрывов. Кроме того, слишком высокая температура при-
водит к значительной денатурации белков гидробионтов, что, в конечном итоге,
ухудшает качество консервов.
На процесс обезвоживания существенно влияет содержание жира в полуфаб-
рикате. Чем жирнее мясо гидробионтов, тем ниже должна быть температура под-
сушивания, поскольку, как это уже было отмечено, при повышенной температуре
жир вытапливается, выступает на поверхность полуфабриката и подвергается
частичному окислению с последующим ухудшением вкуса и снижением пищевой
ценности консервов.
Если рыба жирная, то применяемая температура не должна быть выше 100 “С,
для маложириой рыбы может применяться температура 1Ю...130*С. В результате
подсушивания мясо рыбы проваривается, кожа становится сухой, потери массы
составляют 18...20 %.
При обработке полуфабриката инфракрасными лучами происходит поглоще-
ние инфракрасного излучения (ИК-излучения) компонентами продукта, повы-
шение его температуры и передачу тепла дальше в продукт. Температура И К-из-
лучателей от 450 до 500 °C, продолжительность обработки от 6 до 15 мин. По срав-
нению с паровым бланшированием продолжительность обработки с использова-
нием ИК-энергии сокращается почти в 3 раза. Кроме того, этот способ обработки
635
Глава 8. Технология стерилизованных консервов
снижает потери массы, повышается качество продукта, образовавшийся при
бланшировании бульон можно использовать в пишевых целях.
Подсушивание рыбы осуществляют до или после порционироиания в банки в
аппаратах периодического или непрерывного действия.
Тепловая обработка в электромагнитном поле высокой частоты (СВЧ). При об-
работке СВЧ-энергией происходит прогрев продукта по всему объему, в результа-
те чего ускоряется процесс предварительной тепловой обработки, по сравнению с
другими способами, в 10... 15 раз. Высокая скорость обработки, однако, не позво-
ляет проявиться в достаточной степени ряду процессов, которые формируют вку-
со-ароматические вещества, что сказывается на вкусовых свойствах консервов.
Для устранения этого недостатка в продукт вводят специальные добавки, которые
в процессе СВЧ-нагрева способны реагировать с други ми компонентами продук-
та.
Использование СВЧ-нагрева позволяет расслабить мускул-замыкатель при
обработке двустворчатых моллюсков без сваривания мяса, что значительно об-
легчает процесс раскрытия створок раковины.
Су шествуют технологии, в которых совмещены операции размораживания и
термообработки в одной СВЧ-установке (работы Акимовой Б. Е. и Ионова А. Г.).
Это позволяет улучшить качество консервов за счет сохранения в тканях жидкости,
содержащей питательные вещества, которая вытекает при других способах размо-
раживания, значительно сократить время предварительной тепловой обработки и
увеличить впитывание рыбой масла и заливки при созревании и хранении.
Копчение. Основным процессом при копчении рыбы является ее обезвожива-
ние, в результате чего повышается пишевая ценность рыбы, уплотняется ее кон-
систенция. Полуфабрикат после копчения приобретает приятный вкус и аромат
копчености. В зависимости от температурных условий различают два основных
способа копчения: горячее при температуре от 70 до 170 °C и холодное — при тем-
пературе дымовоздушной смеси до 40 ‘С.
Традиционно при производстве консервов типа «Рыба копченая в масле» ис-
пользуют горячее копчение. Такая тепловая обработка включает подсушку, про-
варку и собственно копчение. Подсушка проводится при температуре воздуха
50...80 “С в течение 2...2,5 мин. Проварка осуществляется в горячем дыме при тем-
пературах 80...160°C в течение 10...20мин, а копчеиие — в густом технологиче-
ском дыме с температурой 7О...1Ю*С в течение ЗО..9Омин. Потери массы полу-
фабриката при копчении, в зависимости от вида рыбы, составляют от 25 до 37 %.
Существенными дефектами консервов из полуфабриката горячего копчения,
которые возникают из-за нарушения температурного режима обработки, являют-
ся сползание кожи и увеличение водного отстоя в консервах. Правдиной Т. В. бы-
ли проведены исследования по изучению влияния технологических режимов
копчения полуфабриката из дальневосточных видов рыб на влажность, водоудер-
живаюшие свойства (ВУС), растворимость белков кожи и мышечной ткани рыб.
Было выявлено, что при подсушке происходит изменение растворимости наибо-
лее термолабильной фракции — миофибртлярных белков. В условиях подсушки
тепловая денатурация белков развивается при непрерывном изменении влагосо-
держания тканей. Чтобы процесс подсушки способствовал этим биохимическим
636
8.4. Првдварит«льнс« термичеега» обработка
процессам, тело рыбы необходимо нагревать как можно быстрее. Результаты ис-
следования показали, что при подсушке полуфабриката в диапазоне температур
от 50 до 70*С содержание влаги в мышечной ткани практически не изменяется.
При повышении температуры от 70 до 120 'С наблюдается снижение ВУС, что со-
провождается повышенной влагоотдачей и снижением отстоя в готовых консер-
вах. Температура подсушки выше 120 "С. несмотря на продолжающееся снижение
ВУС, нецелесообразна из-за ухудшения органолептических показателей готового
продукта.
В полуфабрикате горячего копчения под действием высоких температур все
цветообразуюшие реакции интенсифицируются. В работах Радаковой Т. Н. было
исследовано изменение цвета при производстве консервов типа «Шпроты в мас-
ле». Было установлено, что после стерилизации наблюдается потемнение поверх-
ности, а в процессе хранения консервов изменение цвета происходит незначн
тельно и только в течение первых четырех месяцев.
Основным недостатком технологии с применением горячего копчення явля-
ется накопление в консервах канцерогенных соединений. Использование коп-
тильных препаратов и полуфабриката холодного копчения позволяет уменьшить
количество канцерогенных вешеств в готовом продукте.
Технология приготовления консервов типа «Рыба копченая в масле» с приме-
нением коптильного препарата исключает процесс дымового копчения. Наибо-
лее эффективными у нас и за рубежом являются коптильные препараты на основе
водных конденсатов древесного дыма (ВНИРО, «МИНХ», «Сквама»). Эти препа-
раты почти не содержат опасных для здоровья полициклических ароматических
углеводородов (ПАУ). Коптильную жидкость можно использовать в следующих
вариантах: ароматизация масла коптильным препаратом; добавление коптильно-
го препарата в тузлук при посоле; погружение рыбы в коптильный препарат перед
термической обработкой; распыление препарата в коптильную камеру. Для уси-
ления вкуса и аромата можно комбинировать перечисленные способы использо-
вания коптильных препаратов.
Замена традиционного горячего копчения технологией с применением коп-
тильного препарата «ВНИРО» позволяет снизить содержание бенз(а)пирена (БП)
в консервах с 1,65 до 0,55 мкг/кг (работы Радаковой Т. Н). При достаточно близ-
ких органолептических свойствах консервов, изготовленных с использованием
горячего копчения и коптильного препарата, они отличались По уровню содержа-
ния коптильных компонентов (фенолов). Так, в консервах из рыбы дымового
копчения содержание фенолов составляет от 4,8 до 5,5 мг/100 г, а в консервах из
рыбы бездымного копчения — от 1,5 до 2,0мг/100 г, т. е. почти в 3 раза меньше.
Однако при этом уровне содержания фенолов вкус копчения в консервах из ры-
бы бездымного копчения выражен достаточно полно, не чувствовалась избыточ-
ность горечи, как в консервах из рыбы дымового копчения. Таким образом, для
получения консервов из копченой рыбы, близких по своим качествам к мировым
стандартам, по гигиеническим требованиям вполне достаточен уровень фенолов
от 1,2 до 2,0 мг/100 г продукта. После стерилизации основное количество фено-
лов (около 75%) остается в рыбе. В процессе хранения консервов практически нс
происходит перераспределение фенолов между рыбой, маслом и водным отстоем.
637
Главе в. Технология етврклиэованных консервов
В КаспНИРХе для приготовления консервов типа «Шпроты в масле* препарат
«Вахтоль* вводился в тузлук при посоле рыбы, а в препарат «МИНХ» погружали под-
сушенный соленый полуфабрикат. Однако технологии не нашли применения из-за
большого расхода препаратов н сложностей производственного использования.
Специалистами ОПТО сТехрыбпром» и АтлантНИРО (работы Ершова А. М. и
Артюховой С. А.) разработана технология консервов «Рыба копчено-бланширо-
ваниая в масле*. По этой технологии копченые свойства продукции придаются в
процессе холодного копчения полуфабриката. При изготовлении этого вида кон-
сервов предварительная термическая обработка осуществляется следующим об-
разом: полуфабрикат после разделки подается на подсушку при температуре
30...35°C; копчение осуществляется густым дымом в течение 1...3ч (в зависимо-
сти от вида рыбы) при температуре ЗО...4О’С. После копчения рыбу порциониру-
ют в банки и бланшируют в течение 8...15 мин при температуре от 95 до 100 сС.
Специалистами ОПТО «Техрыбпром» для приготовления данного полуфабриката
была разработана конвейерная печь, позволяющая коптить рыбу в слое в автома-
тизированном режиме. Сочетание двух способов обработки позволяет повысить
сочность рыбы в консервах, улучшить ее органолептические свойства При этом
консервы содержат меньше 3,4-бснзп ирена (БП) и нитрозоди метила мина
(НДМА) (табл. 8.3).
Твблниа 8 3 Содержание БП и НДМА в консервах, в мкг/ кг продукта
Наименование консервов Ьснз[п]1пирен (БП) Нитроэодиыспс.вмин (НДМА)
Шпроты горячего копчения (г/к) (дымовое копчение) 5,0 4,0
Скумбрия копчени-блйнтированная в масле 1.0 0,1
Сельдь из полуфабриката холодного копче- ния (х/к) 0.6 I Не обнаружено
Сардинелла натуральная с добавлением масла с,1 1
В настоящее время использование бланширования связано с большими энер-
гетическими затратами, что в свою очередь вызывает повышение себестоимости
продукта. Кроме того, при бланшировании продукт подвергается температуре
выше 100°С, что вызывает изменение пищевой ценности продукта. С целью
уменьшения потерь воды при тепловой обработке, улучшения органолептиче-
ских и санитарно-гигиенических показателей продукта при меняют также полуго-
рячес копчеиие (Похольченко В. А., Ершов A. M.J.
К новым направлениям производства консервов из копченой рыбы можно от-
нести использование для получения полуфабриката холодного копчения (техно-
логия разработана Ершовым А. М. и Николаенко О. А., МГТУ). При этом спосо-
бе обработки полуфабрикат после разделки подсушивают, в зависимости от вида
рыбы, 20...30мин, затем обрабатывают дымовоздушной смесью при температуре
от 22 до 36’С в течение 1...2ч. После копчеиия полуфабрикат имеет цвет и запах,
свойственный копченому продукту, но этого времени предварительной обработ-
638
8.5. Специальные процессы производства консервов
ки бывает недостаточно для удаления необходимого количества влаги, поэтому
после копчения проводят дополнительное обезвоживание полуфабриката возду-
хом, имеющим температуру, близкую к таковой при холодном копчении.
По соде ржанию БП и НДМА консервы нз полуфабриката холодного копчения
соответствуют регламентируемым требованиям безопасности (табл. 8.4).
Таблица 8.4. Содержаниебенз(а)пирена(БП),нитросоединений
(НА) и фенолов в консервах из копченой рыбы
Наименомни» консервов 1 БенХ«)лиреи (БП). мг'хг Нитроны* ни (НА), мг/кг Феноны. мг/ICOr
Сельдь в масле (хД) 0,00043 Не обнаружено 2,50 ±0.2
Сельдь в масле (г/к) 0,0006 0,001 3,55 ± 0,3
Путассу в масле (хД) | — 2.60 ± 0,2
Шпроты (г. К) — 0,004 5...Ю
Такая обработка увеличивает водоудерживаюшую способность полуфабрика-
та. Поэтому высокое качество консервов достигается при меньших потерях влаги,
а. следовательно, и меньших расходах сырья. Предлагаемая технология и техника
производства консервов из копченой рыбы предполагает снижение расхода сы-
рья на 6—7 % по сравнению с традиционным способом, позволяет выпускать на
одной линии консервы из нескольких десятков видов рыб.
Учитывая диффузионные свойства сырья и их изменчивость в процессе низ-
котемпературной обработки, копчение можно выполнять россыпью на сетках
конвейеров в несколько слоев. Уцельная нагрузка на 1 м2 полотна конвейера уве-
личивается в 2...3 раза. Выполнение операций копчения и обезвоживания в кон-
вейерных аппаратах исключает вообще ручной труд при загрузке и выгрузке про-
дукта, уменьшается расход электроэнергии при подготовке полуфабриката.
8.5. СПЕЦИАЛЬНЫЕ ПРОЦЕССЫ ПРОИЗВОДСТВА КОНСЕРВОВ
Этот блок включает в себя следующие технологические операции: подготовку
и введение заливок и растительных компонентов, подготовку тары и фасование,
маркировку крышек, эксгаустирование. iермсгизацию и мойку банок С продук-
том перед стерилизацией.
Подготовка и введение заливок. Для изготовления консервов из гидробионтов в
качестве заливок чаше всего применяют растительные масла как одного наиме-
нования и вида, так и их композиции, бульоны и отвары, соусы, желирующие и
эмульсионные компоненты различной вязкости. Заливки непременно должны
гармонизировать с содержимым продукта по внешнему виду, вкусу и аромату,
быть хорошо усвояемыми, обладать энергетической ценностью, иметь доступную
стоимость.
Поскольку уже сейчас в изготовлении консервов из гидробионтов применя-
ются разнообразнейшие заливки, причем их ассортимент непрерывно пополня-
639
Глава 8. Технология стерилизованных консервов
егся, возникла необходимость б разработке современной классификации, кото-
рая наиболее полно бы учитывала все их качественные особенности Такая клас-
сификация разработана Артюховой С. А. (рис. 8.7) и, практически, всеобъемлю-
ще охватывает все многообразие заливок.
Одними из наиболее распространенных в консервных производствах являют-
ся растительные масла и их композиции, бульоны и соусы.
Растительные масла, как правило, применяют при изготовлении консер-
вов из гидробионтов с использованием предварительной термической обра-
ботки (подсушивания, бланширования, обжаривания и копчения), и нату-
ральных с добавлением масла Наиболее высококачественными являются
оливковое, арахисовое, хлопковое, кукурузное масла, которые относят к не-
высыхающим и полувысыхаюшим маслам с невысоким йодным числом. Кро-
ме того, в консервных производствах используют соевое, подсолнечное, гор-
чичное, кунжутное и другие пищевые растительные масла и их смеси в раз-
личных пропорциях.
Перед введением в банки масла нагревают до температуры 75...85*С с целью
уменьшения вязкости и повышения срсднемассовой температуры продукта, что
обеспечивает тепловое эксгаустированис перед герметизацией (суть и назначение
данного процесса будет изложено ниже, см. с. 647).
Ранее растительные масла предварительно подвергали прокаливанию с целью
обеспечения его микробиальной безопасности и, в частности, отсутствия токсина
Staphylococcus aureus. Однако последними исследованиями установлено, что в
640
0 5. Специальные процессы производства консервов
процессе последующей стерилизации консервов происходит полная инактивация
термостойкого токсина стафилококка.
В отдельных случаях для улучшения качественных характеристик раститель-
ных масел (вкуса, аромата, цвета) их подвергают облагораживанию. Эта операция
предполагает использование ряда пишевых ингредиентов: томатной пасты, раз-
личных овошей, натуральных пряностей н их экстрактов, коптильных препара-
тов, искусственных красителей, ароматизаторов, которые вводят в растительные
масла, и затем, в зависимости от дозировки и разработанных режимов, переме-
шивают, настаивают, нагревают, фильтруют или просто отделяют (например,
хлопчатобумажные мешочки со специями).
Полученные облагороженные масла, которые, как правило, отличаются улуч-
шенными органолептическими показателями и содержанием новых компонентов —
ингибиторов протеолиза и антиоксидантов, используют затем по назначению.
Бульоны и отвары применяют при изготовлении консервов типа «Уха», «Суп
рыбный», «Рыба в желе» н др.
Бульоны используют как в качестве самостоятельных заливок, так и для при-
готовления разнообразных соусов. Их приготавливают из рыбных пишевых отхо-
дов (хвостов, обезжабренных голов, плавников, костей) и мелкой потрошеной
рыбы в открытых пишеварочных котлах. Предварительно сырье тщательно про-
мывают для удаления остатков внутренностей, крови, слизи, во избежания появ-
ления мутности и горечи в бульоне. Сырье заливают водой в соотношении 1:1,5 и
варят в течение 50...60 мин. Далее от бульона отделяют плотную часть, добавляют
компоненты в соответствии с рецептурой (соль, овощи, пряности и др.), вновь
доводят до кипения, варят 5...10 мин и затем без остывания (температура
75 85’С) вводят в банки.
В случае появления мути к бульону добавляют 3...4% (к его объему) мелкоиз-
мельченной сырой мышечной ткани рыбы, перемешивают и отстаивают. Измель-
ченные кусочки рыбы, благодаря тепловой коагуляции белковых вешеств н боль-
шей чем у бульона плотности, начинают оседать и увлекают за собой взвешенные
частицы мути и таким образом осветляют рыбный навар.
При изготовлении консервов типа «Рыба в желе» используют либо концент-
рированные бульоны, получаемые упариванием, что приводит, соответственно, К
увеличению в ннх массовой доли глютина, либо вводят подготовленные студне-
обраювателм (агар, агароил. желатин, каррагинан). Загустители предварительно
готовят путем замачивания в воде в соотношении 1:5 и набухания в течение
1...2ч. Далее студнеобразователн нагревают до 75...80’С при постоянном переме-
шивании, фильтруют, вносят в приготовленный бульон и доводят до кипения.
Отвары, как правило овощные, готовят аналогично технологии получения
рыбных бульонов, используя в качестве плотной части сырые и сухие овощи,
причем последние предварительно замачивают. Отвары после приготовления за-
ливают в банки в горячем виде (75...80’С).
Разработано более 40 рецептур томатных соусов для изготовления соответ-
ствующих консервов из рыбы н морепродуктов. Чаше всего в основной состав со-
усов входят следующие ингредиенты: томатное пюре или томат-паста, обжарен-
ный лук, растительное масло, сахар, соль, уксусная кислота, пряности.
641
Глово 8. Технологи* стерилизованных консервов
В начале в кипящую воду засыпают сахар, соль, затем вводят измельченный
обжаренный лук, далее томатные продукты. Полученную смесь тщательно пере-
мешивают, за 5 мин до окончания варки вносят пряности, в самом конце процес-
са — растительное масло и после его завершения добавляют уксусную кислоту
Процесс изготовления соуса продолжается от 6 до 15 мин, температура при введе-
нии его в банки — 75...8О*С. Кроме вышеназванных компонентов в состав томат-
ных соусов могут входить различные заранее специально подготовленные овоши.
майонез, соки, пиво, вина, фруктовые и овошные пюре и другие пищевые инге-
диенты. При замене томатопродукгов на пшеничную муку получают белый соус.
Качество томатного соуса в первую очередь характеризуется органолептиче-
скими показателями, в частности, его ярким красивым цветом, который обеспе-
чивают каротиноиды (ликопин). На цвет томатного соуса, безусловно, влияет
множество факторов, главными из которых являются способ приготовления и со-
став компонентов, величина pH как самого соуса, так и плотной части консервов
Кроме того, немаловажное значение имеют биохимические особенности обраба-
тываемого сырья, первоначальное качество томатопродукгов и ряд других. В про-
цессе применения и хранения консервов томатный соус может обесцвечиваться
(длительное воздействие кислорода воздуха на каротиноиды, приводящее к окис-
лению), а также подвергаться потемнению в результате образования продуктов
реакции Майяра — мелаиоидинов.
Исследователями (Сафронова Т. М., Артюхова С. А , 2001) установлена зави-
симость интенсивности покоричиевеиия томатного соуса от содержания амино-
сахаров, в частности, гексозаминов, в консервах (рис. 8.8).
Рис. 8.8. Динамика потерь гексозаминов (ГА) при бланшировании
океанической ставриды:
1 — в кнпяшей Boat; 2 — перегретым парсы; 3 — водяным нясыикнным паром
Оценка цвета томатного соуса соответствующих обретав консервов (уел. ед.|: 1 —
0Л5 (оранжево-красный); 1 — 0,$ (оранжево-красный). 3 — 0,8 (коричневый)
642
8.5. Специальны* процессы производспа консервов
Кроме того, интенсивность покоричневения зависит от повышения темпера-
туры, ее продолжительности воздействия и контакта соуса с металлами (железо,
медь), которые катализируют этот процесс.
С целью сохранения наиболее ценных компонентов томатных соусов разрабо-
таны технологии их изготовления без кипячения с использованием гомогениза-
торов и подогревом перед введением в заливки до температуры 80 ’С.
Для внесения заливок в банки, как правило, используют специальные уст-
ройства — соусонаполнители, работающие по объемному или уровневому при-
нципу н заполнению банки в одни илн два приема.
В зависимости от вязкости заливки, соотношения плотной и жидкой частей
применяют следующие методы внесения заливок: верхней заливки (введение со-
уса после фасования основного продукта), нижней заливки (внесение его перед
фасованием полуфабриката) и комбинированный, когда часть соуса вносят в пус-
тую банку перед фасованием, а оставшуюся часть соуса — после внесения основ-
ной массы продукта.
Несомненно, что в процессе совершенствования технологии консервов ожи-
дается все более расширяющееся разнообразие применяемых заливок и повыше-
ние их качественных характеристик. В частности, более высокий уровень качест-
ва заливок в перспективе будет достигаться за счет замены процесса перемешива-
ния гомогенизацией во избежание их расслаивания, смягчения тепловых режи-
мов в процессе подготовки, уменьшения энергетической ценности, снижения
микробиальной обсемененности. благодаря более тщательной подготовке раз-
личных ингредиентов (применения высокотемпературной обработки, электро-
статического поля высокого напряжения и других эффективных методов воз-
действия на микрофлору).
Подготовка растительных ингредиентов. Растительные компоненты подверга-
ются термической обработке с целью улучшения вкуса и запаха, уменьшения со-
держания воды н доведения их до кулинарной готовности (в мороженых, сырых и
квашеных продуктах) или увеличения содержания воды (сухие компоненты). Ви-
ды термической обработки очень разнообразны (рис. 8.9) и в зависимости от вида
растительного сырья и его состояния включают: бланширован не в воле, в раство-
рах солей или пишевых кислот, паром, обжаривание в растительном масле, про-
каливание горячим воздухом, ИК-лучами, СВЧ-излучение, тушение с маслом и
другими ингредиентами, замачивание в теплой воде.
Как известно, главными факторами, определяющими качество подготавлива-
емых и затем используемых в консервах растительных компонентов, являются
температура и продолжительность термической обработки. В свою очередь значе-
ния этих факторов выбирают с учетом воздействия последующей тепловой стери-
лизации на эти растительные ингредиенты.
Как правило, такие компоненты сразу же после термической обработки под-
вергают интенсивному охлаждению во избежание переваривания, применяя раз-
личные охлаждающие среды (воду, циркулирующий холодный воздух и др.).
Фасование полуфабриката Для изготовления консервов нз гидробионтов в ос-
новном используют такие виды потребительской тары, как металлические банки
рахшчных типоразмеров (жестяные и алюминиевые), стеклянные и пока очень
643
Глава в. Технология стярилиюяониых комсарвов
Рве 8-9 Схема предварительной тепловой обработки растительных ком-
понентов
редко полимерные. Качество каждой партии тары, поступающей на консервное
производство, тщательно проверяют на соответствие требованиям нормативной
документации для предупреждения негерметичности, выявления деформации
банок, признаков коррозии, наличия загрязнений и других дефектов. Одновре-
менно проводят проверку металлических банок на герметичность при помоши
воздушно-водяного тестера в течение 10с пол давлением 90.. ПО кПа Испытание
проводят следующим образом. Банки зажимают в устройстве между фланцами,
причем с открытой стороны фланец имеет уплотнительную прокладку, гермети-
зирующую полость банки, и штуцер, соединяющий эту полость с ресивером через
гибкий шланг. Испытуемую банку опускают в водяную ваииу так, чтобы вода пол-
ностью покрывала ее и подают под давлением воздух от компрессора или специ-
альной воздушной магистрали- Банку считают негермстнчной, если в течение Юс
с начала испытания в воде появляются непрерывно выделяющиеся пузырьки воз-
духа. Кроме того, герметичность тары можно проверить более простым способом
с помошью серного эфира, который в количестве 5...6 капель вводят в банку, ко-
торую немедленно закрывают крышкой, герметизируют и опускают в горячую
воду с температурой 6О...8О*С. Появление пузырьков выделяющегося эфира в во-
де свидетельствует о негерметичности тары Необходимо отметить, что именно
таким способом на консервных заводах и участках проверяют исправность рабо-
ты закаточного оборудования.
Более перспективным способом проверки герметичности закаточного шва яв-
ляется использование современного электронного оборудования (электронного
луча), которое уже используется в других отраслях пищевой промышленности, в
частности при производстве пива и соков, расфасованных в металлическую тару
Перед подачей на фасование банки подвергают санитарной обработке для
удаления микрофлоры и различных загрязнений. Их моют горячей водой с тем-
пературой не менее 60 *С. ошпаривают острым паром, укладывают на транспор-
тирующие устройства донышком вверх и подают на фасование.
Стеклянную тару сначала продувают сжатым воздухом для удаления метких
осколков стекла (их присутствие весьма вероятно), пыли, других загрязнений.
644
в 5. Специальны* процессы пром надетая конеарво*
Оборотную тару предварительно замачивают в специальных моюшнх растворах
для удаления засохших остатков содержимого прежних консервов. Затем стек-
лянные банки тщательно моют с использованием различных эффективных мою-
щих средств (силиката натрия, каустической соды, полифосфата натрия и др ),
промывают горячей водой, в завершение ошпаривают острым паром и немедлен-
но подают на фасование
Полимерные банки и крышки также подвергают мойке с использованием
0,5% раствора кальцинированной соды с температурой 5О...6О*С в течение
2 ..Змин, затем промывают горячей проточной водой и сушат в потоке теплового
воздуха.
При изготовлении деликатесных консервов из крабов и других ракообразных,
мясо которых нз-за большого количества серосодержащих белков и повышенной
их агрессивности может вступать во взаимодействие с внутренней поверхностью
металлической банки, внутреннюю поверхность тары дополнительно покрывают
гак называемой белой крабовой эмалью, содержащей соли цинка, а также осу-
ществляют пергаментацию. Благодаря пергаментному пакету, предварительно
вложенному в банку перед фасованием, происходит полное изолирование про-
дукта от соприкосновения с банкой. Кроме того, прн изготовлении некоторых
фаршевых консервов и рыбных пудингов на дно и под крышку банки также укла-
дывают пергаментные кружки, смоченные в воде или слабом солевом растворе
для предупреждения прилипания содержимого
В процессе санитарной обработки и транспортировки тары неизбежны потери
банок и крышек в виде необратимой деформации, разбивания стеклотары, что
регламентируется установленными нормами. В частности, для жестяной тары та-
кие потери нс должны превышать 0,15 % от объема тары, алюминиевой — ие бо-
лее 0.1 %, полимерной — не более 1 % и стеклянной до 6 %.
Укладка компонентов. Полуфабрикат расфасовывают в банки либо с помощью
специальных механических устройств (набивочных машин), либо вручную, как
правило, после предварительной термической обработки.
Автоматические набивочные устройства работают по принципу объемного
порцион и рован ия (формирование из тушек жгута и обрезание от него порции для
одной банки), при котором соблюдение стабильной массы полуфабриката зави-
сит от объема порционируюшей емкости, силы сжатия кусков, силы упругости
тканей гидробионтов. В частности, очень плотная консистенция препятствует
образованию однородного жгута, а ослабевшая или слабая приводит к необрати-
мой деформации боковой поверхности жгута (смятие, размазывание) и потерям
массы рыбы.
Набивочные машины применяют при изготовлении натуральных консервов, а
также в тех случаях, когда полуфабрикат подвергают предварительной термиче-
ской обработке после фасования.
При ручном фасовании соблюдают установленный порядок укладки компо-
нентов. соотношение полуфабриката, заливки и гарниров, массу содержимого.
Способы укладки полуфабриката зависят от размеров и формы банок, вида
гидробионтов. В частности, в цилиндрические банки куски и тушки рыбы ук-
ладывают вертикально, срезами ко дну; в овальные и прямоугольные банки
645
Глава в. Технология стерилизованных консервов
тушки рыбы укладывают на спинку или плашмя головными срезами в разные
стороны.
Правила н требования при укладке полуфабрикатов определены для каждого
вида и наименования консервов, равно как и соотношения между жидкой и плот-
ной частями.
В основной массе выпускаемых консервов доля полуфабриката составляет от
60 до 90 %, доля заливок н (или) гарниров — 10...40 %.
В случае уменьшения доли основного полуфабриката от нормы происходит
ускорение прогреваемости и возникает вероятность переваривания мяса из-за из-
бытка жидкой части. И, наоборот, в случае увеличения плотной части прогрева-
ние осуществляется более медленно, эффективность стерилизации снижается,
органолептические показатели готового продукта могут ие достигнуть оптималь-
ного уровня.
Кроме того, при изготовлении консервов на стадии фасования не исключена
возможность получения легковесных банок или, напротив, с превышением стан-
дартного веса. И то и другое недопустимо, поскольку переполнение банок содер-
жимым может привести к возникновению избыточного давления при стерилиза-
ции н возникновению таких дефектов, как физический бомбаж, «хлопуша» и
«птичка», А уменьшение массы в отрицательную сторону неизбежно вызовет на-
рекания у потребителя. Для решения этой технологической проблемы в поточных
линиях производят контроль массы с помощью автоматических весов, разделяю-
щих все банки на недозаполненные, переполненные и с нормальным весом. При
отсутствии таких весов контроль массы банок с содержимым проводят вручную.
В процессе фасования строго следят за тем, чтобы на бортиках банок нс оста-
вались частицы тканей гидробионтов илн гарнира для предупреждения негерме-
тичности банок
Дозирование кристаллической соли, пишевых кислот, сыпучих круп и пря-
ностей производят специальными устройствами (дозаторами), работающими по
объемному принципу с помощью мерных наполнительных цилиндров.
Подготовка и маркирование крышек. Металлические крышки банок должны
быть чистыми и упакованными в водонепроницаемую или промасленную бумагу.
Перед самым процессом маркирования и герметизации крышки освобождают от
упаковочных материалов, проводят их осмотр и сортировку с отделением дефор-
мированных, с нарушением или отсутствием уплотняющей пасты, с коррозией и
другими дефектами. По центру крышки на площади, ограниченной первым бом-
бажным кольцом (кольцом жесткости) с помощью специального устройства
(компостера) в соответствии с требованиями нормативной документации в 2 или
3 ряда методом выдавливания наносят закодированные стандартные по размерам
цифры и буквы. Первый ряд означает дату изготовления консервов, второй — ас-
сортиментный номер продукции (от одного до трех знаков, цифры или буквы) и
номер предприятия-изготовителя (1...3 знака), третий ряд — номер смены и ин-
декс рыбной промышленности «Р». При двухрядной маркировке (использование
универсальных компостеров или импортных маркировочных устройств) индекс
«Р» указывается в первом ряду перед датой изготовления, номер смены — в нача-
ле второй строки.
646
8.5. Специальны* процессы производства консервов
В случае использования литографированной тары допускается не выштампо-
вывать те реквизиты, которые уже нанесены на корпус или крышку банки.
При выпрессовывании цифр и букв должны образовываться выпуклости толь-
ко на наружной стороне крышки.
Допускается н уже настоятельно рекомендуется вместо вылавливания нано-
сить необходимые реквизиты на крышки банок с помощью несмываюшейся пи-
щевой краски, поскольку использование компостеров в отдельных случаях может
привести к нарушению целостности лакового покрытия, повреждению полуды,
микротрешинам или даже пробою крышек.
Эксгаустирование. Процессу герметизации после подготовки и маркирования
крышек предшествует ешс одна операция — эксгаустирование (от английского
слова exhauster — вытягивать), означающая частичное удаление воздуха из банки
с продуктом вакуумированием или нагреванием содержимого. Воздух при этой
операции удаляется из свободного, незаполненного продуктом пространства
банки, а также из жидкой фазы, в которой он может быть растворен.
Нетрудно представить себе те негативные последствия, к которым может при-
вести не удаленный из банки воздух:
♦ в результате высокого внутреннего давления, создающегося в банке при
последующей стерилизации, возникает опасность появления таких дефектов, как
«птичка» и «хлопуша» и даже разгерметизация банок;
• кислород воздуха окисляет и разрушает биологически ценные вещества,
входящие в состав консервов (лнпиды, витамины, каротиноиды);
♦ в содержимом продукта возможно развитие микрофлоры воздуха, т. е. спор
микробов, избежавших летальности при стерилизации;
♦ на внутренней поверхности металлической тары вероятно образование кор-
розии, поскольку кислород воздуха является активатором этого процесса.
Поэтому эксгаустирование уменьшает избыточное давление в банках при сте-
рилизации, способствует лучшему сохранению окраски и вкуса продукта, создает
условия, препятствующие развитию аэробной микрофлоры.
Эксгаустирование осуществляют двумя способами — тепловым и механи-
ческим.
Эксгаустирование тепловым способом основано на способности газов и
паров к расширению или сжатию в зависимости от их температуры. После фа-
сования в пространстве банки, не занятом содержимым, общее давление, рав-
ное атмосферному, суммируется из парциальных давлений паров и воздуха.
Если содержимое банки нагреть и (или) ввести горячую заливку, парциальные
давления паров воды и воздуха увеличатся из-за повышения температуры, а
также уменьшится объем незаполненного пространства за счет теплового рас-
ширения продукта.
После герметичного присоединения крышки к фланцу корпуса банки воздух
нс успевает охладиться из-за тепловой инерции содержимого, зато после охлаж-
дения парциальное давление воздуха резко падает, что и приводит к созданию ва-
куума в банке.
Глубина вакуума безусловно напрямую зависит от температуры, т.£. степени
прогрева содержимого банки (рнс. 8.10).
647
Глава В. Технология стерилизованных консервов
При тепловом эксгаустирова-
нии содержимое банки рекомен-
дуется нагревать до температуры
не менее 60 °C в ее геометриче-
ском центре, что будет соответ-
ствовать вполне достаточной и от-
вечающей технологическим требо-
ваниям величине вакуума около
27 кПа (0,25 атм.).
На производстве тепловое эксга-
устироваиие осуществляют следую-
Рис. 8.1*. Зависимость глубины вакуума от темпера- шими технологическими приемами:
туры содержимого •прогреванием ларом банок с про-
дуктом в паровых эксгаустерах в те-
чение 10...15 мин с последующей герметизацией;
♦ наполнением банок предварительно нагретым продуктом и горячей залив-
кой (температура не ниже 75 °C);
♦ прогреванием паром заполненных рыбой банок (бланширования), удалени-
ем бульона и введением горячих заливок, с незамедлительной герметизацией.
Тепловое эксгаустнрование не лишено ряда недостатков, основными из кото-
рых являются неоднородность и недостаточность глубины вакуума, большая про-
должительность процесса, углубление денатурации белковых вешеств, гидролиз
липидов, разрушение биологически ценных вешеств, ослабление вкусо-аромати-
ческих свойств содержимого консервов.
Механическое эксгаустироваиие осуществляют при помоши вакуум-насосов за-
каточных устройств, когда производится очень быстрое удаление воздуха из банок
с содержимым с последующей мгновенной герметизацией. Величину вакуума уста-
навливают с учетом температуры содержимого банки во избежание вскипания и
выброса из нее жидкой части, наиболее оптимальные значения ее — 50...55кПа.
Механическое эксгаустироваиие устраняет основные недостатки теплового
способа и позволяет достигнуть более равномерного и глубокого вакуума.
Вместе с тем и этот способ не лишен недостатков, в частности, величина раз-
ряжения в банках с продуктом после стерилизации оказывается меньше первона-
чальной на 1О...2О%. Это объясняется тем, что находящийся в тканях гидробион-
тов и (или) гарнире воздух полностью не успевает выйти из ннх в момент ваку-
умирования и герметизации.
Использование механического эксгаустнрования связано с возникновением
таких явлений, как вакуумное расширение и вакуумное поглощение.
В процессе герметизации банок с содержимым под вакуумом объем продукта,
помешенного в разреженную среду, несколько увеличивается в результате рас ши
рения содержащегося в нем воздуха и который до завершающей тепловой обработ-
ки ие может выйти из тканей гидробионтов. Именно такое изменение состояния
объема продукта в банке называют явлением вакуумного расширения.
После стерилизации, когда тепловая денатурация белков и другие процессы
значительно ослабляют консистенцию гидробионтов, воздух выходит из тканей
648
8.5. Специальны* процессы производства консервов
продукта, в результате величина вакуума уменьшается, а объем содержимого воз-
вращается к первоначальному. Разность между величиной вакуума в банке с про-
дуктом после эксгаустирования — герметизации и величиной вакуума после сте-
рилизации называют вакуумным поглощением.
Для объективной оценки этого явления и учета его прн механическом эксгау-
стировании, введен такой показатель, как коэффициент вакуумного поглощения
Ф, который выражает отношение вакуумного поглощения 0 к величине вакуума в
банке перед стерилизацией ш:
<Г = (S1)
to
Коэффициент вакуумного поглощения <р для консервов из гидробионтов со-
ставляет в среднем 0.2...0.4, что учитывают прн настройке и работе вакуум-зака-
точных машин
Для эффективного удаления воздуха из заполненных баиок перед герметиза-
цией нередко используют оба метода эксгаустирования, когда предварительно
нагретые банки направляют в вакуум-закаточные машины.
Герметизация банок. Процесс герметичного присоединения крышки к фланцу
корпуса тары имеет несколько решений, а, следовательно, и терминов, например
таких, как «закатывание*, «навинчивание», «обжим*. Поэтому наиболее целесо-
образным и все более распространяющимся универсальным термином, характе-
ризующим данный процесс, является термин ^герметизация». Эта операция
должна обеспечить двухстороннюю непроницаемость банок во избежание, с од-
ной стороны, попадания воздуха и микроорганизмов в продукт, с другой стороны
его потери в виде подтечности
Перед герметизацией следят за тем, чтобы банки не были переполнены; имели
постоянную высоту (отклонение ие более ±0,35 мм); крышки соответствовали
размеру банки и плотно, без перекосов прилегали к корпусу; фланцы борта банки
были бы свободные от расфасованного продукта
Присоединение крышек к корпусам банок осуществляется иа закаточных ма-
шинах в две последовательные операции (рис. 8.11).
Рис 811. Образование двойного закаточного шва-
fl — первая операция; 6 — начала и коней второй операции; I -
кятичный ролик перво., операции; 2 — закаточный ролик второй
операции
Сначала роликами предварительной закатки крючок крышки подгибают
под фланец корпуса (первая операция), в таком состоянии крышку невоз-
649
Глава 8. Технология стерилизованных консервов
можно снять с банки, но она свободно вращается, что позволяет осущест-
вить механическое эксгаустирование. Затем ролики второй операции окон-
чательно формируют двойной закаточный шов, плотно сжимая все пять сло-
ев жести.
Ряс. 8.12 Двойной закаточный шов
Герметичность закаточного шва обеспечива-
ется не только сжатием пяти слоев жести, но и
наличием уплотнительной эластичной пленки,
которая в виде плоского кольца заранее нано-
сится И высушивается на канале подвитого
фланца крышки (рис. 8.12). Эта уплотнительная
пленка, представляющая собой водно-аммиач-
ную пасту с различными наполнителями (ла-
текс, казеин, полиакриламид ндр.), плотно за-
полняет все зазоры между слоями жести. Без
этой эластичной пленки, даже при максималь-
но плотном сжатии всех пяти слоев жести,
двойной закаточный шов не обеспечит герме-
тичности и, следовательно, не исключит проникновения внутрь банки воздуха и
микроорганизмов.
Безусловно, помимо уплотнительной пленки иа обеспечение герметичности и
прочности двойного закаточного шва влияют такие факторы, как его толщина и
высота, величина перекрытия крючков корпуса и крышки банки, размеры других
элементов шва, глубины посадки крышки и др.
Размеры наиболее важных элементов двойного закаточного шва (рис. 8.12) за-
меряются при помощи шовного проектора, измерительных инструментов, а так-
же рассчитываются по следующим формулам.
Нормальная толщина (7) закаточного шва, мм:
Г=(ЗГ2+2Г, +0.16) ±0,12,
(8.2)
где 0,16 — средняя толщина уплотняющей пасты, мм; 0,12 — сумма допустимых
отклонений пяти слоев жести или алюминия, мм; /, — толщина жести корпуса
банки, мм; /2 — толщина крышки банки, мм.
Толщина шва не должна быть выше значения, рассчитанного по вышеприве-
денной формуле.
Нормальная высота шва (£), мм:
Л = [Е+0,5(г| + Г2)+1,5|-0,1, (8.3)
где 1,5 — эмпирический коэффициент; 0,1 — допуск на высоту шва, мм; Е — ве-
личина перекрытия, мм.
Нормальная длина крючков, мм:
Е, = 0,49 (Е 4- L - 1,6г). (В.4)
Е2 = 0,51 (Е+ L- 1,6/j),
где 1,6 — эмпирический коэффициент
650
8.5. Специальные процессы производства консервов
Глубина посадки крышки (С) должна быть больше высоты закаточного шва
(L) на 0,12...0,16 мм [ С = (С, 12... .0,16) + Ц.
Величина перекрытия (£), мм:
£= В, + В, + 1,1/2 - L. (86)
Величина перекрытия (£) зависит от диаметра банки, толщины жести или
алюминия rp tj и должна варьировать в пределах 1,3... 1,55 мм.
Величина теоретически возможного перекрытия (£г), мм:
£, = /.-(2,2/,+1,1/,). (8 7)
Для характеристики двойного закаточного шва часто применяют показатель,
называемый коэффициентом перекрытия КЕ, который определяют в процентах:
F
A'£=j-100. (88)
Коэффициент перекрытия двойного закаточного шва Kt должен быть не ме-
нее 45 %, для цельнотянутых банок — не более 65 %
В процессе герметизации возможно возникновение дефектов, связанных с ка-
чеством работы закаточных устройств (непрокат, нецентровка, накат, морщини-
стый шов н др.). Во избежание их появления необходим постоянный контроль за
их правильным функционированием.
После герметизации банки рекомендуется без длительной задержки (не более
30 мин) направлять на мойку н стерилизацию во избежание повышения микро-
биальной обсемененности содержимого.
Мойка герметизированных банок. Для удаления с поверхности металлических
банок следов жнра. масла, других заливок и загрязнений, консервы подвергают
мойке горячей водой илн раствором моющих средств. Такая мойка крайне необ-
ходима для того, чтобы в процессе стерилизации ие происходило взаимодействия
продуктов гидролиза жировых загрязнений — свободных жирных кислот с метал-
лами поверхности банок с образованием нерастворимых металлических солей
(мыл), придающих консервным банкам из-за темных пятен неприглядный вне-
шний вил. Кроме того, свободные жирные кислоты вступают во взаимодействие
с солями щелочноземельных металлов (Са, Mg), которые могут находиться в воде
или влажном паре автоклава, и также образовывают нерастворимые мыла;
R-COOH + Са3*------* (R-COO)2Ca + Н2О
Металлические банки моют либо горячей водой (температура 50...60 °C), либо
2...3 % раствором моющих средств с последующим ополаскиванием горячей пре-
сной водой температурой не ниже 60 °C.
Стеклянные банки, как правило, ополаскивают горячей водой температурой
50...60 *С с помощью душируюших устройств на транспортере сразу же после гер-
метизации.
Далее банками заполняют корзины илн тележки, прн необходимости приме-
няя наполненные водой емкости во избежание деформирования консервов (вы-
сота водного слоя не менее 35см). н направляют на стерилизацию.
651
Глава В Технология стерилизованных консервов
8.6. СТЕРИЛИЗАЦИЯ
Стерилизация — это общий термин, который обозначает тепловую обработ-
ку герметично укупоренного пищевого сырья или полуфабриката в широком
диапазоне температур (от 80 до 160*С) для обеспечения микробиологической
безопасности продукта. Наиболее часто термин стерилизация (от лат. sterilis —
бесплодный) употребляют в случае термической обработки консервов при тем-
пературе выше 100 "С, вто же время тепловое воздействие прн температурах ме-
нее 100 ’С чаще всего называют пастеризацией (по имени французского ученого
Луи Пастера).
В рыбной промышленности все изготавливаемые консервы подразделяются
на 2 группы, названия которых и их признаки представлены ниже.
Группа «А». Стерилизованные продукты, имеющие pH 4,2 и выше, — рыбные,
рыборастительныс консервы н консервы из морепродуктов с нелимитированной
кислотностью:
1. Рыбные консервы с предварительной тепловой обработкой рыбы и овошей (в
томатном соусе, в масле, бульоне, масляно-томатном соусе, рыборастнтельные).
2. Рыбные коисервы без предварительной тепловой обработки рыбы или ово-
шей (в томатном соусе, рыборастнтельные в томатном соусе, натуральные, нату-
ральные с добавлением масла и желе, супы рыбные, уха).
3. Фарши, пудинги, паштеты, рыборастнтельные фаршевые: с предваритель-
ной тепловой обработкой рыбы; без предварительной тепловой обработки рыбы;
паштеты из копченой рыбы.
4. Консервы из морепродуктов: из морских беспозвоночных; крабов; морских
водорослей и трав.
5. Консервы из рыбы и морепродуктов для питания детей младшего возраста.
б. Консервы из рыбы и морепродуктов диетического питания.
Группа «Д». Пастеризованные консервы из гидробионтов (полуконсервы),
имеющие pH 4,2 и выше, с нелимитированной кислотностью, прошедшие тепло-
вую обработку при температуре ниже 100 *С:
1. Консервы на основе рыбного фарша (типа ветчины, паштетов, пудингов):
без предварительной тепловой обработки; с предварительной тепловой обработ-
кой.
2. Консервы из формованных фаршевых изделий с предварительной тепловой
обработкой: без соусов и заливок; с соусами, заливками и гарнирами.
3. Консервы нз филе филе-кусочков, прошедших тепловую обработку: без со-
усов и заливок; с соусами, заливками и гарниром.
4. Консервы из морских беспозвоночных, морских водорослей и трав
В процессе стерилизации или пастеризации должны быть обеспечены микро-
биологическая безвредность и безопасность для будущих потребителей этой кон-
сервированной продукции. Однако, жесткие температурные и временные пара-
метры тепловой обработки консервов для обеспечения полной стерильности и,
следовательно, их безопасности, приведут в свою очередь к необратимому изме-
нению состава и свойств продукта, снижению пишевой ценности. Поэтому, осу-
ществляя процесс стерилизации, необходимо, с одной стороны, обеспечить на-
652
8.6. Стерилизация
лежкую микробиологическую безопасность консервов, с другой стороны, не
ухудшить качественные показатели продукта.
Решение этих, казалось бы, противоположных задач возможно за счет сниже-
ния жесткости процесса стерилизации, однако с учетом термогибели патогенных
клостридий Cl. botulinum, Cl. perfringens, мезофильных анаэробов группы
В. cereus и (или) В. polymyxa.
Наиболее опасным среди всех видов микробов является, несомненно, возбу-
дитель как тяжелейшего заболевания, так и порчи продуктов, — Cl. botulinum, по-
этому уже несколько десятков лет наипервейшим требованием прн изготовлении
консервов является полное отсутствие клеток и спор этой патогенной микрофло-
ры, включающей, как известно, штаммы А, В, С, D, Е н F. Причем первые два —
А и В — из-за своей невероятной термоустойчивости (споры их выдерживают
многочасовое кипячение при 100’С) относят к чрезвычайно опасным микроорга-
низмам, поскольку продуцируют нервно-паралитический токсин, сила действия
которого превосходит цианистую кислоту (HCN) в 1000 раз.
В соответствии с утвержденными правилами и требованиями все консервы
характеризуются следующими микробиологическими показателями (табл. 8.5
и 8.6).
Табтица 8 5 Микробиологические показатели безопасности (промышленная
стерильность) консервов группы ’А»
Микроорганизмы, выпаленные консервы Консервы общего («значения Консервы детского и дие- тического литания
Спорообразующие мезофильные Отвечают требованиям промышленной стерильности.
аэробные и факультативно-анаэ- В случае определения количества этих микроорганизмов
ровные микроорганизмы группы В. subtilis оно должно быть не более 11 клеток в 1 г (см’) продукта
Спорообразуюшие мезофильные аэробные и факультативно-ана- эробные микроорганизмы группы В. cercus и (или) В. polymyxa Не отвечают требованиям промышленной стерильности
Мезофильные клостридии Отвечают требованиям промыш- ленной стерильности, если выяв- ленные мезофильные клостридии не относятся к Cl. botulinum и (или) Cl. perfringens. В случае опре- деления мезофильных клостридий их количество должно быть не бо- лее 1 клетки в 1 г (cmj) продукта Не отвечают требо- ваниям промышлен- ной стерильности при обнаружении в 10 г (см’) продукта
Неспорообразующис микроорга- низмы и (или) плесневые грибы, и (или) дрожжи Нс отвечают требованиям промышленной стерильности
Спорообразуюшие термофильные Отвечают требованиям промыш- Не отвечают требо-
анаэробные, аэробные и фа культа ленной стерильности, но темпера- ваниям промышлен-
тивно-анаэробные микроорганиз- мы тура хранения не должна быть вы- ше 20'С ной стерильности
653
Глава 8. Технология ствриливованных консервов
Таблица 8.6. Микробиологические показатели безопасности
(промышленная стерильность) полуконсервов группы «Д»
Показатель Допустимый уровень, отвечаю- щий требоыниям промышленной стерильности
Количество мезофильных аэробны* и факулыагив- но-анаэробных микроорганизмов (КМАФАнМ) Бактерии группы кишечных палочек БГКП кали- формы) В. cereus Сулъфитредуцир)юшие клостридии Staphylococcus aureus Патогенные, в том числе сальмонеллы Не более 2 Ю?КОЕ/г (см1) Не допускается в 1 г(с№) продукта Тоже Не допускается в 25г(см’) продукта
В рыбной промышленности все консервы из гидробионтов относят к группе
промышленно-стерильных консервов (см. табл. 8.6), за исключением консервов
слецназначения. Для промышленно-стерильных консервов допускается после их
изготовления и выстойки регламентируемое нормативной документацией опре-
деленное количество (0,01 %) микробиологического брака (вздутые бомбажные
банки), который является результатом развития нетермостойкой, непатогенной
остаточной микрофлоры, я также анаэробных гнилостных клостридий Осталь-
ная микрофлора, допустимая в виде остаточного количества МАФАнМ, безвред-
на, поскольку неспособна развиваться при отсутствии кислорода в герметичной
банке. Таким образом, исходя нз современных представлений и требований,
предъявляемых к консервам, стерилизацией называют термическую обработку
содержимого их, которая обеспечивает гибель нетермостойкой неспорообразую-
шей микрофлоры и уменьшает число спорообразуюших микробов до регламен-
тированного уровня, достаточного для предотвращения порчн продукта и обеспе-
чения его безопасности для потребителя при соблюдении условий хранения.
8.6.1. Факторы, определяющие термостойкость микрофлоры
при стерилизации
Все пищевые продукты, подвергаемые консервированию, априори являются
хорошей питательной средой для жизнедеятельности многих микроорганизмов,
и содержимое каждой банки, направляемой на стерилизацию, в той или иной
степени обсеменено микрофлорой. А поскольку стерилизация является главным
технологическим приемом в производстве консервов, исходя из требования обес-
печения микробиологической безопасности продукта, крайне необходимо зна-
ние и управление факторами, влияющими на термоустойчивость микробов.
Главными факторами, которые оказывают существенное влияние на термо-
стойкость микробов, н, следовательно, определяют параметры процесса стерили-
зации, являются:
654
В.6. Стерилизация
• температура н продолжительность стерилизации;
• физико-химический состав консервов;
• вид микрофлоры, их количество и выбор тест-культуры.
Температура и продолжительность стерилизации. Выбор температуры стери-
лизации напрямую связан с величиной активной кислотности продукта, кото-
рая является очень чувствительной для микрофлоры. И поскольку по настоя-
щее время главным критерием безопасности консервов является полная гибель
клеток и спор CL botulinum, именно вполне определенная граница кислотности
для этой микрофлоры установлена учеными в виде значения pH равного 4,2.
Ниже его возбудители ботулизма не развиваются. На основании вышеуказанно-
го критерия н обозначенного значения pH все малокнслотные н нейтральные
продукты, pH которых более 4,2, стерилизуют, как правило при температуре
110...130 "С, а кислотные со значением pH менее 4.2 — при температурных ре-
жимах от ] 00 *С н до 75 ”С.
Наряду с температурным фактором иа тсрмогибезь микробов, безусловно, вли-
яет продолжительность термической обработки, причем различают летальное и
сублетальное время. Летальным для микроорганизмов считается продолжитель-
ность термообработки, при которой клетки полностью теряют способность к реп
редуцированию, а споры — к прорастанию. К сублетальному времени относят про-
должительность теплового воздействия, в результате которого клетки или споры
определенное время остаются в состоянии покоя илн восстанавливаются.
Механизм внутриклеточных реакций, приводящий кабнозу микрофлоры при
термическом воздействии, еше полностью не раскрыт, однако, по предположени-
ям ряда исследователей, сводится к необратимой денатурации белковых соедине-
ний и нуклеиновых кислот, в результате чего происходит разрушение репродук-
тивного аппарата, нарушение метаболической системы н, как итог, общее пора-
жение клеточных илн споровых структур. Между летальным временем микроор-
ганизмов и температурой стерилизации, безусловно, существует зависимость,
поскольку с повышением температурного фактора время термогибели микробов
уменьшается. Так, по данным Эсти и Мейера, отмирание спор Cl. botulinum ха-
рактеризуется следующими значениями:
Температура,'С... ..100 105 ПО 115 120
Летальное время, мин.. .330 100 32 10 4
Анализ этих данных свидетельствует о том, что повышение температуры сте-
рилизации на несколько градусов приводит к тому, что летальное время микро-
организмов уменьшается в несколько раз. то есть налицо экспоненциальная за
висимость, представленная на рис. 8.13. Причем при известном математиче-
ском приеме, если значения оси ординат перевести в десятичные логарифмы и
построить зависимость в полулогарифмических координатах, кривая спрямля-
ется (рис. 8.14).
Следовательно, в данном случае нетрудно, оперируя нмеюшимися данными,
вывести уравнение прямой, пересекающей координатные оси, которая и будет
характеризовать зависимость продолжительности летального времени микроор-
ганизмов от температуры стери зизании (рис. 8.15).
655
Глава 8, Технология стерилизованных консервов
Pec 11.13. Зависимость летального вре-
мени для Cl bciulinum от температу-
ры в линейных координатах
Рве. 8 14. Зависимость летального време-
ни для Cl. botulinum от температуры в
полулогарифмических координатах
Рис. 8.15. Зависимость летального вре-
мени микроорганизмов от температу-
ры стерилизации, построенная » полу-
логарифмических координатах
как а, а угол ОС В как угол а.
В этой системе координат наклонная пря-
мая пересекает вертикальную ось в точке В, а
горизонтальную — в точке С. при этом по вер-
тикальной оси откладываются десятичные ло-
гарифмы значений летального времени (снизу
вверх), а по горизонтальной — значение темпе-
ратуры стерилизации (слева направо).
В точке О проставлено значение любой за-
данной температуры стерилизации Тп (напри-
мер 100’С), а в точке Р значение той температу-
ры стерилизации Ть, с действием которой срав-
нивается действие температуры То, и которая
принимается за базисную (например 120’С).
Обозначим координаты:
♦координаты точки О (Тд, 0):
• координаты точки В (Та, Igy), т е. отрезок
OB = Igy;
•координаты точки Р( Тъ. 0);
•координаты точки М(Ге, Igt).
Отрезок ОР обозначим как л, отрезок ОС —
Рассмотрим подобные треугольники &ВОСи ЬМРС. Они подобны по двум уг-
лам, углы ВОС и МРС прямые, а угол ОВС — общий. Таким образом, РС~ а — х
Из правил подобия следует, что ВО: МР= ОС: PC, отсюда
ter = _°_
Igr а-х'
656
8.6. Стерилизация
lgT = Igj(g-x) = a-lgy-xlg^ = to_lgy-x
Igy-lgx = ^x.
Поскольку разность логарифмов (igy - Igx) есть логарифм частного, следова-
тельно:
lgZ _ 1£2.х; (8.9)
т а
\%у/а — это отношение ВО: ОС, которое является тангенсом утла наклона а пря-
мой ВС (tga), или угловым коэффициентом, который характеризует наклон этой
прямой (ВС) к горизонтальной оси и, следовательно, свидетельствует о той или
иной термоустойчивости данной микрофлоры (чем круче, тем менее устойчива,
чем положе, тем более термостойка). Тогда уравнение (8.9) можно представить так:
1g = х- tga = Л х,
гдеЛ = 1g у/ а.
При выводе окончательного уравнения такой прямой представилось удобным
выразить угловой коэффициент А: другим отношением, в котором произвольные
катеты Igy и а заменены другими, вполне определенными, не связанными с про-
извольной точкой В.
Из рис. 8.15 видно, что угловым коэффициентом может быть не только отно-
шение 1gу/ а, но и отношение любых других катетов, только бы они относились к
подобным треугольникам, к примеру, отношение BD: DE. Выбираем на осн орди-
нат произвольную точку D и проводим прямую параллельную оси абсцисс до пе-
ресечения с прямой ОВ, точку пересечения обозначаем точкой Е. При этом точку
D выбираем так, чтобы числовое значение в этой точке было бы в 10 раз меньше,
чем таковое в точке В.
В этом случае, если принять, что отрезок ВО — это Igy, а DO — это lg(0,1у), то
катет BD
BD = BO-OD = Igy- 0,1 у = = fc10 = 1
Таким образом, если взять за основу тот путь, который прямая ВС проходит за
один логарифмический цикл (т. е. когда числовое значение на осн ординат
уменьшается в 10 раз) — в данном случае этот путь представлен катетом DE, кото-
рый принято обозначать буквой z — тогда угловой коэффициент BD: DEбудет ра-
вен 1/z. В этом случае уравнение можно записать следующим образом:
Igf = 1-х.
Следовательно, константой, характеризующей наклон этой полулогарифми-
ческой прямой линии (а, следовательно, и термоустойчнвости микроорганизмов)
657
Главе 8. Технология стврилнэованинх консервов
является 1 /г. Но поскольку I/г= сопя, катет г тоже const (т. к. вертикальный ка-
тет — единица — постоянная величина).
В окончательном вши уравнение полулогарифмической прямой выглядит
следующим образом:
Igf
(8.18)
где у — летальное время микроорганизмов, соответствующее любой дан ней темпера-
туре в точке Тв (мин); т — летальное время микроорганизмов, соответствующее том,
заранее обусловленной базисной температуре Г6, которая взята за мерило для сравне-
ния (мин); х — разность температур между базисной температурой, взятой за мерило
для сравнения Тг и любой другой температурой стерилизации Гй (х = Тс — T3Y, z —
разность температур за один логарифмический цикл, или же число градусов, на кото-
рое нужно повысить температуру стерилизации, чтобы летальное время уменьши-
лось в 10 раз, т. е. является не чем иным, как константой термоустойчнвости.
Уравнение имеет важное практическое значение, поскольку позволяет рассчи-
тать летальное время для любой температуры стерилизации, используя базисную
температуру и летальное время, соответствующее ей. После соответствующего пре-
образования можно сразу определить летальное время для данной температуры:
у= т 10' \ или у = т 10 ' .
(1.1 п
Таким образом, из полученной формулы следует, что стерилизацию можно
проводить прн разных температурах, изменяться будет только продолжитель-
ность процесса.
Физико-химический состав консервов. Рассмотрев основные факторы, влияю-
щие на термогибель микробов (температура и продолжительность стерилизации)
невозможно игнорировать другие, также оказывающие определенное воздей-
ствие на термостойкость микрофлоры, в частности, воздействие содержимого
консервов, имеющее определенное значение pH среды, которая, в свою очередь,
обусловлена природой различных соединений, наличием фитонцидов, масла или
жира, осмотически деятельных веществ (соль, сахар, консерванты и др.)
8.16. Зависимость термоустойчиво-
сти микробов от pH среды
В частности, исследованиями Баумгартне-
ра установлено, что максимальная термоус-
тойчивость спорообразуюших микроорганиз-
мов лежит в нейтральной области, а по обе
стороны ее термоустойчивость понижается
(рис. 8.16).
Кроме того, Рогачевой А. И. было отмечено,
что даже при одном и том же значении pH сре-
ды на термостойкость микробов оказывает вди-
яние природа органических кислот, которые по
степени убывания воздействия располагают-
ся в следующей последовательности: молоч-
ная -* яблочная -• уксусная -* лимонная.
658
в.6. Ст»рИЛИ1СЦИ«
На уменьшение термостойкости микробов оказывают влияние н антибиоти-
ческие вещества растительного происхождения — фитонциды, которые содер-
жатся в луке, чесноке, томатах, моркови, перце, горчице и различных пряностях,
вводимых в содержимое стерилизуемых продуктов как в виде концентратов (ак-
тивного начала), так и в виде соответствующих растительных ингредиентов.
В свою очередь повышение устойчивости спор и микробных клеток к воздей-
ствию высокой температуры оказывают жиры и масла, входящие в состав содер-
жимого продукта, за счет создания вокруг них липидной оболочки (гидрофобно-
го чехла), препятствующей подходу воды, а, как известно, микроорганизмы более
устойчивы к «сухому» нагреву, чем к влажному
Растворы поваренной солн небольшой концентрации не более б...8 % повышают
устойчивость микроорганизмов к нагреву за счет осмотического нерезкого обезвожи-
вания микробной клетки, повышение же концентрации солн (более 9%) приводит к
уменьшению термостойкости за счет электролитического высаливающего действия
хторида натрия. В свою очередь сахар и сахарный сироп оказывают такое же защит-
ное действие на микроорганизмы, как и растворы NaCl небольшой концентрации
именно по причине осмотического перехода воды из клеток микроорганизмов.
Вид микрофлоры, их количество и выбор тест-культуры. Несомненно, что ле-
тальное время микроорганизмов зависит от вида и количества их
Известно, что вегетативная нес порообразующая микрофлора погибает за не-
сколько минут при температуре 60...80’С; несколько более стойкие к воздей-
ствию температуры — бактерии группы кишечной палочки (БГКП), но и они вы-
держивают 80-градусную температуру не более 15 мин.
Наиболее стойкой к воздействию высокой температуры (100'С) являются
представители МАФАнМ В. Subtilus — 120мин, В. Mesenterecus — 1 Ю мин, В. Bo-
tulinum штамм В — 150 мнн, штамм А — 300 мин (по данным А. И. Рогачевой).
Не только качественный, но и количественный состав микрофлоры оказывает
существенное влияние на ее тер моги бель. Причем исследователями установлено,
что процессы, приводящие к летальному исходу микробной клетки, представля-
ют собой не что иное, как моно молекулярную реакцию коагуляции белков ее
протоплазмы, и раз так, то скорость уничтожения микробов можно представить в
виде математического выражения:
и А/
--Т- - ЛлА, (8.12)
сгс
где dN/ de — истинная скорость уничтожения микробов, или производная коли-
чества микроорганизмов по времени; — коэффициент скорости уничтожения
микробов (с_|); N— количество микробов к началу тепловой обработки.
Знак минус означает, что при стерилизации в каждый последующий момент
микроорганизмов становится меньше, чем в предыдущий.
Производим необходимые математические действия, т. е. разделим перемен-
ные и интегрируем:
™ = -А'0А; In/V^-A^A
659
Глава В. Технология стерилизованных консервов
где А — постоянная интегрирования, определяемая из граничных условий (на-
чальных илн конечных).
Считаем, что до начала процесса стерилизации первоначальное количество
микробов равняется JV0, а т = 0, тогда 1пЛ^ ~ О 0 + А и, следовательно.
In #= Кбт + In No или — InJV— К^т. Разность логарифмов, как известно, рав-
на логарифму частного
1п^ = Кст. Itu>
Следуя общепринятым в мировой практике обозначениям, заменяем No на В,
a N на Ь. Переводим натуральные логарифмы в десятичные, следуя известному
математическому приему, поделив обе части уравнения на значение In 10. Получа-
ем в итоге следующее выражение:
। В V
1g = АТ, (8.14)
где В — первоначальное количество микроорганизмов; Ь — конечное количество
микроорганизмов после стерилизации, которая происходит при какой-то опреде-
ленной (смертельной) температуре; К— константа скорости термогибели микро-
организмов, равная Kf,/In 10; т — продолжительность стерилизации.
Если выразить из полученного уравнения конечное количество микроорга-
низмов, то оно будет иметь следующий вид:
Из этого выражения можно сделать вывод о том, что константа скорости
термогибелн Сбудет являться не чем иным, как функцией тех составляющих,
тех параметров, которые в той или иной степени влияют на термостойкость
микробов — химического состава, содержимого консервов или агрессивности
среды (/1), вида микроорганизмов или степени ее устойчивости к нагреву (5^ и.
наконец, температуры тепловой обработки (7). Тогда формула будет иметь
следующий вид:
, В
Ь ~ |O4AS1).-
Вывод из данной формулы совершенно очевиден — чем более агрессивно со-
держание консервов (по активной кислотности, фитонцидам и др.), чем больше
степень термонеустойчивости данного вида микрофлоры, и чем выше температу-
ра тепловой обработки, и чем меньше первоначальное количество микробов, тем
более результативным будет процесс стерилизации консервов.
Из формулы (8.14) можно также on ре делить продолжительность тепловой обра-
ботки
1 . В
т = (Я-,6)
A D
660
6.6. Стерилизация
В данной формуле отношение 1 /Кобозначим как коэффициент D. Тогда вы-
ражение можно записать как
П1 В . В т
т = Dig—, или 1g— - ^.
<•-17)
Это уравнение практически тождественно выражению (8.10) и, следователь-
но, график, характерный для данной формулы, должен соответствовать графику
представленному на рис. 8.15. Он также носит экспоненциальный характер
(рис. 8.17), а зависимость, построенная в полулогарифмических координатах,
превращается в прямую линию, которая в этом случае отражает изменение коли-
чества микроорганизмов от летального времени их при определенной температу-
ре стерилизации (рис. 8.18).
Продолжительность стернлхзациж
Рис. 8.17. Изменение количества микроор-
ганизмов в зависимости от продолжитель-
ности стерилизации
Рис. 8.18. Изменение количества микробов
от продолжительности стерилизации в по-
лулогарифмических координатах
Следовательно, для данного графика В — количество микроорганизмов к на-
чалу тепловой обработки, b — остаточное количество микроорганизмов в конце
тепловой обработки в течение времени т; т — продолжительность тепловой обра-
ботки при определенной температуре стерилизации, за которую количество мик-
робов изменилось от начального В до конечного b. D— константа термоустойчи-
вости, которая характеризует продолжительность тепловой обработки (стерили-
зации), и которая требуется для снижения количества микробов в 10 раз.
И если теперь увязать D с другой константой термоустойчивости z, то очевид-
но, что они взаимосвязаны, и z будет не что иное, как повышение температуры
стерилизации, при котором D уменьшается в 10 раз.
Несмотря на то, что большинство кривых выживаемости микроорганизмов
имеют экспоненциальный характер, тем не менее экспериментальными исследо-
ваниями установлено, что имеются и другие формы отражения зависимости из-
менения количества микробов или спор от продолжительности стерилизации,
которые представлены на рис. 8.19.
661
Глава 8. Технология стерилизованных консераоа
Кривая 1 характеризует возрастание иа на-
чальном этапе количества микроорганизмов
за счет термоактивации спор, ранее находив-
шихся в состоянии покоя и как бы быстро
«пробудившихся» в результате теплового воз-
действия на ранней стадии стерилизации.
Кривые 2. 3, имеющие соответственно
сигмоидальную и вогнутую формы зависи-
мости, свидетельствуют о том, что микроор-
ганизмы и их споры имеют первоначально
неодинаковую термостойкость при нагрева-
нии.
И, наконец, кривая 4, имеющая двухфаз-
ный характер, свидетельствует о наличии двух
форм спор, которые явно различаются по тер-
мостойкости при стерилизации.
Помимо отклонения кривых выживаемос-
ти микробов от экспоненциального вида, су-
Pnc.fl.19. Формы кривых выживаемости
микробов
шествует еще одна особенность термогибели микробов на последней стадии на-
гревания в виде так называемого «хвоста», характеризующего замедленное выжи-
вание последних клеток спор (рис. 8.20).
Ряс. 8 20. Кривая выживаемости микробов с
«хвостом»
Экспериментами установлена харак-
терная особенность таких «хвостовых»
клеток, заключающаяся в неспособности
их воспроизводить полноценное термо-
стойкое поколение.
Термостойкость микроорганизмов и их
спор, характеризующая их способность со-
противляться тепловому воздействию,
оценивается двумя константами термо-
устойчивости z и D, понятие и физический
смысл которых ранее уже раскрыт (форму-
лы (8.10), (8.11), (8.17)). Постоянная D, ха-
рактеризующаяся как кинетическая кон-
станта выживаемости микроорганизмов, используется для расчета летального
времени, необходимого для термогибели определенного количества и вида мик-
робов при базисной температуре стерилизации Ть или, иными словами, для рас-
чета нормативного (требуемого) стерилизующего эффекта F/. Базисной темпера-
турой для консервов из гидробионтов является температура 121,1 ’С, которая со-
ответствует 250’ по Фаренгейту (имеиио при такой температуре стерилизации,
наивысшей в свое время, проводил эксперименты американский учеиый
И. Болл, предложивший все расчеты проводить, исходя именно из этой темпера-
туры тепловой обработки).
Для вывода формулы нормативного (требуемого) стерилизующего эффекта F*
воспользуемся формулой (8.17), которую запишем в следующем виде:
662
8.6. Стерилизация
В
b
(«18)
Если т заменить на Е/,а константу термостойкости D рассчитать для базисной
температуры 121,1 ’С, то выражение (8.18) будет выглядеть следующим образом:
(8.19)
Рассмотрим отношение lg(^/&). которое называют степенью стерильности.
Поскольку невозможно добиться абсолютной стерильности, т. е. Ъ = 0. Поэтому
никогда при существующем методе тепловой стерилизации невозможно уничто-
жить все микроорганизмы или их споры. Можно только уменьшить количество
микробов, доводя их до 1 на 100; 1000; 1 мл и и более банок. Поэтому для вывода
формулы требуемого стерилизующего эффекта зададимся Ь равной очень малень-
кой. незначительной величине, например, 1/10в, т. е. 1 спора на партию консерв-
ных банок равной 10", где а — любое натуральное число. Тогда
lg— = lg(£- b°), или1£Й+ lgfta=lg^ + а.
b~
В окончательном виде формула нормативного стерилизующего эффекта будет
выглядеть следующим образом:
^т= Ди.!<в + 18^). (в.20)
где — нормативный стерилизующий эффект или продолжительность терми-
ческой обработки консервов при базисной температуре стерилизации 121,1 ’С в
условных минутах, за которую количество микроорганизмов достигает конечного
бесконечно малого допустимого нормативного значения; Дм, — кинетическая
константа выживания микроорганизмов при базисной температуре стерилиза-
ции, характеризующая продолжительность теплового воздействия на микроорга-
низмы и их споры, за которое количество их сокращается в 10 раз, в усл. мин; а —
конечный (допустимый) уровень обсемененности продукта; В — количество мик-
роорганизмов к началу процесса стерилизации.
При разработке и обосновании режимов стерилизации продуктов из гидроби-
онтов необходимо использование констант термостойкости ги D, которые опреде-
ляют только для наиболее термоустойчивого вида микрофлоры. Именно такие со-
хранившиеся после тепловой обработки виды микробов могут быть опасными для
здоровья человека и вызывать порчу содержимого консервов в процессе хранения
Поэтому крайне важным для обеспечения безопасности консервируемых про-
дуктов является выбор с определением констант термостойкости именно такого
наиболее опасного вида микрофлоры, который называют тест-культурой (тест-
ми кроорганизмом), а его штамм — тест-штаммом.
При выборе тест-кулыуры непременно учитывают, помимо термоустойчиво-
сти в буферных пищевых средах, состав остаточной микрофлоры в продукте и
требования к условиям хранения. Для разных пищевых продуктов имеются свои
663
Глава в Технология етернлиюваиных консврвоя
характерные виды микрофлоры, которые приводят к порче содержимого консер-
вов. Для консервов из гидробиоитов в качестве возбудителей порчи является
С. sporogenes и именно этот вид микрофлоры и его штамм используют в качестве
тест-культуры. С. sporogenes помимо того, что вызывает порчу малокислотнык
продуктов, обладает высокой терморезистеицией и превосходит поэтому призна-
ку самый опасный вид микрофлоры — С. botulinum.
Вместе с тем, исследованиями установлено, что с учетом специфики химиче-
ского состава сырья различных гидробионтов, изменения его в процессе тепловой
обработки, а также индивидуальных особенностей микробиологического зараже-
ния сырья возникает необходимость дифференцированного выбора тест-кулыуры.
В частности, исследователями установлено, что в некоторых консервах из иг-
локожих и морских водорослей С. sporogenes не может вызывать бактериальную
порчу из-за высокого уровня соединительнотканных белков и неспособности
данного вида микрофлоры усваивать их из-за отсутствия эластазной и коллагена-
зной активности. Хотя в тех же консервах при искусствениом внесении в них
С. botulinum происходит замедленное развитие этого вида микрофлоры с непре-
рывным накоплением токсина ботулизма, содержание его после годичного хра-
нения уже превышало минимально допустимый летальный уровень. А если при
нить во внимание то, что по уровню термоустойчивости споры С. botulinum по
сравнению со спорами С. sporogenes ниже в 2...3 раза (табл. 8.7), становится оче-
видной целесообразность использования в качестве тест-культуры С. botulinum и,
в частности, его самого термостойкого штамма В-255 при разработке режимов
стерилизации консервов из определенных видов гидробионтов.
Таблица 8.7. Сравнительные результаты термостойкости двух тест-культур
в консервах из гидробионтов
Консервы и> пироб понтов Значение константы термостойкости „ мин
С sporcgene*-25 С botulinum-255
Креветка натуральная антарктическая (криль) 0.60 0.20
Морская капуста с овощами в томатном соусе 0.39 0,18
Кукумария с овощами в томатном соусе 1,01 0,46
Салат из кукумарии с морской капустой 0.87 0.36
8.6.2. Прогревание консервируемых продуктов
В процессе стерилизации происходит проникновение теплоты вглубь продук-
та под действием температурного градиента, причем продолжительность прогре-
ва будет зависеть от таких факторов, как начальная температура продукта, форма,
размер и толщина стенки тары, равномерность температурного поля в автоклаве,
параметров и способа стерилизации, химического состава продукта, соотноше-
ния фаз и композиции рецептуры, подготовки полуфабриката, размера и возраста
гидробиоитов, а совокупность указанных факторов будет влиять на формирова-
ние качества консервированных гидробиоитов.
664
6.6. Стерилизация
г, мин
Рве. 8 21. Изменение температуры в про-
цессе стерилизации:
/ — рабочем теле автоклава 2 — а консервах с
жидкой консистенцией, J — а продуктах с густой
консистенцией
Физические свойства продукта. Консервы из гидробионтов существенно раз
личаются по своим физическим свойствам: соотношению плотной н жидкой час-
тей, густоте, вязкости и др. (например, «Уха рыбацкая» и Паштет шпротный») и,
соответствен но. интенсивность прогревания их различная. В консервах с преоб-
ладающей жилкой консистенцией теплота перелается довольно быстро при по-
мощи конвективных токов, а в продуктах густой консистенции, например, фар-
шах, пастах, пудингах, как правило, путем теплопроводности, и скорость прогре-
вания в них невысокая.
Интенсивность прогревания тех или иных видов консервов отчетливо выявля-
ется на графиках стерилизации в автоклавах периодического действия в коорди-
натах: температура — продолжительность тепловой обработки (рис. 8.21).
При построении графика на горизонталь-
ной оси откладывают продолжительность сте-
рилизации в минутах, а на вертикальной —
температуру в автоклаве в точке наихудшей
прогреваемости консервируемого продукта
(для густых — в геометрическом центре, для
жидких — ниже центра).
Как следует из рис. 8.21. график изменения
температуры в автоклаве имеет трапецевидный
характер и характеризует периоды: А — про-
должительность продувки и прогрева, В —
собственно стерилизации, С — охлаждения.
Этот ход температурной кривой в рабочем теле
автоклава называют формулой стерилизации и
приводят в виде следующей условной записи:
АВС
Т '
1де А, В, С — продолжительность упомянутых выше периодов тепловой обработ-
ки; Г— температура стерилизации, ’С.
Анализ кривых 2и 3прогреваемости густых и жидких продуктов, представлен
пых на рис. 8.21, свидетельствует об их отставании от температурного хода трапе-
цевидной кривой /автоклава, когда наивысшая температура продукта отстает и а
несколько градусов от температуры стерилизации, а также прослеживается замет-
ное запаздывание начала охлаждения консервов относительно начала процесса
охлаждения в автоклаве, т. е выявляется термическая инерционность стерилизуе-
мых продуктов, причем меньшая для жидких и большая для густых.
При соответствующей математической обработке выявляется возможность
количественного определения интенсивности прогревания разных по теплофи-
зическим свойствам консервов.
Рассмотрим кривые прогреваемости консервов, причем нс вес, а только ту их
часть, которая относится к восходящей линии до достижения точки наивысшего
прогревания, и построим новый график, но уже в полулогарифмических коорди-
натах (рис. 8.22).
665
Глсва 8 Технология стерилизованных консервов
Рис. 8.22. Кривые термической инерции в
папу логарифмических координатах
/ — алл жидких продуктов. 2— для густых продуктов
Отложим продолжительность стерилиза-
ции в минутах по горизонтальной оси, а по
вертикальной — логарифмические значения
разности температур между температурой в
автоклаве Тл и наивысшей температурой в
продукте 7^ в данный момент стерилизации.
Причем, для удобства сравнения с исходны-
ми кривыми прогрева логарифмическую
шкалу строим так, чтобы разность темпера-
тур возрастала сверху вниз. Если отклады-
вать разность температур в порядке возрас-
тания снизу вверх, то изображаемые кривые
были бы всегда направлены сверху вниз,
поскольку разность температур имеет мак-
симальное значение в начале процесса и
минимальное — в конечной стадии. При со-
ответствующих построениях кривые спрям-
ляются, что позволяет нам выполнить вывод
соответствующего аналитического уравне-
ния, аналогичного выводу уравнения прямой, характеризующего зависимость ле-
гального времени микроорганизмов от температуры стерилизации (рис. 8.23).
Из подобия LAOC и LPMCследует, что
lg(r-r„)
1в(Г -TJ
После необходимых преобразований по-
лучим:
Т- Т
1в г. - г.
Выбираем на оси абсцисс точку (напри-
мер, точку D), в которой значение разности
температур в автоклаве и в продукте была бы
в 10 раз или на один логарифмический цикл
меньше, чем в точке В, и проводим прямую,
Рис. 8.23. Зависимость разности Тл - Т, от
продолжительности стерилизации (к вы-
воду уравнения термической инерции)
параллельную оси времени, до пересечения с
прямой ВС (точка пересечения Е). Полученный отрезок DE обозначим как Д.
Поскольку треугольники ВОС и BDE подобны, tget будет равен отношению кате-
тов BDk DE, или 1/Д.
Таким образом, записываем уравнение термической инерции в следующем
виде:
Т - Т
(8.201)
666
6 6. Стврилшация
где 1 — продолжительность стерилизации, мин; / — константа термической
инерции продукта, которая представляет собой время, в течение которого необ-
ходимо прогревать содержимое консервов, чтобы разность температур между ав-
токлавом и продуктом сократилась в 10 раз, или время, необходимое для прохож-
дения прямой прогревания одного логарифмического цикла в координатах
1^7,-Гж (для консервов из гидробионтов вместимостью для банок от 100 до
353 cmj эта константа лежит в пределах 15...50мин).
Начальная температура продукта. В консервах из гидробионтов она варьирует
от 1О...15’С для натуральных и до 40...65"С в стерилизуемых продуктах с предва-
рительной термической обработкой и с введением горячих заливок. Причем со-
вершенно очевидным является то. что с повышением начальной температуры
продукта обшее время прогревания уменьшается, что доказывается уравнением
термической инерции (8.20aj в случае уменьшения разности Гл — Т„. Более того,
существенное влияние повышения начальной температуры содержимого продук-
та оказывает на продолжительность нагрева густых фарше- и пюреобразных про-
дуктов, у которых величина / довольно значительна, в то же время для жидких
продуктов, которые прогреваются конвективно и имеют более низкое значение/,
такое влияние Т* ие столь весомое. Далеко немаловажное значение имеет и доста-
точность размягчения хребтовой кости рыбы соответствующих консервов, кото-
рая, в свою очередь, характеризуется степенью кулинарной готовности продукта.
Толщина материала тары и ее геометрические размеры. При проникновении теп-
лоты в содержимое банки необходимо преодолеть термическое сопротивление стен-
ки тары, которое, как известно, выражается отношением ее толшииы 6 к теплопро-
водности X и выражается отношением 6/Х. Однако, поскольку толщина стенки жес-
тяной или алюминиевой тары очень мала (0,00018...0,00030м), а теплопроводность
очень велика (в среднем 50 Вт/(м-К) у жести и 340 Вт/(м • К) у алюминия), терми-
ческое сопротивление стенки тары несущественно, и, следовательно, его роль
как фактора прогреваемости незначительна.
Геометрические размеры консервной тары в свою очередь в более значитель-
ной степени влияют на прогреваемость продукта, поскольку постоянная терми-
ческой инерции / зависит нс только от физических свойств содержимого консер-
вов. но и от размеров банок; чем они больше, тем больше/ и, следовательно, ху-
же их прогревание.
Для того чтобы экспериментально не определять/ в каждом случае (при ис-
пользовании банок с разными типоразмерами), предложена формула, позволяю-
щая рассчитать/для любой банки, но при условии, что для какой-то одной оп-
ределенной банки уже известно значение постоянной термической инерции /
(формула Болла)
А
А.
, МА
ИЛИ /, = -
где / — постоянная термической инерции, которую необходимо определить
(рассчитать) для содержимого консервируемого продукта в любой банке с диа-
метром dh; f — известная постоянная термической инерции для содержимого
667
Глава в Технология стерилизованных консервов
продукта, коисервируемого в определенной банке с диаметром <4; к„ — расчет-
ные коэффициенты для данных баиок, величина которых находится из отноше-
ния высоты к лиа метру 3 т. е. й/</(табл. 8.8).
Таблица 8.8. Значения расчетных коэффициентов
в зависимости от отношения высоты банки к ее диаметру
*•.
0,4 0,109 0,9 0,261 1,4 0,328
0,5 0,148 1.0 0,28 1.5 0,337
0.6 0,181 1.1 0,296 1,6 0,343
0,7 0,212 1.2 0,308 ос 0,397
0,8 0,239 1,3 0,320
В том случае, если значение h/d несколько отличается от табличных данных
(например. 0.65 или 1,57), величины kh находят методом интерполяции.
Конечная температура продукта. Продолжительность прогревания продукта, без
сомнения, находится в зависимости от конечной температуры продукта, что также
доказывается уравнением термической инерции (8.2Ua). Следует отметить, однако,
что хотя и надо стремиться к максимально высокой температуре содержимого про-
дукта при стерилизации, тем не менее, даже из этой формулы видно, что при при-
ближении к наивысшей температуре, близкой к температуре теплоносителя в авто-
клаве, особенно на завершающей стадии нагрева, существенно увеличивается ее
продолжительность. В частности, при достижении конечных температур продукта,
которые отличаются всего лишь на 1 ’С, уменьшение или увеличение т нагрева со-
ставляет примерно 20 %.
Температура стерилизации. Анализ уравнения термической инерции дает одно-
значный ответ на зависимость продолжительности нагрева от температуры теп-
лоносителя в автоклаве Та. Поскольку разность температур в рабочем теле стери-
лизатора Т, и продукта перед стерилизацией Tv всегда больше, чем разность тем-
ператур Тл и продукта в конце прогрева ТК, при повышении температуры тепловой
обработки время прогревания существен ио сокращается.
Для доказательности приведем несложные математические расчеты и сравне-
ния, исследуя продолжительности нагрева одного и того же продукта при двух
различных значениях Т_, но при прочих равных условиях. Пусть температура на-
грева в первом процессе 7^ _ Л, а во втором на 10 % больше или Тл =1,1 А Для уп-
рощения расчетов примем Гн равную 0,5А ТК равную 0,9 А Тогда
т' “Л *5 • °-7Л: - 0.48Л.
Разность продолжительности составляет
т,-т2=0,22Л, или 22».
Таким образом, при увеличении температуры стерилизации иа 10% при ос-
тальных одинаковых условиях продолжительность нагрева уменьшается на 22 %.
668
6.6. Стерилизация
Неравномерность прогрева и неоднородность температурного поля автоклава. На
продолжительность проникновения теплоты в содержимое консервов существен-
ное влияние оказывает возникающая под действием градиента температур нерав-
номерность прогрева, а также неоднородность температурного поля стерилизую-
щего аппарата, зависящая, в свою очередь, от коэффициента теплоотдачи тепло-
носителя. степени заполненности автоклава банками, наличия воздушных про-
слоек и др.
Состояние покоя или вращения банок с продуктом в процессе нагрева. Заверша-
ющая термическая обработка консервов, исходя из их нахождения и состояния в
стерилизующих аппаратах, происходит следующим образом:
♦ в автоклавах периодического действия в состоянии покоя;
• в автоклавах непрерывного действия на движущихся конвейерах без изме-
нения своего положения относительно транспортирующего органа;
• в тех же аппаратах, ио с изменением своего положения (вращение вокруг
вертикальной оси, перемещение вокруг своей продольной оси или переворачива-
ние с «доиышка» на «крышку»)
Условия теплопередачи в первых двух вариантах (состояние покоя и движения
банок без изменения своего положения) практически не отличаются, поскольку
коэффициент теплопередачи от теплоносителя к банке в одном и другом случае
одинаков из-за небольшой скорости, с которой банка перемешается в аппарате. В
том случае, когда банка вращается вокруг своей вертикальной осн, процесс теп-
лопередачи несколько интенсифицируется из-за вынужденной конвекции содер-
жимого, и продолжительность нагрева уменьшается.
Но наиболее эффективно процесс теплопередачи происходит при перево-
рачивании баиок с «донышка! на «крышку» (так называемой ротации), осо-
бенно для густых пюреобразных продуктов в крупной стеклянной таре. Иссле-
дованиями установлено, что при использовании ротации значение константы
термической инерции Д сокращается в 6.7 раз по сравнению со стерилизаци-
ей в состоянии покоя. И еше одно несомненное преимущество ротации за-
ключается в расширении ассортимента консервов из-за использования банок
увеличенного объема, поскольку изготавливать стерилизованные консервы в
такой таре в условиях «неподвижной» стерилизации практически невозможно
из-за ее многочасовой продолжительности и ухудшения качества готового
продукта.
Вместе с тем, ие рекомендуется применять метод ротации для консервов из
гидробионтов с нежной консистенцией и очень тонкой кожей, особенно в залив-
ках, и для трудно прогреваемых продуктов (паштетов, фаршей, пудингов), по-
скольку переворачивание банок не оказывает перемешивающего воздействия.
Поэтому применение метода ротации консервируемых продуктов для повышения
скорости прогрева, без сомнения, должно быть селективным.
Подытоживая проблемы с прогреваемостью консервов и обозначая наиболее
влияюшис факторы, следует отметить следующие из них: физические свойства
содержимого консервов; геометрические размеры тары; вил теплоносителя; не-
однородность температурного поля в автоклаве; степень кулинарной готовности;
температурные факторы процесса стерилизации.
669
Глава 8. Технологи* стерилизованных консервов
8.6.3. Режимы стерилизации
Для изготовления консервов из гидробионтов любого ассортимента и, в част-
ности, для обеспечения их микробиологической безопасности и минимальных
изменений качества продукта в процессе стерилизации руководствуются опти-
мальным соотношением температуры и продолжительности нагревания. Поэто-
му первоначально определяют для данного вида консервов предельно допусти-
мую температуру стерилизации, при которой нежелательные изменения качества
минимизированы, а затем и продолжительность пронесся для обеспечения необ-
ходимой степени стерильности продукта, которая характеризуется таким показа-
телем, как требуемая летальность или нормативный стерилизующий эффект FJ,
вывод формулы которого дан нас. 662.
Численное значение /^определяют или экспериментально, либо расчетным
путем, используя уже разработанные и многократно проверенные методики.
Поскольку условия термогибели микробов отличаются многофакторностью и ва-
риабельностью, исследователями предложена универсальная формула определе-
ния требуемой летальности Fj, наиболее полно охватывающая взаимозависимые
параметры:
сои<? Л ПЛ СоГ1ОО >
где DT— константа выживаемости микроорганизмов при определенной темпера-
туре стерилизации Т„ характеризующаяся продолжительностью теплового воз-
действия на микроорганизмы и их споры, за которое их количество сокращается
в 10 раз; — начальная концентрация спор (клеток) микроорганизма в 1 см’, в
отношении которого рассчитывается режим стерилизации; V— объем продукта в
одной единице упаковки (банке), см3; Q — число упаковок, составляющее пар-
тию консервов; X— поправочный коэффициент для аппроксимирования кривой
выживаемости экспоненциальной прямой; q — число упаковок в партии консер-
вов, ие отвечающих требованиям промышленной стерильности; 5— допустимый
бактериологический брак, %.
Поправочный коэффициент X при расчетах режима стерилизации по мезо-
фильным микроорганизмам принимают равным 1, по термофилам — 2.
Поскольку численность спор анаэробов в консервах из гидробиоитов незна-
чительна (от 1 споры в Юг до одной споры в 1 г продукта), требуемую летальность
F} рассчитывают из предполагаемого содержания одной споры в 1 г продукта при
допустимости выживания одной споры и развития ее в вегетативную клетку толь-
ко в одной банке из всей принятой величины партии консервов. Для тест-культу-
ры С. sporogenes она принята равной 10000 баиок, следовательно, допустимый
биологический брак в этом случае будет 5 = 0.01 %. Что касается тест-культуры
С. botulinum, то в расчетах допускается выживание 1 споры этого микроорганиз-
ма в одном триллионе (Ю12) банок единовременно выработанной партии консер-
вов (которая, безусловно, является гипотетической) и принята для 100%-иой га-
рантии гибели этих микробов в реальных условиях производства
670
6.6. Стерилизация
Для расчета требуемой летальности учеными введено понятие фактора инак-
тивации, определяемого как десятичный логарифм отношения числа спор, под-
лежащих уничтожению (Лу, к числу спор, выживших прн стерилизации (2¥к):
Для С. botulinum и равно 125 для С. sporogenes 8 » n ^6.
Кинетическая константа выживаемости микроорганизмов Ц2|, для спор
С. botulinum в продуктах срН * 4,2 находится в пределах 0,21 ..0,25 мин, а эта-
лонная величина константы термоустойчивости z= 10’С. Следовательно, ис-
ходя из выведенного ранее уравнения требуемой летальности F? = Dl2] l(a +• 1g В),
при значении а= 12, В= 1, минимальная требуемая летальность режима сте-
рилизации консервов, гарантирующая гибель спор С. botulinum, равна
Fj = 0,25 12 = З.Оусл. мин, независимо от исходной обсемсненности продукта и
вместимости банки.
Нормативы требуемого стерилизующего эффекта F} для консервов из гидро-
бионтов при использовании в качестве тест-культуры С. sporogenes представлены
в табл. 8.9-
Табл и ца 8.9. Нормативы стерилизующего эффекта F/для консервов из гидробионтов
Консервы pH л роду кп F уел мин Консервы pH продукта F, уст мин
Рыбные натуральные 5.8...6,8 5.1...6.0 Фаршевые 4,9...5,5 4,7...5,8
В томатном соусе 4,2...5,8 4,1...5,4 Рыборастительные 4,4...6,6 4,5...5,7
В масле 5,4...7,0 5,6. .6,4 Из морепродуктов 4,2...6,6 3,7...5,7
Фактическая летальность
Совершенно очевидно, что требуемая летальность F/ является ие чем иным,
как мерой оценки фактической летальности £/, которая дтя обеспечения безо-
пасности должна быть равна или превышать значение нормативного стерилизую-
щего эффекта. Фактическая летальность может быть определена двумя методами:
экспериментальным и расчетным.
Экспериментальный метол. При экспериментальном методе после подготовки
опытной партии консервов вносят в банки суспензии спор с таким расчетом, что
в содержимом учетной банки № 8 окажется стандартное количество (20 тысяч
спор) термостойких микроорганизмов (С. sporogenes или С. botulinum). Далее
банки немедленно герметизируют и подвергают стерилизации, изменяя по заранее
подготовленному графику эксперимента продолжительность теплового воздей-
ствия при постоянной его температуре, либо варьируя температурой при постоян-
ной продолжительности.
Далее после охлаждения консервы подвергают микробиологическому анализу с
целью выявления их стерильности (полной или промышленной), одновременно
проводя химические и органолептические исследования. В том случае, если при
требуемой степени стерильности продукт имеет неудовлетворительные органолеп-
671
Глава 6. Технология стерилизованных консервов
тические показатели, поиск и уточнение параметров стерилизации (/иг) продол-
жают, пока нс будут найдены оптимальные показатели качества коиссрвов.
Этот метол не отличается рациональностью и экономичностью даже при ма-
тематическом планировании эксперимента, поэтому применение он находит
крайне редко.
Расчетный метод. Он был разработан еше в 1924 г. американскими учеными
В. Бигеллоу и И. Боллом, затем в 70-х годах значительно усовершенствован оте-
чественным ученым Б. Л Флауменбаумом, и совсем недавно еще более модерни-
зирован английским исследователем Ч. Стамбо.
Суть данного метода заключается в следующем. Сначала воспользуемся урав-
нением прямой (8.10), с. 658, которое характеризует зависимость летального вре-
мени микроорганизмов от температуры стерилизации
< = 7 •
где у — летальное время в минутах, соответствующее любой данной температуре сте-
рилизации; т — летальное время в минутах при базисной (эталонной) температуре
стерилизации (- Гп); к — разность температур между базисной (эталонной) и лю-
бой данной температурой стерилизации; z константа термоустойчивости, *С
Во всем мире базисной (эталонной) температурой стерилизации является зна-
чение, равное 250° по Фаренгейту, поскольку соответствует температурной шка-
ле, принятой б США или же в соответствии с формулой пересчета в градусы
Цельсия:
•с = |cf-32) = |(25О-32) = 121,1 С.
Поскольку температурная шкала в'С является международной, термобиологи
всех стран именно эту температуру (121,1 *С) принимают при расчетах за базисную.
Запишем формулу зависимости летального времени от температуры с другими
буквенными обозначениями (>=£/, т =£/) с введением 7^ = 121,1 “С.
10 1
В соответствии с этой формулой, значение L/ принято считать отрезком 121,Г-го
времени, который эквивалентен по действию на микроорганизмы временному от-
резку стерилизации U при любой данной температуре или. другими словами, Б/ —
этой есть стерилизующий эффект, выраженный в условных 121,Г-иых минутах.
Для примера рассчитаем стерилизующий эффект для реального процесса
стерилизации с постоянной температурой Тв =111,1 X в течение 40 мин и
Z = 10’С. В соответствии с вышеуказанной формулой:
rz U 40
LT = Ш.1-г. = —M-'in,. = 4УСЛ- мин-
672
6.6. Стерилизация
Поскольку величины Т6, Тл, z имеют, как правило, постоянное значение, то
для того, чтобы получить ветичину стерилизующего эффекта необходимо t/ум
нежить на выражение
1
21.1 - Г, ’
10 г
которое обозначают как и называют переводным коэффициентом или коэф-
фициентом летальности. Этот коэффициент как бы переводит реальное время
действия на микробы U при любой дайной температуре TL на эквивалентное по
действию 121,Г-ное время £/.
= икгт.
Таким образом, имея значение любой данной температуры в содержимом бан-
ки при стерилизации, можно рассчитать коэффициент а зная продолжи-
тельность теплового воздействия при этой температуре, нетрудно рассчитать и
стерилизующий эффект Lf. Исследованиями установлено, что при расчете £/ко-
эффициенты наиболее ощутимо учитывают тепловое воздействие температур,
начиная с 96 ’С. Значение переводных коэффициентов для температур от 96’С
до 125’С при г= 10 *С представлены в табл. 8.10.
Таблица 8.10 Коэффициенты летальности
,.-с ч /,*С ..с ч 9-С *7 «.•с Ч « „с *;
96 0,0031 101 0,0098 106 0,0309 111 0,098 116 0,309 121 0,978
97 0,0039 102 0,0123 107 0,0390 >12 0,123 117 0,390 122 1,230
98 0,0049 103 0,0155 108 0,0490 ИЗ 0,155 118 0,490 123 1,550
99 0,0062 104 0,0195 109 0,0618 .14 0,195 119 0,618 124 1,950
100 0,0078 105 0,0246 ПО 0,0775 115 0,246 120 0,775 125 2,460
Зная коэффициенты летальности для любой значимой температуры содержи-
мого продукта при стерилизации, можно рассчитать стерилизующий эффект £/
как для отрезка времени V при данной температуре стерилизации, так и для всего
периода стерилизации.
Рис 8.24. Кривая прогреваемости про-
дукта при стерилизации
Если изобразить кривую прогреваемости
консервов в координатах / — т, го она будет
иметь вид, изображенный на рис. 8.24.
Безусловно, что каждому значению темпе-
ратуры на данной кривой будет соответство-
вать вполне конкретное значение коэффици-
ента Лр причем совокупность значений этих
коэффициентов летальности будет иметь та-
кой же синхронный характер, как и кривой
673
Глава 8 Технология стерилизованных консервов
прогреваемости, т. е. с увеличением значений температур будут увеличиваться
значения К} н наоборот (рис. 8.25).
Из данных рис. 8.25 видно, что площадь,
ограниченная значениями коэффициентов
есть нс что иное, как фактический стери-
лизующим эффект £/, и который можно рас-
считать по формуле
t
L‘T = .
Для расчета стерилизующего эффекта
воспользуемся методом графического инте-
Г,ыин
Рвс.В.25. Кривая коэффициентов леталь-
ности К}
грирования, для чего разделим промежуток
времени отд до b на п равных частей, которые
обозначим кактр, и восстановим в местах раз-
деления перпендикуляры (рис 8 26)
Таким образом, вся площадь L? разделена
на п частей, каждый сегмент которой пред-
ставлен площадками/;,/,, .../, Поскольку
каждая такая площадка / представляет собой
трапецию, следовательно, рассчитав площадь
каждой нз ннх и просуммировав полученные
значения, будет найдена величина обшей пло-
щади. ограниченная кривой и которая
численно равна значению фактического сте-
рилизующего эффекта Lj..
Итак,
w;; A-w f-t'Kf.-
Суммируя значения площадок, получаем
величину обшей площади:
Рис. В.26. Кривая коэффициентов леталь-
ности А7 с разделением на равные вре-
менные отрезки для графического ин-
тегрирования
Е=Ц = xoKi + т,Л7 + ^7 + или Е=Ц = хЛ *7 + Л7 + К7 + ... + Ki).
• Р »| F II Р >1 Р '« ' р '| ‘I '< ••
Поскольку, как было уже отмечено, наиболее ощутимой для расчета коэффи-
циента летальности К£ является температура 96 *С и выше, формула расчета фак-
тического стерилизующего эффекта будет иметь следующий окончательный вид:
~ “ тр| 121,1-96 + 121,1-
° МО г 10 с
10 г
Таким образом, летальностью данного режима стерилизации или фактиче-
ским стерилизующим эффектом £* называется продолжительность воображае-
674
8.6. Старилмзоция
мого периода тепловой обработки при ее постоянной, базисной температуре, ко-
торая эквивалентна по действию на микробы продолжительности реального про-
цесса стерилизации в переменном температурном поле. Причем в воображаемом
процессе температура в центре банки немедленно достигает значения 121,1 ’С,
поддерживаемого в течение L; мин, а затем мгновенно снижается до сублеталь-
ной температуры. Другими словами, фактическое тепловое воздействие на тест-
организм реального процесса стерилизации выражается равноценными действи-
ями воображаемого процесса стерилизации при базисной температуре, когда на-
грев продукта до этого значения и охлаждение до сублетальных температур про-
исходят очень быстро н не оказывают никакого воздействия на микробы. Сопо-
ставление реального режима стерилизации и воображаемого процесса как услов-
ного эквивалента представлено на рис. 8.27.
Из рис. 8.27 видно, что воображаемый
процесс проистекает при постоянной темпе-
ратуре в течение £/ условных минут, а реаль-
ный процесс проходит в течение времени U в
переменном температурном поле. Несмотря
на то, что воображаемый период Д; в несколь-
ко раз меньше, чем продолжительность реаль-
ного процесса стерилизации, но на микробы
он производит точно такое же губительное
действие, как н время V.
Несомненное удобство показателя факти-
ческой летальности £/ заключается в том, что
все многообразие температурных значений
реального процесса стерилизации, измерен-
ных на протяжении разных отрезков времени,
выражено всего лишь одним числом.
Фактическая летальность процесса стери-
лизации, как и требуемая летальность, изме-
ряются в условных 121Д -ных минутах, при-
чем поскольку норматив требуемой летальности F?служит мерой оценки факти-
ческого стерилизующего эффекта тогда непременно должно соблюдаться со-
отношение Ff.
Определение фактической летальности консервов реального процесса стери-
лизации производится следующим образом:
1. Специальную термопару вводят в ту точку банки с содержимым консер-
вов, где прогреваемость наихудшая (как правило в геометрическом центре
банки), и размещают опытные банки в наименее прогреваемых местах авто-
клава.
2. Используя таблицы коэффициентов летальности находят соответствую-
щие им значения по измеренным температурам в байках, начиная с 96 ”С.
3. Рассчитывают величину фактического стерилизующего эффекта Ц, сумми-
руя значения коэффициентов летальности Кт и умножая на равновеликий отре-
зок времени, за который проводили соответствующие замеры температуры.
к
Продолжительность, мин
Рис. 8.27. Фактический стерилизующий
эффект Ц и его условный эквивалент
' Ц., <Ц=Ц).
675
Глава В. Технология стерилизованных консервов
4 По полученным данным на одном графике строят зависимость изменения
температур и коэффициентов летальности в автоклаве и байке от времени стерили-
зации, для чего по оси абсцисс откладывают продолжительность теплового воз-
действия. а на осн ординат значения температур и коэффициентов летальности Кт'.
5. Сравнивают значение полученного стерилизующего эффекта ££ с требуе-
мой летальностью Ff и, если не соблюдается соотношение проводят кор-
ректировку режима стерилизации в сторону увеличения L?.
Метод, разработанный Бигеллоу-Боллом. усовершенствованный Флауменбахмом
и считающийся классическим, очень удобен и приемлем при разработке новых ви-
дов консервов, корректировке режима стерилизации при переходе на новые темпе-
ратурные и временные условия, а также использовании новых видов тары и др Од-
нако этот метод не в полной мере обеспечивает возможность оптимизации и прогно-
зирования режимов термической обработки консервов в отношении сохранения пи-
щевой и биологической ценности продукта по всему объему банки. Решение такой
задачи и модернизацию этого расчетного метода осуществил Ч. Стамбо. Им было ус-
тановлено, что в банке консервов есть участки, весьма различные по выживаемости
микроорганизмов, по сравнению с геометрическим центром. Поэтому он предложил
определять фактическую стерильность Z/ как интегральную величину летальности,
получаемую каждым отдельным слоем стерилизуемого продукта, т. е.
Рис. 8.28. Условное разделение объема содержи-
мого банки наточки и изослои для определения
неравномерности температурного поля и рас-
чета фактической стерильности L'
L*T = jjArfv.
оо
Совершенно очевидным является то,
что в процессе прогревания в различных
слоях и точках банки значения темпера-
тур будут заметно отличаться, что ил-
люстрируется рис. 8.28 для банки №8.
Для примера в табл. 8.11 приведены
фактические стерильности L/ для отде-
льных слоев продукта, усл. мин.
Интегральную величину стерилизу-
ющего эффекта Lj рассчитывают как
среднее значение сумм 1.} каждого слоя,
доля которых в данном случае рассчитана в процентах от общего объема банки.
Необходимо отметить, что величина суммарного стерилизующего эффекта ££,
рассчитанная по методу Ч. Стамбо, на 18...20% более точна, чем величина, кото-
Таблииа 8.11. Значения фактического стерилизующего эффекта Ь'лля отдельных
слоев продукта, усл. мин
Накыеномние консервов । Номер слоя Интегральны величина Lf
3 < 7
Сардины в масле 8.8 7.6 6,8 6.8 7.0 8.1 8.4 8.0
Бычки в томатном соусе 4,5 3.7 3.6 3,6 3.9 4.6 5,2 4,2
676
8.6. Стерилизация
рую рассчитывают по классическому методу Бигеллоу Болла-Флауменбаума.
А это в свою очередь позволяет разрабатывать менее жесткие режимы стерилиза-
ции, что не только обеспечивает безопасность продукта, но и повышает его ка-
чественные характеристики.
Разработка режима стерилизации
Режим стерилизации консервов безусловно должен быть научно обоснован-
ным и обеспечивать безопасность консервов и их высокое качество.
Традиционно режимы тепловой обработки записываются в виде так называв
мой формулы стерилизации, имеющей следующий вид:
„ а—А~В—С п
♦ для стерилизации в паровой среде:- --; Р
• для стерилизации в воде: : Р
где а. А, В и С— продолжительность (в мин) соответственно продувки автоклава
паром, нагрева греющей среды от начальной до температуры стерилизации "С,
собственно стерилизации и охлаждения консервов; Р — максимальное избыточ-
ное давление (противодавление) в автоклаве, кПа
Понятно, что приведенные в формулах стерилизации величины не имеют ни-
какой математической зависимости между собой.
Разработку режимов стерилизации, как правило, производят:
♦ при создании новых образцов консервной продукции;
• для совершенствования существующих технологических процессов изго-
товления консервов и. в частности, процесса стерилизации;
♦ при внедрении новых видов стерилизаторов, а также потребительских упа-
ковок (тары);
• для определения фактического и нормативного стерилизующего эффекта
или приведения значений фактической летальности к требуемой.
Из всех вышеперечисленных причин, побуждающих к разработке режимов
стерилизации, наиболее сложным, безусловно, является создание новых видов
консервов. В этом случае разработка параметров стерилизации происходит по-
этапно и включает в себя определение нормативного и фактического стерилизу-
ющих эффектов расчетным (аналитическим) метолом (см. с 672).
Затем производят предварительный подбор режима автоклавирования с уче-
том: продолжительности процессов продувки, прогрева, собственно стерилиза-
ции, охлаждения; максимальной температуры и давления; типа автоклава; вида
греющей среды
Далее проводят лабораторные или производственные испытания, в том случае
если промышленный автоклав не адекватен лабораторному стер и ти затору
В случае обеспечения требований промышленной стерильности и высокого
качества изготовленных консервов проводят окончательную производственную
проверку с выпуском опытных партий продукции. Если результаты промышлен-
ных испытаний положительные, их оформляют соответствующим актом, подго-
677
Глава 8. Технология стерилизованных консврвов
тавливают обоснование по разработке нового режима стерилизации и направля-
ют на утверждение.
Рис.8.29. Корректировка режима стерилиза-
ции в сторону увеличения Ц:
I — тгмперггуря в *вп>КЛ(ве. 2 — кривы прогрева про-
дукта (а — ш корректировка, 6 - после корректировки)
В случае необходимости корректиров-
ки режима стерилизации при совершен-
ствовании технологии процессов, внедре-
ния новых автоклавов, новой тары и т. п.,
как правило, проводят уменьшение или
увеличение фактического стерилизующе-
го эффекта Lf для его приближения к тре-
буемой летальности за счет продолжи-
тельности собственно стерилизации в ту
или другую сторону
Для этого строят совмещенный график
кривых прогрева и летальности, по кото-
рым и определяют скорректированные
значения- продолжительности стерилиза-
ции и фактического стерилизующего эф-
фекта ££, удовлетворяющие поставлен-
ной задаче (рис 8 29)
Далее откорректированный режим стерилизации проверяют в лабораторных и
производственных условиях и, в случае получения положительных результатов,
направляют на утверждение в соответствии с требованиями действующей норма-
тивной документации
Обоснование выбора критерия качества консервов
Рис В.М. Кинетика гидротермической
деструкции белков, тиамина гидроби-
онтов и тсрмогибсли спор микроорга-
низмов:
1 — С botulinum. 7 — С spomfenes. J — потери
tmimhhi (25%). 4 — гидролиз белков (20%)
Для решения этой задачи необходимо уста-
новление различия в скорости отмирания мик-
робов и разрушения ценных питательных ве-
шеств консервов в процессе стерилизации.
Исследованиями было установлено, что ско-
рость отмирания микрооорганизмов на 2...3 по
рядка больше, чем скорость деструкции пише-
вых компонентов консервов (рнс. 8.30).
Для оценки степени деструкции макронут-
риентов консервов в процессе стерилизации
применяют следующие параметры:
♦константу скорости реакции повреждения пи-
щевого вешества К при температуре Т\
♦энергию активации Аррениуса
Эти же параметры в инженерных расчетах
при описании процесса инактивации микробов
могут выражаться через D — константу термо-
стойкости (в мин), характеризующуюся време
нем, необходимым для уменьшения концентра-
678
8 6. Стармлмваци!
ции пищевого компонента при его деструкции на 90 % при базисной температуре
стерилизации ТБ, а также через z — константу термоустойчивости (в ’С), характе-
ризующую изменение температуры нагревания продуктов, при котором величина
Dизменяется в 10 раз.
Поскольку деструкция макронутриентов консервов как правило подчиняется
реакции первого порядка, для нее (деструкции) характерны линейные зависи-
мости логарифмической концентрации пищевого компонента от времени:
InS = -Кт,
VO
где Ст — концентрация (содержание) компонента через время нагревах; Cfl — пер-
воначальная концентрация компонента; К— константа скорости реакции, мин-'.
или.
В свою очередь зависимость К от температуры может выть выражено уравне-
нием Аррениуса:
К=Ае~Е‘,1ЯТ>; (8.22)
где А — предэкспоненциальный множитель; £. — энергия активации Аррениуса;
У? — газовая постоянная; Т — абсолютная температура.
Подставляя значение К из уравнения (8.22) в уравнение (8.21), получаем фор-
мулу изменения концентрации макронутриентов консервов в зависимости от
температуры и продолжительности нагревания:
§ . х-'".
Метод оценки эффективности стерилизации по отношению к сохраняемости
пищевых компонентов консервов основан на применении выявленных законо-
мерностей процесса умерщвления микробов, а также математической модели,
учитывающей экспоненциальную зависимость констант термоустойчивости D и
Z. характеризующих степень ухудшения качества продукта.
Благодаря современному оснащению стерилизаторов компьютерами и сис-
темами автоматизации, возможности очень точного измерения и оперативного
регулирования параметров процесса стерилизации, происходит значительное
сближение фактической и требуемой летальности. А это, в свою очередь, предо-
твращает нежелательное тепловое воздействие на продукт (излишнее или недо-
статочное).
Вместе с тем. для того, чтобы непрерывная компьютерная оценка факти-
ческого стерилизующего эффекта L*четко и безошибочно определялась, не-
обходимо соблюдение непременного условия равномерности температурно-
го поля, что, к сожалению, в автоклавах устаревших конструкций проблема-
тично.
679
Глаи 6. Технологи* стерилизованных консврвов
8.6.4. Давление, создаваемое в банке в процессе стерилизации
До начала стерилизации консервы предстааляют собой герметичную укупо-
реииую тару, внутри которой содержится продукт и газообразная среда, которая
занимает незаполненное содержимым пространство. В процессе стерилизации
давление в этой замкнутой системе будет изменяться под действием ряда факто-
ров и, в частности, температуры и термического расширения отдельных компо-
нентов содержимого консервов. В банках, изготовленных из толстой жести (более
0,22 мм), давление в процессе стерилизации увязывается со способностью тары
изменять свой объем, причем эти изменения носят обратимый характер, что де-
монстрирует рис 8.31.
Рж 8.31. Изменение объема банки
в процессе стерилизации в зависи-
мости от внутреннего объема
В первый период термической обработки, ког-
да содержимое банки начинает прогреваться, уве-
личение объема продукта выше, чем объема бан-
ки. в результате происходит сжатие пара и газов в
незаполненном пространстве и общее повышение
давления в таре (кривая АВ). Далее наступает пер
вая критическая точка (Я), когда за счет колец
жесткости донышка и крышки происходит их про-
гиб наружу, объем банки увеличивается и, как
следствие, происходит некоторое снижение давле-
ния в банке (отрезок ВР). Продолжающееся тер-
мическое воздействие иа продукт в процессе сте-
рилизации далее приводит к прямолинейному на-
растанию давления внутри банки (отрезок PQ) до
второй критической точки (0. При достижении данного состояния необходимо
прекратить дальнейшее тепловое воздействие и приступить к охлаждению, в про-
тивном случае неминуемо происходит необратимая деформация (в частности,
«птички»), или даже разгерметизация консервов.
Далее по мере охлаждения н снижения давления, донышки и крышки банки
возвращаются в исходное состояние, уменьшая объем банки (кривая QCDA), при-
чем, как свидетельствует характер изменения кривой, процесс уменьшения объема
банки идет при более низком давлении, чем процесс его увеличения при нагреве.
Величина общего давления Р^ (кПа) в банке в процессе стерилизации зави-
сит от более чем 30 различных факторов, но наиболее существенные из них мож-
но учесть в следующей формуле:
Р^=Р'+Р.+Р'+Р,-Р'-Р„,
где Р — давление водяных паров; Р, — давление воздуха; Pt —давление, создава-
емое содержимым консервов за счет термического расширения; Р — давление
других газов, помимо воздуха (летучие кислоты и др.); Р, — уменьшение давления
за счет предваряющего герметизацию банок эксгаустирования; Ркж — уменьше-
ние давления за счет так называемых околец жесткости», выштамповываемых
при изготовления крышек и донышек банок и позволяющих увеличивать объем
банок при увеличении внутреннего давления.
680
в.6. Стврилизациа
Причем, самыми основными параметрами, влияющими на величину общего
давлений, являются Рг и Рл
В целях предотвращения необратимой деформации, разгерметизации и да-
же возможного срыва крышек необходимо применять противодавление (тре-
тий физический параметр стерилизации), как правило, в виде сжатого возду-
ха. Величина этого противодавления будет зависеть от максимального избы-
точного давления, возникающего в процессе стерилизации, зависящего в
свою очередь от ряда факторов, которые необходимо установить следующим
аналитическим путем: допустим, что давление в банке после герметизации
равно атмосферному (если банка укупорена не на вакуум-закаточной маши-
не), тогда
Pn' + Р,' = О,I МПа, (8.22а)
где Рп' и Р,' — парциальное давление соответственно пара и воздуха до стерилиза-
ции, МПа.
В процессе стерилизации каждая из этих составляющих изменится и достиг-
нет значения соответственно Рп" и Рв". Тогда абсолютное давление в банке при
стерилизации станет /> = Р* + Рв".
Определяем избыточное (сверхатмосферное) давление в банке
рс - о, 1 = (р; + р;у -(р; + р;>, <в
или после преобразования:
Рс - 0,1 = (Рп" - Рп') + (Р." - Р,’). (8.22.)
Данное уравнение представляет собой сумму двух разностей: парциальных
давлений паров воды и воздуха.
Необходимо отметить, что величины Рп" и Рп’ никак нс зависят друг от друга,
на их величину влияют лишь соответствующие температуры продукта при стсри-
тнзации (Т2) и герметизации (Tf).
В то же время величина Рп" функционально увязаиа с величиной Рп' через ха-
рактеристическое уравнение Клапейрона-Менделеева для газов PV — RT, что поз-
воляет вывести Рп" через Рп'. Если обозначить объемы воздуха в байке перед и в
процессе стерилизации соответственно Ц и V2t то тогда характеристические урав-
нения будут иметь следующий вид:
р.'г^лг,; p;v2=rt2.
Тогда, разделив одно характеристическое уравнение на другое, получим:
p;vt _ R7\
p;v2 ~ R7\
И, следовательно,
Подставим значение Р" в уравнение:
681
Главе 8. Технологи» стерилизованных консврво*
Р' К Т2
Л-0,1 = />n’_Fi; + _L_r_2_P’. сад
Вериемся к исходному уравнению Рп' + Р,' = 0,1 и выразим из него парциаль-
ное давление пара перед стерилизацией: Р„' = 0,1 — Р’.
Подставим Р,' в уравнение (8.23) и получим:
Р. К Ъ
рс = 0,1+ />„-0,1+
После сокращений получаем:
Находим избыточное давление в банке по формуле:
Р.Л=Р.-Р^
где Pt — давление греющего пара в автоклаве.
А поскольку давление пара в банке не отличается от давления пара в автоклаве
Р„", потому что зависи! только от температуры пара Т^. то тогда можно записать, что
Р-КТ, Л'И Л
fиЛ = Л + ~(Tf----Р„ , или Р^ = - ^г~ .
Вывод этой формулы означает то, что избыточное давление в таре в процессе
стерилизации в первую очередь зависит от Р, — парциального давления воздуха в
банке после герметизации, а коэффициент И, Tjf(V2 Т,) означает кратность возраста-
ния первоначального давления в наивысшей температурной точке стерилизации.
Следовательно, для уменьшения давления в байке при стерилизации необхо-
димо произвести эксгаустироваиие консервов, что позволит устранить превыше-
ние давления внутри банки над давлением теплоносителя в автоклаве.
Вместе с тем необходимо отметить, что во избежание появления производс-
твенного брака, связанного с деформацией и разгерметизацией банок с продук-
том во время стерилизации, применяют дополнительное давление, называемое
противодавлением.
В автоклавах периодического действия противодавление осуществляют путем
подачи в них сжатого воздуха, а в стерилизаторах непрерывного действия приме-
няют гидростатическое давление столба воды или комбинирование воздушного и
гидростатического давлений.
8.6.5. Изменение состава и свойств продукта при стерилизации
В процессе завершающей термической обработки существенно изменяются
состав и свойства содержимого консервов. Наиболее существенными являются
следующие из них:
682
в.6. Стерилизация
♦ гибель и угнетение микроорганизмов;
♦ инактивация ферментов;
• денатурация, частичный гидролиз белковых вешеств, их декарбоксилирова-
ние, дезаминирование и десул ьфитирование;
♦ частичный гидролиз и окисление липидов;
• реакции комплексообразования;
♦ перераспределение пишевых компонентов по всему объему продукта;
♦ изменение пищевой и биологической ценности, усвояемости, гистологи-
ческой структуры гидробионтов и достижение кулииариой готовности;
♦ формирование свойственных консервам органолептических признаков.
Белковые вещества. Характер их изменений при стерилизации зависит в пер-
вую очередь от того, было ли содержимое консервов подвергнуто предваритель-
ной термической обработке или нет, кроме того, от температуры и продолжитель-
ности завершающего теплового воздействия, видовых особенностей протеинов
гидробионтов и других факторов.
Характер изменения белков при повышении температуры обычен, начало де-
натурации их происходит при достижении температуры 40 °C, с повышением
температуры до 65...70*С и более процесс ускоряется с потерей специфических
биохимических свойств. Необходимо отметить и то, что на начальной стадии де-
натурации происходит сокращение мышечных волокон на 15...20 % и их уплотне-
ние, а при повышении температуры до 70...80°C отмечается размягчение тканей
вследствие частичного гидролиза коллагена н его глютинизапии.
Более высокие температуры приводят к гидролизу белковых вешеств и обра-
зованию полипептидов, свободных аминокислот, азотистых оснований и других
веществ, в результате чего количество белкового азота сокращается на 25...30 %, а
НБА увеличивается на 20...60%.
Высокая температура стерилизации и ее продолжительное воздействие при-
водит. кроме того, к дезаминированию, декарбоксилированию и десульфитации
пептидов и свободных аминокислот с образованием NH3, СО2 и H2S, которые,
накапливаясь в незаполненном пространстве тары, могут вызвать неприятные
запахи.
По окончании процесса стерилизации обнаруживаются высокомолекулярные
агрегатированные фракции белков, что. вероятнее всего, свидетельствует о взаи-
модействии отдельных белковых молекул между собой с участием функциональ-
ных групп.
Воздействие высоких температур при стерилизации не может не сказаться на
уровне перевариваемости (усвояемости) белков, который, как отмечено исследо-
вателями, возрастает до приобретения продуктом кулинарной готовности и затем
снижается в связи с продолжающимся тепловым воздействием, приводящим в
свою очередь к возникновению агрегатированных белковых соединений, мало-
доступных для протеолитических ферментов потребляющих организмов.
В процессе стерилизации, несомненно, происходят и органолептические из-
менения. в частности, продуктом приобретаются специфические вкус и аромат,
зависящие от уровня таких свободных аминокислот, как глутаминовая, аспараги-
новая и др.
683
Главе fi Технология стерилизованных консервов
Достигает своей оптимальности и консистенция гидробионтов, причем уста-
новлено, что при стерилизации рыбных консервов с неулаленной позвоночной
костью ее размягчение происходит позднее термогибели микроорганизмов.
Во избежание излишнего термического воздействия на содержимое продукта
целесообразно предварительное удаление при разделке позвоночного столба и
крупных костей гидробиоитов.
И, наконец, происходит осветление окраски мышечной ткани и бульона по-
сле стерилизации за счет денатурации белков гидробионтов.
Липиды. В процессе стерилизации липиды также претерпевают изменения,
хотя не столь существенные, как белки.
При термическом воздействии происходит гидролиз липидов с нарастанием
свободных жирных кислот, хотя конечные значения кислотного числа липидов
гидробионтов отличаются от исходных не более, чем на 15...20 %.
Анализ продуктов окисления липидов (значения пероксидных н альдегидных
чисел) свидетельствует о незначительном снижении этих показателей в готовой
продукции по сравнению с сырьем.
Не происходит и существенных изменений в составе и соотношении жирных
кислот различной степени иасышениости в липидах консервов и в сырье. В то же
время количество образующихся в процессе стерилизации протсолипидов в гото-
вом продукте увеличивается в 2...4 раза, а липопротеидов — в 2 раза по сравнению
с количеством аналогичных комплексов в сырье (табл. 8.12).
Таблица 8 12. Состав липидов скумбрии (от их общего количества в % и
усл. ед.) в сырье и натуральных консервах
Сс-ср*лнмс лигнло». Я
Компоненты липидов । 7।И
Сырье Кписгр»ы Сырье Консграы
Жирные кислоты, %:
насыщенные 30,1 30,8 27,1 28,3
мононенасышенные 29,8 28,9 42,2 42,0
пол иненасыще иные 40.1 40,2 30.7 29.5
Протеолипилы. % 1.2 5.3 4.3 8.5
Липопротеиды, ус л. ед. 60 35 60
Витамины. Поскольку эти очень важные вещества имеют неодинаковую хими-
ческую природу, то во время завершающей тепловой обработки они подвергаются
различному уровню разрушения и, в частности, полностью утрачивается содер-
жание таких витаминов, как С и фолиевая кислота, наполовину и более (до 80%)
разрушаются пантотеновая кислота, Е, В,, В2, В12. витамины А и В, инактивиру-
ются на 40 %. А наиболее стойкими являются витамины А, К и холии (степень де-
градации от 5 до 30 %). Несомненно и то, что на степень утраты этих биологиче-
ски важных вешеств влияют температура и продолжительность процесса стери-
лизации, кислотность консервов, их химический состав, степень эксгаустирова-
ния при герметизации и другие факторы.
684
8.6. Стерилизация
Полисахариды. Эти вещества в гидробионтах представлены в основном гли-
когеном, примерно четверть содержания которого в процессе стерилизации
гидролизуется с образованием тлю ко фосфатов, глюкозы и других продуктов.
Другие вещества полисахаридной природы (гликопротеины и гликозаминогли-
каны) также гидролизуются неполностью с образованием таких аминосахаров,
как глюкозамин, галактозамин и маннозамин. И, наконец, как частный случай —
в процессе стерилизации консервов из лососевых примерно на одну треть раз-
рушается астаксантин —- оранжево-красный каротиноид мышечной ткани, в ре-
зультате чего несколько теряется интенсивность и яркость цвета мяса этих гид-
робионтов.
Реакции взаимодействия компонентов. В процессе стерилизации неизбежно
взаимодействие вешеств высокой реакционной активности как между собой, так
и ингредиентами консервируемого продукта, что в свою очередь приводит к из-
менению качественных характеристик консервов из гидробионтов. Главными ве-
ществами, как бы «поджигающими» эти реакционные процессы, являются ве-
щества со свободными аминогруппами (от белков до аммиака) и свободными
карбоксильными группами (от альдегидов до аминосахаров).
Реакция взаимодействия таких соединений, протекающая при производстве
большинства пищевых продуктов, давно уже изучена, она носит название реак-
ции Майяра или реакции меланоидинеобразования. Но поскольку в отличие от
растительного сырья меланоидинеобразованис при стерилизации гидробионтов
происходит с участием аминосахаров, то благодаря исследованиям С. А. Артюхо-
вой и др. разработана обобщенная схема образования меланоидинов, отличаю-
щаяся составом исходных веществ (рис. 8.32).
Несомненно, что образование меланинов и их промежуточных продуктов за-
висит от ряда факторов, главными из которых являются параметры стерилиза-
ции, значение pH и химический состав продуктов. Продукты меланоидииообра-
зования отличаются своеобразным запахом, цветом от соломенного до коричне-
вого и большой вкусовой гаммой (от сладковатого до грибного).
Влияние меланоидинов на качество продукта с различных точек зрения оце-
нивается неоднозначно и в большей степени все-таки оно не очень желательно.
Это в первую очередь сказывается на органолептических свойствах консервов из
гидробионтов и, в частности, на цвете, когда, к примеру, у белого мяса крабов на-
блюдается локоричневение (табл. 8.13).
Нежелательное воздействие меланоидинов, образующихся в процессе стери-
лизации, по мнению ученых, может быть нивелировано понижением величины
фактического стерилизующего эффекта, уменьшением содержания реакционно
активных вешеств в исходном сырье, сдвигом pH в кислую сторону и другими
факторами.
Снижение нежелательных качественных изменений продукта в процессе
стерилизации является одной из актуальных задач технологии консервирования
и может быть дости! нуто проведением дальнейших научных исследований в об-
ласти состава и свойств исходного сырья, научного обоснования н совершен-
ствования режимов термической обработки, совершенствования конструкций
автоклавов и др.
685
Глава 8. Технология стерилизованных консервов
[ Сахар и аминокислота |
Г г_____________
Гликозилаыин-^-замещенный | Аминосахара
Перегруппировка Амадори < — I
1 -амино-1-деэокси-2-кетоза
Распад
Пироальдегиды, Фурфурол, Редуктоны,
Выпадете осадка
| Меланоидины |
Рис. 8.32. Схема образования меланоидинов
Таблица 8.13. Изменение интенсивности покоричневення мяса
крабов в зависимости от содержания аминосахаров
Членики ног Камчатский краб Синий крвб
Исходное содср жвнис аминосш- ров. иг/К» Г Интенсивность пскорнчнсвс- ния. баллы Исходное содер- жание аминосаха- ров. мг/100 г Интенсивность покоричиеве- мия баллы
Розочка 40 3 37 4
Безымянный 304 13 270 16
Коленце 104 6 82 7
Голень 84 5 72 6
Клешня 15 2 55 3
686
6.6. Сторилиэсция
8.6.6. Совершенствование способов стерилизации
Ученые и специалисты в области консервного производства непрерывно ра-
ботают в направлении совершенствования процесса стерилизации и, в частности,
смягчения его режимов. Ими установлено, что такое смягчение может быть до-
стигнуто сокращением продолжительности прогрева консервов, особенно в зоне
температур от 30 до 80 °C, что наиболее негативно сказывается на качестве гото-
вого продукта.
Для обеспечения требуемой летальности (F/) и, следовательно, микробиоло-
гической безопасности консервов с сохранением высокого качества разработано
несколько способов решения этой актуальной задачи и, в частности: ступенчатая
стерилизация; высокотемпературная стерилизация; асептическое консервирова-
ние; пламенная и электроконтактная стерилизации, СВЧ-стерилизация.
Ступенчатая стерилизация. При ступенчатой стерилизации процесс нагрева ус-
коряется за счет увеличения температуры стерилизации примерно на 10*С выше
указанной в соответствии с формулой стерилизации, а затем, по мере достижения
максимального заданного уровня, температуру в автоклаве снижают до паспорт-
ных значений. Формула ступенчатой стерилизации в этом случае имеет следую-
щий вид:
а-А - By - С1 - Вг - С2
где продолжительность всего процесса стерилизации состоит из отдельных стадий:
а — продувки автоклава, мин; А — подъема температуры до повышенного уровня
(Ту) мин; В, — собственно стерилизации при повышенной температуре мии; Су —
снижения температуры до уровня обычной 7°2, мин; В2 — собственно стерилизации
при температуре Т2, мин; С2 — охлаждения консервов, мин; Т, — повышенная тем-
пература стерилизации, °C; Тг — обычная температура стерилизации, ’С.
В промышленности такой ступенчатый режим тепловой обработки применя-
ется крайне редко из-за отсутствия надежных систем регулирования процесса и
повышенных требований к точности измерительных приборов.
Высокотемпературная стерилизация Такую стерилизацию как правило осу-
ществляют при температуре 125... 130 С на протяжении всего процесса.
Несмотря иа ее кратковременность, она обеспечивает такой же стерилизую-
щий эффект, как и при обычных параметрах стерилизации, ио при большей про-
должительности процесса (на 30...40%) по отношению к высокотемпературной
(рис. 8.33).
Внедрение в промышленное производство высокотемпературной стерилиза-
ции также ограничено по ряду причин, главными из которых являются малая
изученность этого процесса по влиянию высоких температур на качество продук-
та; более повышенное значение фактического стерилизующего эффекта L* по
сравнению с требуемой летальностью и более поздней кулинарной готовностью.
Асептическое консервирование. При этом методе продукт подвергают стерили-
зации при температуре 120 ..140вС до его фасования в тару в течение нескольких
секунд.
687
Глава В. Технология стерилизованных консервов
Ряс.В.ЗЗ. График высокотемпературной и обычной стерилизации
а — температура г автоклаве (/. 4) и венке (Z 3); С — кривые фактической летальности
Стерилизация тары и крышек, фасование и герметизация продукта также про-
исходят в асептических условиях.
Данный способ нашел широкое применение для консервирования всевоз-
можных жидких и пюреобразных продуктов (соков, напитков, томатопродуктов
и др.), а для консервов из гидробионтов, содержащих жидкую и твердую фазу, та-
кая технология еше не разработана.
Вместе с тем появление на рынке разнообразной консервируемой жидкой
продукции из гидробионтов (гидролизаты, бульоны, вытяжки биологически ак-
тивных веществ и т. п.) предполагает постепенное внедрение асептической стери-
лизации и в рыбной отрасли.
Пламенная и э.тектроконтактная стерилизация. При пламенной стерилизации,
в большей степени распространенной во Франции, используются горящий газ
или отводящиеся топочные газы котельных. Наряду с достоинствами этого спо-
соба (сокращение периода прогрева в 4...5 раз, обеспечение высокого качества
консервов), имеется и ряд существенных недостатков, в частности резкий пере-
пад температур, высокая агрессивность продуктов сгорания газа по отношению к
поверхности банок, трудность регулирования и контроля температуры, что, в ко-
нечном итоге, сдерживает его широкое внедрение.
При электроконтактиом способе к торцам банок подводят электрический ток
промышленной частоты очень низкого напряжения (3...5 вольт), но очень высо-
кой силы тока, до 1500 ампер, очень быстро разогревающий тару н, следователь-
но, продукт. Однако и этот способ имеет ограниченное применение из-за высо-
кой стоимости оборудования и потребляемой электроэнергии.
СВЧ-нагрев. Данный способ позволяет очень быстро прогревать продукт по
всему его объему с одинаковой скоростью и его временные режимы стерилизации
688
8 6 Стерилизация
в 60 раз более кратковременны, чем при традиционной стерилизации обычными
теплоносителями. Не очень существенными недостатками этого способа являют-
ся необходимость установления индивидуальных режимных параметров СВЧ-на-
грева, которые зависят от диэлектрических свойств продукта (химсостав, соотно-
шение жидкой и плотной частей и др ), а также из-за ограниченной глубины про-
никновения СВЧ-теплового потока в продукт, и. следовательно, ограничения его
толщины. Вместе с тем, СВЧ-нагрев не производит в продукте никаких качест-
венных изменений, и хотя его внедрение сдерживается относительно высокой
стоимостью, без сомнения этот способ стерилизации наиболее перспективен.
8.6.7. Щадящие способы стерилизации
К ним относятся 3 частных способа стерилизации: пастеризация; тиндализа-
ция; тсрмостабилизания.
Пастеризация. Пастеризацией консервов из гидробионтов считают термиче-
скую обработку при температуре 80... 100 "С, которая обеспечивает уничтожение
иетермостойкой неспорообразуюшей микрофлоры, уменьшения количества спо-
рообразуюших микробов и гарантированной микробиологической безопасности
продуктов в течение ограниченного срока хранения при температуре —2 ...+5 “С.
Как правило, пастеризацию применяют при изготовлении консервов из бес
позвоночных и рыбы, разделанной на филе или фарш, при введении стабилиза-
торов, консервантов и других веществ, которые препятств)ют развитию спорооб-
разующей микрофлоры.
Выбор оптимальных режимов пастеризации производят с учетом следующих
технологических и микробиологических особенностей этого процесса:
• продолжительность выдерживания продукта при температуре 25...40*С
должна быть минимальной, поскольку этот температурный интервал очень бла-
гоприятен для развития и деятельности микрофлоры;
• максимальный температурный порог не должен превышать 80 *С, поскольку
при этом значении происходит интенсивная гибель вегетативных форм микробов
и в то же время не происходит глубоких денатурационных и гидролитических из-
менений продукта.
Фактический и нормативный стерилизующие эффекты при пастеризации оп-
ределяют тем же расчетным методом, что и при стерилизации, однако принима-
ют во внимание не термостойкость спор микробов, а их вегетативных клеток.
В качестве тест-культуры при пастеризации применяют штаммы кокковых не-
патогеиных микроорганизмов Streptococcus faekalis-775, причем требуемую ле-
тальность Р„ (усл. мин) определяют по формуле:
PZH = PZTD^ VS 'W
где Р/ — летальность клеток Streptococcus faekalis-775 при данной температуре
пастеризации 7Ж; D, — константа термоустойчивости тест-микроорганизма
689
Глава 6. Технология стерилизованных консервов
Streptococcus faekalis-775, характеризующая продолжительность пастеризации, за
которое количество микроорганизмов при температуре этой тепловой обработки
7, уменьшается в 10 раз, мин; Со — допустимое количество МАФАн.М в продукте
перед пастеризацией, кл/см3(г); V— объем банки, см3; S— процент допустимого
брака в партии пастеризованных консервов, равный 0,01 %; 10"5 — допустимая
вероятность выживания I клетки тест-микроорганизма при максимальной обсе-
менениости исходного сырья I Ю5 кл/см3(г).
При расчете фактической летальности процесса пастеризации, равно как и
требуемой, принимают во внимание следующие значения показателей термо-
стойкости Streptococcus faekalis-775: Dr= 3,8 мин, ?= 15’С при базисной темпе-
ратуре Т, = 80 *С.
Пастеризацию консервов как правило проводят в специальных аппаратах от-
крытого типа без создания повышенного давления и использования высоких
температур (более 100*С).
По окончании процесса этой тепловой обработки консервы охлаждают до тем-
пературы не выше 20 "С непосредственно в пастеризаторе, а затем осуществляют их
завершающую обработку (мойку, сушку, этикетирование, упаковку н др.). Храпят
пастеризованные консервы при температуре от —2 до +5 ’С от 3-х до 12 мес.
Пастеризованные консервы, безусловно, более высококачественные, более
денные в нишевом отношении продукты, по сравнению со стерилизованными, в
которых потери витаминов, незаменимых аминокислот, ненасыщенных жирных
кислот и других микронутриентов в 1,5. .2 раза превышают потери аналогичных
вешеств при пастеризации.
Ъшдализация. Этот способ тепловой обработки продуктов называют еше
дробной или повторной стерилизацией (автор — немецкий физик Тиндалл).
Суть этого способа заключается в том, что процесс стерилизации проводят в 2,
3 или более этапов с интервалом от нескольких часов до нескольких суток, при-
чем каждый из этих этапов недостаточен для достижения нужной степени сте-
рильности. Однако тем и оригинален предложенный способ тепловой обработки
при котором в течение первого его этапа погибают большинство или все вегета-
тивные микробные клетки, а в процессе выстойки (выдержки) имеющиеся в про-
дукте споры прорастают и затем подвергаются уничтожению в процессе последу-
ющих этапов стерилизации.
Исследователями установлено, что для получения высоких органолептиче-
ских признаков продукта и изготовления неполных консервов лучше всего стери-
лизацию проводить при температуре ниже 100 *С с суточной выстойкой при тем-
пературе 20 *С.
В то же время консервы отличного качества получаются и при использовании
более высоких температур (112... 120"С), причем при выстойке применяют темпе-
ратуру 37’С, как наиболее оптимальную для прорастания спор. Такой темпера-
турный режим позволяет проводить выдержку не более 1,5 ч в том же автоклаве и
избежать тем самым погрузочно-разгрузочных работ в случае более длительного
периода выстойки.
Термостабилизация. Этот наиболее эффективный способ повышения качества
стерилизованной продукции в конце прошлого столетия был разработан отечсст-
690
6.6. Стерилизации
венным ученым С. А. Артюховой. Термостабилизация представляет собой ком-
плекс мер, направленных на весь технологический процесс изготовления консер-
вов и включает в себя 10 основных требований:
♦ применение дифференцированного подхода к разделке гидробионтов и
предварительной термической обработке с целью создания условий для одновре-
менного достижения кулинарной готовности и микробиологической безопасно-
сти консервов при стерилизации:
• установление более жестких санитарно-гигиенических требований на всех
основных технологических операциях:
• проведение предварительной термической обработки вспомогательных ма-
териалов при температуре 80...160*С, снижающую обсемененность этих ингреди-
ентов в 4...6 раз;
♦ обработку тары и других упаковочных материалов паром, горячей водой,
И К-нагревом, СВЧ - и УФ-излучением;
• использование для фасования консервов мелкой потребительской тары с
целью повышения скорости их прогрева;
• предварительную термическую обработку содержимого консервов перед
стерилизацией до температуры в центре банки 80 "С, что в 3...4 раза снижает мик-
робиальную обсемененность;
• создание искусственной газовой атмосферы в банке перед герметизацией,
состоящей из одного или смеси газов;
♦ использование стерилизаторов с системами измерения и регулирования
температур, соответствующих современным технологическим требованиям и, в
частности, имеющих равномерное температурное поле, колебания которого не
превышают ±0,5‘С, а также обеспечивающих достижение заданного значения
температуры за 1,5...3 мин;
♦ замену тест-микроорганизма С. sporogenes на менее термостойкий
С. botulinum для снижения уровня требуемой летальности Л/и использования ме-
тода Стамбо для расчета величины фактического стерилизующего эффекта L^.
Консервы из гидробионтов, изготовленные с применением способа термоста-
билизации. имеют повышенные гастрономические достоинства, сопоставимые с
кулинарными продуктами, приготовленными в домашних условиях, и имеют вы-
сокую биологическую ценность за счет сохранения большей части витаминов,
особенно группы В, незаменимых аминокислот и ненасыщенных жирных кислот.
Термостабилизацию рекомендуют применять для изготовления консервов из
креветок, крабов, криля, иглокожих, головоногих и двухстворчатых моллюсков, а
также прн использовании фаршевого и филейного полуфабриката.
8.6.8. Способы «холодном» стерилизации
Стерилизацию консервов без повышения температуры осуществляют с при-
менением физических или электрофизических методов и, в частности: у-облуче-
ние, ультрафиолетовое облучение, высокое давление и обеспложивающая филь-
трация.
691
Глава 8. Технология стерилизованных консервов
И хотя «холодная> стерилизация имеет очень ограниченное применение, тем
не менее основным достоинством этих способов является отсутствие нежелатель-
ных изменений, присущих тепловой обработке и безусловная сочетаемость с дру-
гими способами стерилизации
Характеризуя способы «холодной» стерилизации, необходимо отметить следу-
ющее:
♦ у-облученне как правило не должно превышать дозы в ЮкГр, достоинства-
ми его является возможность стерилизации без теплового воздействия, к недо-
статкам — появление нежелательных качественных характеристик продукта, свя-
занных с вероятным превышением дозы облучения;
♦ ультрафиолетовое облучение с длиной волны от 2000 до Я000 Е способно до-
вольно быстро понижать уровень микробиальной обсемененности продукта без
значительного теплового воздействия, а основным недостатком является невысо-
кая проникающая способность УФ-лучей, которыми обрабатывается только
лишь поверхность продукта, оборудования н тары;
♦ применяемое высокое давление (от 100 до 1000 МПа) позволяет проводить
стерилизацию при обычной температуре и получать продукт с уникальными ор-
ганолептическими свойствами и структурой, к недостаткам относят громоздкость
оборудования, образование твердой фазы липидов и другие нежелательные изме-
нения свойств продукта;
♦ обеспложивающая фичьтрация. проводящаяся при использовании стерили-
зующего фильтра с порами менее 1 нм (т. е. меньше размеров микробной клетки),
обеспечивает сохранение полноценных свойств продукта, но в то же время имеет
ограниченное применение из-за необходимости его фасования только в асепти-
ческих условиях и обработки исключительно жидких продуктов.
8.6.9. Совершенствование конструкций автоклавов
Основные требования, которые предъявляются к современным стерилизую-
щим аппаратам, должны обеспечивать:
♦ быстрый подъем температуры в автоклаве;
♦ равномерность температурного поля;
♦ надежность способа поддержания температуры и давления в нем;
♦ автоматизированный или компьютерный контроль и регулирование всех
параметров процесса стерилизации;
♦ непрерывность процесса;
♦ механизация и автоматизация загрузки н выгрузки автоклавов;
• небольшие занимаемые площади;
♦ универсальность аппаратов к стерилизации продукта, упакованных в любой
вид тары или несколько его видов.
Пути совершенствования как способов стерилизации, так и конструкций
автоклавов далеко не исчерпаны, поэтому перед исследователями и специа-
листами консервной промышленности простирается необозримое поле де-
ятельности.
692
8.7. Технологические операции завершающего этапа производства консервов
8.7. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ОПЕРАЦИИ ЗАВЕРШАЮЩЕГО
ЭТАПА ПРОИЗВОДСТВА КОНСЕРВОВ
Технологические операции после стерилизации консервов проводятся с це-
лью их товарного оформления и не оказывают шия ни я на содержание банки. Од-
нако нарушения длительности и условий хранения, транспортирования может
вызвать ухудшение качества и даже брак консервов.
Обработка и хранение консервов после стерилизации. После выгрузки из авто-
клава охлажденных консервов визуально выявляют банки с подтеками, с механи-
ческими повреждениями, возникшими при стерилизации, а также другими вида
ми брака, упущенными до стерилизации.
При мойке банок после стерилизации удаляют белковые, жировые и другие
загрязнения, которые под воздействием воздуха присыхают к байке и ухудшают
внешний вид консервов. Моют банки слабым раствором моющих средств (кон-
центрацией 2...3Я) температурой от 35 до 40 'С в течение Ю...20с, затем ополас-
кивают горячей водой температурой 50...60’С, сушат или протирают. Консервы в
таре из полимерных материалов после охлаждения подвергают мойке водой тем-
пературой 60...65 *С без применения моющих средств и затем обтирают ветошью.
Нслнтографированныс банки оклеивают этикетками, которые содержат ин-
формацию о продукте в соответствии с требованиями нормативной документа-
ции Используемый клей должен быстро высыхать, прочно удерживать этикетку
и ие изменять ее окраску. Подготовленные банки укладывают в яшики из гофри-
рованного картона, которые защищают консервы от механических повреждений
при транспортировке, Между рядами банок помешают прокладки. В каждый
ящик укладывают контрольный талой с указанием даты, смены и наименования
консервов. На торцовую сторону ящика наносят маркировку с указанием рекви-
зитов, предусмотренных нормативной документацией.
Готовые консервы перед реализацией выдерживают на складе изготовителя не
менее И, а консервы для детского питания — не менее 21 сут. В течение этого вре-
мени завершается интенсивный массоперенос компонентов.
Хранят консервы в специально оборудованных складах с устойчивой прохлад-
ной температурой, равномерным освещением и хорошей вентиляцией.
Картонные ящики с консервами укладывают в штабеля высотой нс более Зм,
а неупакованные банки — в колонны. Каждый штабель снабжается паспортом с
подробной характеристикой консервов (наименование консервов, номер банки,
дата изготовления и поступления консервов на склад, количество банок в штабе-
ле, фамилия мастера).
Между штабелями оставляют проход шириной нс менее 2м, расстояние от
стен помещения до штабеля (колонны) должно быть не менее 0,75 м. Все это
обеспечивает свободное перемещение транспортных средств и доступ к каждому
штабелю.
Необходимая площадь склада хранения консервов рассчитывается по формуле:
$ _
0.75W ’
693
Глава 8 Технологи* стерилизованных консервов
где Q — общее количество ящиков, шт; /, b длина и ширина ящика, м; N ко-
личество ящиков по высоте штабеля, шт.; 0,75 — коэффициент, учитывающий
необходимую плошадь для проходов.
Для хранения консервов оптимальной являются температура от Одо 20’С. для
консервов в кислой заливке в пределах от 0 ло 5 "С, для консервов из нерыбных
объектов промысла от 5 до 15’С. Разница между температурой воздуха склада и
температурой поверхности банки не должна превышать 4...5 "С. Относительная
влажность воздуха на складе должна быть 70...75 %, так как повышенная влаж-
ность воздуха вызывает коррозию банок. Пастеризованные консервы хранят при
температуре от 0 до 15 *С и относительной влажности не выше 80 %.
Охлаждение консервов ниже 0*С сопровождается замерзанием содержимого у
натуральных консервов при температуре от -1,2 до —2,7 "С, у консервов в томат-
ном соусе — от —1,8 до — 2,9*С, у консервов в масляной заливке — от —3.0 до
—3,5 "С. При замораживании консервов происходит увеличение объема банки на
3,5...6,5 %. При переполнении банок продуктом при замораживании .может про-
изойти вздутие концов, нарушение герметичности и разрыв шва банки. Кроме
этого при размораживании происходит ухудшение органолептических свойств
продукта Так, у натуральных консервов мясо становится дряблым, водянистым,
происходит его расслоение, помутнение бульона, у консервов в томатной заливке
может возникнуть расслоение соуса.
Готовые консервы должны соответствовать требованиям нормативной доку-
ментации. Партия консервов после выдержки может быть отгружена:
• если микробиологический брак не превышает 0,2% и все остальные обяза-
тельные показатели качества соответствуют требованиям стандарта;
♦ если микробиологический брак не превышает 2% и в выборке из партии во
время термостатирования не обнаружены консервы с признаками микробиоло-
гической порчи и консервы отвечают требованиям промышленной стерильности
Транспортируют консервы в чистых, технически исправных вагонах, или на авто-
транспорте. При транспортировке консервов необходимо соблюдать такую же раз-
ницу между температурой воздуха и температурой поверхности банок, как и на скла-
де. С этой целью в холодное время года во избежание замораживания консервов, их
перевозят в утепленных вагонах или укрывают сверху брезентом. При погрузке ящи-
ки укладывают так, чтоб они занимали наиболее устойчивое положение.
Изменение консервов при хранении. Консервы относятся к числу наиболее
стойких продуктов, которые подлежат длительному хранению
В процессе хранения происходит изменение вкусовых и пищевых свойств
консервов. В начальный период хранения, который обычно называют созревани-
ем консервов, происходят процессы, способствующие улучшению вкусовых
свойств продукта: рыба приобретает более нежную и сочную консистенцию, ста-
новится ароматной и приятной на вкус. Так. в натуральных консервах за счет
диффузии происходит перераспределение соли, а также впитывание мясом буль-
она. В консервах в заливках основная часть заливки впитывается в течение
6...9суг, через 10... 15 сут происходит основное перераспределение вкусовых ве-
ществ между заливкой и мясом рыбы, и только через 2...2,5 месяца хранения со-
держание сухих вешеств в консервах становится стабильным (от 28 до 30%). Ско-
694
6.7. Технологические операции завершающего этапа производства консервов
ростъ перераспределения вешеств зависит от температуры хранения. В консервах
из обжареииой рыбы в результате впитывания заливки происходит увеличение
массы рыбы на 10—15%
Продолжительность выдержки консервов до полного созревания зависит от
температуры хранения и вида консервов. Консервы из сардины атлантической и
сельди иваси хранят для созревания 6 мес, шпроты в масле — 45 сут, сардины кас-
пийские — 20 сут, остальные — 15суг
В процессе длительного хранения постепенно ухудшается качество консер-
вов — происходит старение. При хранении консервов более года в них начинают
обнаруживаться первые признаки старения — потемнение заливки, потеря соч-
ности мяса. При хранении свыше 2 лет в консервах возрастает количество небел-
кового азота и азота летучих оснований. В связи с распадом белковых вешеств из-
меняется структура мяса рыбы, консистенция становится мягкой, дряблой и на-
рушается целостность кусков мяса. Одновременно изменяются свойства расти-
тельного масла и рыбного жира в результате их частичного гидролиза и
окисления. Развивающаяся коррозия банок приводит к увеличению количества
олова в консервах. При этом в консервах в томатном соусе интенсивность перехо-
да олова в продукт значительно выше, чем в консервах в масляной заливке. На
интенсивность накопления олова оказывает вид тары и увеличение температуры
хранения. Так, в цельноштампованных банках накопление солей олова происхо-
дит значительно быстрее, чем в сборных банках.
Влияние температуры хранения
на количество олова приведено на
рис. 8.34.
Виды брака консервов. Вес виды
брака консервов можно разделить на
внешние и внутренние.
К внешним дефектам относятся
ржавчина, деформация банок, де-
фекты закаточною шва, «птичка»,
«хлопуша», «бомбаж». К внутренним
видам брака относятся белковый на-
лет, припекание, повреждение кож-
ного покрова, повышенный отстой в
150
Рис. 8.34. Влияние температуры хранения на коли
честзо олова в консервах в кислой заливке:
J — гемпсратура от Зло Ю’С; 2— температура ст Идо 20'С. 3-
теыгературв от J0 до 35 "С
масле, потемнение томатного соуса,
скисание, струвит.
Ржавчина возникает при исполь-
зовании банок с нарушением слоя
полуды, при недостаточной сушке вымытых банок после стерилизации, при хра-
нении консервов в помещении с повышенной влажностью (более 75%). Нестан-
дартными являются банки, которые имеют на поверхности ржавчину с диамет-
ром точек более I мм.
Появление на поверхности корпуса вмятин, которые возникают в результате
внешнего воздействия на банки при транспортировке, хранении и погрузочно-
разгрузочных работах, называется деформацией.
695
Глава 8. Технологи* стерилизованных консервов
«Хлопуша» — вздутие крышки илн донышка банки, которое при нажатии исче-
зает с одной стороны банки, но возникает с другой. Причинами дефекта могут
быть: использование крышек, изготовленных из более тонкой жести, чем корпус;
излишнее наполнение банок продуктом; недостаточное эксгаустироваиие; от-
сутствие противодавления при стерилизации; небольшая деформация корпуса
банок
«Птичка» — деформация жести в зоне закаточного шва. Дефект возникает в
результате нарушения режима завершения стерилизации (быстрое снижение дав-
ления, отсутствие противодавления) или при изготовлении крышек из нестан-
дартной жести.
Бомбаж — вздутие крышки и донышка банок наружу в результате образования
и накопления газов внутри банок. Бомбаж бывает микробиологический, физи-
ческий и химический.
Микробиологический бомбаж возникает в результате развития и жиз-
недеятельности остаточной микрофлоры в консервах, чаше всего газообразую-
ших споровых анаэробов Вас. sporogenes и Вас. putnficus, а также газообразуюших
бесспоровых аэробов Васт. coliommune. Bact. proieus и др. Причинами возникно-
вения брака могут быть; неудовлетворительное санитарное состояние производ-
ства; высокая обсемененность сырья, материалов, тары; нарушение режимов сте-
рилизации; нарушение герметичности консервов.
Физический бомбаж может образоваться в результате расширения возду-
ха внутри банки, которое может возникнуть из-за недостаточного эксгаустирова-
ния и переполнения банок продуктом, при хранении консервов при высокой
температуре (от 30 до 35 *С) или из-за расширения содержимого банки при замер-
зании консервов.
Химический бомбаж возникает при образования и накопления в банке с
консервами свободного водорода в результате химического взаимодействия ки-
слот продукта с материалом стенок банки. Причиной бомбажа является недоста-
точно стойкое лаковое покрытие банки, повышенное содержание в продукте ки-
слот, окиси тримегиламина.
Разваренность кусков рыбы возникает из-за переваривания продукта при не-
соблюдении режима стерилизации.
Нестандартное соотношение составных частей, повышенное содержание от-
стоя консервов возникает из-за несоблюдения норм закладки сырья и заливки
или при нарушении режимов предварительной тепловой обработки (недостаточ-
ного удаления воды).
Повышенная кислотность возникает прн заливке в банку соуса с повышенной
кислотностью или при длительном хранении рыборастительных консервов в то-
матном соусе.
Белковый налет представляет собой белый творожистый осадок на поверхно-
сти рыбы, который чаше всего возникает в натуральных консервах. Причиной яв-
ляется свертывание водорастворимых безков, выделяемых из тканей при стери-
лизации. Для предупреждения этого дефекта необходимо использовать свежее
сырье, проводить достаточную предварительную обработку, предельно плотно за-
полнять банки, применять тузлучный посол с подкислением уксусной кислотой.
696
8.0 Особенное™ мзготоьлениа различных видов консервов из гидробиоитов
В некоторых консервах при хранении могут образоваться белые полупрозрачные
кристаллы струвита (комплексная фосфорнокислая соль магния и аммония —
Mg(NH4)P04 6Н:О. Кристаллы струвита безвредны для человека, при еде вызы-
вают неприятное ощущение хруста на зубах, что значительно понижает общую
приемлемость продукта. Для предотвращения струвита необходимо использовать
поваренную соль не ниже первого сорта (с низким содержанием магния), ограни-
чивать попадание в консервы морской воды, не подвергать консервы действию
низких температур.
Не допускаются к отгрузке консервы, имеющие следующие виды дефектов:
♦бомбаж», «хлопушу», признаки микробиологической порчи (плесневение, бро-
жение, ослизнение), подтеки, неправильное оформление закаточного шва (языч-
ки, подрез, фальшивый шов), ржавчину, (после удаления которой остаются рако-
вины), с деформацией корпуса («птички»). Вопрос о реализации консервов с
«хлопающими концами», «птичками», имеющими раковины, с сильным помя-
тым корпусом решает лаборатория с органами Госсанэпиднадзора. Консервы,
признанные непригодными в пищу, до их уничтожения или использования на
корм скоту должны хранить ся в отдельном помещении на особом учете.
8.8. ОСОБЕННОСТИ ИЗГОТОВЛЕНИЯ РАЗЛИЧНЫХ ВИДОВ
КОНСЕРВОВ ИЗ ГИДРОБИОНТОВ
Натуральные рыбные консервы. Натуральные консервы изготовляют из рыб
средней и высокой жирности, из печей и и молок. Для изготовления дайной груп-
пы консервов часто используют тихоокеанских лососей, тунцов, сайру, осетро-
вых, сиговых (нельма, хариус, омуль, пыжьян) и др. Мясо этих рыб после стери-
лизации отличается приятным вкусом и запахом, высокой питательной ценно-
стью.
Требования к качеству натуральных консервов в значительной степени опре-
деляются видовыми особенностями и степенью свежести перерабатываемого сы-
рья При промышленном выпуске натуральных консервов целесообразно перера-
батывать преимущественно сырец, или охлажденную и мороженую рыбу ограни
ченных сроков хранения. Вкус, запах и цвет консервов должны быть свойствен-
ными вареному мясу данного вида рыбы, без горечи и другого постороннего
привкуса. С целью формирования оттенков вкуса и запаха можно использовать
естественные вкусо-ароматические добавки: овоши, пряности, растительные
масла и другие интенсификаторы вкусовых ощущений.
Консервы из тихоокеанских аососей в собственном соку. Для изготовления дан-
ного вида консервов используют свежую (охлажденную) кету, горбушу, нерку
(красную), кижуча и гольца. Сырье должно быть безупречного качества. Посту-
пившую на завод рыбу выдерживают до разрешения посмертного окоченения,
что позволяет разделывать ее на машинах и получить консервы с более нежным
мясом и с большим количеством выделяемого бульона.
Для обеспечения максимального выхода высокоценной лососевой икры рыбу
разделывают в две стадии: на головоотсекаюшей машине отделяют голову и затем
697
Глава В Технология стерилизованных консервов
через образовавшийся срез вручную вынимают ястыки икры, срезают плавники,
разрезают брюшко и извлекают внутренности. При разделке тихоокеанского ло-
сося чешую не удаляют, так как оиа глубоко врастает в кожу, а при стерилизации
разваривается и становится съедобной.
Консервы из осетровых рыб (белуги, севрюги, осетра, шипа). Осетровые рыбы,
обычно, поставляют потрошеными на консервные заводы Если рыбу разделыва-
ют на заводе, то сначала отделяют голову и плавники, затем зачищают брюшную
полость и срезают спинные жучки. У крупной белуги снимают кожу Разделанные
тушки разрезают вдоль по хребту, половинки тушек очень крупных рыб делят по-
перек иа 2 части. Куски промывают и ошпаривают в течение 1...3мии горячей во-
дой с температурой 95...98’С. Костные пластинки счищают вручную ножом, до-
полнительно зачищают брюшную полость от пленок и крови, удаляя хрящи. За-
тем рыбу моют, порционируют, укладывают в банки, добавляя соль, закатывают и
стерилизуют.
Консервы в бульоне. С целью более полного использования рыбного сырья и
емкости рыбной банки при консервировании некоторых видов рыб в банки вмес-
те с кусками мяса рыбы добавляют бульон (уху). Для приготовления консервов
этого вида используют рыбу, мясо которой не разваривается при стерилизации
(скумбрия, осетровые, морской окунь).
Бульон готовят из тщательно промытых в проточной воде голов без жабер и
плавников, которые варят в воде или бульоне, слитом из банок после теплового
эксгаустирования при соотношении 1:1 в течение ЗО...45мин с момента закипа-
ния. После отстаивания бульон фильтруют через трехслойный марлевый фильтр
и добавляют в банки с рыбой, затем добавляют соль и пряности. Банки немедлен-
но закатывают, стерилизуют и быстро охлаждают
Консервы в желе. Эти консервы традиционно выпускались промышленностью
из пресноводных рыб и рыб, у которых мясо плохо выдерживает стерилизацию
(сиговых рыб, угря, салаки). Для сохранения целостности кусочков рыбы в кон-
сервы добавляют желирующие вещества, что придает продукту лучший вкус и
внешний вид.
Рыбу после разделки, мойки и порционирования выдерживают в солевом
(18...20%-ном) или уксусно-солевом растворе, затем укладывают в банки и зали-
вают горячим (80...90‘С) раствором желатина или агар-агара, в котором могут со-
держаться уксусная кислота, некоторые пряности и отвар свежего лука. Консер-
вы этого типа не рекомендуется стерилизовать при высоких (выше Ю5’С)темпе-
ратурах и хранить при отрицательных температурах, так как при замораживании
студень разрушается и не восстанавливается.
Консервы из печени тресковых и других рыб. Консервы из печени отличаются
специфическим вкусом и запахом, нежной консистенцией и повышенным содер-
жанием витаминов, особенно группы Аи D. Технология их приготовления не от-
личается от технологии приготовления консервов в собственном соку. Наиболее
распространены консервы из печени тресковых рыб.
При разделке рыбы стараются отделять печень, не нарушая ее целостности
Отобранную печень промывают в проточной воде, затем сортируют и зачищают,
удаляя поверхностную пленку, кровеносные сосуды, сгустки крови и потемнев-
698
8.6. Особенности изготовления различных видов консервов из гидробионтов
шие участки ткани. Очищенную печень промывают и после стекания воды рас-
фасовывают в банки, добавляют соль, лавровый лист, душистый и горький перец,
герметизируют и стерилизуют.
Не так давно разработан способ производства бланшированных консервов из
печени рыбе применением предварительной термической обработки, проводи-
мой с помошью СВЧ-излучения. При такой обработке массовая доля жилкой
части (выделившегося жнра) значительно уменьшается t Волченко В. И., Грохов-
ский В. А.).
Консервы в томатном соусе. Потребительские свойства консервов томатной
группы в значительной мере определяются способом предварительной обработки
рыбы, качеством используемых консервированных томато продуктов, способом
приготовления томатного соуса. Для изготовления используют рыбу как после
предварительной термической обработки (обжаренную, бланшированную, под-
сушенную), так и без предварительной термической обработки.
Одним из основных показателей качества томатной заливки является вкус и
цвет. Потемнение заливки с появлением у нее коричневого оттенка не допускает-
ся и указывает иа отклонение от технологии (длительная варка и хранение горя-
чего соуса до заливки в банки; недостаточно быстрое охлаждение консервов по-
сле стерилизации; изготовление консервов из сырья пониженного качества; ис-
пользование томатной пасты невысокого качества; повышенная пористость бе-
лой жести, из которой изготовлены банки; недостаточная прочность лакового
покрытия тары, приводяшая к накоплению в консервах солей олова и железа, ко-
торые оказывают каталитическое действие на процессы изменения цвета соуса).
Для предотвращения потемнения соуса в консервах необходимо соблюдать
следующие условия:
• для приготовления томатного соуса использовать томатное пюре или пасту
высшего качества, полученные из зрелых красных помидоров;
• не пережаривать рыбу и особенно лук;
♦ сокращать по возможности продолжительность варки соуса до 18...20 мин,
включая все операции, а также не допускать его длительного хранения до заливки
в банки (более 30...40 мин);
• изготавливать соус только в котлах эмалированных и из нержавеюшей стали;
• быстро охлаждать консервы после стерилизации до температуры 35...40 'С;
♦ расфасовывать консервы в лакированные, обязательно с двойным покрыти-
ем банки, особенно для трески, сельди, салаки, кильки.
Консервы в масле. Данные консервы изготавливаются в широком ассортименте из
рыбы с предварительной термической обработкой (копченой, подсушенной, блан-
шированной или обжаренной), с последующим добавлением растительного масла.
«Сардины в масле». Это деликатесный вид консервов, пользующийся большим
спросом у потребителей. Их приготавливают из сельдевых рыб: атлантической и
тихоокеанской сардины и сардинолса, балтийской и каспийской кильки, салаки
(балтийская сельдь) и мелкой беломорской сельди. Аналогичные консервы гото-
вят также из барабули (султанки) и мелкой скумбрии. В зависимости от вида ис-
пользуемой рыбы консервы имеют следующие наименования: -Сардины атлан-
тические в масло (из атлантической сардины и сардинопса). «Сардины в масле»
699
Глава 6. Технологи! стерилизованных консервов
(из тихоокеанской сардины и иваси), 1Севериые сардины в масле* (из мелкой бе-
ломорской сельди), балтийские сардины (из салаки и балтийской кильки), «Кас-
пийские сардины» (килька каспийская), ^Черноморские сардины» (из барабули).
Консервы хорошего качества получают из сырья с содержанием жира в мясе
не менее 4...5%. Консервы высшего качества получают из совершенно свежего
сырья, а также охлажденного, хранившегося непродолжительное время (10...20ч
при температуре от -1 до —5 ’С).
Для приготовления консервов сардину разделывают на тушку, затем моют,
подсаливают в солевом растворе или применяют другие способы посола: совме-
щают посол с размораживанием или с бланшированием рыбы, добавляют сухую
соль в банки с рыбой перед заливкой масла и укупориванием. При этом рыбу
укладывают в банки с солевым раствором и прогревают острым паром. По окон-
чании прогревания солевой раствор из банок сливают.
Предварительную тепловую обработку сардины проводят подсушкой или
бланшированием.
Во время последующей стерилизации из сардины выделяется влага, количест-
во которой зависит от жирности рыбы и продолжительности предварительной
тепловой обработки. Жесткая или сухая (волокнистая) консистенция мяса в кон-
сервах свидетельствует, что при тепловой обработке рыба была пересушена.
В чрезмерно подсушенную (обезвоженную) рыбу хуже впитывается масло при
стерилизации, при последующем хранении консервов. При недостаточном про-
варивании и подсушивании рыбы в консервах после стерилизации образуется
значительное количество бульона (отстоя в масле), что ухудшает их внешний вид.
Консервы «Шпроты в масле*. Это деликатесные консервы, которые приготав-
ливают из свежих, охлажденных и мороженых мелких сельдевых рыб (салаки,
кильки, хамсы, беломорской и мелкой атлантической сельди). После мойки и
сортировки по размерам рыбу солят тузлуком до содержания соли в полуфабри-
кате от 1,5 до 1,8 %, затем нанизывают на пруткн и загружают в коптильные уст-
ройства непрерывного действия. Режимы копчения: подсушка при 60 ’С в тече-
ние 10...15 мин, проварка при 100... 120 °C 12...18 мин, собственно копчение при
!10...180’С 30...40мин. Подкопченную и охлажденную рыбу разделывают (отде-
чяют голову и хвостовой плавник), укладывают в банки, заливают маслом, герме-
тизируют и стерилизуют.
Одним из показателей качества консервов типа шпрот является их внешний
вид. Окраска рыбок должна быть равномерной, кожа — плотной с мелкими мор
шинками, плотно прилегающей к мышечной ткаии, мясо проваренным и соч-
ным. Если перед копчением сырье задерживают или пересушивают, или коптят
при низкой влажности дымовоздушной смеси, то после стерилизации кожица у
рыбок разрывается и сползает. Кожа собирается в складки и в случае длительной
подсушки и проварки рыбы при низкой влажности дымовоздушной смеси.
Консервы «Сайра в масле». Из сайры получают высококачественные деликатес-
ные консервы. У нее в отличие от других рыб быстро наступает и заканчивается
процесс посмертного окоченения, а также интенсивно протекают посмертные
автолитические процессы. Жир сайры быстро окисляется, поэтому с целью полу-
чения доброкачественного сырья для выпуска консервов необходимо соблюдать
700
8.8. Особенности и1готовления различных видов консервов из гидробионтов
строгие правила первичной обработки рыбы. Установлено, что из свежей сайры
можно получать консервы хорошего качества только при условии ее хранения
после вылова в охлажденном виде не более 16...18 ч. Из мороженой рыбы консер-
вы хорошего качества получают при следующих условиях: быстрое заморажива-
ние до -25 и — ЗО’С; обязательное глазирование замороженной рыбы, лучше с
применением антиокислителя; хранение мороженой рыбы при -2О...25‘С не бо-
лее 30...40 сут.
консервы из тунца. Их вырабатывают преимущественно из следующих видов
гуннов; длинноперый, желтоперый, обыкновенный, полосатый, большеглазый,
атлантический пятнистый, австралийский. Это очень ценное сырье, которое по
внешнему виду и консистенции напоминает куриное филе.
Тело туицов имеет торпедообразную форму и покрыто чешуей сплошь илн
только в области грудного пояса. Под кожей имеется мощная кровеносная систе-
ма, связанная с сосудами, находящимися в боковых мышцах. Боковые мышцы
темно-красного цвета, поэтому их называют красными, в отличие от светлых
спинных и брюшных мышц, которые называют белыми. В теле тунцов кровь со-
ставляет от 5 до 7 % от массы живой рыбы.
Для получения консервов высокого качества тунцов предварительно обес-
кровливают, затем потрошат, у крупных экземпляров рыб перед потрошением от-
резают плавники Иногда при разделке тунцов удаляют только внутренности н
жабры, оставляя голову. Брюшную полость тщательно зачищают от крови, пле-
нок, почек, затем промывают сильной струей воды. После разделки рыбу немед-
ленно направляют на охлаждение или замораживание. В исключительных случа-
ях мелких и средних тунцов после обескровливания и удаления жабр охлаждают и
замораживают целиком (с внутренностями). Мелкую рыбу (массой до 10 кг) ре-
комендуется только обескровливать путем надрезания или удаления жабр.
С целью получения консервов хорошего качества тунца необходимо быстро
замораживать в скороморозильных аппаратах до температуры —35...40*С. Заморо-
женную рыбу, особенно потрошеную, следует тщательно глазировать и хранить
при температуре не выше —25 ’С до 3 мес.
При переработке на береговых рыбообрабатывающих предприятиях заморо-
женный тунец размораживают, затем разделывают на спинку и тешу. Голову отде-
ляют вместе с грудными плавниками. Крупные кускн дополнительно разрезают
поперек на более мелкие части. Спинки и теши зачищают от остатков крови и
внутренностей, моют в проточной воле. Мясо бланшируют илн варят в автокла-
вах острым паром при открытом выпускном и продувном вентилях и температуре
100’С. Продолжительность варки туш или кусков тунца 2...3ч и более в зависи-
мости от их величины.
Оптимальным способом предварительной термической обработки мелких
тунцов является бланширование тушек в солевом растворе.
Вареное мясо охлаждают циркулирующим холодным воздухом до температу-
ры 30...35"С. Мясо при охлаждении подсушивается и уплотняется. Охлажденную
рыбу очищают от кожи н костей, отделяя темное мясо от светлого. Светлое мясо
теши разрезают сначала на полосы, а затем поперек волокон на кусочки в форме
треугольников. Темное мясо и крошки светлого используют для изготовления
701
Глава 8. Технология стерилизованных консервов
консервов в масле, в томатном соусе или паштетов. Мясо фасуют в лакированные
банки, на дно которых помешают соль в количестве 1,5...2,0% от массы рыбы,
половину лаврового листа, по I горошине душистого и горького перца.
Банки с сырой рыбой эксгаустируют в бланширователе 20...25 мин при темпе-
ратуре 11О...12О*С.
Наполненные рыбой банки заливают оливковым маслом с температурой
75.80’С, масло добавляют в два приема с целью более полного и равномерного
заполнения банки. Далее банки герметизируют и стерилизуют.
Данные консервы не требуют времени для созревания продукта и могут реали-
зоваться сразу после изготовления.
Одной из особенностей мелких тунцов является повышенная кислотность мя-
са (от 0,7 до 1,4 % в пересчете на яблочную кислоту), что придает консервам кис-
тый вкус. Для снижения кислотности консервов рекомендуют отмачивать филе
тунцов в пресной проточной воде при температуре 15...20‘С в течение 20...30 мин.
Это также снижает остаточное количество крови в светлых мышцах и улучшает
цвет мяса в консервах.
Мелких тунцов можно использовать для производства консервов: «Тушенка
любительская из тунца», «Плов из тунца», «Паштет из тунца». За рубежом выпус-
кают консервы из подкопченного мяса тунцов. Для этого куски, разрезанные на
порции, укладывают на сетки в один ряд, сетки устанавливают на этажерки и по-
мешают их в коптильную камеру. Копчение рыбы проводят прн температуре
70...90’С в течение 60...90 мин до тех пор, пока поверхность рыбы нс станет свет-
ло-золотистой.
Консервы из нерыбного сырья. Общее число видов беспозвоночных, используе-
мых для выработки пищевой и кормовой продукции, около 800. Промышленное
значение имеют ракообразные (крабы, креветки, лангусты и омары); моллюски
мягкотелые (двухстворчатые мидии, устрицы, гребешки и др ); брюхоногие (ра-
пана, морское ушко); головоногие (кальмар, каракатица и осьминог); иглокожие
(трепанг, голотурия, морские ежи).
Особенностью их строения является отсутствие позвоночника н большое раз-
нообразие в строении тела и размеров (от нескольких миллиметров до несколь-
ких метров). Основным общим требованием К НХ обработке является переработка
только живого или свежего сырья. При выработке мороженой продукции их быс-
тро замораживают при температуре —28...38‘С и ниже, хранят при температуре
-16...18’С. Мясо ракообразных и моллюсков отличается высокой активностью
протеолитических ферментов, активность лнпазы сохраняется даже при —20*С.
Качество целых креветок быстро снижается даже при хранении во льду. На прак-
тике стараются быстро отделить головогрудь н на хранение оставить только хвос-
ты (шейки), которые могут храниться до 10сут. однако вкусовые свойства шейки
при этом несколько ухудшаются.
Ракообразные, как и все беспозвоночные, имеют бесцветную кровь, так как
носителем кислорода в ней служит нс гемоглобин, а гемоцианин, который в
окисленной форме имеет синий цвет.
Промытое сырье направляют на предварительную тепловую обработку (обыч-
но бланширование паром). После тепловой обработки сырье разделывают — от-
702
0.8. Особенности изготовления различных «идее консервов из гидробионте»
деляют мясо от панциря (ракообразные) или створок (двухстворчатые моллюс-
ки), затем зачищают и моют. При производстве закусочных консервов мясо перед
укладкой коптят или обжаривают в масле. В банках мясо заливают маслом или
соусом. Тару герметизируют и стерилизуют.
При выпуске консервов из моллюсков используют стеклянную или жестяную та
ру с двойным лаковым покрытием, для консервов из ракообразных — стеклянную н
жестяную тару обязательно покрытую специальной эмалью, в состав которой входит
окись цинка. При стерилизации и хранении в консервах из ракообразных выделяется
в некотором количестве сероводород. Он связывается с цинком, образуя сернистый
цинк — единственное соединение металла с сероводородом, имеющее светлый цвет.
При отсутствии цинка сероводород соединяется с железом, которое окрашивает мя-
со ракообразных в черный цвет, придавая неприятный вкус продукту.
Наличие в консервах из беспозвоночных некоторого количества сероводорода
и аммиака объясняется образованием этих соединений в результате термических
реакций очень лабильных белков ракообразных и моллюсков. Уровень азота лету-
чих оснований (АЛО) в сырье не должен превышать 10...15 мг/100 г продукта.
Хранение сырья при более высоких температурах приводит к увеличению АЛО до
25...30 мг/100 г продукта, что указывает на глубокие изменения белков в тканях.
Продукты теряют свои специфические вкусовые качества, мясо становится гру-
бым, а иногда разжижается.
Консервы «Крабы в собственном соку». Для изготовления консервов из краба
используют краб-сырец Paralilhodes camtschatica (камчатский), Paralilhodes
platurus (синий), Chionoecethes opilto (стригун), вылавливаемые в Японском,
Охотском, Беринговом, Баренцевом морях и в Тихом океане. Запрещается на-
правлять в переработку самок и молодь крабов (диаметр панциря менее 15 см).
Перед направлением на срыв панциря краб моют сильными струя мн воды
(под душем) для удаления ила, механических загрязнений. При подаче краба на
разделку отсортировывают больной, линялый краб. При срыве панциря необхо-
димо следить за полнотой отделения внутренностей, жабр, панциря. У панциря
после срыва отделяют абдомен. Не допускается наличие иа конечностях остатков
панциря и жабр. Панцирь и внутренности удаляют с места разделки Крабовые
конечности, абдомен промывают под душем от остатков внутренностей, жабр и
загрязнений
Промытые конечности и абдомен варят в морской или подсоленной пресной
воле с массовой долей соли 4...5 %, затем охлаждают водой до температуры
45...5СГС. Вместе с тем не допускается переохлаждение конечностей ниже темпе-
ратуры 25 *С, так как это затрудняет отделение хлопьев свернувшейся крови
После охлаждения конечности поступают на разделку: их режут или рубят на
части вручную, мясо вытряхивают и собирают в специальные корзины. Затем его
тщательно моют в чистой проточной воле н подают на разделку и резку. Мясо
краба разделывают на следующие группы: розочка (первый плечевой сустав); тол-
стое мясо (второй большой сустав); коленце (третий сустав); тонкое мясо (четвер-
тый сустав); клешня правая большая и клешня левая малая.
Мясо перед укладкой в банки ополаскивают и выдерживают некоторое время
дпя стекания воды, затем порционируют в банки, которые перед укладкой мяса
703
Глава В. Технология стерилизованных консервов
выстилают пергаментом Различные части мяса укладывают в банки в определен-
ных соотношениях, предусмотренных стандартами.
Банки поступают на вакуум-закатку и после мойки на стерилизацию. После
стерилизации банки быстро охлаждают, так как при медленном охлаждении кон-
сервов и неправильном хранении (при температурах 30*С и выше) образуются по-
лупрозрачные кристаллы струвита — комплексной фосфорнокислой соли магния
н аммония, которые чаше откладываются на пергаменте. Струвит безвреден для
организма, ио ухудшает органолептические свойства готовых консервов.
Консервы • Креветки натуральные*. Для изготовления консервов используют
креветки-сырец или креветки мороженые. Креветки-сырец моют в морской воде
температурой нс более 20'С, мороженые креветки размораживают. Целые кре-
ветки для удаления влаги варят в морской воде илн солевом растворе массовой
долей соли 2...3%. Загружают креветки только в кипящую воду, вторичное заки-
пание воды должно быть не более, чем через 1...3 мин, кипение воды должно быть
равномерным. Продолжительность варки зависит от размеров креветок и должна
составлять 2...5мнн, считая с начала повторного закипания воды. Из-за недоста-
точной бланшировки мясо может быть жестким. Потери массы при бланширова-
нии составляют 3O...35 %.
Во время стерилизации консервов из креветок могут выделяться сернистые
компоненты, поэтому в последнее время креветки стали укладывать в эмалиро-
ванные банки. Струвит в консервах можно предотвратить быстрым охлаждением
банок после стерилизации.
Консервы из моллюсков. В основном это натуральные консервы из устриц, ми-
дий. Живых устриц и мидий тщательно промывают и направляют на обработку
паром при температуре 98...100*С в течение 10...20 мин. Бульон, полученный при
обработке паром, собирают, фильтруют для улавливания кусочков раковин н про-
чих включений и упаривают до содержания сухих вешеств 12... 15%. Отобранное
мясо промывают, выдерживают для стекания воды, укладывают в банки и залива-
ют горячим упаренным бульоном. Банки закатывают и стерилизуют.
Для изготовления закусочных консервов («Устрицы копченые в масле*. «Мидии
копченые в масле») вымытое мясо моллюсков выдерживают в солевом растворе
плотностью от 1120 до 1140 кг/м3 в течение 1...2 мин. затем на сетках — для стека-
ния раствора. Коптят моллюсков в коптильной камере, предварительно иагретой
до 35...40*С. После загрузки моллюсков в камеры температуру поднимают до 70’С и
подсушивают их 15... 20 мин, затем копят при этой же температуре 50...60 мин до об-
разования светло-соломенной окраски. Копченых моллюсков охлаждают до тем-
пературы 30...35'С, затем расфасовывают в жестяные или стеклянные банки, зали-
вают подсолнечным или другим маслом. Предварительно в банки добавляют лав-
ровый лист, гвоздику Наполненные банки герметизируют и стерилизуют.
При выпуске консервы нз моллюсков в томатном соусе полуфабрикат после
подсаливания панируют в муке, обжаривают в растительном масле 2,..3мин (до
потерь массы не более 17%). После охлаждения мясо фасуют в банки, заливают
томатным соусом, герметизируют и стерилизуют.
Консервы из кальмара. Дтя их изготовления используют кальмар-сырец, охлаж-
денный и мороженый, щупальца кальмара с головой мороженые. Натуральные
704
8.6. Особенности изготовления различных видов консервов из гидробионтов
консервы выпускают из целых неразделенных тушек кальмара; из мантии, с кото-
рой предварительно снята кожа; из нарезанного в виде лапши (туловиша кальмаров
после разделки и зачистки разрезают на полоски шириной 2 мм). Для снятия кож-
ного покрова промытый разделанный кальмар обрабатывают при интенсивном пе-
ремешивании в морской или пресной воде температурой 65...70 °C.
При изготовлении консервов «Кальмар обезглавленный без кожицы нату-
ральный» и «Щупальца кальмара натуральные» нз командорского кальмара для
обеспечения стандартного соотношения массы мяса кальмара и бульона в гото-
вых консервах проводят подбланширование обеешкуренного кальмара в кипя-
щей воде в течение 0,5... 1,0 мин.
После обработки горячей водой кальмар охлаждают и моют в морской или
пресной воде при температуре не более 20'С. при необходимости дочищают ос-
татки кожного покрова После мойки кальмар выдерживают в перфорированной
таре или на сетчатом транспорте в течение 10... 15 мин для удаления избытка вла-
ги, затем расфасовывают в банки, герметизируют и стерилизуют
Консервы из морской капусты. Консервы вырабатывают нескольких видов: .
«Морская капуста в томатном соусе». «Морская капуста с овощами в томатном
соусе», «Голубцы из морской капусты в томатном соусе» и др. Морская капуста
служит источником витаминов С и провитамина А, ценных минеральных эле-
ментов, в том числе йода, количество которых в сухих водорослях составляет от
0.08 до 0.25 мг/100 г продукта.
Для изготовления консервов используют: морскую капусту-сырец, мороженую,
соленую или сушеную. Добытую морскую капусту хранят до переработки на кон-
сервы в охлаждаемых помещениях при температуре от 0 до —З’С ие более 4...5 дней
или замораживают. В исключительных случаях допускается хранение морской ка-
пусты под навесами или в вентилируемых помещениях, но нс более 2О...24ч.
Замороженную морскую капусту размораживают в чистой проточной воле.
Сушеную капусту замачивают в пресной воде при массовом соотношении капус-
ты и воды 1:4. При переработке капусту тщательно сортируют, удаляя загнившие
и покрытые плесенью или известковыми отложениями слоевища, отрезают ризо-
иды и черешки. Отсортированные доброкачественные слоевища тщательно про-
мывают в чистой проточной воде до полного удаления песка, ила и других меха-
нических загрязнений.
«Морская капуста в томатном соусе». Вымытые слоевища нарезают на полос-
ки длиной 5...7 см и шириной 3...4 мм. После стекання воды отварную капусту по-
мещают в сетчатые противни (с бортиками высотой 140... 150мм и отверстиями
диаметром не более З...5мм) и обжаривают в рафинированием подсолнсчиом
масле в течение 5...6 мин прн температуре 130...150*С при толщине слоя капусты
в противне не более 4...5 см Обжарку заканчивают, если полоски капусты замет-
но сжимаются, уплотняются и приобретают коричневую или желтую окраску.
При изготовлении «Морская капуста с овошамн в томатном соусе» капусту
смешивают с обжаренными овощами (морковью, свеклой, луком). Обжарениую
капусту или смесь капусты с овощами после стекания масла расфасовывают в ла-
кированные банки, заливают томатным соусом с температурой 70...80 ’С, закаты-
вают н стерилизуют.
705
Глава 8. Технология стерилизованных консервов
«Голубцы из морской капусты в томатном соусе». Их готовят из фарша рыбы,
риса и обжаренного лука с добавлением черного перца. Очпшенные и вымытые
слоевища морской капусты ошпаривают, затем обжаривают в растительном мас-
ле. В обжаренные листья заворачивают фарш (вареный рнс, измельченная обжа-
ренная рыба или измельченная белковая паста «Океан», лук жареный, перец чер
ный молотый н масло растительное, перемешанное до однородной массы). Го-
лубцы укладывают в лакированные банки, заливают томатным соусом температу-
рой 7О...8О*С. Консервы герметизируют и стерилизуют.
Консервы для детского питания. Рыбные консервы для детского питания
согласно базовой технологии АтлантНИРО вырабатываются в соответствии с
технологической инструкцией и «Временными санитарно-гигиеническими
требованиями по производству рыбных консервов для питания детей раннего
возраста».
Для изготовления консервов используют свежую, охлажденную или мороже-
ную рыбу. Мороженую рыбу размораживают в проточной воле с температурой не
выше 20 “С, сортируют по качеству; моют и разделывают. При разделке у рыб уда-
ляют чешую, головы, плавники и внутренности, брюшную полость тщательно за-
чищают от остатков внутренностей, пленок, почек и сгустков крови. Тушки тща-
тельно промывают, разделывают на филе, удаляя кожу, позвоночные и реберные
кости, кости основания плавника, киль брюшка Рыбное филе разрезают на кус-
ки. Взамен филе допускается использовать фарш, который готовят из тушки,
пропущенной через фарш-машину
Куски филе или фарш бланшируют паром прн температуре 95...100Х в тече-
ние 5...7 мин с целью полной денатурации белков, инактивации ферментов и
снижения обсемененности полуфабриката. При этом температура внутри кусков
должна быть 75...80°С, а содержание влаги 74...76%. Бульон после бланширова-
ния сливают. Потери массы составляют 13... 15 %. Бланшированную рыбу измель-
чают на волчке с диаметром решетки 1,5...2,0мм и направляют на смешивание с
компонентами. Сушеные лук, морковь заливают водой с температурой 50...60’С
н выдерживают 1 ч.
Подготовку масла проводят непосредственно перед внесением в смесь. Сли-
вочное масло освобождают от пергамента и прн необходимости зачищают верх-
ний слой, далее растапливают при температуре не выше 60 еС и фильтруют. Сахар,
соль, сухое молоко, крахмал, муку просеивают через сито с ячейками 1,2x1,2 мм,
пропускают через магнитоуловитель. Сахар используют в виде сиропа (массовое
соотношение сахара и воды 1:1). Перед внесением в смесь сироп кипятят в тече-
ние 30мин. Подготовленную соль, муку в бумажных пакетах прокаливают при
160°C. Крупы инспектируются, пропускаются через магннтоуловнтель. Овсяные
хлопья измельчают, заливают водой температурой 8О...9О"С, выдерживают в
бланширователе при 95... 100°C 2О...ЗОмин. Рнс промывают холодной водой до
исчезновения мути, затем бланшируют в кипящей воде до полуготовности. Мас-
совое соотношение крупы и воды 1:5. Рис стекает, но водой его не промывают.
Молоко используют в сухом илн восстановленном виде.
Все компоненты смешивают в соответствии с рецептурой. В смеситель в
первую очередь загружают горячую кипяченую воду, затем сухое молоко, если
706
в.б. Особенности изготовления различных видов консервов из гидробионтов
оно входит в рецептуру. Для восстановления молока смесь гомогенизируют
2 мин под вакуумом. Далее загружают бланшированный рыбный фарш, овоши,
крупы. Смесь перемешивается и гомогенизируется в течение 4 мии прн вакууме
не менее 66,7 Па. Последними в смеситель загружают остальные компоненты:
муку, крахмал, соль, сахар. Смесь из всех компонентов перемешивают и гомоге-
низируют пол вакуумом еше 4...5 мин. Температура массы на выходе из смесите-
ля не должна превышать 50 'С.
Из смесителя смесь полают в коллоидную мельницу для тонкого измельче-
ния. Фаршевую смесь для консервов *3автрак детский» тонкому измельчению
не подвергают.
С целью максимального удаления воздуха, обеспечения нужного уровня мик-
робиологических показателей массу дополнительно прогревают в непрерывно
действующем теплообменнике. Смесь под напором подают в теплообменник не-
прерывного действия, где она прогревается до 90'С. Из теплообменника масса
поступает иа фасование. Консервы детского ассортимента фасуют в металличе-
ские банки вместимостью не менее 52 см3. Разрешено использовать алюминие-
вую тару вместимостью не более 100 см\ Внутренняя поверхность крышек и ба-
нок должна быть покрыта лаками ЭП 5118 или Al 33S. Банки перед фасованием
промывают горячей водой температурой не ниже 60 *С, затем ошпаривают ост-
рым паром. Чистые банки без остатков влаги и сухие компоненты в бумажных па-
кетах выдерживают 30 мин в сушильном шкафу при температуре 120 ‘С.
Горячую массу фасуют плотно, без пустот. Наполненные банки укупоривают по
вакуумом и направляют на мойку Температура воды и моющих средств (2...3%-ные
растворы) должна быть не ниже 80’С, давление — не более 0,2 МПа. Чистые банки
укладывают в автоклавные тележки на перфорированные прокладки.
Время выдержки укупоренных банок до стерилизации не должно превышать
более 15 мнн. Консервы стерилизуют в воде или паром, охлаждают водой с проти-
водавлением.. Консервы в банке № 1 стерилизуют в автоклаве АВ-2 по формуле
15—15—35 — 20мин при 120‘С, Р= (2,0±0,2) мПа.
После стерилизации и охлаждения банки моют моющими растворами, опо-
ласкивают и сушат. Далее банки поступают на товарное оформление. На банках и
этикетках рыбных консервов для детского питания дополнительно указывают
«Хранить при температуре 0.,.15’С. Перед употреблением разогреть. Извлечен-
ный из банки Продукт хранить при температуре не выше 5 *С не более 24 ч».
Консервы упаковывают в сухие чистые яшм км, затем направляют на склад и
выдерживают 21 день до разбраковки и отгрузки Хранение проводят при темпе-
ратуре от 0 до 15 X и относительной влажности воздуха не более 75 %. Срок хра-
нения консервов ие более года.
По органолептическим показателям консервы должны соответствовать требо-
ваниям. указанным в табл. 8.14. Консервы имеют высокую пищевую и биологи-
ческую ценность. Они являются источником полиненасышенных жирных ки-
слот. жирорастворимых витаминов. Богат и разнообразен минеральный состав
продукта Белок консервов характеризуется высоким уровнем усвояемости, по
переваримости пепсином — 85...88%. Установлено, что видовые особенности
рыбного сырья влияют на качество консервов.
707
Глава 6. Технология стерилизованных консервов
Таблица 8 14. Характеристика органолептических показателей качества рыбных
консервов детского питания
Показателе Характеристика
Состояние про лукта Однородная, тонко измельченная, пюреобразная масса. Допускается не- значительное количество отделившейся жидкости; припекание продукта к крышке и донышку банки
Вкус Запах Консистенция Цвет Приятный, свойственный консервам данного вида Приятный, свойственный консервам данного вида Сочная, для консервов из трески — слабо выраженная волокнистости От серого или кремового до желтого или оранжевого, равномерный по всей массе. Допускается изменение цвета поверхностного слоя до светло- коричневого в местах припекания продукта к крышке или донышку банки
Наличие посто- ронних примесей Не допускается
Лучшие вкусовые достоинства имеют консервы из судака, в них отсутствует
ярко выраженный запах рыбы. Готовые консервы имеют незначительные отличия
по массовой доле основных питательных вешеств, а также по уровню основных
витаминов. Прослеживаются количественные различия в отношении макро- и
м икроэлементов.
На производственной линии ГУП завода детского питания Фаустово* изго-
тавливаются «Консервы рыборастительные для детского питания*, «Консервы из
рыбы с овошами и крупами лечебно-профилактического назначения»), а также
поликомпонентные консервы для детского питания на основе хека, сазана, тол-
столобика. пиленгаса, форели, фарша сурими (из минтая).
Консервы для питания пожилых людей. Они должны соответствовать специаль-
ным медико-биологическим требованиям, а именно:
• отношение массовой доли белка к массовой доли жира должно соответство-
вать 1:0,8;
• массовая доля лизина по отношению к массовой доли метионина и цистина
стремится к 1;
♦ массовая доля триптофана должна быть не менее 1 г на 100 г;
• соотношение насыщенных, мононенасышенных и поли ненасыщенных
жирных кислот должно приближаться к 3:6:1, в том числе и ПНЖК;
♦ энергетическая ценность ЮО г готового продукта 600...650 кДж.
Структурообразование белковых композиций является одной из важнейших
проблем при производстве геропродуктов. В консервном производстве применя-
ют различные структурообразователи, одним из важнейших служит хлорид каль-
ция. Согласно публикациям Т. Л. Дубиной, И. Беркстена по геродиетике, сущест-
вует гипотеза, что переходные элементы, в том числе кальций и алюминий, уча-
ствуют в процессе перекрестного связывания высокомолекулярных соединений.
Это следует учитывать, так как в присутствии ионов кальция снижается перева-
римость белковых композиций геропродуктов. Тогда как наличие в рецептурах
растительных масел с высоким содержанием ПНЖК обеспечивает повышение
708
8.8. Особенности мзготоалаиия различных виде* кенсараоа из гидробиоитов
эффекта переваримости и может быть перспективно в направлении повышения
пищевой ценности геропродуктов.
Для изготовления данной группы консервов предлагается использовать сухое
обезжиренное молоко, соевую полножирную муку, зародыши пшенниы. рисовую
крупку, морковь красную, лук репчатый, томаты, баклажаны, капусту белокочан-
ную. Выбранные виды композиционного сырья не исчерпывают всю совокуп-
ность перспективных сырьевых ресурсов, которые могут быть вовлечены в произ-
водство героднетических продуктов.
Для повышения биологической ценности разработанных геропродуктов мож-
но использовать СО2-экстракты пряностей, лекарственных и пряноароматиче-
ских растений. В качестве естественных антиоксидантов предложено использо-
вать СО,-экстракты биомассы микроорганизмов. Они увеличивают срок хране-
ния продукции в 1.5 раза без изменения потребительских свойств.
Одним из принципов создания этой группы продуктов является включение в
рецептуру антисклеротических вешеств. Специалистами НИИ мясной промыш-
ленности разработана технология лекарственной формы препарата антисклеро-
тического действия на основе 12-перстной кишки свиней. Из них извлекают ки-
слые мукополисахариды, для которых клинически подтвержден лечебный эф-
фект в консервах.
Результаты составления рецептуры следует оценить по обобщенным критери-
ям желательности и оценивать их в части соответствия аминокислотного, жирно-
кислотного, минерального, витаминного составов специфическим потребностям
людей пожилого возраста Наиболее удобной формой геродиетического продукта
является мелкодисперсная паштетная масса. Она совместима с требованиями к
питанию этой группы в части физико-химических свойств, консистенции, а так-
же аминокислотного и жирнокислотного составов. Технология может быть реа-
лизована на базе паштетов или других фаршевых консервов нз гидробионтов.
Технологическая схема производства консервов должна на начальном этапе
предусматривать подготовку овощей, а также последующее измельчение мясо-
растительиых компонентов на волчке и их смешивание с СО2-экстрактами, ми-
нерал ьно-витами иным комплексом. Далее операции фасования, герметизации,
стерилизации осуществляют в обычном режиме, аналогичном для консервов об-
щего назначения.
Контрольные вопросы
1. Как классифицируются консервы по назначению и способу термической обработки?
2 Какие основные требования предъявляются к сырью в консервном производстве9
3. Какие процессы в технологической схеме производства консервов относят к общим?
I В чем заключаются основные требования к разделке сырья при производстве консервов?
5. Назовите цели и способы предварительной термической обработки при производстве кон-
сервов
Ь. Какие изменения происходят с полуфабрикатом при обжаривании и с какой целью прово-
дят панировку полуфабриката?
7. Объясните цели и способы эксгаустирования при производстве консервов.
709
Глава 8. Технологи* стврилизованнык консервов
В. Факторы, определяющие стойкость микрофлоры прн стерилизации.
9. Какие изменения происходят с продуктом при стерилизации'’
10. Как оценивается эффективность режима стерилизации'’
11 Какие физические и биохимические процессы происходят при хранении консервов?
12 Какие условия должны соблюдаться при хранении консервов9
В. Приведите основные виды брака консервов В чем причина их появления *
Список литературы к главе 6
1 . Бврбаяноа К А . Лекари нье К П. Производство рыбных консервов Учебное пособие для тияологмческой
специальности вузов пишевой промышленности — М; Пищевая промышленность, 1967. 340с.
2 . Головин А. Н Контроль производства и качества продукции из гидробионтов. — М.: Колос. 1997 — 256с.
3 . Кизевегтер И. В Макарова Т. И., Зайцев В. Л. и др. Технология обработки водного сырья. — М Пмшеви
промышленность. 1976.— 696с
4 . МижусваС. А , Разумовская Р Г Новые направления в технологии производства консервов в томатном со-
усе.//ЭИ ЦННИТЭИРХ. Сер «Обработка рыбы и морепродуктов» — М , 1999 — №4. — С. 15 16
5 Мукатова М. Д. Технология стерилизованных консервов. В 2ч Учеб пособие — Мурманск, 1993. — ч I,
163с. ч 2.177 с.
6 . Рулева Т Н Состояние производства и перспективные направления технологии стерилизованных консер-
вов типа «Рыба в соусе». Сборник тезисов докладов на научно-техническом симпозиуме «Современные
средства воспроизводства и использования водных ресурсов». ТЗ. — СПб., 2000. — С. 34 36.
7 . Сборник технологических инструкций по производству рыбных консервов и пресервов (Гипрорыбфлот).—
М : Легкая и пищевая промышленность, 1991. — 426с.
8 Серпунииа Л Т Технология стерилизованной продукции лечебно-профилактического назначения Учеб,
пособие — Калининград КГТУ. 1999 — 76с
9 Серпунииа Л Т Технология стерилизованных консервов из гидробионтов* Учеб пособие — Калининград*
КГТУ. 2002.-90 с
10 Технология продуктов из гидробионтов/С А Артюхом. В Д Богданов, В М Дацун и др ; Пол редакцией
Т М. Сафроновой и В. Н Шендсрюка. — М.. Колос. 2001. — 496с.
11 Фляуменбвум Б Л Основы консервирования пишевых продуктов /61 Флаумеябяум. С С Танчеи М А Гри-
шин. — М-Пншсвал проышлснность. 1986 —496с.
12 SiamboC R Thermobacterioloty in food processing Academic Press, New York, and London. 1965- — p. 736.
ГЛАВА 9. КОРМОВЫЕ И ТЕХНИЧЕСКИЕ
ПРОДУКТЫ
9.1. КОРМОВАЯ ПРОДУКЦИЯ И СЫРЬЕ
ДЛЯ ЕЕ ПРОИЗВОДСТВА
9.1.1. Классификация кормовой продукции из гидробионтов
и ее характеристика
Кормовые продукты нз рыбного сырья (рыбная мука, влажные и жидкие кор-
ма) занимают особое место в кормовых рационах сельскохозяйственных живот-
ных, птицы и многих культивируемых гидробионтов. Благодаря уникальному
аминокислотному составу белка, наличию в жире биологически активных высо-
ко не насыщенных жирных кислот, богатому составу макро- и микроэлементов,
роль гидробионтов в создании кормов, обеспечивающих полноценное питание
животных, необычайно велика. Рыбная отрасль производит широкий спектр кор-
мовых продуктов.
Непригодную для питания людей рыбу и рыбные отходы (внутренности, головы,
кости, плавники) используют для кормления зверей или в качестве белковой до-
бавки в корм сельскохозяйственных животных и птицы.
Кормовая мука представляет собой концентрированный белковый продукт
(содержание протеина порядка 50%), полученный из рыбы, морских млекопита-
ющих и беспозвоночных (ракообразных, моллюсков). Используют муку в качест-
ве компонента комбикормов для сельскохозяйственных животных и птицы.
Муку и крупку кормовую водорослевую вырабатывают в основном из красных и
бурых водорослей (сахаристой и японской ламинарии, различных фукусов, сарга-
суммов, филлофоры и других). Используют муку и крупку в составе кормов сель-
скохозяйственных животных и прудовых рыб как источник минеральных вешеств.
Концентраты и преципитаты вырабатывают из отходов от переработки рако-
образных. двустворчатых, брюхоногих моллюсков и иглокожих, а также из отхо-
дов от переработки водорослей. Концентраты подразделяются в зависимости от
содержания в них белка и минеральных вешеств (% сухого вещества):
Концентраты Белок,
не менее
Белковые . .. 45
Белково-минеральные.. . .35
Минератьныс..........................15
Минеральные
•ешестм, не Волге
45
60
80
711
Глава 9. Кормовые и технические продукты
Концентраты используют в качестве добавок к кормам как источник незаме-
нимых аминокислот, липидов и микроэлементов.
Преципитаты в отличие от концентратов содержат белка ие менее 5%, мине-
ральных вешеств не более 95 %. При этом массовая доля фосфора (в пересчете на
P2Oj) должна быть в иих не менее 40%, кальция — не менее 25%. Преципитаты
используют в качестве минеральной добавки к кормам.
Корма химического консервирования представлены широким спектром продуктов
из гидробионтов (кормовой фарш, рыбный силос, заменитель цельного молока, гид-
ролизат и другие), отличительной особенностью которых является использование
при их производстве консервантов для увеличения сроков хранения. Указанные про-
дукты находят применение в сельском хозяйстве для кормления животных н птицы.
9.1.2. Виды сырья для производства кормовой продукции
и его характеристика
Традиционным сырьем для выработки кормовой продукции служат неконди-
ционная из-за механических повреждений рыба, прилов и отходы от производ-
ства нишевой продукции. Также для этой цели могут быть использованы отходы
от разделки нерыбных объектов промысла (морских млекопитающих, ракообраз-
ных, двустворчатых и головоногих моллюсков, морских растений).
Для глубокой переработки н использования гидробионтов необходимо знать
нх свойства — строение тела, соотношение размеров н масс отдельных частей те-
ла и органов, физические свойства и химический состав, а также особенности
входящих в состав объектов белков, липидов и других вешеств.
Непищевое рыбное сырье содержит полноценные водорастворимые (миоген
А, В. ммоальбумин), солерастворимые (миозин, глобулин X, актин, актомиозин,
тропомиозин) белки, даже если преобладающей группой сырья являются отходы
от разделки, так как эти белки входят в состав печени, желудочно-кишечного
тракта. Содержание белковых веществ в рыбе и отходах ее переработки колеблет-
ся в пределах 1б...20% и зависит от ряда факторов, среди которых наиболее важ-
ными являются вид рыбы и период се вылова. В составе кожи, чешуи, костей в
количественном соотношении преобладают неполноценные белки — коллаген,
эластин, ретикулин, оссеин. Для повышения кормовой ценности желательно от-
ходы от разделки рыбы перерабатывать в смеси с целой рыбой.
Отличительной особенностью непищевого рыбного сырья по сравнению с пи-
щевым является повышенное содержание в нем водорастворимых (экстрактивных)
азотистых вешеств. Их содержание зависит от свежести сырья. В производство кор-
мовой продукции направляются отсортированные некондиционные экземпляры
рыб, малоценная в пищевом отношении рыба, отходы от разделки рыбы, отбрако-
ванная по тем или иным дефектным признакам пищевая продукция.
Качественный состав липидов непищевого сырья в основном сходен с соста-
вом липидов пищевого. В количественном отношении липидов в непищевом сы-
рье, как правило, больше, так как во внутренних органах их содержание выше,
чем в мышечной ткани (табл. 9.1).
712
9.1. Кормовая продукция и сырье для ее производства
Та б л и ua 9.1. Содержание липидов в непищевом сырье
Вил рыбы Чястътел» Мас совы доля липидов, %
Треска Мясо 0,0...1,75
Кожа 0,3...0,5
Кости 0.3...0.7
Плавники 1,0. ..1,5
Голова 0,3. ..0,4
Внутренности без печени 1,0...2,5
Печень 60.. 70
Сельдь Мясо 2,2...29,5
Внутренности 2,5. ..7,5
Кожа 0,5. ..3,7
Чешуи 0,5... 1,0
Во время хранения отходов в результате гидролитической и окислительной пор-
чи липидов изменяется их химический состав, ухудшаются органолептические по-
казатели и соответственно кормовая ценность продукта, получаемого из них.
В зависимости от количества липидов сырье 0 предназначенное для производ-
ства кормовой продукции, делят на три группы: тощее (не более 3% липидов),
средней жирности (до 10 % липидов) и жирное (более 10 % л н пидов). От содержа-
ния липидов в сырье зависит выбор условий его хранения, технологии переработ-
ки, параметров технологического процесса. Так, тощее сырье может быть перера-
ботано в кормовую муку способом прямой сушки без отделения жира; сырье
средней и высокой жирности — прессово-сушильным способом с применением
различных добавок (внесение поверхностно-активных вешеств — ПАВ. анти-
окислителей).
В рыбе содержатся жирорастворимые (A, D, Е, F, К) и водорастворимые (груп-
па В, инозит, С) витамины. Витамины распределены в теле рыбы неравномерно,
причем во внутренних органах их обычно содержится больше, чем в мышцах. Это
относится в особенности к жирорастворимым витаминам, которые содержатся в
мясе не всех видов рыб. Например, витамин А отсутствует или находится в виде
следов в мясе тоших рыб (в мясе трески обнаружено 0.01. .0,05 МЕ/г), а в мясе
жирных рыб (сельдь, сардина, скумбрия) его содержание составляет порядка
0,34 МЕ/г. Основная масса витамина А сосредоточена в липидах печени. В липи-
дах внутренностей витамина А, как правило, концентрируется значительно мень-
ше. Исключение составляют внутренности морского окуня, содержание витами-
на А в жире которых может достигать значений от 470 до 48 950 МЕ/г липидов.
Из водорастворимых витаминов в рыбах обнаружен комплекс витаминов
группы В. Эти витамины при варке сырья переходят в бульон, что предопределяет
важность его использования в кормовых целях.
Общее содержание минеральных вешеств в мясе рыбы составляет 1,5...4,0%.
В состав голов, туловищных костей и плавников они входят в гораздо большем
713
Главе 9. Кормсвы* и технически* продукты
количестве (порядка 10... 12 %). В составе минеральных веществ рыбы преоблада-
ют кальций, калий, фосфор, натрий, магний, сера, хлор. Основная масса каль-
ция, фосфора и магния содержится в костях. Микроэлементы (железо, медь, мар-
ганец, кобальт, цинк, молибден) входят в состав сложных белков, витаминов,
ферментов мышечной ткани и других органов рыб.
В мышечной ткани и внутренних органах гидробионтов находится большое
количество разнообразных ферментов, катализирующих превращение вешеств
при белковом, липидном и углеводном обмене, лежашем в основе жизненных
процессов. В снулой (неживой) рыбе биохимические процессы протекают в на-
правлении распада органических веществ. Процесс распада — автолиз — в непи-
щевом сырье развивается с большой скоростью, так как во внутренних органах
рыб содержатся бозее активные ферменты, чем в мышечной ткани. Активность
ферментных систем рыб неодинакова и зависит от вида рыбы, сезона се вылова и
температуры хранения. Наибольшей активностью ферментных систем отличают-
ся, например, представители сельдевых, лососевых, скумбриевых, меньшей —
минтай и треска. Повышение температуры при хранении сырья способствует ак-
тивизации ферментных систем.
Под действием протеолитических ферментов мышечной ткани (катепсинов) и
пищеварительных органов (пепсина, трипсина, химотрипсина) происходит рас-
щепление структурных белков ткани до полипептидов н свободных аминокислот.
Консистенция тканей изменяется от плотной до дряблой, постепенно сырье пре-
вращается в бесструктурную аморфную массу. В результате гидролиза белков при
автолизе тканей образуется благоприятная среда для развития гнилостных мик-
роорганизмов. При гниении белки разлагаются с образованием дурно пахнущих
и токсичных соединений (путресцин, кадаверин, индол, скатол, фенол и другие).
Липолитические ферменты, в свою очередь, вызывают гидролиз липидов сы-
рья. Образование свободных жирных кислот ускоряет развитие окислительных
процессов, приводит к накоплению токсичных продуктов (альдегидов, кетонов,
оксикислот и других).
Изменение химического состава сырья, его консистенции приводит к сниже-
нию кормовой ценности, затрудняет обработку, увеличивает потери биологиче-
ски активных веществ, уменьшает выход готового кормового продукта. Поэтому
в целях предотвращения нежелательных изменений непищевое сырье необходи-
мо направлять в обработку без задержки или консервировать. Консервирование
сырья может осуществляться физическими, физико-химическими, химическими
и биохимическими методами.
Механизм действия консервантов обусловлен природой и физико-химиче-
скими свойствами этих вешеств, одни из которых вызывают повреждение
микробных клеток вследствие окисления их составных частей, другие вступают
во взаимодействие с функциональными группами ферментов микробных клеток
(подробнее механизм действия консервантов рассмотрен в разделе 9.4 «Техноло-
гия кормов химического консервирования»).
В мировой практике наиболее широко применяется в качестве консерванта
нитрит натрия. Высокая эффективность зашиты сырья, предназначенного на
кормовые цели, отмечается при добавлении нитрита натрия в количестве 25 г на
714
9.1. Кормом* продукция и еырь« для ее лроиэяодстм
100 кг рыбы. Однако использовать этот консервант следует в строго контролируе-
мых условиях, так как при взаимодействии его с продуктами распада белков рыбы
(например с триметиламииом) образуются высокотоксичные соединения — иит-
розамииы.
В Норвегии и некоторых других странах для тех же целей используют консер-
вант марки W 65, представляющий собой водный раствор смеси формальдегида и
нитрита натрия. Кроме того, в качестве консервантов для сырья, используемого в
рыбомучном производстве, запатентованы сорбиновая кислота, добавляемая в
количестве 2О...2ООг на 100 кг сырья, а также гексаметилентетрамин, используе-
мы й в кол ичестве не более 200 г на 100 кг сырья.
В последние годы точка зрения специалистов на применение химических
консервантов при производстве кормовой рыбной муки резко изменилась в связи
с тем, что за рубежом заметно возросли требования потребителей к качеству по-
ставляемой на рынок рыбомучной продукции. В настоящее время все чаще ста-
вится вопрос о необходимости отказаться от применения химических консерван-
тов и заменить их льдом, охлажденной морской водой или замораживать сырье.
На муку, вырабатываемую без использования консервантов, установлены более
высокие цены. В том случае, если сырье предполагается направить для получения
кормовых гидролизатов, следует создавать условия для максимального сохране-
ния нативных свойств его ферментных систем.
В последнее время на судах Перу и Чили с целью сохранения сырья для рыбо-
мучного производства используют консервирующий препарат Fresh Fish П, в со-
став которого входят нетоксичные натуральные ингредиенты, в том числе вытяж-
ка из растения Caesalpinsa Spinoza, обладающие бактерицидными и фунгицидны-
ми свойствами. Препарат эмульгируют в воде, а затем обрабатывают рыбу. Ис-
пользование препарата позволяет сохранить высокое качество сырья в течение
30 ч хранения.
Некоторые виды рыб (например, анчоусы) содержат в своем составе фер-
мент тиаминазу, разрушающую витамин В,. Если такую рыбу использовать в
свежем или мороженом виде как кормовой продукт, то это может привести к за-
болеванию животных. Тиаминаза сохраняет активность в широком диапазоне
pH и температур. Большой процент количественного содержания этого фер-
мента приходится на головы и внутренности рыб. В процессе варки рыбы в те-
чение 15...30мин при температуре 96...100*С указанный фермент теряет свою
активность.
Некоторые виды рыб содержат фермент, связывающий железо и переводящий
его в неусвояемую форму. В результате этого у животных, употребляющих в корм
данную рыбу, развивается тяжелая форма анемии. Варка рыбы устраняет отрица-
тельное влияние фермента.
Иногда рыба, обитающая в озерах и закрытых водоемах, бывает поражена
гельминтами. Такую рыбу перед скармливанием также следует подвергать терми-
ческой обработке — варке или замораживанию.
Рыба и рыбные отходы являются хорошей белковой добавкой в корм сельскохо-
зяйственных животных и птицы, широко применяются в качестве сырья для про-
изводства кормового фарша, муки, гидролизатов и заменителя цельного молока.
715
Гложа 9. Кормовые и технические продукты
Сырьем для производства кормовой продукции можно рассматривать и под-
прессовые бульоны. Предложено использовать в кормовых целях полученный из
подпрессового бульона белковый концентрат. Последний обладает способностью
усиливать сопротивляемость к заболеваниям у культивируемой аквакультуры (на-
пример, криветки). Другой способ предполагает обработку подпрессового бульо-
на формальдегидом, способным образовывать с коллагеном бульона студень.
Студень может быть высушен и использован в качестве сухого кормового продук-
та (крупки).
Для производства кормовой продукции используются некоторые морские мле-
копитающие. Например, мясо взрослых белух (белого дельфина) имеет грубую
консистенцию, темный цвет (содержит много миоглобина), обладает специфиче-
ским вкусом и запахом, белковые вещества мяса биологически полноценны, но ку-
линарные изделия из него обладают неудовлетворительными органолептическими
качествами, поэтому такое мясо используют в основном д ля кормовых целей.
Несъедобные части тела (панцирь и головогрудь) ракообразных (крабов, ра-
ков, креветок, криля), образующиеся При их разделке, содержат 80...90% воды,
0,1...2,0% липидов, 13,7...20,6% азотистых веществ (в том числе 1,5...2,5% азота
хитина), 6,8.„8,5 % минеральных веществ и могут быть использованы для изго-
товления кормовой муки. Такую муку используют в птицеводстве и свиноводстве
для введения в комбикорма взамен рыбной муки.
Представителем нерыбного сырья для производства кормовой продукции яв-
ляется криль. Использование кормов из криля при выращивании аквакультуры
способствует более быстрому росту культивируемых рыб, лучшей сопротивляе-
мости болезням и более интенсивной окраске мышечной ткаии и кожи.
Большой интерес для выработки кормовых продуктов представляют отходы от
переработки на пищевые цели различных беспозвоночных (трубача, мидии, Ле-
ды, морского ежа, морского гребешка и др.). Отходы от разделки беспозвоночных
разделяют на твердые и мягкие. На долю твердых отходов в среднем приходится
до 60 % от общей массы отходов. Отличительной особенностью твердых отходов
является значительное содержание в них минеральных вешеств. Поэтому основ-
ное направление их использования — изготовление минерализованных кормо-
вых продуктов. Высокое содержание в них кальция способствует нормальному
росту и развитию молодняка сельскохозяйственных животных и кур-несушек.
Для изготовления кормовой добавки такого типа можно также использовать и
различных моллюсков, не имеющих пищевого значения, а также ценных мол-
люсков некондиционного вида.
Отходы мягких частей тела моллюсков характеризуются более высоким содер-
жанием белковых вешеств, чем твердые отходы. Исследования аминокислотного
состава белоксодсржаших отходов мидии, гребешка, трубача и морского ежа по-
казало, что они содержат все незаменимые аминокислоты. Состав и содержание
макро- и микроэлементов в отходах беспозвоночных выгодно отличаются от дру-
гого сырья для производства кормовых продуктов Поэтому мягкие отходы от пе-
реработки моллюсков считаются ценным сырьем для производства различных
видов крупки (минерально-белковой, бел ково-витам и иной), белковой муки, мо-
роженых н консервированных фаршей, гидролизатов.
716
P.l KopuOIOR продукция и сырь» для •« проинодсгю
Например, двустворчатый моллюск — леда, обитающий в районе Охотского
моря и у берегов Юго-Восточного Сахалина, содержит в среднем 38 % воды, 3,4 %
белковых веществ, 51,9% золы, 156...311 мг% фосфора, а также комплекс витами-
нов группы В, и находит применение в производстве кормовых продуктов для
ПТИЦЫ.
Отходы от разделки кальмара или кальмар-сырец, отсортированный прн пе-
реработке на пишсвую продукцию, являются ценным сырьем для производства
кормовых продуктов. Белки мяса кальмара относятся к полноценным, хорошо
усвояемым, липиды содержат большое количество полиненасышенных жирных
кислот. Мясо по сравнению с рыбой богаче фосфором и магнием. Однако мантия
кальмара содержит порядка 4.0 Ммоль гистидина на 1 кг сырья и в период хране-
ния кальмара-сырца в свежем виде возникает опасность образования в нем гиста-
мина Кальмар относится к числу скоропортящихся промысловых объектов, вы-
ловленный и поднятый на палубу кальмар засыпает примерно через полчаса, пос-
мертное окоченение при температуре 1О...25'С заканчивается через 3...6 часов
после вылова. Поэтому очень важным является быстрое консервирование сырья
в условиях промысла. В отличие от рыб, внутренние органы кальмара не исполь-
зуются для получения пищевых или кормовых продуктов — из-за большого со-
держания токсичных вешеств в сепии. Печень кальмара предложено использо-
вать для получения различных биохимических препаратов.
Морские растения (морские травы, зеленые, бурые и красные водоросли) также
используются для производства кормовой муки и крупки, которые применяют в
качестве минеральной добавки при кормлении крупного рогатого скота, свиней и
прудовых рыб. Для всех водорослей характерно высокое содержание золы (от 8 до
18 %, а иногда и до 33 % от массы сухих вешеств). умеренное содержание клетчатки
(от 3 до 10% сухих вешеств) и низкое содержание протеина (от 3 до 9% сухих ве-
шеств) Минеральные вещества водорослей в основном представлены оксидом
кальция (до 2%). магния (до 0.1%), хлором (до 2%), кобальтом и йодом (до
2мг/кг). Перевариваемость протеина водорослей невысока Так, у взрослого рога-
того скота протеин водорослей переваривается на 55 %, а у свиней — на 25...50 %.
9.1.3. Состояние и перспективы производства
Рыбная мука и влажные корма из гидробионтов до настоящего времени во
всем мире остаются наиболее ценными кормовыми продуктами для домашних
животных и птицы. Попытки заменить рыбную муку в рационе животных кормо-
выми дрожжами, выращиваемыми на парафинах нефти, белками водорослей и
злаковых растений, пока не увенчались успехом.
Так, наиболее перспективной альтернативой рыбной муке считается соевая
мука. Однако содержание белка в ней по сравнению с рыбной в 1,5...2 раза мень-
ше. Кроме того, биологические испытания ее в составе корма некоторых культи-
вируемых рыб показали, что замену рыбной муки соевая мука может обеспечить
только прн содержании ее в корме в количестве, не превышающем 2О...ЗО% от
массы корма. При более высокой концентрации наблюдается вредное воздей-
717
Глава 9. Кормовые и технические продукты
ствие ее на жизнедеятельность рыб, проявляющееся в уменьшении привеса, а
также в некоторых неблагоприятных изменениях физиологического и иммуноло-
гического характера.
Предполагается, что отрицательное влияние соевой муки обусловлено присут-
ствием в ней лектинов, ингибиторов протеаз, термоустойчивого глицина и р-кон-
глицннина. Дополнительная обработка муки с целью инактивации указанных ин-
гибиторов приводит к повышению ее стоимости и, таким образом, к потере основ-
ного преимущества перед рыбной мукой.
Рыбная мука в настоящее время остается наиболее массовым кормовым про-
дуктом. Непосредственное использование рыбного сырья (отходов от разделки и
малоценных в пищевом отношении рыб) для кормовых целей ограничено слож-
ностью его транспортировки и хранения. Переработка сырья в кормовую муку
позволяет получать продукт с низким содержанием воды, приспособленный к
длительному хранению в неохлаждаемых помещениях без существенного изме-
нения качества При этом значительно сокращается объем перевозимых грузов.
Больше всего рыбная мука востребована в птицеводстве (до 40 % от общего
количества произведенной продукции), на свиноводство и аквакультуру прихо-
дится по 25 %. В то же время, стремительное развитие товарного рыбоводства мо-
жет оказать существенное влияние на сложившуюся структуру спроса на рыбную
муку
Гтавнымн производителями кормовой муки из жирных видов рыб (до 30% от
мирового производства) уже длительный период являются Чили и Перу, выраба-
тывающие основную свою продукцию из анчоуса и скумбрии. Кормовую муку из
донных рыб. преимущественно из отходов от их разделки, в небольших количест-
вах изготавливают Скандинавские страны и Исландия. Россия по сравнению с
бывшим СССР имеет в 2...2,5 раза меньше объемы выпуска рыбной муки и. в на-
стоящее время, они составляют порядка 3...4% общемирового производства.
Одним нз направлений повышения качества рыбной муки в мировой практи-
ке является применение мягких режимов ее производства (LT-технология). Сни-
жение температуры обработки сырья и сокращение продолжительности тепловой
обработки способствует уменьшению неблаюнринтных изменений белков. В ре-
зультате перевариваемость белков муки н ее питательная ценность улучшаются
по сравнению с мукой, изготовленной с соблюдением традиционных режимов.
Перспективным способом повышения качества муки считается применение
электрической обработки сырья, которая приводит к плазмолизу клеточных
структур тканей и высвобождению значительного количества тканевой жидкости
и жира, легко отделяемые любым механическим способом. Применение электро-
обработки позволяет исключить из технологической схемы процесс варки и та-
ким образом уменьшить длительность воздействия на сырье термообработки.
Большое влияние на качество кормовой рыбной муки оказывает процесс суш-
ки. При разработке низкотемпературной технологии получения муки процессу
сушки уделяют особое внимание. Так, непродолжительное время сушки достига-
ется благодаря быстрому нагреванию горячим воздухом тонкоизмельчеиных час-
тиц муки. В результате мгновенного испарения воды с поверхности частиц под-
держивается относительно низкая температура до конца сушки. Повышению эф-
718
9.1. Кормовая продукция и сырье для •• производства
фективности сушки способствует также максимальное удаление волы из жома иа
предварительных этапах.
В последние годы в зарубежной промышленности все чаше применяют двухсту-
пенчатый режим сушки жома. При этом большее количество влаги из жома (свыше
50%) удаляется на первой ступени, а на второй происходит окончательная сушка
до стандартной влажности Как правило, на первом этапе сушка осуществляется
при высокой температуре воздуха, но в течение короткого промежутка времени.
При этом горячий воздух энергично перемешивает жом. обеспечивая очень высо-
кий коэффициент теплопередачи и высокую скорость сушки жома. Окончательная
сушка протекает при более низкой температуре воздуха (не выше 94’С); на этом
этапе могут быть использованы вакуум-сушильные установки, обеспечивающие
высушивание полуфабриката при температуре около 65*С. Общая продолжитель-
ность процесса сушки составляет 10 мин. Перевариваемость такой муки довольно
высокая и при кормлении лососей этот показатель составил не менее 90 %.
Для выработки высококачественной муки из мелких рыб с нежным мясом, та-
ких как мойва и анчоус, предложено в отличие от традиционной прессово-су-
шильиой технологии направлять их на варку в неизмельченном виде, что облег-
чает в последующем процесс прессования. Разваренную массу после варильника
подвергают предварительной декантации, что позволяет проводить сушку при
более мягком температурном режиме.
Дальнейшее совершенствование технологии рыбомучного производства на-
правлено на оптимизацию переработки бульона, отделенного от жома в процессе
декантации и прессования. Для испарения из бульона жидкой фазы предложено
использовать вакуумный испаритель с падаюшей пленкой, обеспечивающий низ-
кую температуру испарения. Мягкий режим обработки бульона предотвращает
нежелательные изменения белка.
Одним из перспективных направлений совершенствования обработки под-
прессовых бульонов является применение для их концентрирования ультрафиль-
трации. Этот способ позволяет получать высококачественный белковый концен-
трат без изменения исходных свойств биологически ценных компонентов сырья,
неустойчивых к воздействию длительной тепловой обработки. Перед обработкой
на ультрафильтрационной установке бульоны предварительно обезжиривают на
грязевых сепараторах и удаляют крупные белковые взвеси путем фильтрации че-
рез плотную ткань или путем отстаивания. Образующийся в процессе ультра-
фильтрации белково-липидный концентрат (БЛК) содержит все незаменимые
аминокислоты и высоконенасышенные жирные кислоты и может быть использо-
ван как в качестве компонента стартовых кормов дтя рыб, так и в качестве само-
стоятельного кормового продукта. Высушивание БЛК на распылительной су-
шилке при щадящих температурных условиях (температура теплоносителя иа
входе в сушилку 230...240 °C) позволяет, сохраняя кормовую ценность продукта,
увеличить срок его хранения.
Совершенствование технологии рыбных кормовых продуктов развивается
также по пути повышения их биологической доступности для животных. Одним
из способов повышения биологической доступности кормов является ферменти-
рование исходного рыбного сырья до заданной глубины
719
Главе 9 Кармовы» и технические продукты
Разработана технология кормовой рыбной муки, предусматривающая частич-
ный ферментативный гидролиз белковых вешеств жома. Такая обработка жома
позволяет увеличить содержание полипептидов в муке до 70 % от небелкового
азота и свободных аминокислот до 30%. Перевариваемость получаемой муки со-
ставляет 95%.
Ферментная обработка рыбного сырья (например, отходов от разделки части-
ковых рыб и кильки) под действием собственных ферментов (автопротеолиз) или
в присутствии ферментных препаратов способствует получению белкового гид-
ролизата, который затем можно использовать в рационах молодняка сельскохо-
зяйственных животных и птицы, а также в составе стартовых кормов для рыбо-
водства. Например, включение рыбного гидролизата в рецептуру корма для осет-
ровых рыб позволяет повысить выживаемость молоди с 10 до 95 %.
Водоросли и отходы от их переработки предлагается использовать для произ-
водства рыбоводорослевых продуктов. Отечественными специалистами разрабо-
тана технология приготовления рыбоводорослевых продуктов с использованием
отходов таких водорослей, как анфел ьция, ламинария, грацилярия. Предложен-
ная технология предусматривает раздельную первичную обработку рыбного и во-
дорослевого сырья, их смешивание в определенных пропорциях и дальнейшую
совместную переработку. После прессования рыбоводорослевой массы отдельно
обрабатывают твердую и жидкую фазы до получения готовой продукции Из жо-
ма вырабатывают рыбоводорослевую кормовую муку, а подпрессовый бульон
после отделения жира подвергают охлаждению или замораживанию для реализа-
ции в виде кормового молока или сливок.
В последние годы в Японии и Норвегии начато производство желированных
кормов для культивируемых рыб из отходов переработки рыбы, малоценной ры-
бы и препарата Algibind, на 25% состоящего из альгината, выделенного из водо-
рослей. Содержание рыбного сырья в смеси составляет около 70%. Биологиче-
ские испытания желированного корма на культивируемых рыбах показали его
высокие питательные и иммуностимулирующие свойства. Затраты на производ-
ство желированного корма составляют !6 от затрат на производство влажного экс-
трудированного корма.
Однако, существенным недостатком желированного корма является ограни-
ченный срок хранения, обусловленный тем. что рыбное сырье, входяшее в состав
корма, не подвергают тепловой обработке. Поэтому производство желированно-
го корма целесообразно только в том случае, если потребитель его находится на
близком расстоянии от производителя.
Другим направлением использования отходов от обработки на пищевые цели
рыбы, ракообразных и водорослей, а также маломерной рыбы является выработ-
ка из них ферментированной кормовой продукции.
Изучение скорости гидролиза субстрата в опытных смесях показало, что вне-
сение в смесь отходов анфельции ускоряет ее гидролиз благодаря, как полагают
авторы, их высокой pH (порядка 10). Максимальный уровень ферментации до-
стигается при внесении в смесь внутренностей краба. Также отмечено, что добав-
ление водорослевых отходов на сталии ферментолиза замедляет протеолиз и мик-
робиологическую порчу рыбных компонентов смеси, что значительно улучшает
720
9.2. Технология кормовой муки
качество готового кормового продукта. Полагают, что это объясняется специфи-
ческими свойствами альгинатов водорослей.
При производстве кормовых продуктов путем ферментирования рыбных от-
ходов предлагается добавлять к ним отходы плодоовощного сырья. Добавка рас-
тительного сырья обогащает готовый продукт ценными биологическими вещест-
вами (органическими кислотами, каротинами и каротиноидами, токоферолами
и др.) и увеличивает срок его хранения благодаря внесению естественных антиок-
сидантов и веществ, обладающих бактериостатическими и бактерицидными
свойствами.
Разработана технология кормового гидролизата из морских трав, в частности,
из зостеры. Получаемый гидролизат представляет собой темно-коричневую жид-
кость с содержанием сухих веществ до 24%, сырого протеина — до 30 %, и хоро-
шей усвояемостью.
9.2. ТЕХНОЛОГИЯ КОРМОВОЙ МУКИ
9.2.1. Способы производстве кормовой муки
Для производства рыбной муки используют следующие способы: прессово
сушильный с использованием и без использования подпрессового бульона; цент-
рнфужно-сушильный с использованием и без использования подпрессового
бульона; прямой сушки при атмосферном давлении и под вакуумом и др.
Все перечисленные выше способы имеют преимущества и недостатки. Выбор
способа производства в каждом конкретном случае определяется необходимой
степенью обезжиривания сырья, наличием соответствующего оборудования, со-
ставом сырья.
Прессово-сушильная схема предполагает измельчение, разваривание сырья и
отделение бульона от разваренной массы с помощью винтового пресса. Твердый
остаток (жом), содержащий 5О...55% воды, поступает в сушилку, высушивается
до содержания воды в продукте 8... 10 %, измельчается, подвергается магнитному
сепарированию и упаковывается. Параллельно идет обработка бульона (обезжи-
ривание и упаривание) и добавление его в жом перед сушкой.
Достоинства прессово-сушильного способа состоят в следующем:
1. Простота конструкции основного оборудования.
2. Относительно высокая степень обезвоживания разваренной массы, сокра-
щающая расход пара в процессе сушки.
3. Возможность переработки сырья со значительным содержанием жира н по-
лучение побочного продукта в виде ветеринарного и технического жира.
4. Переработка свежего сырья с использованием подпрессового бульона поз-
воляет получать цельную кормовую муку, являющуюся продуктом с высоким со-
держанием протеина, микроэлементов и витаминов.
К недостаткам прессово-сушильного способа следует отнести:
I. Непригодность для переработки особо жирного сырья, а также сырья с мет-
коволокнистой структурой мышечной ткани
721
Главе 9. Кормовыв и технические продуты
2. Необходимость обязательной переработки подпрессового бульона.
Прессово-сушильный способ наиболее распространен при производстве кор-
мовой муки.
Центрифужно-сушильный способ является модификацией прессово-су-
шильного способа и отличается от последнего в части аппаратурного оформ-
ления процесса отделения жиросодержашсго бульона от разваренной массы.
В этом случае вместо винтового пресса используют осадительную центрифугу.
Выходящая из центрифуги плотная часть содержит 60...63 % воды, т. е. боль-
ше, чем после прессования массы, что требует дополнительного расхода тепла
при сушке. В то же время, применение центрифуги позволяет перерабатывать
сырье с высоким содержанием жира, находящегося в стадии глубокого авто-
лиза и имеющего вязкую, мелковолокнистую, иежную структуру мышечной
ткани (например, мойва, анчоус). Более эффективное отделение жира при
центрифугировании позволяет получать готовую муку из жирного сырья с со-
держанием типидов на 25...30% меньше, по сравнению с прессово-сушиль-
ным способом.
К недостаткам центрифу ж но-су шильного способа можно отнести:
1. Наличие сложных агрегатов, требующих высококвалифицированного об-
служивающего персонала.
2. Большие габариты сушильных установок, так как высушиванию подверга-
ется масса повышенной влажности.
3 Необходимость установки дополнительного оборудования по обработке бу-
льонов.
При производстве муки из жирного сырья возникают трудности, связанные с
повышенным содержанием липидов в готовом продукте (согласно стандарту со-
держание липидов в кормовой муке не должно превышать 14 %). Достичь требуе-
мой величины указанного показателя возможно путем использования различных
поверхностно-активных вешеств (ПАВ) на стадии разваривания сырья. В осталь-
ном технологический процесс аналогичен прессово-сушильному или центри-
фужно-сушильному способу.
В основе способа лежит процесс создания условий образования эмульсии ти-
па жир: вода в системе плотные вещества — липиды — вода (рыбное сырье). При
этом часть липидов отделяется от плотной части и переходит в жидкую часть
(бульон), что увеличивает выход жира из сырья и улучшает условия высушивания
плотной части.
При pH среды от 6,5 до 7,5 хорошими эмульгирующими свойствами обладают
не ионогенные поверхности о-активные вещества (НПАВ). Из нетоксичных
НПАВ возможно использование препарата ОС-20, оксанола 0-18, синтанола
ДС-10, лаурокса-9, пальмитата 25, представляющих собой оксиэтилированные
фракции синтетических спиртов и жирных кислот. Использование НПАВ позво-
ляет регулировать степень выделения липидов из сырья при разваривании неза-
висимо от количества липидов в перерабатываемом сырье.
Для улучшения условий выделения липидов при обработке нежирного сырья
оптимальным является эмульгатор 0-18, сырья средней жирности — препарат
ОС-20, сырья с высоким содержанием липидов — пальмитат-25
722
9 2. Технологи* кормовой муки
Добавление НПАВ в количестве от 0,05 до 1,0% от массы сырья позволяет
снизить содержание жира в кормовой рыбной муке в 2...2,5 раза по сравнению с
традиционным прессово-сушильным способом, что положительно сказывается
на стойкости готового продукта при хранении.
К недостаткам способа следует отнести увеличение стоимости готового про-
дукта за счет необходимости использования НПАВ.
Использование бикарбоната натрия для снижения жирности сырья в процессе
изготовления муки по прессово-сушильной или центрифужно-сушильной техно-
логии также дает положительный результат. Реагент добавляют в сырье перед вар-
кой в количестве 0,2...0,3 %, что обеспечивает получение готовой продукции со
стандартным содержанием липидов.
Известно, что карбамид (мочевина) обладает хорошими гидротропными
свойствами, а при больших дозах (более 1 % к массе сырья) может оказывать де-
натурирующее воздействие на белки. Использование карбамида в прессово-су-
шильной или иенгрифужно-сушильной технологиях кормовой муки позволяет
увеличить на 14... 15 % выход жира из сырья и получить готовый продукте пони-
женным содержанием липидов. Карбамид вносят в исходное сырье в кристалли-
ческом виде перед варкой в количестве 0,3 % от массы сырья. Остаточное содер-
жание карбамида в готовой муке в этом случае не превышает допустимых значе-
ний (не более 0,3 %), так как часть реагента переходит в подпрессовый бульон.
Кроме того, остаточная доза карбамида в жоме, суыенке, муке и бульоне оказы-
вает стабилизирующее воздействие на липиды, предохраняя их от окисления в
процессе переработки и хранения.
При обработке рыбного сырья со слабой структурой мышечной ткаии во вре-
мя прессования разваренной массы значительная часть ее проходит через зеер-
ную решетку пресса и теряется вместе с подпрессовым бульоном. Выход муки в
этом случае не превышает 10%. Для устранения этого недостатка предложено ис-
пользовать натриевую соль карбоксиметил целлюлозы (КМЦ) в виде 2,5 %-ного
водного раствора в количестве 0,5%, которая добавляется к сырью при варке и
способствует уплотнению консистенции разваренной массы. Выбор КМЦ вы-
зван ее псевдопластическими свойствами и способностью к загустеванию раство-
ров, а также резкому изменению вязкости при заданных условиях Кроме того,
КМЦ физиологически инертна, что ие препятствует дальнейшему использова-
нию готового продукта на кормовые цели. Использование КМ Ц позволяет увели-
чить выход муки до 21 %.
Для интенсификации процесса отделения водножировой фракции от плотной
части при варке и прессовании предложены различные физические и биохими-
ческие способы воздействия на сырье.
К физическим способам обработки сырья относится электрообработка, полу-
чившая название электроплазмолиз. Электроплазмолиз представляет собой про-
цесс высвобождения осмотически удерживаемой в клетках структурной влаги за
счет воздействия на ткани сырья электрическим импульсом. Процесс обеспечи-
вает разрушение цитоплазменных мембран клеток, благодаря чему увеличивается
выделение водно-жировой фракции из исходного сырья при последующей варке
и прессовании. К основным параметрам процесса относят напряженность элек-
723
Главе 9. Кормовые и технически» продукты
трического поля (£), продолжительность электрообработки (т), количество до-
бавленной воды (А). Оптимальные параметры электроплазмолнза: Е=25В/см,
т= 7...II с, Л =20%
К биохимическим способам воздействия относится неглубокий ферментолиз
сырья в слабокислой среде (pH среды 4,8 ..5,2) при температуре не выше 45'С,
непрерывном перемешивании и продолжительности процесса 50—60 мин. Ука-
занная обработка обеспечивает более полное выделение жира и воды из сырья
при варке и прессовании за счет частичного разрушения белковой структуры тка-
ней. Недостатком является увеличение потерь белковых вешеств за счет перехода
продуктов гидролиза в подпрессовый бульон.
Способ прямой сушки основан на одновременном разваривании и сушке сы-
рья без промежуточного уменьшения содержания воды в сырьевой массе путем
прессования. Этим способом рекомендуется обрабатывать сырье с содержанием
липидов до 3 %. При переработке сырья средней и высокой жирности мука не
отвечает требованиям нормативной документации по содержанию жира, что
создает предпосылки для накопления значительного количества продуктов
окисления липидов. Кроме того, при переработке сырья с высоким содержани-
ем коллагена в результате медленного испарения влаги возможно образование
спекающейся твердой массы, которую трудно высушить. Это обусловлено пре-
вращением коллагена при нагревании во влажной среде в глютин (рыбный
клей). Более чем 6-часовая обработка сырья лри температуре 95 *С приводит к
желатинизации 74% коллагена.
Преимуществами способа прямой сушки являются:
1. Небольшие габариты установок, простота их обслуживания н регулирования.
2. Наибольший выход муки (до 24% от массы исходного сырья), по сравнению
со всеми другими способами, и отсутствие потерь в процессе обработки сырья
3. Возможность получения цельной кормовой муки из свежего нежирного
сырья.
К недостаткам способа прямой сушки можно отнести:
1. Невозможность переработки сырья средней и высокой жирности.
2. Невысокая производительность, повышенные энергозатраты.
Экстракционный способ основан на извлечении жира из сырья (азеотропная
отгонка) или из готовой муки (сухая отгонка) с помощью органических раствори-
телей (дихлорэтан, трихлорэтан, изопропиловый спирт, бензин, «-гексан).
Достоинством данного способа является возможность получения кормовой
муки с низким (менее 1 %) содержанием липидов.
К недостаткам способа следует отнести:
1. Необходимость установки сложного оборудования.
2. Взрывоопасность и токсичность используемых растворителей
3. Необходимость полного удаления растворителей из готового продукта.
Указанный способ не нашел широкого распространения в промышленности.
Сравнение затрат по технологическим схемам, наиболее часто применяемым
в рыбной промышленности (прессово-сушильная без использования бульона,
прессов©-суш ильная с использованием бульона и прямой сушки под вакуумом),
приведено в табл. 9-2.
724
9.2. Технология кормовой муки
Таблице 9.2 Сравнительная оценка расхода сырья, пара и электроэнергии при
выработке 1 т кормовой рыбной муки по разным технологическим схемам
Технологически схем*
Стать* расходов прессово-сушильная вез использования бульона прсссоао-сушмлькал с , использованием бульона прямой сушки ПОД ВАКУУМОМ
Сырье.т 6,0 5.0 5,0
Пар, т 3,6 6.5 5,5
Электроэнергия, кВт 198 300 600
Анализ таблицы показывает, что по расходу пара и электроэнергии наиболее
экономически выгодной является прессово-сушильная схема без использования
лодпрессового бульона. Однако данный способ характеризуется наибольшим
расходом сырья и значительными потерями ценных компонентов (белка, жира,
минеральных веществ) в производственные стоки Поэтому современное высо-
коорганизованное рыбомучнос производство предполагает полную утилизацию
подпрессовых бульонов. Их использование является ресурсом увеличения выхода
кормовых продуктов
9.2.2. Производство кормовой муки прессово-сушильным
способом
Рыбомучные установки, предназначенные для переработки сырья прессово-
сушильным способом, наиболее распространены в отечественной и зарубежной
промышленности.
Технологическая схема приготовления муки прессово-сушильным способом
представлена на рис. 9.1.
Прием, аккумулирование, подготовка сырья. Для изготовления кормовой муки
используют сырье в свежем, охлажденном, мороженом и соленом виде. Как пра-
вило, направляемое на переработку сырье имеет значительные механические
повреждения, ослабевшую консистенцию, наличие нематод, повышенный про-
цент молоди, не соответствует качеству, предъявляемому к пищевому сырью, но
должно быть без признаков гнилостной порчи. Не допускается использовать для
производства кормовой муки ядовитых рыб.
Сырье, направляемое на изготовление кормовой муки в виде сырца, должно
быть подвергнуто переработке без задержки или подлежит аккумулированию
при условиях, оговоренных технологической инструкцией. Снижение свежести
сырья ври хранении до обработки приводит к значительному уменьшению вы-
хода муки, снижению содержания в ней белка, ухудшению качества подпрессо-
вого бульона.
Мороженое сырье перед направлением в обработку размораживают на воздухе
или в воде до температуры в толще слоя или тела рыбы не ниже -1 ’С Температу-
ра размораживающей среды ис должна превышать 20'С, в противном случае в
сырье ускоряются процессы автолиза и микробиологической порчи.
725
Глава 9 Кормовые и технические продукты
Прием сырья
I
Аккумулирование
I
Подготовка сырья
Удаление посторонних примесей
Измельчение сырья
Варка
Прессование------*-| Бульон]
Г ^Рм Обработка
Внесение Л I бульона
штажяслителя * и сушка
“7”.
Удаление металлопримесеи
Охлаждение
I
Взвешивание
Расфасовывание
Упаковывание
Маркирование
Хранение
Рис. >.1. Технологическая схема производства кормовой муки
прессово-сушильным способом
Соленое сырье перед направлением на обработку необходимо отмачивать до
остаточной массовой доли поваренной соли 1,0..Л,5 % или смешивать со свежим
сырьем в соотношении, обеспечивающем получение кормовой муки со стандарт-
ной соленостью (не более 5%). Смешивание соленого сырья со свежим является
предпочтительным по сравнению с отмочкой, так как последняя протекает доста-
точно длительное время (до 40 и более часов в зависимости от исходной солено-
сти) и способствует оводнению сырья, потере им соле- и водорастворимых бел-
ков, небелковых азотистых вешеств, гнилостной порче.
При переработке сырья с массовой долей жира более 10% рекомендуется сме-
шивать его с нежирным сырьем для обеспечения получения кормовой муки со
стандартной жирностью (не более 10%).
726
9.2- Технология кормовой муки
В целях предотвращения поломки оборудования в технологическом процессе
также необходимо предусмотреть удаление из сырья посторонних примесей (кам-
ней, металлических предметов и других)
В случае невозможности немедленного направления сырья на переработку,
его следует консервировать тем или иным методом (физическим, физико-хими-
ческим, химическим или биохимическим).
Измельчение сырья. Измельчение является вспомогательной технологической
операцией. Ес назначение — увеличить удельную поверхность сырья, тем самым
ускорить процесс его нагрева и обеспечить условия для максимального выхода
жира и воды из тканей. Степень измельчения сырья влияет иа скорость варки,
полноту отделения воды и жира при прессовании.
Более глубокому измельчению необходимо подвергать жирное сырье, по-
скольку из-за относительно низкой теплопроводности жира процесс прогрева и
разваривания данного сырья протекает медленнее, чем нежирного (тошего)
Мелкораздробленное сырье при варке быстро расслаивается по миоссптам,
превращаясь в кашеобразную массу, которая плохо поддается прессованию По-
этому мелкую рыбу (килька, хамса) с нежной консистенцией не измельчают. Та-
кую рыбу желательно обрабатывать в смеси с костистым сырьем, которое выпол-
няет роль дренажа при прессовании.
Крупное сырье и тушки жирных рыб принято измельчать до получения кус-
ков размерами 10...20мм, крупных нежирных рыб — до кусков размерами
20...30 мм.
При переработке минтая на рыбную муку сырье целесообразно измельчать
на куски размерами 100... 150 мм (по длине рыбы). Такие куски после разварива-
ния при прессовании хорошо уплотняются и дают лучший выход жома и бульо-
на, чего нельзя достичь в случае измельчения минтая на мелкие куски. Мелко
измельченный минтай при проваривании переходит в кашеобразное состояние.
При прессовании такая масса почти не отпрессовывается, а вместе с жиросо-
держашей частью уходит через зеерную решетку в декантатор, что ухудшает его
работу.
Варка. Назначение варки тепловая денатурация белковых веществ рыбного
сырья для уменьшения их водоудерживаюшей способности, разрушение жировой
ткани и проведение частичной стерилизации полуфабриката.
Белки в нативном состоянии обладают высокой влаго- и жироудерживаюшей
способностью, поэтому неразваренное сырье плохо отдает жир и влагу при прес-
совании. Денатурация большинства белков тканей рыбы наступает при темпера-
туре 60...70‘С В результате денатурации влаго- и жироудерживаюшая способ-
ность белков значительно снижается, что облегчает отделение водно-жировой
фракции сырья от плотной при прессовании. Режимы варки в каждом конкрет-
ном случае определяются технологической инструкцией.
Варка способствует частичному гидролизу бет ков и жиров сырья, гибели мик-
роорганизмов. а также отделению мяса от костей и размягчению костей. Образу-
ющийся в ходе разваривания сырья бульон содержит некоторое количество воды,
жира, продуктов распада белка, минеральных веществ, водо- и жирорастворимых
витаминов.
727
Глава У. Кормовые и технические продукты
При длительном воздействии тепла на мясо гидробионтов происходит его рас-
слоение по миосептам, разрушение и распределение в водной фазе с образовани-
ем однородной кашеобразной массы, которая трудно поддается прессованию.
Поэтому важно в процессе тепловой обработки рыбного сырья, особенно задер-
жанного и жирного, не допускать чрезмерного его разваривания. Последующее
прессование такой разваренной массы приводит к значительным потерям плот-
ных веществ в подпрессовый бульон, а уменьшение нажатия пресса с целью сни-
жения потерь плотных веществ способствует повышению влажности жома и уве-
личивает нагрузку на сушилку. Нарушение режимов варки также затрудняет вы-
деление жира из подпрессового бульона, поскольку находящиеся в нем продукты
распада белка играют роль стабилизатора дисперсной системы.
Нежелательно также недоваривание сырья, поскольку из-за недостаточного
разрушения при варке жировой ткани жир остается внутри клеток и готовая про-
дукция получается с повышенным содержанием липидов.
Особого мягкого режима варки требуют хамса, мойва, полярная тресочка н
другие виды рыб, ткани которых из-за ослабленной консистенции легко раз-
вариваются.
Минтай рекомендуется проваривать в морской воде, что обеспечивает его ин-
тенсивное обезвоживание, уплотнение мяса и удовлетворительное проведение
процесса прессования.
Варку костного сырья следует проводить при сочетании максимально допус-
тимой температуры и продолжительности тепловой обработки.
Соленое сырье требует для разваривания меньше времени, чем свежее, так
как присутствие соли интенсифицирует денатурацию и коагуляцию белковых
веществ.
При варке жирного, слаборазваривающегося сырья пар необходимо подавать
непосредственно в варильник («острый» пар), что позволяет повысить интенсив-
ность передачи тепла от пара нагреваемому объекту. В остальных случаях пар пред-
почтельнее подавать в зарубашечиое пространство варильника («глухой* пар).
Прессование. Цель прессования — максимальное отделение жидкой части (бу-
льона) от плотной части (жома). Для предупреждения потерь при прессовании
необходимо создать такие температурные условия, при которых жир в разварен-
ном сырье оставался бы невязким и легко удалялся из прессуемой массы. Поэто-
му на прессование направляют полуфабрикат сразу же после варки или преду-
сматривают подогрев прессуемой массы.
Влажность жома при прессовании должна быть не более 55%. Увеличение
влажности может происходить в случае неполной загрузки пресса, в результате
недоваривания тошего грубого сырья или чрезмерного переваривания жирного
сырья, увеличения частоты вращения шнека пресса, закупорки зсерных решеток
пресса. При правильно подобранном режиме прессования получаемый жом при
сжатии в руке не должен оставлять на ладони следов влаги.
Выход жома зависит от химического состава сырья, режима варки и прессова-
ния. составляет в среднем 30...50% от массы сырья.
Рыхление и сушка жома. Рыхление жома необходимо для облегчения и ускоре-
ния процесса сушки (особенно в тех случаях, когда в жом перед сушкой вводится
728
9.2. Технология кормовой муки
упаренный бульон). Сушка жома предназначена для уменьшения его влажности,
что обеспечивает продолжительное хранение и улучшает транспортабельность
готового продукта. Сушка жома основана на осмодиффузионных процессах.
Подробно вопрос теории сушки пишевых материалов рассмотрен в гл. 6 «Суше-
ная, вяленая и копченая рыба
Продолжительность сушки зависит от вида перерабатываемого сырья, исход-
ного содержания влаги в жоме, конструкции сушилки.
По количеству ступеней обезвоживания в настоящее время используют одно-,
двух-, трех- и четырехступенчатые сушильные установки. Двухступенчатый ре-
жим сушки по сравнению с одноступенчатым позволяют более точно регулиро-
вать процесс удаления влаги.
В случае сушки жома в одноступенчатом аппарате испарение влаги достигает
ся путем подачи пара в рубашку и врашаюшийся ротор сушилки с одновременной
подачей противотоком воздуха температурой 14О...15О*С непосредственно внутрь
сушилки.
При двухстадийной сушке жом сначала подсушивается в первом барабане су-
шилки (предварительная сушка) до влажности 40...45% в противотоке горячего
воздуха (температура сушильного агента на входе в камеру составляет 130...150’С,
на выходе — не выше 90*С). Затем подсушенный жом поступает во второй бара-
бан (окончательная сушка), где происходит его прогрев с помощью сушилки,
обогреваемой «глухим» паром, подаваемым в зарубашечное пространство и ротор
сушилки, а также досушивание противотоком воздуха температурой ие выше
145... 150 "С. Прн правильном ведении процесса сушки температура жома за время
продвижения его в сушилке составляет от 80 до 95 'С. Влажность сушеики на вы-
ходе должна быть не более 8 %.
В ходе сушки протекают процессы денатурации, гидролиза, дезаминирования
и десульфирования белковых молекул. Это приводит к снижению содержания в
готовом продукте незаменимых аминокислот, способствует образованию низко-
молекулярных, имеющих неприятный запах соединений (аммиак, сероводород,
амины, пуриновые и пиримидиновые основания, меркаптаны, низкомолекуляр-
ные кислоты). Кроме того, происходит распад витаминов, частичный гидролиз и
окисление липидов.
Поэтому сушку жома следует осуществлять при возможно более шадяшем
температурно-временном режиме, который позволяет получать готовый продукт
без снижения его кормовой ценности. Качественному ведению процесса сушки
также способствуют непрерывность и равномерность подачи жома и теплоноси-
теля. перемешивание материала в процессе сушки, строгое соблюдение темпера-
турного режима.
Для торможения процессов окисления липидов жома в него перед сушкой
вносят антиокислители. Дозировка и порядок их внесения в жом в каждом кон-
кретном случае оговаривается технологической инструкцией.
По мере высушивания жома увеличивается количество пылевидных час-
тиц, которые могут уноситься из сушильного аппарата током воздуха. Для
уменьшения потерь муки воздух, отходящий от сушилок, пропускают через
циклон.
729
Глава 9. Кормовые и технические продукты
Измельчение, удаление мегаллопримесей. Для придания муке товарного вида и
предотвращения травм желудочно-кишечного тракта животных высушенный
жом измельчают и просеивают на специальном оборудовании.
Рыбная мука по физическим свойствам представляет собой воздушно-сухое по-
лидисперсное вещество из частиц размерами преимущественно 0,2...0,6мм. Коли-
чество фракций размером менее 0,15 мм (пылевидных) обычно не превышает
2,5... 12%. При относительном перемещении мука свободно заряжается статиче-
ским электричеством, что ведет к появлению взрывоопасной смесн мучной пыли с
воздухом. Нижний предел концентрации мучной пыли в воздухе, который может
вызвать ее воспламенение или взрыв, находится в пределах 20,6... 126 г/м1. Поэтому
необходимо не допускать измельчение сушснки до пылевидных фракций.
После измельчения и просеивания мука должна полностью проходить через
сито с размером сторон отверстий 5 мм. При просеивании муки через сито с раз-
мером сторон 3,2 мм допускается остаток частиц на сите ие более 5 %
Присутствие металловримесей в муке является следствием коррозии и физи-
ческого износа металлических частей оборудования. Для удаления металлопри-
месей используют магнитные сепараторы. В кормовой муке содержание металло-
примссей размером до 2 мм не должно превышать 100 м г на 1 кг муки.
Охлаждение. Перед упаковыванием кормовую муку необходимо охладить до
температуры не выше 2О...ЗО*С, так как повышенная температура продукта ин-
тенсифицирует процесс окисления липидов и может стать причиной его самовос-
пламенения при хранении.
Охлаждение муки производят в специальных охладителях или за счет естествен-
ной конвекции тепла в окружающую среду при ее транспортировке на упаковку.
Упаковывание, маркирование. Тара для упаковки муки должна обладать на-
именьшей газо- и светопроницаемостью, чтобы обеспечить максимальное сохра-
нение ценных свойств готового продукта в процессе хранения. Наиболее удобной
тарой для упаковки муки являются крафт-мешки. Для муки с повышенным со-
держанием липидов (более 10%) целесообразно применение крафт-мешков с
вкладышами из полиэтилена Вкладыши позволяют предотвратить увлажнение
муки при транспортировке и хранении.
Маркирование тары с кормовой мукой производится в соответствии с требо-
ваниями нормативных документов с обязательным указанием наименования и
дозы внесенного антиокислителя.
Хранение. Условия хранения муки в первую очередь опеределяются ее гигро-
скопическими свойствами. Известно, что равновесная влажность муки (№р) зави-
сит от относительной влажности окружающего воздуха (<р) и в пределах измене-
ния <р от 60 до 100 % данная зависимость имеет следующий вид:
(9.1)
где а и b — константы, зависящие от свойств муки (для гранул и ро ванн ной муки
а = 0,067, b = 1,347; для рассыпной муки а “0,072, Ь = 1,345).
Таким образом, оптимальными условиями для хранения муки считаются тем-
пература воздуха 15...20"С при относительной влажности его не выше 75%. Срок
хранения муки — 1 год с даты изготовления.
730
9.2. Технология кормовой муки
Хранение кормовой муки в условиях повышенной влажности и повышенной
температуры способствует активному поглощению влаги продуктом, распаду бел-
ков, гидролизу и окислению липидов, разрушению витаминов, развитию оста-
точной микрофлоры. Окислительные процессы в муке могут привести к ее само-
согреванию и самовозгоранию.
При транспортировке морским путем кормовую муку перевозят в соответ-
ствии с действующими правилами морской перевозки грузов Министерства мор-
ского флота РФ, Правилами морской перевозки опасных грузов. Правилами по-
жарной безопасности на судах флота рыбной промышленности и с соблюдением
режимов, указанных в нормативной документации на готовый продукт.
Кормовая мука относится к 4-му классу опасных грузов (самовозгорающиеся
материалы) и должна быть выдержана перед отгрузкой до стабильной температу-
ры внутри упаковки Мешки, заполненные мукой, для обеспечения всесторонне-
го доступа вентилируемого воздуха устанавливают вертикально. В таком положе-
нии их выдерживают 24 ч, после чего укладывают в штабеля Размеры штабеля
должны быть по высоте и ширине нс более 2м. Между штабелями оставляются
достаточные промежутки для вентиляции. Через 48 ч высоту штабеля можно уве-
личить до 4 м, продолжая наблюдение за температурой мешков внутри штабеля.
Уложенная в штабеля кормовая мука с содержанием жира не более 14% выдержи-
вается в течение не менее 14сут, кормовая мука с содержанием жнра более 14 % —
в течение 21суг. Запрещается перевозить кормовую муку, не прошедшую срока
выдержки
Оптимальной температурой для транспортировки муки является температура
-5 „(ГС.
При длительном хранении кормовой муки в складском помещении температура
муки замеряется внутри мешка на глубине 30 ..40см не реже одного раза в сутки.
9.2.3. Особенности обработки нерыбного сырья
Из нерыбных объектов промысла наиболее специфичным при обработке яв-
ляется криль.
Данное сырье отличает высокая активность протеолитических ферментов тка-
ней и внутренних органов, а также большая скорость протекания посмертных из-
менений при хранении. Поэтому поднятый на палубу криль следует как можно
быстрее начать обрабатывать, чтобы предотвратить его автолиз. Инактивировать
ферменты криля при помощи низких температур удается не всегда. Замедленный
автолиз происходит даже в мороженом сырье.
Для выработки кормовой муки используют криль-сырец, крилевый жом, об-
разующийся при производстве крилевой пасты, и отходы, получаемые при про-
изводстве мяса криля.
На судах криль-сырец хранят в бункерах без воды слоем высотой не более 1 м.
Продолжительность хранения при температуре от —2 до +2*С не более 24ч, при
температуре не выше 7*С — нс более 8 ч, при температуре ие выше 14’С с пере-
сыпкой льдом — не более 12 ч.
731
Глава 9 Кормовые м технические продукты
Крилевое сырье ие подвергают измельчению, а сразу направляют иа варку.
Оптимальное проваривание достигается при загрузке сырья в парильни к на одну
треть объема (для рыбного сырья — на одну вторую объема).
Варку крилевого сырья производят глухим паром при давлении от 0,28 до
0,3 МПа (2,8...3кгс/см2). Температуру в барабане варильника поддерживают на
уровне 75 ..80*С (для рыбного сырья — 85... 100 "С)
Варку считают законченной, когда криль приобретает характерную для рако-
образных яр ко-розовую окраску, при этом мясо шейки криля становится белым и
консистенция плотной.
Проваренную массу шнековым транспортером с отцеживателеч подают в
пресс для отделения жома (плотной части) от бульона.
Предварительную сушку крилевого жома проводят при температуре от 80 до
100'С (для рыбного — 130... 150’С), окончательную — от 120 до 140‘С (для рыб-
ного — 140. .145’С). Температура высушенной крилевой массы должна быть око-
ло 70 *С (для рыбной — от 80 до 95 ’С).
Температура крилевой муки, направляемой на упаковывание, должна быть не
выше 20'С (для рыбной — не выше 30*С>.
Следует также отметить, что криль содержит Ю.,.14% хитина — ценного природ-
ного биополимера, который сосредоточен в панцире гидробионта. Данное вещество
не усваивается теплокровными животными н является балластом для кормового про-
дукта. Поэтому при выработке крилевой муки целесообразно предусмотреть на этапе
подготовки сырья операцию по отделению панциря от мяса. Например, это можно
достичь с помощью прессово-центрифужной технологии, которая предусматривает
прессование криля в сыром виде, использование плотной части (панцирь-содержа-
щее сырье) для получения хитина, а жидкой части после тепловой обработки (коа-
гуляции) и центрифугирования для получения кормовой муки.
9.2.4. Производство кормовой муки способом прямой сушки
Специфической особенностью приготовления муки по способу прямой суш-
ки является высушивание сырья без предварительного отделения жира. Установ-
ки прямой сушки предназначены для обработки тощего сырья (с содержанием
липидов до 3 %). При обработке сырья жирностью более 3 % осуществляют прес-
сование сушенки для отделения избыточного количества жира
Технологическая схема приготовления муки способом прямой сушки пред-
ставлена на рис. 9.2.
Подготовка сушильной установки, измельчение и загрузка сырья. Измельченное
или мелкое неизмельченное сырье загружают в сушильный аппарат, предвари-
тельно прогретый глухим паром до температуры от 80 до 90 *С. Если используется
жирное сырье (массовая доля жира более 3 %), то его в сушилку загружают в два
раза меньше, чем в случае использования тошего сырья (массовая доля жира ме-
нее 3 %) Это связано с тем, что жирное сырье по сравнению с тощим имеет мень-
шую теплопроводность, в ием также затруднен процесс диффузии и испарения
влаги. В процессе загрузки вместе с сырьем вносят антиокислитель.
732
9.2. Технология кормовой муки
Внесение
антиокислителя
Прием сырья
I
Аккумулирование
I
Подготовка сушильной установки
1
* Измельчение и загрузка сырья
Барка и сушка
Прессование-------* [~ЗКир-полуфабрикат |
1 1
I Брикеты сушснки I ’
*—-------:--------' Обработка жира*
| полуфабриката
Дробление брикетов
Удаление металлопримесеЙ
Измельчение
I
Удаление металлопримсссй
Охлаждение
Взвешивание
Расфасовывание
Упаковывание
Маркирование
I
Хранение
Ряс. 9.2. Технологическая схема производства кормовой муки способом прямой сушки
Варка и сушка. Для приготовления кормовой муки по методу прямой сушки
используют рыбомучные установки, осуществляющие сушку под вакуумом или
при атмосферном давлении. Муку лучшего качества получают при использова-
нии установок с вакуумными сушилками.
Варко и сушка под вакуумом. Сырье с массовой долей жира менее 3 % нагрева-
ют до температуры от 75 до 80’С в течение 20...25 мин. Одновременно из сушиль-
ного аппарата удаляют воздух и сушку проваренной массы ведут при разрежении
(вакууме) от 0,04 до 0,05 МПа, температуре пара от 75 до 80’С в течение 3,5...5ч
Сушка под вакуумом позволяет ускорить обезвоживание разваренной массы, вес-
ти процесс при более низкой температуре и избежать образования значительного
количества гл юти на.
733
Глава V Кормовые и технические продукты
Дальнейшая обработка сушенки. полученной из тошего сырья включает опе-
рации: измельчение, удаление металлопримесей, просеивание, охлаждение, упа-
ковывание и маркирование.
Сырье с массовой долей жира более 3 % не проваривают. После нагрева сырья
до температуры от 75 до 80’С обеспечивают вакуум н начинают сушку. Иловую
сушенку направляют на прессование.
Варка и сушка без вакуума. Загруженное в сушильный аппарат сырье провари-
вают от 2,5 до Зч. Сушку проваренной массы осуществляют при температуре от
80 до 90 °C в течение 2...2,5ч.
Прессование. Для снижения содержания липидов в сушенке, особенно в
случае использования среднежирного или жирного сырья, ее подвергают
прессованию на гидравлических или шисковых прессах. Температура сушен-
ки. подаваемой на прессование, должна быть от 60 до 80 'С, что обеспечивает
низкую вязкость жира и облегчает его выход из полуфабриката. Давление
пресса в ходе прессования сушенки составляет 44,13 МПа (450 кгс/см2). Су-
шенку выдерживают под этим давлением в течение от 25 до 30 мин. При прес-
совании сушенки с массовой долей жира более 30% используют двукратное
отжатие
Брикеты сушенки направляют на дробление, удаление металлопримесей и по-
лучение готовой муки.
Жир. получаемый в процессе прессования, обычно является техническим по-
луфабрикатом и подлежит дальнейшей переработке,
9.2.5. Производство гранулированной муки
Гранулирование дисперсных материалов, к которым относится и кормовая
мука, является процессом, основанным на свойстве сыпучих тел уплотняться под
действием внешней нагрузки и при определенном технологическом режиме об-
разовывать гранулы необходимой формы, размеров и качества.
Гранулирование позволяет в несколько раз уменьшить удельную поверхность
кормовой муки и тем самым снизить окислительную порчу ее липидов, снизить
потери муки, происходящие за счет ее распыления, предотвратить излишнее ув-
лажнение продукта.
Оптимальными параметрами гранулирования кормовой рыбной муки явля-
ются: температура процесса 40...50"С, увлажнение муки до содержания воды
14...16%. Диаметр гранул составляет 8мм при длине 16мм. На гранулирование
направляют муку только тонкого помола.
На прочность гранул кормовой муки оказывает влияние содержание жира.
При содержании жира менее 10% его влияние на прочность гранул минималь-
ное; при увеличении его доли до 10...15 % прочность гранул снижается в 2.5...3 ра-
за, а при содержании жира более 15 % мука гранулированию не поддается.
Прочность гранул кормовой муки в значительной мере зависит от влажности
воздуха. При высокой относительной влажности воздуха на поверхности гранул
образуются трещины.
734
9.2 Технология кормовой муки
Для повышения прочности гранул кормовой рыбной муки применяют связу-
ющие агенты. С этой целью можно использовать обезжиренные упаренные и не-
упаренные подпрессовые бульоны, водорастворимые производные целлюлозы
(метил целлюлозу и натриевую соль карбокси метил целлюлозы).
Помимо гранулирования в современном производстве кормовых продуктов
находит применение экструзия, позволяющая получать гранулы из материала с
повышенной влажностью (28..30 % и более).
9.2.6. Экологические аспекты производства кормовой муки
Экологические проблемы производства кормовой муки связаны, с одной
стороны, с образованием высококонцентрированных сточных вод (подпрес-
совых бульонов), содержащих белки, липиды, продукты их распада и мине-
ральные вещества, с другой стороны, с образованием летучих вешеств, обла-
дающих неприятным запахом. Сброс в окружающую среду указанных отходов
приводит не только к ее загрязнению, но к потери ценных вешеств, которые
могут быть рационально использованы. Поэтому прн организации произ-
водства кормовой муки необходимо предусматривать меры по извлечению
ценных компонентов из сточных вод. а отходящие газы подвергать специаль-
ной очистке.
9.2.7. Качественный и количественный состав бульонов
Бульон, полученный при прессовании разваренного сырья, содержит значи-
тельное количество жира, белка и различных водорастворимых вешеств. Качест-
венный и количественный состав бульона зависит от свежести сырья, его хими-
ческого состава, режимов варки и прессования. Содержание жира в бульоне ко-
леблется от 5 до 25 %. Жир в бульоне распределен в виде стойкой эмульсии, ста-
бильность которой обусловлена присутствием азотистых вешеств, в том числе и
водорастворимого белка. Азотистых вешеств в бульоне может содержаться до
10%. При обработке свежего сырья количество минеральных веществ в бульоне
составляет около 3 %, а при обработке соленого сырья количество их значительно
увеличивается, так как до 50 % соли переходит в бульон. Выход бульона в среднем
составляет 50...70 % от массы сырья.
При варке и последующем разделении разваренной массы в бульон также пе-
реходят витамины группы В. Так, подпрессовый бульон, полученный при обра-
ботке свежей сельди, содержит (мг/100 г сухого вещества): витамина В, — 3,0, ви-
тамина В6 — 2,5, витамина Вп — 0,15, витамина РР — 35,0.
В подпрессовом бульоне содержатся все незаменимые аминокислоты.
Жир, выделенный из бульона, содержит более 80% ненасыщенных жирных
кислот.
Аминокислотный, макро- и микроэлементный и жирнокислотный состав
подпрессового бульона представлен ниже;
735
Глава 9 Кормовые и технические продукты
Аминокислоты, г/кг продукта:
Лизин........ ... 2,52
Гистидин.. ... 0,85
Аргинин.......... .. 2,02
Аспарагиновая ... .. 2,56
Треонин...... - 1.29
Серин...... .. 0,91
Глутаминовая .... . . 4,87
Пролин......... 1,52
Глицин....... 3,77
Аланин .....Г,95
Валин........ ... 0,96
Метионин.. .. 0,36
Изолейцин.... ..... 0,68
Лейцин ........ 1,46
Тирозин............ ..... ...0,34
Фенилаланин.. -..........0,66
Общее содержание ... ..27,32
В том числе;
незаменимых.. .. 10,15
заменимых............. . ........... .. 16,33
Макро- и микроэлементы, mi/кг сухого продукта;
Медь ..... 0,25
Цинк...... 2,22
Марганец . .... 0,10
Железо........... ..... 5,21
Магний... .... 0,18
Кальций .. 0,03
Фосфор____________ .. 0.09
Жирные кислоты, % от общего содержания:
Насыщенные . . 15,43
Моноеновые.. ..69,40
Полиеновые.. .. 15.17
9.2.8. Технологическая схема обработки бульонов
Схема обработки подпрессового бульона представлена на рис. 9.3.
Отделение взвешенных частиц. Оно может осуществляться методом отстаива-
ния, а также с применением горизонтально-осадительных центрифуг.
Отстаивание широко применяется в пишевой промышленности для разделе-
ния суспензий, эмульсий. Скорость осаждения в гравитационном поле невелика,
поэтому процесс отстаивания малоэффективен и не обеспечивает выделения из
разделяемой системы частице высокой степенью дисперсности. Суспензирован-
ный белок, полученный при отстаивании бульона, содержит много влаги, а в бу-
льоне остается до 2...3 % жира и до 10...20 % суспензированных белков.
736
9.2. Технология кормовой муки
Подпрессовый бульон
Отделение взвешенных ч.стии----. 1 Плотный остаток к
। I жому перед сушкой
| Осветленный бульон ]
Подогрев
Водм —* Сепарирование ----------► i Жир-полуфабрикат
Г Обезжиренный бульон I
, Обработка
j жира-полуфабриката
Обработка обезжиренного
бульон»
Ряс 9.3. Схема обработки подпрессового бульона
Для установки отстойников при высокой производительности рыбомучиой
установки (РМУ) требуются большие производственные плошали.
Разделение бульона на составные компоненты отстаиванием применяют на
береговых предприятиях и судах, имеющих РМУ, не оборудованную аппаратурой
для отделения взвешенных частиц и жира.
Продолжительность отстаивания зависит от скорости подачи бульона, высоты
бака-отстойника. Чем больше скорость подачи бульона и высота отстойника, тем
длительнее процесс отстаивания. Для ускорения отстаивания применяют различ-
ные коагулянты, способствующие коагуляции белка и агрегации коллоидных
частиц. Так, применение при отстаивании бульона полиакриламида в количестве
1 % от массы бульона ускоряет отстаивание в S...6 раз.
Для ускорения процесса иногда применяют полунепрерывное отстаивание.
В отстойниках полунепрерывного действия разделяемая смесь в течение неко-
торого времени подводится непрерывно, движется в отстойнике, разделяется,
осветленный продукт также непрерывно отводится, а осадок удаляется перио-
дически.
Отделение взвешенных частиц от бульона можно осуществить на вибросите
(шламоотделителе). Многие РМУ небольшой производительности оснащены та-
ким оборудованием (установки T2W, T3W фирмы «Атлас-Сторд»).
Наиболее эффективным способом обработки бульона является его разделение
на составные компоненты центрифугированием. Это обусловлено тем, что при
сепарировании каждая частица получает движение под воздействием центробеж-
ной силы, достигающей в сотни раз большей величины, чем сила тяжести, под
воздействием которой идет оседание.
Отделение взвешенных частиц на вибросите или центрифуге и добавление их
к жому увеличивает выход муки на 1...2 %.
Сепгрнроваиие. Жир из подлрессового бульона отделяют с помощью сепарато-
ра- Полнота отделения жира от бульона зависит от равномерности подачи его в
737
Глок 9. Кормны* и технически* продукты
сепаратор, концентрации плотных вешеств и вязкости. Для уменьшения вязкости
бульон перед сепарированием подогревают до температуры 9О..95*С.
В под прессовом бульоне после центрифхгирования и сепарирования остается
некоторое количество азотистых веществ, в том числе белков и аминокислот, ми-
неральных вешеств, витаминов и жира, находящихся как в растворенном, так и
мелкодисперсном состоянии.
Наличие в обезжиренном бульоне ценных компонентов позволяет использовать
его в качестве сырья для получения кормовых продуктов. С этой целью применяют
тот или иной способ обработки бульона или комбинацию различных способов.
Одним из традиционных направлений переработки обезжиренного бульона
является его упаривание до содержания сухих веществ 40. .50%. После этого кон-
центрированный бульон направляют на смешивание с жомом перед сушкой или
на гранулирование муки. К сожалению, высокие энергетические затраты делают
данный способ переработки бульона экономически невыгодным.
Другим способом обработки обезжиренных бульонов является флотация (на-
порная или электрофлотация). Сущность метода .заключается в адсорбции восхо-
дящим потоком мелких пузырьков воздуха жировых и белковых веществ. Образу-
ющаяся на поверхности флотатора пеиомасса собирается в пеносборник, нагре-
вается и подвергается отстаиванию. Отделяемый жир представляет собой техни-
ческий полуфабрикат, а белковая часть направляется на кормовые цели.
Для повышения эффективности процесса флотации целесообразно приме-
нять метод предварительной подготовки бульона с отделением крупных взвесей и
коллоидных частиц Одним из путей перевода коллоидов в осадок является при-
менение реагентной (химической) коагуляции.
Принцип коагуляции коллоидных частиц основан на уменьшении заряда их
молекулы. Быстрее всего коагулируют коллоиды, находящиеся в изоэлектриче-
ском состоянии, т. е. заряд которых равен нулю. Это достигается путем доведения
pH среды до значения 4,2...4,5 (изоэлектрическая точка большинства белков)
В результате белковые частицы за счет межмолекулярного взаимодействия укруп-
няются и оседают под действием сил Ы тяжести. Для ускорения процесса оседания
можно использовать центрифугу.
Наиболее перспективным способом очистки бульонов является мембранный
способ, получивший название уграфильтрация. Способ предполагает фильтрацию
молекул растворителя (воды) через мембрану, обладающую молекул яр ио-ситовы-
ми свойствами. Обезвоживание плотных веществ бульона ультрафильтрацией
осуществляется без фазовых превращений и обычно при температуре окружаю-
щей среды. Образующийся белковый концентрат может быть использован на
кормовые цели. Предварительно, перед ультрафильтрацией, бульон подвергают
коагуляции и флотации.
9.2.9. Качественный состав жира-сырца, выделенного из бульона
Полученный в процессе производства муки жир с перешедшими в него при-
месями принято называть «полуфабрикатом*. С физико-химической точки зре-
738
9.2 Технология кормовой муки
ния «сырой» жир представляет собой сложную дисперсную систему, образоваиие
которой происходит в процессе получения жира, а ее состав и устойчивость зави-
сят от качества сырья, способа его обработки, а также от продолжительности и ус-
ловий хранения «сырого» жира.
В «сыром» жире примеси могут находиться в виде суспензий, коллоидного
раствора и в молекулярно-растворенном состоянии. В виде суспензий и эмуль-
сий в жире присутствует вода, взвешенные частицы ткани, загрязнения (меха-
нические прнмеси) ит. д. Вода находится в жире в растворенном состоянии, в
виде эмульсии н в связанном с примесями виде. Наличие некоторого количест-
ва растворенной воды в жире обусловлено наличием в нем гидрофильных групп
(карбоксильные группы).
Образование эмульсии типа «вода в жире* обусловлено стабилизирующим
действием присутствующих в жире поверхностно-активных веществ — фосфати-
дов. Присутствие волы в виде эмульсии вызывает помутнение жира.
Воду с примесями можно представить как воду, связанную в виде гидратных
оболочек частиц примесей.
Клеточная ткань в виде мельчайших волокон и другие твердые примеси обыч-
но суспензированы в жире (иногда находятся в виде коллоидных растворов). Ста-
бильность суспензий обусловлена вязкостью дисперсной среды — жира — и его
адсорбированием иа поверхности твердых частиц поверхностно-активных ве
шеств, препятствующих агрегатированию.
Таким образом, присутствующие в «сыром» жире вода, азотистые и минераль-
ные вещества могут служить катализаторами гидролиза и окислительной порчи
жира в процессе хранения. Данные прнмеси подлежат обязательному удалению
из «сырого» жира в ходе его последующей очистки (вопрос очистки жиров от
примесей рассмотрен в главе 10 « Технология жиров и витаминных препаратов»).
9.2.10. Образование летучих и газообразных продуктов при
производстве и хранении муки, способы предупреждения
и устранения
Серьезной проблемой в рыбомучном производстве является очистка отходя-
щих газов. Неприятный запах отходящих газов рыбомучного производства обус-
ловлен содержанием в них 40 ..50 различных веществ, основную часть которых
составляют амины (три метилам ин), сульфиды и меркаптаны; самым неприятным
запахом из них облапают триметиламин и скатол.
Для уменьшения неприятного запаха рыбомучного производства на практике
выполняют комплекс мероприятий, который включает направление в производ-
стводоброкачественного сырья, тщательную очистку и регулярную эффективную
мойку оборудования и инвентаря, производственных помещений, а также улав-
ливание и специальную обработку отходящих газов. Особое внимание следует
уделять сырьевым площадкам, на которых хранится сырье. При хранении сырья в
плотно или герметически укупоренных контейнерах, изготовленных из нейтраль-
ного (некорродируюшего) и легко очищаемого материала, мойку их рекомендует-
739
Глам 9 Кормовые и технические продукты
ся производить не реже одного раза в сутки. Желательно, чтобы сырье хранилось
в охлаждаемом помещении, а на судах — в специальных охлаждаемых емкостях.
В сырьевых помещениях необходимо предусматривать устройства для дренирова-
ния и сбора сточных вод.
В современных рыбомучных установках Предусматривается минимальное ис-
пользование воздуха и полная утилизация отходящих газов от варильников и су-
шилок. Над шнековыми прессами, сепараторами и другим оборудованием уста-
навливают вытяжные устройства.
За рубежом при производстве кормовой муки для очистки отходящих газов их
промывают водой илн растворами окислителей или сжигают. Способ маскировки
запаха отходящих газов добавками специальных веществ (ароматизаторов) широ-
кого распространения не нашел, так как нс обеспечивает охраны окружающей
среды от загрязнения. Кроме того, смесь газов, выходящая после дезодорации,
обычно быстро расслаивается вследствие различной плотности составляющих ее
компонентов.
На некоторых зарубежных предприятиях для уменьшения утечки загрязнен-
ного воздуха в цехах создают пониженное давление.
В Норвегии уже многие годы для очистки отходящих газов рыбомучного про-
изводства используют скрубберы. В скрубберах, представляющих собой башни,
отходящие газы и охлажденная морская вода движутся противотоком. Загрязнен-
ный газ поступает снизу и поочередно проходит через слои керамических колец и
прокладок из рыхлого асбеста, которые орошаются распыляемой сверху водой.
Использование керамических колец и асбестовых прокладок позволяет значи-
тельно увеличить поверхность контакта загрязненного воздуха с водой
При соприкосновении отхоляших газов с водой, в воду переходят дурнопахну-
щие растворимые в воде соединения, в основном амины. Для более полного из-
влечения из воздуха этих вешеств, скрубберы нередко комбинируют с устройства-
ми химической очистки, в которых органические компоненты отходящих газов
окисляются до конечных продуктов, не имеющих запаха (например, до диоксида
углерода).
В установках, предназначенных для химической очистки отходящих газов,
их обрабатывают водными растворами гипохлорида натрия или перманганата
калия, или озонированной водой. Эффективность этого вида очистки, объеди-
няющего воздействие воды и химических вешеств, очень высокая. Недостатком
является значительная стоимость обработки и образование загрязненных сточ-
ных вод.
Наиболее эффективным, но и дорогостоящим способом очистки является
сжигание отходящих газов рыбомучного производства в специальных установках
при температуре 700...800*С в течение 1,..2с Нагретый очищенный воздух, выхо-
дящий из такой установки, может быть использован для обогрева бойлеров, а так-
же и непосредственно в сушильных агрегатах.
На отдельных зарубежных предприятиях отходящие газы подвергают разло-
жению в особых теплообменниках с последующим каталитическим дожиганием.
В каталитических печах, оснащенных платиновыми катализаторами, сжигание
производят при температуре около 400 'С.
740
9.3. Кормовое и биологическое ценность кормовой муки
Современные рыбомучные предприятия должны быть оборудованы устрой-
ствами для очистки отходящих газов нескольких видов, поэтому очистку следует
проводить двумя-тремя способами
9.3. КОРМОВАЯ И БИОЛОГИЧЕСКАЯ ЦЕННОСТЬ
КОРМОВОЙ МУКИ
9.3.1= Характеристика качественных показателей
готовой продукции
Кормовая мука из гидробионтов является ценным кормовым продуктом при
выращивании животных и птицы. Во второй половине 80-х голов кормовая мука
стала успешно использоваться и в товарном рыбоводстве
Наиболее ценным компонентом кормовой рыбной муки является белок, ко-
торый составляет от 50 до 75% ее массы. Перевариваемость такого белка в
1,4... 1,8 раза больше, чем в мясо-костной муке, кормовых дрожжах и подсолнеч-
ном жмыхе, в 2,8 раза больше, чем в горохе, и в 8...9 раз больше, чем в основных
зернофуражных кормах — овсе, ячмене, кукурузе.
Усвояемость белка рыбной муки сельскохозяйственными животными также
значительно выше (до 90 %), чем белка растительных кормов (до 40 %).
Рыбная мука содержит все незаменимые аминокислоты, которые сравнитель-
но хорошо сбалансированы между собой. Особенно богаты рыбные корма лизи-
ном (является л имитирующей аминокислотой в кормах растительного происхож-
дения), аргинином, валином, лейцином, изолейцином, фенилаланином и трео-
нином. По содержанию большинства незаменимых аминокислот рыбная мука
превосходит все известные кормовые добавки.
Согласно нормативной документации, принятой в нашей стране, показателем
содержания белка в рыбной Муке является массовая доля сырого протеина, кото-
рая должна составлять не менее 50 %.
Помимо белка значительную роль в обеспечении кормовой ценности играют
тип иды. С одной стороны — эю источник большого количества энергии, поли-
ненасышснных жирных кислот, жирорастворимых витаминов. С другой стороны,
нестабильность липидов гидробионтов вызывает значительные изменения каче-
ства муки при хранении. Так, окисление жиров в муке приводит к накоплению в
ней токсичных продуктов, снижает кормовую ценность, способствует самосогре-
ванию и самовозгоранию, вызывает необходимость введения антиокислителя,
что усложняет технологию н повышает стоимость конечного продукта.
Нормативная документация на кормовую рыбную муку ограничивает содер-
жание жира в готовом продукте — не более 14 %.
Помимо белка н жира рыбная мука является источником витаминов и микро-
элементов.
Кормовая рыбная мука наиболее богата водорастворимыми витаминами
группы В, в том числе тиамином (В,), рибофлавином (В,), содержание которых
741
Глава 9 Кормовые и твхжчвскмв продукты
в муке составляет 1000...9000 мкг/кг, пантотеновой кислотой (В3) и холином
(В12) — 80...200 мкг/кг. Витамины группы В сохраняются в муке продолжитель-
ное время, степень их разрушения зависит от состояния жира, содержащегося в
муке. Накопление продуктов окисления жира способствует разрушению вита-
минов группы В. В кормовой рыбной муке также содержатся жирорастворимые
витамины A, D, Е, F.
Содержание отдельных микроэлементов в кормовой рыбной муке, таких как
кобальт, медь, марганец. Йод и некоторых других, в 10 раз превосходит их содер-
жание в других известных животных кормах.
Особенностью кормовой рыбной муки является высокое содержание мине-
ральных веществ, в частности фосфора н кальция Рыбная мука содержит от 2 до
5 % фосфора и от 5 до 13 % кальция, в то время как растительные корма содержат,
как правило, не более 1 % каждого из этих элементов. Указанные элементы явля-
ются обязательным компонентом корма животных, так как участвуют во многих
обменных процессах.
Содержание фосфора н кальция в муке зависит от состава исходного сырья.
Так, в муке, полученной из отходов филейного производства, содержание ука-
занных элементов больше, чем в муке из внутренностей рыб. В то же время, ис-
пользование костной ткани в производстве муки повышает содержание в ней
коллагеновых белков, являющихся неполноценными с кормовой точки зрения.
Поэтому содержание фосфора в кормовой рыбной муке должно быть не более
5 %, кальция — не более 13 %.
Влажность муки (как жирной, так и нежирной) является одним из факторов,
ускоряющих процессы окисления ее липидов при хранении. Причем, нежирная
мука, обладая повышенной гигроскопичностью, оказывается более окисленной,
чем жирная. В тоже время, хранение жирной муки в условиях повышенной тем-
пературы приводит к ухудшению ее качества за счет окисления липидов уже при
влажности 8... 1С %. Увлажнение муки также создает благоприятные условия для
роста бактерий и плесени. В результате жизнедеятельности микроорганизмов за
счет распада белков и окисления липидов муки ухудшается ее качество. С учетом
этого массовая доля влаги в кормовой рыбной муке должна быть не более 10 %.
Повышенное содержание соли в кормовой муке ухудшвет усвояемость про-
дукта животными, так как в организме нарушается водно-солевой баланс, живот-
ные начинают потреблять много воды и отказываются от корма. Таким образом,
для кормовой муки из гидробионтов приемлемой считается массовая доля хло-
ристого натрия не более 5%.
Присутствие в муке крупных частиц, мсталлопримессй, песка и других посто-
ронних примесей является нежелательным, так как они травмируют стенки желу-
дочно-кишечного тракта животных. Поэтому, согласно нормативной документа-
ции, крупность помола для рассыпной муки должна быть не более 5 мм, содержа-
ние металломагнитных примесей размером до 2 мм включительно — не превы-
шать 100мг на 1кг продукта, массовая доля песка — составлять не более 1 %,
посторонние примеси (в частности, стекло) — не допускаются.
Присутствие антиокислителей в кормовой муке способствует торможению
процесса окисления ее липидов. Однако превышение допустимых концентра-
742
9.3- Кормовое и биологическое ценность кормовой муки
пий этих вешеств в кормовом продукте может привести к снижению его усво-
яемости и нарушению обменных процессов в организме животных. Норма-
тивной документацией на кормовую муку нз гидробионтов допускается нали-
чие в продукте следующих антиокислителей: нонола не более 0,1 %, карбами-
да 0,12...0,3 %.
Как кормовой продукт мука из гидробионтов должна быть нетоксичной (при
испытании пробы муки на инфузориях стилонихиях выживаемость последних
должна составлять не менее 80 %) и не содержать патогенной микрофлоры
9.3.2. Изменение липидов муки при хранении
Липиды гидробионтов по сравнению с липидами наземных животных и расте-
ний являются быстоокисляюшимися, так как входящие в них высоконепредель-
ные жирные кислоты нестабильны к воздействию кислорода воздуха и высоких
температур.
Окисление липидов — цепь сложных, параллельно и последовательно проте-
кающих реакций, в результате которых происходит образование новых веществ,
способствующих появлению неприятного вкуса и запаха, иногда приводящие к
изменению цвета и консистенции продукта.
В начальный период контакта жира с кислородом окисление его протекает с
незначительной скоростью. Этот период получил название индукционного. Про-
должительность его зависит от ряда факторов: температуры процесса, степени
ненасыщенности жирных кислот, площади контакта жира с кислородом, наличия
в жире активаторов или ингибиторов окисления.
На последующем этапе скорость окисления жира возрастает, поскольку про-
цесс является самоускоряющимся илн автокаталитическим, то есть образующие-
ся продукты реакции катализируют последующее ее протекание.
Завершающий этап характеризуется уменьшением скорости окисления за счет
образования стабильных молекул продуктов реакции.
Современные представления о механизме окисления органических веществ, в
том числе н липидов, основаны на пероксид ной теории Баха-Энглера и теории
цепных вырожденно-разветвленных реакций Семенова.
В соответствии с молекулярно-кинетической теорией в реакцию способны
вступать не все молекулы, а только активные, то есть обладающие определенным
избытком энергии. Согласно теории цепных реакций такими свойствами облада-
ют молекулы, имеющие свободную валентность — свободные радикалы. Свобод-
ные радикалы термодинамически неустойчивы и. стремясь перейти в устойчивое
состояние, при столкновении с другими молекулами насыщают свою валент-
ность (стабилизируются). При этом другие молекулы, потерявшие свои атомы
для насыщения свободных радикалов, образуют новые свободные радикалы, про-
должающие цепь.
Инициаторами зарождения свободных радикалов (R*, Н’, —С*—С*—) в моле-
куле жнра (RH, -С=С—) могут выступать температура, квант световой энергии,
молекула кислорода.
743
Глава 9. Кормовые и технические продукты
Схематически процесс окисления жира может быть представлен следующим
образом:
1) зарождение (инициирование) цепи:
RH — R* + Н*
с=с-----* -с*-с*-
RH + О2----► R* т НОО*
2) продолжение цепи:
R* + Oj-------------------------ROO*
ROO* + RH — ROOH + R*
3) вырожденное разветвление цепи:
ROOH---------------------------► RO* + ОН*
4) квадратичный обрыв цепи:
ROO* + ROO*------► ROOR + О2
На начальных стадиях окисления жиров практически единственными про-
дуктами окисления являются пероксиды и гидроперокснды Затем в системе
начинают протекать процессы разрушения пероксидов, приводящие к образо-
ванию вторичных продуктов окисления. В результате распада гидропероксидов
и дальнейших реакций с их участием образуются сравнительно устойчивые про-
межуточные и конечные продукты окисления, такие как спирты, эпоксисоеди-
нения, карбонильные соединения (альдегиды, кетоны), кислоты, эфиры, окси-
кислоты, кетоэфиры и т. д.
Схема реакций возможного образования вторичных продуктов окисления ли-
пидов представлена на рис. 9.4.
----►Оксикислоты
-Кетокислоты
Альдегиды
Эпоксисоединения
Гидрипероксиды
Эпоксисоединения
Кислоты
---► Альдегиды
---► Кислоты
Р»с. 9.4. Схема реакций возможного образования вторичных продуктов окисления
Продукты окисления липидов образуют с белками комплексы, снижающие
кормовую ценность муки. При длительном воздействии повышенной температу-
ры связь между продуктами окисления липидов и белками усиливается, что при-
водит к изменению консистенции и цвета продукта (потемнению), уменьшает
744
9 3, Кормовая и биологическая ценности кормовой муки
растворимость белков, снижает их ферментативную расщепляемость и питатель-
ную ценность.
9.3.3. Причины самосогревания муки
В результате различных экзотермических химических реакций, протекающих
в кормовой муке во время хранения, может произойти самосогревание муки,
иногда заканчивающееся ее воспламенением и обугливанием.
Установлено, что в основе явления самосогревания муки лежат окислитель-
ные процессы, происходящие в результате взаимодействия ее липидов с кислоро-
дом. Эти процессы протекают с выделением тепла, причем, чем выше жирность
муки, тем быстрее протекает процесс.
Интенсивность повышения температуры муки особенно высока в начальный
период хранения и может достигать в первые сутки 2...2,5’С в час. Через опреде-
ленное время скорость повышения температуры падает и на 40 сутки ие превы-
шает 0,2—0,3’С в час. Процесс резкого повышения температуры муки в течение
первых 6... 12ч после высушивания называется созреванием муки. Считается, что
период созревания длится около четырех недель. Именно в этот период возника-
ет опасность самовозгорания продукта.
Процесс окисления липидов муки сопровождается активным поглощением
кислорода. В результате этого прн хранении в герметично закупоренных емкостях
трюмов во время морской транспортировки муки происходит накопление отрав-
ляющих газов (СО н СО2), что создает опасность для здоровья и жизни работаю
щих в данных помещениях людей.
Вентиляция помещения является важным фактором стабилизации температу-
ры кормовой муки. Однако, при слабой вентиляции скорость процесса самосо
гревания будет больше скорости охлаждения и угроза самовозгорания не исчез-
нет. При достаточно активной вентиляции процесс охлаждения муки будет про-
текать быстрее процесса самосогревания, но в этом случае необходимо строго
контролировать относительную влажность циркулируемого воздуха. Если парци-
альное давление водяных паров в воздухе выше, чем над поверхностью муки, то
происходит увлажнение муки. Это создает благоприятные условия для развития
экзотермических бактериально-ферментативных процессов в муке и также спо-
собствует ее самосогреванию. При повышенной влажности атмосферного возду-
ха (более 70%) вентилирование складских помещений необходимо производить
только кондиционированным воздухом.
Самосогревание и самовозгорание муки можно избежать за счет стабилизации
липидов муки антиокислителями. При этом наилучшие результаты достигаются
при хранении стабилизированной муки в парогазонепроницаемой таре или вере-
де инертных газов.
Таким образом, качество муки, безопасность ее хранения и перевозки зависят
от ряда факторов: влажности, жирности муки, температуры продукта перед упа-
ковкой и складированием, вила тары, качества сырья, наличия антиокислителя,
условий хранения.
745
Глава 9 Кармовы* и технические продукты
9.3.4. Антиокислители, используемые при производстве муки
Выбор антиокислителя для стабилизации кормовой муки является сложной
задачей, так как при этом к нему предъявляется целый комплекс требований:
• проявление ингибирующего эффекта при малых концентрациях;
• хорошее растворение в липидах;
• отсутствие вредного физиологического действия;
♦ отсутствие изменения свойств продукта.
Из большого количества веществ, обладающих антиокислитсльными свойс-
твами, наиболее эффективными признаны фенольные антиокислители — бугил-
оксианнзол (тортовые названия: БОА, Tenox II. Sustane. Staboles, Tairyo-A), бугил-
окентолуол (торговые названия: БОТ. ДРРС, Ионол. Динакс. Паранокс). Не-
сколько позже для стабилизации животных кормов начат применяться такие
антиокислители, как сантохин, дилудин, анфелан.
Молекулу фенольного антиокислителя можно представить как 1пН, где Н —
подвижный атом водорода. Действие такого антиокислителя основано на его
взаимодействии со свободными радикалами, образующимися при окислении
липидов.
Схематически процесс торможения окисления липидов с помощью феноль-
ных антиокислителей (InH) может быть представлен следующим образом:
InH + R00* (или R*)---- ROOH + In* (или RH + In*)
Радикал ингибитора (In*) не способен к продолжению цепной реакции. Обра-
зуя стабильные продукты, главным образом путем димеризации, он выходит из
реакции:
In* + In* — In—In
Стабильные продукты реакции могут быть получены и путем взаимодействия
радикала ингибитора со вторым радикалом цепи
In* + ROO* (или R*)---InROO (или InR)
Антиокислитель при этом окисляется, постепенно расходуется и исчерпы-
вает себя. Поэтому очень важно соблюдать дозировку его в муке для обеспече-
ния эффективного действия на протяжении всего времени хранения. Дозировка
ионола составляет 0,04% от массы жома, сантохнна — 0,04%, анфелана —
0,008...0,02 %.
Ингибитором процесса окисления принципиально иного механизма дей-
ствия является карбамид (синтетическая мочевина), который тоже рекомен-
дован для производства кормовой продукции. Данное вещество способно об-
разовывать с жирными кислотами липидов трудноокисляемые соединения
(аддукты):
H2N-CO-NH2 + НООС-R-------► H,N-CO-NH3-COO-R
R-COOH + H2N-CO-NH3-COO-R---------► R—COO-HjN—CO-NHj-COO—R
746
9.3. Кормовая и биологическая ценность кормовой муки
По мнению ряда исследователей, аддукт представляет собой комплеснос со-
единение, в котором молекула жирной кислоты заключена в кристаллическую
решетку карбамида. Размер ячеек решетки меньше размера молекулы кислорода,
что препятствует окислению жирной кислоты.
В отличии от антиокислителей фенольного типа карбамид с течением вре-
мени не окисляется и не расходуется. Образующиеся с жирными кислотами со-
единения являются нетоксичными Дозировка карбамида составляет 0,15% от
массы жома
9.3.5. Патогенная микрофлора и способы обеззараживания муки
Благодаря высокому содержанию протеина, аминокислот, липидов и вита-
минов рыбная мука при хранении становится благоприятной средой для разви-
тия микроорганизмов. Рыбная мука с высоким содержанием липидов перед
хранением содержит 650 000 бактерий на 1 г (без учета плесневых грибов). Чис-
ю микроорганизмов в 1 г нежирной муки значительно меньше — 250000 бакте-
рий н 24000 грибковых. Среди бактерий (особенно в жирной муке) преоблада-
ют «цветные кокки», имеюшие колонии лимонно-желтой, оранжевой и розовой
окраски (Micrococcus cirreus, Micrococcus flavus и др.). Эти виды, характерные
для свежей рыбы, могут появиться в муке на одной из стадий производства.
Кроме кокков в большом количестве выявлены бесспоровые палочковидные
бактерии типа Pseudomonas. В нежирной муке имеются также в небольшом ко-
личестве спорообразуюшие бактерии типа Bacillus Subtilus, Вас. mycoides и др.
Из грибов в рыбной муке часто встречаются виды Aspergillus, Pcnailium, Mucor.
Chiropus, Altemeria.
Попадание нетермостойкой микрофлоры (кокки, плесневые грибы и
Pseudomonas) в рыбную муку происходит во время хранения, так как основная
масса микрофлоры погибает в процессе разваривания и сушки. Наиболее актив-
но развитие микрофлоры наблюдается при увлажнении муки более 14%. При
температуре от Одо 10 ‘С примерно на 20-е сутки хранения в увлажненной до 14 %
муке отмечается скачкообразное возрастание числа бактерий типа Pseudomonas.
Число бактерий в этот период составляет 1,0 млн и более клеток на 1 г, особенно в
жирной муке. Причем, кокковые формы бактерий почти не обнаруживаются, так
как они наиболее чувствительны к изменениям температуры. Различие в составе
и характере изменения микрофлоры жирной и нежирной рыбной муки объясня-
ются разным химическим составом продукта. Жирная мука представляет собой
более благоприятную среду для развития жирорасщспляюших и гнилостных бак-
терий, нежирная — для развития плесневых грибов
Менее активное развитие бактерий в нежирной муке, по-видимому, создает
благоприятные условия для развития плесневых грибов. Эти две группы микро-
организмов часто являются антагонистами и при совместном развитии в одной
среде могут устранять друг друга.
Наибольшее накопление продуктов распада белков н окисления жира в
рыбной муке происходит примерно на 30-е сутки хранения, то есть сразу же
747
Глава 9. Кормоаы* и технически» продукты
после максимального развития микрофлоры В дальнейшем активность мик-
рофлоры снижается, так как количество влаги и воздуха становится недоста-
точным для развития аэробных бактерий, а продукты распада и окисления
оказывают на них подавляющее действие. В результате через три месяца хра-
нения число бактерий постепенно снижается, а плесневые грибы почти пол-
ностью отмирают.
Основной причиной ухудшения качества рыбной муки является комплексное
влияние микробиологических и биохимических процессов, протекающих в про-
дукте при хранении. Снижая влажность воздуха, температуру хранения, можно
регулировать активность указанных процессов.
Применение антиокислителей и воздухонепроницаемой тары также способ-
ствуют подавлению активности микроорганизмов в процессе хранения муки.
Употребление корма, содержащего патогенные микроорганизмы, может вы-
звать отравление организма или заболевание животных и косвенным путем слу-
жить причиной заболевания человека.
Пищевые отравления микробной природу вызываются главным образом
сальмонеллами, кишечными палочками, стафилококками, клостридиями. При-
чиной отравления является попадание в организм человека или животного боль-
шого количества живых патогенных микроорганизмов или их эндотоксинов.
Сальмонеллы являются одной из причин пишевых отравлений, вызывают
брюшной тиф, паратиф В и другие заболевания.
Все животные организмы, в частности рыбы, являются потенциальным ис-
точником сальмонеллы. На пишевых предприятиях заражение сальмонеллами
пишевых продуктов происходит двумя путями:
• поступление зараженного сырья;
• обсеменение продуктов бактериями в процессе производства.
При возникновении вспышек сальмонеллеза всегда выясняется источник
заражения. Наиболее часто это имеет место при нарушении тепловых режимов
обработки.
Сальмонеллы довольно чувствительны к иагреву и обычно погибают при тем-
пературе пастеризации, гибель вегетативных форм под действием тепла наблюда-
ется при 54 ’С. Мясо рыбы имеет низкую теплопроводность и при кратковремен-
ном нагревании при низких температурах внутренние слои больших кусков могут
не прогреться выше 60 *С.
В некоторых странах уровень зараженности сальмонеллами очень высок, а за-
раженность ими кормовой муки составляет до 7 % от общего ее выпуска.
Муку, зараженную сальмонеллами, нагревают при температуре 88 ‘С в течение
одной минуты. Время тепловой обработки зависит от численности сальмонелл,
содержания влаги и жира в муке, размера частиц муки. Кратковременный нагрев
не оказывает значительного влияния на кормовую ценность муки.
Для борьбы с сальмонеллами перспективным методом считается использова-
ние облучения. Облучение муки дозой 0,5 Мрал достаточно эффективно снижает
уровень обсеменениости микроорганизмами, в том числе сальмонеллами. Обра-
ботка рыбной муки облучением снижает пищевую ценность белков муки в мень-
шей степени, чем тепловая обработка.
748
9 3. Кормовая и биологическая ценность кормоеои муки
9.3.6. Вредители кормовой муки. Способы профилактики
и борьбы с вредителями
Жуки-кожееды. Одним из наиболее опасных
вредителей рыбной продукции на судах и берего-
вых предприятиях являются жуки-кожееды
(рис. 9.5), отличающиеся высокой плодовито-
стью, прожорливостью, устойчивостью к неблаго-
приятным условиям среды, неприхотливостью к
качеству еды. За последние годы кожееды стали
распространяться в различных географических
зонах, ареал их необычайно широк: Европа, Азия,
Северная Америка. При этом, около 50 видов
обитают в домах, хранилищах и могут питаться
Рис. 9.5. Жук-кожесд.
! — жук: 2 — айцв; 3 — личинка; 4 — ку-
растительной пищей.
В нашей стране о наличии кожеедов было известно в местах переработки и
хранения рыбопродуктов в районах Нижней Волги еще в прошлом веке. В по-
следнее время все чаше отмечаются случаи появления жуков-кожеедов на судах
Наиболее часто рыбная продукция поражается тремя вилами жуков-кожеедов:
Фриша, ветчинным и шиповатым.
Личинки, куколки и половозрелые жуки чаше всего обитают на мешках с рыб-
ной мукой, спрессованных брикетах муки, под настилами в трюмах, в рыбомуч-
ных установках, а также в буртах иа береговых предприятиях и складах.
Часто кожееды повреждают предметы и материалы, которыми не питаются, а
используют как субстрат для окукливания. Установлены факты повреждения ими
деревянных стен, перекрытий в складах, поддонов для мешков с мукой.
Из портов кожееды с тарой, рыбной продукцией разносятся по предприятиям
сельского хозяйства.
Вред, причиняемый кожеедами, очень велик. Подсчитано, что в течение рейса
продолжительностью 3...5 мес кожееды способны уничтожить от 14 до 20% про-
теина рыбной продукции.
Кроме кормовой муки кожееды могут поражать вяленую н копченую рыбу.
Жуки, личинки, яйца жуков-кожеедов обладают высокой устойчивостью к
действию неблагоприятных факторов среды (высоких и низких температур, пес-
тицидов, голода). Сравнительно высокая плодовитость жуков в сочетании с низ-
кой смертностью личинок служит причиной того, что численность кожеедов
быстро увеличивается.
Для уничтожения кожеедов применяют следующие методы.
♦ обработка продукции холодом при температуре ниже -10'С в течение
З...5сут (обычно для этого используют рефрижераторные трюма),
• обработка продукции при повышенной температуре — более 60 ‘С (сушиль-
ные камеры),
♦ обработка помещений, тары, поддонов и т. п. (кроме продукции) пестици-
дами: хлорофосом, карбофосом, гептахлором, трихлорметафосом-3 (периодич-
ность обработки — 1...2 раза в месяц);
749
Глава 9. Кормовые и технические продукты
• газация помещений парами фумигантов: бромистым метилом (40...60г/м3),
углекислотой (400...500 г/м3) (благодаря проникновению паров фумигантов во все
труднодоступные места достигается практически полное уничтожение жука-ко-
жееда во всех фазах его развития)
Перед выходом судна в рейс необходимо тщательно проверить на предмет за-
раженности кожеедом производственные и грузовые помещения, поступающие
на судно мешки, яшнки, брезенты. В рейсе следует периодически осматривать
места хранения кормовой муки и тары.
Амбарная моль. Бабочка с крыльями серовато-белого цвета с серебряным от-
тенком. На них имеются полоски н пятна темного цвета. Задняя пара крыльев се-
рая с бахромой по краю. Амбарная моль откладывает до 100 яиц желто-белого
цвета овальной формы. Гусеница амбарной моли светло-желтого цвета. Голова
светло-коричневая. На теле имеются светлые волокна. Длина тела 10 мм.
Гусеница выходит из яйца через 10...14 дней. Питаясь мукой, гусеница с помо-
щью паутины соединяет отдельные частицы, вследствие чего образуются комоч-
ки муки. Вредоносная деятельность гусеницы продолжается в летний период. С
наступлением холодов гусеницы остаются в продукте или уходят из него, забира-
ясь в щелн, где делают колыбели из паутины. Пробуждаются весной и окуклива-
ются. Стадия окукливания — 14 дней.
9.4. ТЕХНОЛОГИЯ КОРМОВ ХИМИЧЕСКОГО
КОНСЕРВИРОВАНИЯ
9.4.1. Характеристика консервантов и техники консервирования
Использование консервантов при изготовлении кормовой продукции позво-
ляет увеличить сроки хранения сырья без существенного снижения качества, а
также предупредить нежелательные изменения сырья в процессе технологиче-
ской обработки.
Для консервирования сырья и готовой продукции в рыбной промышленности
широкое применение нашли такие консерванты, как поваренная соль, нитрит
натрия, пиросульфит натрия, органические и неорганические кислоты и некото-
рые другие.
Механизм действия консервантов определяется нх химическими и физико-
химическими свойствами. Большинство химических веществ, используемых
для консервирования сырья, вызывают различные повреждения микробных
клеток.
Действие консервантов-солей (поваренная соль) связано с изменением осмо-
тического давления и нарушением проницаемости клеточных мембран. Консер-
ванты-окислители (нитрит натрия, хлорорганические соединения) вызывают ги-
бель микробной клетки в результате окисления ее составных частей. Многие хи-
мические консерванты — спирты, хлорорганические соединения, пиросульфит
натрия, формальдегид — вступают во взаимодействие с функциональными груп-
пами ферментов микробных клеток, обуславливающих активность фермента.
750
9.4. Технология кормов химического консервирования
Развитие различных видов микроорганизмов возможно в строго определен-
ных границах щелочности и кислотности. Для большинства бактерий наиболее
благоприятна нейтральная или слабощелочная реакция среды, а для плесеней и
дрожжей — слабокислая. Влияние реакции среды на микроорганизмы выражает-
ся в том, что водородные ноны изменяют электрический заряд коллоидов плаз-
иенной оболочки и в зависимости от концентрации увеличивают или уменьшают
проницаемость клеточных оболочек для отдельных ионов. Резкое изменение ре-
акции среды, когда pH выходит за пределы, обычные для данного вида микроор-
ганизмов, приводит к прекращению их жизнедеятельности. На этом основано
действие консервантов-кислот (уксусной, соляной, серной, муравьиной).
Различные виды микроорганизмов неодинаково устойчивы к действию одно-
го и того же консерванта, поэтому в некоторых случаях целесообразно примене-
ние смеси консервантов.
Требования к консервантам. Химические вещества, используемые в качестве
консервантов, должны оказывать эффективное антимикробное действие, быть не-
токсичными для организма животных и птиц, быть безвредными по отношению к
обслуживающему персоналу (в противном случае необходимо создавать соответ-
ствующие условия по охране труда). Консервант необходимо использовать в кон-
центрациях, минимальных для достижения технологического эффекта, а содержа-
ние его в готовом кормовом продукте должно обязательно нормироваться.
Если сырье предназначено для производства кормовой муки, желательно,
чтобы консервант подавлял активность ферментных систем сырья, тормозил раз-
витие автолитических процессов и препятствовал его разжижению. Это облегчает
последующую обработку сырья, уменьшает потери ценных в кормовом отноше-
нии вешеств.
В случае консервирования сырья, обработка которого в последующем будет
проводиться на основе ферметного гидролиза (автопротеолиза), консервант не
должен инактивировать ферментные системы сырья. Стоимость консерванта не
должна быть высокой.
консервирование поваренной солью. Прн достаточных дозировках (концентра
ния в мышечном соке более 8%) поваренная соль подавляет гнилостные и авто-
литические процессы. Солят сырье сухим стоповым или чановым посолом. Рас-
ход солн составляет 25—30% от массы сырья. За счет большой дозировки соли
увеличивается масса транспортируемого объекта, ухудшаются условия транспор-
тировки. Для получения стандартной по содержанию соли кормовой продукции в
этом случае требуется отмочка сырья. Это увеличивает потери азотистых вешеств
(до 25%), увеличивает водопогребление и удлиняет технологический процесс
Кроме того, сырье, законсервированное поваренной солью, не может быть ис-
пользовано для производства ферментированных кормов. Поэтому поваренная
соль в последнее время не находит широкого применения для консервирования
кормовой продукции.
Консервирование нитритом натрия. Нитрит натрия — сильное бактерицидное
средство. Исследованиями, проведенными в Норвегии, установлено, что добавле-
ние 25 г нитрита натрия к 100кг свежей рыбы, предназначенной для производства
кормовой муки, увеличивает возможную продолжительность хранения сырья пе-
751
Глава 9. Кормовые и технические продукты
ред обработкой до 22 сут. При консервировании сырье орошают раствором нитрита
натрия концентрацией 3...5 мг на 1л воды или погружают в раствор на 3 мин. Про-
должительность хранения сырья при температуре 20...25 °C не более 25суг.
К недостаткам использования нитрита натрия можно отнести его токсичность
по отношению к животным и человеку. При попадании его в живой организм
ухудшается процесс переноса кислорода кровью. Кроме того, при соединении
нитрита натрия с триметнламином образуется токсичное вешество — диметил-
нитрозамин.
Установлена норма предельного содержания нитрита натрия в муке — 0.1 мг/г.
что в 50... 100 раз ниже смертельной дозы для животных. Сырье, законсервиро-
ванное нитритом натрия, в процессе хранения может разжижаться, что затрудня-
ет его дальнейшую обработку.
Консервирование формальдегидом. Формальдегид (в водном растворе — фор-
малин) ранее широко применялся для консервирования сырья и кормовых про-
дуктов. Однако в настоящее время данный консервант запрещен к использова-
нию в производстве кормовых продуктов из-за токсичности.
Консервирование пиросульфитом натрия. Пиросульфит (метабисульфит) на-
трия применяется для консервирования как пищевых, так и кормовых продуктов.
Консервирующим действием обладает недиссоциированная сернистая кислота и
свободный диоксид серы, которые образуются при разложении пиросульфита в
водной среде:
Na2S2O5 + Н2О----► 2NaHSO3.
2NaHSO,-----► SO,t + Н,0 + Na,SO,
Добавление 2% пиросульфита натрия к массе непищевого рыбного сырья
удлиняет срок хранения до 6.8 мес. За это время сырье сильно разжижается, так
как в указанных дозировках пиросульфит натрия только частично инактивирует
ферменты сырья и процессы автолиза продолжаются.
Консервирование пиросульфитом натрия позволяет сохранить витамины, в
частности, витамины С и В|2. Витамин В, в присутствии пиросульфита натрия
разрушается. Сернистый ангидрид в организме животных быстро окисляется и
выводится в виде неактивных сульфидов.
Высокая физиологическая активность сырья, законсервированного пиросуль-
фитом натрия, его нетоксичность позволяют скармливать такое сырье скоту в сы-
ром виде. Пиросульфит натрия получил наибольшее распространение в нашей
стране среди химических консервантов.
Консервирование кислотами. Для консервирования непищевого сырья приме-
няют органические (муравьиную) и минеральные (соляную и серную) кислоты н
их смеси. Кислоты добавляют к сырью в количестве, при котором реакция среды
(pH) становится, как правило, меньше 2. При этом в кислой среде повышается
активность протеолитических ферментов сырья В результате при хранении резко
возрастает содержание НБА и консистенция сырья становится жидкой.
Перед использованием сырья или кормов, консервированных кислотами, как
правило, проводят их нейтрализацию, чтобы уменьшить коррозию оборудования.
752
9.4. Технология кормов химического коисорвировония
Эго повышает трудоемкость технологии и приводит к увеличению содержания в
сырье минеральных вешеств. Эффективность действия химических консервантов
зависит от начвльной обсемененности сырья. Чем она выше, тем меньше анти-
септика приходится изданное количество микробов н они легче выживают.
В практике мировой рыбообработки консерванты до недавнего времени нахо-
дили широкое использование, как наиболее дешевое и доступное средство сохра-
нения сырья. Однако в последние годы точка зрения на применение консерван-
тов существенно изменилась в связи с возросшими требованиями потребителей к
качеству поставляемой на рынок готовой продукции Вместо химических ве-
шеств в качестве консервирующего агента предлагается использовать лед, охлаж-
денную морскую воду или замораживать сырье в морозильных аппаратах.
9.4.2. Научные основы производства кормов химического
консервирования
К кормам химического консервирования относят такие продукты, как кормо-
вой фарш, рыбный силос, заменитель цельного молока, гидролизат, белковый
концентрат, упаренная и гомогени шриваиная рыба и дру[ие.
В отлнчие от кормовой муки, корма химического консервирования обладают
такими важными функциональными свойствами, как растворимость и дисперги-
руемое™ в воде, влагоудержнвающая и эмульгирующая способность. Это обеспе-
чивает их полное усвоение организмом животных. Кроме того, энергетические
затраты на производство кормов химического консервирования значительно
меньше, чем при изготовлении кормовой муки.
Рыбомучные установки, как правило, имеют достаточно высокую производи-
тельность и на небольших предприятиях по переработке рыбы их эксплуатация
нерентабельна. В то же время, корма химического консервирования можно изго-
тавливать, используя малопроизводительное оборудование, в том числе средства
малой механизации.
Необходимые функциональные свойства получаемых кормовых продуктов
достигаются за счет ряда технологических воздействий на исходное сырье, кото-
рые способствуют изменению его нативной структуры. С этой целью используют
механическое измельчение сырья (рыбные фарши), разрушение его белковых мо-
лекул под действием кислот и протеолитических ферментов (рыбный силос, кор-
мовой гидролизат), извлечение водорастворимой фракции белка путем ее экс-
тракции (заменитель цельного молока).
Производство кормов химического консервирования организовано в основ-
ном на береговых предприятиях в непосредственной близости от потребителей.
Это связано, прежде всего, с небольшим по сравнению с кормовой мукой сроком
хранения готовой продукции.
С целью увеличения сроков хранения в кормовые продукты вводят различные
консерванты. При этом необходимо учитывать, что большинство консервантов
являются инородными организму животных веществами н их использование
должно происходить в строго контролируемых условиях.
753
Глава 9. Кормовые и твлжчвскив продукты
Актуальным направлением в области создания новых кирмовых продуктов
для животных, рыб и птицы является разработка технологии кормов целевого на-
значения, которая предполагает гранулирование смеси рыбного сырья или его
отходов с различными добавками растительного происхождения.
Прием сырья
Аккумулирование
Измельчение
Взвешивание
Подготовка .. I
-----------------► консервирование
консерванта------г
Псрмсшивание
I
Взвешивание
Расфасовывание
I
Упаковывание
I
Маркирование
Хранение
Рис. 9.6. Технологическая схема произ-
водства кормового фарша
9.4.3. Технология кормового форшо
Кормовой фарш представляет собой измельченное и законсервированное од-
ним из химических способов рыбное сырье. Технологическая схема приготовле-
ния кормового фарша показана на рнс. 9.6.
Для изготовления кормового фарша ис-
пользуют малоценную рыбу-сырец, охлажден-
ную и мороженую рыбу, рыбные отходы, полу-
чаемые при сортировании и разделке рыбы
при изготовлении пишевых рыбных продук-
тов, а также мясо морских млекопитающих.
Допускается использовать для изготовле-
ния кормового фарша подсоленное рыбное
сырье с массовой долей поваренной соли не
более 2%. Допускается при использовании
соленого сырья с массовой долей поваренной
соли более 2% смешивать его с несоленым
сырьем в соотношении, обеспечивающем по-
лучение фарша со стандартной массовой до-
лей поваренной соли.
К свежим, охлажденным или мороженым
отходам могут быть добавлены доброкачест-
венные, полученные при разделке копченой
рыбы, отходы (головы, плавники) — до 15%
обшей массы всего сырья. Допускается ис-
пользовать нестандартную рыбу с механиче-
скими повреждениями, наличием нематод,
большим количеством молоди.
Свежее и охлажденное рыбное сырье сразу
же направляют на измельчение. Мороженое
сырье предварительно размораживают на воздухе при температуре не выше 20°С до
свободного распадения блока на части. Измельчение осуществляют при помощи
дробильной машины или волчков с диаметром отверстий решетки от 8 до 20 мм (в
зависимости от вида сырья и наличия в нем костей). Измельченное сырье немед-
ленно консервируют. В качестве консерванта используют сухой пиросульфит (ме-
табисульфит) натрия, муравьиную кислоту или поваренную соль.
Дозировка н порядок внесения консерванта в фарш в каждом конкретном
случае оговаривается технологической инструкцией. В случае использования в
качестве консерванта пиросульфита натрия перед употреблением необходимо
754
9.4. Технология кормов химического консервирования
обязательно проверить его активность, так как при хранении пиросульфит разла-
гается с образованием неактивного сульфита натрия. Упаковывают фарш в поли-
мерные боякн.
Тару с консервированным кормовым фаршем маркируют в соответствии с
требованиями нормативных документов с обязательным указанием использован-
ного при изготовлении фарша консерванта.
Хранят консервированный фарш в закрытых складских помещениях или под
навесом, предохраняя от воздействия солнечных лучей и атмосферных осадков.
9.4.4. Технология рыбного силоса
Рыбный силос представляет со-
бой частично гидро.зизованное под
действием собственных ферментов и
законсервированное химическим
способом рыбное сырье. Технологи-
ческая схема приготовления рыбного
силоса представлена на рис. 9.7.
Для приготовления силоса хела-
те зьно использовать рыбное сырье,
способное к созреванию (автопроте-
олнзу) с низким (до 2 %) содержанием
жира.
Сырье измельчают до частиц раз-
мером не более 10 мм, помешают в
кислостойкие емкости и добавляют
кислоту или смесь кислот для увели-
чения активности кислотных протеаз,
а также для консервирования готовой
продукции. Полученную смесь тща
тельно перемешивают.
Из минеральных кислот чаше все-
го применяют серную кислоту. Одна-
ко в этом случае pH силоса доводят до
2, что требует обязательной нейтрали-
Подготовка
кислоты
Прием сырья
Аккумулирование
*
Измельчение
Взвешивание
Перемешивание с кислотой
Автопротеолиз
I
Взвешивание
I
Расфасовывание
I
Упаковывание
Маркирование
Хранение
зацни ГОТОВОГО продукта перед ИС- Рис 9.7. Технологическая схема производства рыб-
пользованнем для кормления ЖИВОТ- него силоса
ных. Из органических кислот на-
ибольшее применение находит муравьиная кислота. Это более дорогой реагент,
но силосы, вырабатываемые с его добавлением, имеют рН4 .4,5 и не требуют
нейтрализации перед скармливанием животным. На 1 т рыбной массы добавляют
30 л 85 %-ноЙ муравьиной кислоты.
Достаточно высокая устойчивость рыбных силосов, консервированных мура-
вьиной кислотой, при pH 4...4,5 объясняется сильным антисептическим действи-
755
Глава 9. Кормовые и технические продукты
ем этой кислоты. У минеральных кислот антисептическое действие выражено
слабее, поэтому для подавления микробиологической активности pH силосов в
этом случае снижают до двух.
После добавления кислоты сырье выдерживают прн повышенной температу-
ре, периодически перемешивая, до полного растворения. Под действием соб-
ственных протес л одических ферментов сырье разжижается, а кости под действи-
ем кислоты размягчаются. Скорость автопротеолиза зависит от вида сырья, со-
держания в нем липидов и температуры процесса В жирном сырье автопротеолиз
идет быстрее, чем в тощем, а в свежем — быстрее, чем в задержанном. Макси-
мальную скорость автопротеолнза отмечают при температуре 50 °C.
В процессе хранения силоса происходит интенсивный гидролиз жира, так как
фермент липаза, содержащийся в исходном сырье, в кислой среде (pH ниже 4) уг-
нетается, ноне инактивируется. Гидролизованный жир подвержен очень быстро-
му окислению и образующиеся продукты реакции участвуют в образовании труд-
ноусвояемых белково-липидных комплексов, что значительно снижает биологи-
ческую и питательную ценность кормового продукта. Для уменьшения интенсив-
ности происходящих нежелательных изменений содержание липидов в готовом
продукте в некоторых случаях доводят до 0,5...2% путем экстракции их органи-
ческими растворителями.
При хранении силоса также наблюдается распад некоторых незаменимых
аминокислот. Например, содержание триптофана после 130 дней хранения при
комнатной температуре снижается примерно на 45 %.
Рыбный силос может быть использован для кормления свиней, кур, крупного
рогатого скота, норок, как ценный источник животного белка.
Основным недостатком рыбного силоса является высокое содержание в нем
воды, что делает экономически невыгодным его транспортировку на большие
расстояния.
9.4.5. Технология заменителя цельного молока
Главным источником протеина при кормлении молодняка сельскохозяй-
ственных животных (телят, поросят) является молоко (цельное и снятое), которое
также используют и на пищевые цели.
Рыбное сырье может быть использовано для изготовления кормового замени-
теля цельного молока (ЗЦМ), поскольку его аминокислотный состав наилучшим
образом сбалансирован по незаменимым аминокислотам.
ЗЦМ представляет собой белковую суспензию, законсервированную хими-
ческим или иным способом. Технологическая схема ЗЦМ представлена на
рис. 9.8.
Для приготовления ЗЦМ используют свежую, охлажденную, замороженную
рыбу или рыбные отходы с низким содержанием жира (копченая и соленая рыба
считается непригодной). Сырье измельчают и подвергают экстракции в течение
15...20 мин, в результате чего 90...95 % массы переходит в экстракт. В качестве экс
трагента используют воду или технологические остаточные жидкости — бульоны.
756
9 4. Технологи! ксрмо» химического консервирования
Прием сырья
Аккумулирование
Измельчение
Вода или технологические _____Экстракция
остаточные жидкости
к >
Центрифугирование--------
Твердая фаза.
Подготовка _____________
консерванта
| Жидкая фаза|
Взвешивание
1
Консервирование
+
Перемешивание
i
Взвешивание
Расфасовывание
Упаковывание
I
Маркирование
X 1
Хранение
Рис • 8 Технологическая схема производства кормового заменителя цельного молока
образующиеся во время бланширования рыбы при производстве консервов, мо-
точную сыворотку и обрат. Соотношение сырья и экстрагента может быть 1:1,
3:5, 1:3. Температура экстрагента должна быть 36...40’С. Прн экстракции водой
pH среды устанавливают равным 6,8...7,0, молочной сыворотки — 6,4, бульона —
5,8...5,9.
Использование рыбного бульона и молочной сыворотки способствует обога-
щению рыбного кормового заменителя молока белком. Так, при одинаковом со-
отношении фал содержание протеина в заменителе, приготовленном на основе
рыбного бульона, на 1,0...1,2 % больше по сравнению с заменителем, приготов-
ленном на воде.
Испытания различных консервантов (бензойнокислый натрий, уксусная,
муравьиная, соляная, борная, серная кислоты, концентрат низкомолекуляр-
ных жирных кислот — КНМЖК) показали, что лучший эффект дает препарат
757
Глава 9. Кормовые и технические продукты
КНМЖК. Добавление его в количестве 0,4...0,6% позволяет сохранять ЗЦМ
При температуре не выше 25’С в течение 14 суг без каких-либо признаков
порчи.
Химический состав концентрата НМЖК представлен следующими кислотами
(%): уксусная — 61,05, пропионовая — 11,15, изомасляная — 2,30, масляная —
12,62, изовалериановая — 0,81, валериановая — 12,07.
Биологические испытания консервированного ЗЦМ показали, что он не вы-
зывает нарушений в состоянии здоровья животных.
Химический состав ЗЦМ представлен следующими компонентами (%): белок —
3—4. небелковые азотистые вещества — 0,08...0 09, липиды — 1...7, минеральные
вещества — 0,5...0,7. вода — 70...87.
Аминокислотный состав белка ЗЦМ зависит от вида исходного сырья и пред-
ставлен ннже (в % от массы белка):
Лизин 6,9 ..8,9
Метионин .. . .2,5...3,0
Цистеин.. .0,7... 1,0
Триптофан.. .. 0,6...1,2
Аргинин.... .6,4...7,1
Треонин . .......3,5...3,9
Изолейцин.. .......3,7...4,3
Лейцин.. 6,0...7,1
Валин . 4,3...4.5
Гистидин.. 1,8...2.1
Фенилаланин.. ...2,4...3,7
Тирозин 2,5...3,3
Глицин .. .. 2.5..J2.1
Глутаминовая кислота .. .. 12,5—14,0
Аспарагиновая кислота .... 8.5—8,8
Пролин.. .. .4,3...6,5
Серин ... .4.0...4,9
Алании .. .6,2...7,3
9.4.6. Технология кормового гидролизата
Кормовой гидролизат представляет собой продукт расщепления белков непи-
щевого сырья растительного или животного происхождения, в частности, рыбно-
го, посредством гидролиза.
Гидролиз белков может быть осуществлен двумя способами: химическим (под
действием кислот и щелочей) или биологическим (под действием протеолитиче-
ских ферментов).
По составу гидролизаты представляют собой смесь аминокислот и низкомо-
лекулярных полипептидов, которые легче усваиваются животными, чем белки
кормовой муки.
758
9.4. Технология кормов химического консервирования
Гидролиз белков под действием кислоты называется кислотным гидролизом, а
полученный продукт — кислотным гидролизатом. Кислотный гидролиз является
достаточно технологичным и не содержит опасности бактериального загрязнения
окружающей среды. Однако этот способ имеет недостаток — в ходе гидролиза
происходит разрушение ряда аминокислот (триптофана, треонина, серина).
При щелочном способе получения белкового гидролизата наблюдается раце-
мизация аминокислот (часть а-амннокислог превращается в D-аминокислоты) и
почти полное разрушение цистеина, цнстина и аргинина. Поэтому этот способ
практического применения не нашел.
Способ расщепления белка под действием протеолитических ферментов
называется ферментативным гидролизом. В этом случае для расщепления
белков к субстрату добавляют измельченные пищеварительные органы рыб
или теплокровных животных, содержащие протеолитические ферменты, или
чистые ферментные препараты. Если расщепление белка идет под действием
ферментных систем, содержащихся в самом субстрате, то процесс называют
автопротеолизом.
Процесс ферментативного гидролиза протекает при невысокой температуре
(не выше 50’С), что способствует сохранению в готовом продукте (гидролизате)
биологически активных веществ и в отличие от гидролизата, полученного хими-
ческим способом, в нем присутствуют те же аминокислоты н в том же соотноше-
нии, что и исходное сырье. Кроме того, ферментативный гидролиз разрушает
связь белка с жиром, что позволяет легко отделить последний от исходного сырья
и делает гидролизат стойким при хранении.
Технологическая схема получения кормового гидролизата ферментативным
способом представлена на рис. 9.5.
В качестве сырья для производства гидролизата может быть использовано сы-
рье любой жирности, так как в ходе технологического процесса предусмотрено
обезжиривание (сепарирование) жидкой части субстрата. В случае использова-
ния авто проге оли за сырье должно обладать достаточно активным комплексом
протеолитических ферментов.
Гидролизуемое сырье измельчают и для предотвращения гнилостной порчи
смешивают с консервантом. Прн этом консервант не должен понижать актив-
ность протеолитических ферментов. В качестве такого консерванта могут быть
использованы: муравьиная кислота, пиросульфит натрия с добавлением уксус-
ной, соляной или муравьиной кислоты.
Смесь измельченного сырья с консервантом нагревают до 50...55 ‘С для обес-
печения оптимальных условий деятельности ферментов. В рыбном сырье содер-
жится по меньшей мере трн комплекса протеолитических ферментов: кислые
тканевые пептилгилролазы (катепсины), проявляющие максимальную актив-
ность при рН3...5, кислые пептидгидролазы пищеварительного тракта (пепсин),
проявляющие максимальную активность при pH 3, щелочные пептидгидролазы
(трипсин), содержащиеся в пищеварительном тракте и максимально активные
прн pH 7...8. Таким образом, для увеличения активности большей части фермент-
ных систем pH гидролизуемой смеси должен быть либо в нейтральной, либо в
слегка кислой области.
759
Глава 9 Кормовыв и техническим продукты
Прием сырья
Аккумулирование
Измельчение
I
Консервирование
I
Подогрей
I
Ферментирование
I
Нейтрализация
Коагуляция
1
Центрифугирование —•>
I
Жидкая часть
(гидролизат)
1
Нагревание
I
Сепарирование
J
(Обезжиренный |
гидролизат [
Упаривание
I
Сушка
I
[Светлая мука |
Охлаждение
I
Взвешивание
I
Расфасовывание
I
Упаковывание
I
Маркирование
I
Хранение
Плотная часть
(жом)
“Т“
Сушка
Помол
Просеивание
I
| Темная мука ]
!
Охлаждение
I
Взвешивание
Расфасовывание
I
Упаковывание
♦
Маркирование
♦
Хранение
Р»е 9.9. Технологическая схема кормового
гидрат изатя
В случае низкой активности собствен-
ных ферментных систем сырья к субстрату
добавляют микроорганизмы или фер-
ментные препараты. В качестве источника
протеолитических ферментов могут быть
использованы, например, культура дрож-
жей Hansenula montovidec, препараты
протосубтилина ГЮхн ГЭх, папаина, бро-
мелина. трипсина и другие. Количество
вносимого ферментного препарата зави-
сит от его активности.
Продолжительность ферментолиза за-
висит от вида сырья н составляет от
4... 12 ч. Для ускорения процесса смесь не-
обходимо перемешивать.
Пол воздействием комплекса протеоли-
тических ферментов белок вначале дезагре-
гируется до полипептидов. На этой стадии
расщепляется около !6 начального количе-
ства субстрата. Отношение образовавшегося
количества небелкового азота (НБА) к об-
щему азоту (ОА) составляет 42...44 %. Эта
стадия характеризуется высокой скоростью
протеолиза. Вторая стадия процесса харак-
теризуется образованием 90...92% НБА от
ОА. В дальнейшем рост НБА прекращается.
На третьей стадии дезагрегированные белки
подвергаются дальнейшему распаду до низ-
комолекулярных продуктов гидролиза.
Эти реакции протекают как последова-
тельно. так и одновременно. Поэтому на на-
чальной стадии протеолиза обнаруживается
сложная смесь высоко- и низкомолекуляр-
ных продуктов (полипептиды и аминокис-
лоты). С течением времени количество по-
липептидов уменьшается, а содержание
аминокислот в гидролизате увеличивается.
Однако добиться полного гидролиза белка
до аминокислот практически не удается, так
как активность ферментов угнетается обра-
зующимися аминокислотами, которые вза-
имодействуют с активными группировками
ферментов, а также за счет установления
равновесия протеолитической реакции со-
гласно закону действующих масс.
760
9.5. Технология продуктов специального назначения
Скорость ферментолиза можно охарактеризовать накоплением за единицу вре-
мени НБА, азота аминогрупп (АА), отдельных аминокислот (например, тирозина).
В ходе процесса гидролиза следует также определять азот летучих оснований (АЛО),
так как образовавшиеся аминокислоты могут расщепляться до аммиака. Отноше-
ние АЛО к АА в ходе гидролиза не должно превышать 7,5...8,0%, в противном слу-
чае это будет свидетельствовать об активном протекании процесса гниения белка.
Гидролиз белка приводит к полному нарушению гистологической структуры
сырья и изменению его внешнего вида — исходное сырье превращается в густую
сметанообразную массу. В ходе гидролиза вода, удерживаемая белками в структуре
тканей, переходит в свободное состояние, в ией растворяются продукты гидролиза
белка, а также в виде эмульсии жир, высвобождающийся за счет разрушения жиро-
вой ткани и белково-липидных комплексов. Ткани, неподдающиеся гидролизу
(кости, плавники, чешуя), распределяются в жидкой фазе в виде взвесей. В гидро-
лизате наблюдается увеличение содержания витамина В12 по сравнению с исход-
ным сырьем, что обусловлено, очевидно, высвобождением его из клеточных струк-
тур в ходе ферментолиза. Содержание витамина А при гидролизе не снижается.
По окончании ферментолиза смесь при необходимости (в случае использова-
ния кислоты) нейтрализуют гидроксидом кальция.
Для коагуляции нерасшепленного белка гидролизат нагревают до 90...100 С.
Затем костно-белковую взвесь (жом) отделяют от жидкой части путем центрифу-
гирования. Выход жома колеблется от 5 до 15% от массы сырья. Жом можно ис-
пользовать в кормовых целях.
Для повышения стойкости при хранении гидролизат после центрифугирова-
ния подвергают обезжириванию путем сепарирования. Выделенный жир-полу-
фабрикат может быть использован для получения готовой жировой продукции.
Обезжиренный гидролизат упаривают до содержания азотистых вешеств 50%
и сушат на распылительных сушилках.
Сухой обезжиренный гидролизат (светлая мука) представляет собой негигро-
скопичный порошкообразный продукт с содержанием растепленного протеина
85...90%, липидов — не более 1 %, минеральных веществ — менее 10%, воды —
менее 8 %, перевариваемостью (пепсином) — 100 %.
Ферментативный гидролизат используют для вырашивания молодняка жи-
вотных и птиц, в качестве компонента заменителя молока для телят, а также для
микробиологичеких целей
9.5. ТЕХНОЛОГИЯ ПРОДУКТОВ СПЕЦИАЛЬНОГО
НАЗНАЧЕНИЯ
9.5.1. Технология гуанина, жемчужного лата и перламутрового
препарата
Гуанин — органическое соединение, являющееся одним из пуриновых осно-
ваний (2-амино-6-оксипурнн) Представляет собой бесцветное кристалличе-
761
Главе 9. Кормовые и технические продукты
Подготовка и прием сырья
Посол
Снятие гуанина
I
Очистка гуанина
I
Смешивание компонентов
I
Взвешивание
I
Расфасовывание
Упаковывание
Маркирование
1
Хранение
Рис. 9.10. Технологическая схема
производства жемчужного пата
и перламутрового препарата
скос вещество, имеющее плотность 0,61 г/см\ нерастворимое в воде, спирте,
эфире и других органических растворителях, легко растворяющееся в кислотах
и щелочах с образованием солей. Кристаллы гуанина имеют двойное лучепре-
ломление, обладают перламутровым эффектом, что позволяет применять гуа-
нин для производства лаков, для имитации жемчужных и перламутровых по-
верхностей (бумаги, целлулоида, кожи, пластмасс и тому подобное). Гуанин
также используется для получения лекарственных препаратов — гипоксантина
и кофеина.
Основное сырье для получения для получения гуанина — чешуя рыб. На-
ибольшее количество гуанина содержится в чешуе каспийской и балтийской
кильки, сельди, частиковых рыб (уклейка, чехонь, вобла), сайры, сардины, мой
вы, анчоуса, серебрянки, аргентнны, берикса. Ориентировочный выход гуанина
из чешуи этих рыб 5 ..10 %. Чешуя должна быть с серебристо-белым блеском, сви-
детельствующим о наличии гуанина.
Заготавливают чешую в мороженом или соленом виде. При сборе и консерви-
ровании необходимо соблюдать осторожность, не допуская сильного механиче-
ского воздействия на чешую во избежание отделения кристаллов гуанина.
Очищенный гуаннн является основой для получения жемчужного пата — сус-
пензии кристаллов гуанина в нитролаке, и перламутрового препарата — смеси гу-
анина с этиловым спиртом или касторовым или парфюмерным маслом. Указан-
ные продукты находят применение в косметической промышленности.
Традиционный способ производства жемчужного
пата и перламутрового препарата представлен на
рис. 9.10.
Мороженую чешую размораживают и подвергают
сухому посолу. Соль способствует коагуляции белков
эпительной пленки чешуи, что облегчает последую-
щее отделение гуанина. После двух суток просалива-
ния чешую отжимают для удаления тузлука и на-
правляют на снятие гуаиина.
В случае, если чешуя была законсервирована со-
лью, то ее непосредственно направляют на дальней-
шую обработку.
Снятие гуанина производят керосином в специ-
альном барабане с мешалкой. Полученную суспен-
зию гуанина в керосине пропускают через фильтр, а
оставшуюся в барабане чешую повторно обрабатыва-
ют растворителем. Обработку чешуи керосином про-
водят до полного исчезновения у нее блеска (в сред-
нем шесть раз).
Слитую и профильтрованную суспензию гуамнна
в керосине отстаивают 10...15 мин, после чего осев-
шую на дно бака воду с посторонними загрязнения-
ми сливают, а суспензию направляют иа центрифу-
гирование для отделения гуанина от керосина.
762
9.5. Технологи* продуктов специального назначения
Отделенный в центрифуге гуании направляют на очистку от жировых и белко-
вых вешеств, а керосин повторно используют в технологическом процессе.
Обезжиривают гуанин бензином, затем промывают горячей водой. Обез-
жиренный гуании направляют на ферментацию для очистки от белковых
примесей. Ферментацию проводят при температуре 37,..40*С, соотношении
гуанин: вода 1 : 1, с добавлением пепсина в количестве 0,25.-0,30% и соля-
ной кислоты в количестве 0,5 . 1,0 % от массы гуаиина. Смесь тщательно пе-
ремешивают и ферментируют в течение 48...80ч. Продолжительность фер-
ментации зависит от массовой доли белковых веществ в гуанине. Гидролиз
белковых веществ считается законченным, когда гуании приобретет вид тво-
рожистой массы.
По окончании ферментации гуанин промывают горячей водой для удаления
продуктов гидролиза белка и остатков соляной кислоты
Промытый гуании отжимают и обрабатывают для удаления остатков жира со-
ответствующим растворителем. При изготовлении жемчужного пата используют
бензин, а при изготовления перламутрового препарата — этиловый спирт. После
экстракция растворитель отделяют от гуаинна с помощью центрифуги.
При изготовлении жемчужного пата очищенный гуанин смешивают с изо-
амилацетатом с расчетом получения разбавленного гуанина с массовой долей
плотного остатка 35...36 %. Разбавленный изоамилацетатом гуанин смешивают с
нитролаком и направляют на упаковку.
При изготовлении перламутрового препарата очищенный гуанин смешивают
с этиловым спиртом или касторовым или парфюмерным маслом для получения
смеси с массовой долей сырого гуанина 35...36 %. Смесь тщательно перемешива-
ют и направляют на упаковку.
Жемчужный пат и перламутровый препарат фасуют в стеклянные банки
вместимостью не более 1000 см3 и в металлические фляги вместимостью не бо-
лее 50 дм’.
Хранят жемчужный пат и перламутровый препарат в сухих неотапливаемых
помещениях при температуре не выше 30'С, предохраняя от солнечных лучей.
Применяют и другие способы получения гуанина.
В Японии гуанин из чешуи рыб получают с использованием фермента трипси-
на, разрушающего эпителиальную белковую пленку, которая удерживает гуанин
на чешуе После обработки чешуи трипсином к ней добавляют бензин или эфир,
что приводит к всплытию гуанина на поверхность жидкости. Гуанин от жидкости
отделяют фильтрованием, а затем промывают.
Разработанный в Астраханском государственном техническом университе-
те ферментативный способ получения гуанина предполагает обработку чешуи
раствором шелочной протеазы (протосубтилин ГЮх или протолихении 120х)
и иеионогенным поверхностно-активным веществом. Под действием протео-
литических ферментов эпителиальная пленка разжижается и кристаллы гуа-
нина переводятся в суспензию. Одновременно идет процесс эмульгирования
липидов и перевода в суспензированное состояние белков чешуи. Кристаллы
гуанина отфитьтровывают от жидкости и промывают сначала бензином, по-
том водой
763
Глава 9 Кормовые и технические продукты
9.5.2. Технология клея особых кондиций
Прием сырья
Аккумулирование
I
Подготовка сырья
I
Варка
I
Охлаждение
1
Фильтрация
1
Очистка бульона
I
Упаривание
Стабилизация клея
Взвешивание
I
Расфасовывание
I
Упаковывание
Маркирование
1
Хранение
Рве 9.11. Технологи-
ческая схема жидко-
го рыбного клея осо-
бых кондииий
Кожа, плавники, плавательные пузыри, чешуя рыб явля-
ются хорошим сырьем для получения рыбного клея. Важным
условием получения рыбного клея высокого качества являет-
ся высокое содержание в сырье коллагена и низкое — жира.
Наиболее хорошим сырьем считается кожа трески, пикши,
сайды, путассу, минтая, тунца н форели, из которой выраба-
тывается клей особых кондиций.
Клей используется при производстве кинескопов цветных
телевизоров, в переплетном деле, прн изготовлении типограф-
ской краски, для достижения полутонов при фотографирова-
нии. На сегодняшний день значение рыбного клея уменьши-
лось из-за появления разнообразных синтетических клеящих
составов. Одиако рыбный клей обладает высокой склеиваю-
щей способностью, устойчив к действию растворителей и вы-
сокой температуры, обеспечивает хорошее сцепление с поверх-
ностями различного типа, в том числе со стеклом, металлом,
деревом, пробкой, бумагой и кожей, хорошо растворим в воде
и безопасен для обслуживающего персонала.
Заготовку кожи для производства клея осуществляют на
промысловых судах Снимать кожу целесообразно в период
посмертного окоченения рыбы, так как на снятой в этот пери-
од коже остается незначительное количество прирезей мяса.
Снятую кожу замораживают блоками н используют для произ-
водства клея особых кондиций на береговых предприятиях.
Технологическая схема приготовления жидкого рыбного
клея особых кондиций представлена на рис. 9.11.
Мороженую кожу размораживают на воздухе, затем зачи-
щают от прирезей ткани, после чего подвергают промыванию
сначала в водопроводной воде, затем ополаскивают в дистил-
лированной воде для удаления водорастворимых белков. Ко-
жу тунца и форели, отличающуюся высокой массовой долей
жира, а также кожу, хранившуюся более 6 мес, промывают
0,!...0,5%-иым раствором фенола, а затем водопроводной во-
дой. Промытую кожу отжимают от излишней влаги на цент-
рифуге до остаточной массовой доли влаги не более 70% и направляют на варку.
Кожу крупных рыб перед варкой следует измельчать.
Выделение клейдаюшего бульона осуществляется путем трехкратного варения
кожи, при этом получают первую, вторую и третью фракции бульона.
Первая варка производится в котле с дистиллированной водой, подкисленной
муравьиной кислотой (значение pH около 3) при температуре не выше 50 *С. Ко-
личество воды должно быть в 2,5 раза больше массы кожи. В результате варки
происходит гидролиз коллагена до глютина и переход последнего в бульон. Пер-
вую варку ведут до содержания плотных вешеств в бульоне 7...7,5 %.
764
9.5. Технология продуктов специального назначения
Для приготовления второй и третьей фракции клеевого бульона к плотному
остатку добавляют дистиллированную воду (каждый раз уменьшая соотношение
до pH 6, и проводят варку
Прием сырья
I
Мойка и зачистка
Замачивание и мойка в тузлуке
I
Посол
I
Отмачивания
Разлука
1
Мойка
I
Досаливание
Отмачивание
I
Высушивание
I
Удаление зпительного слоя
п I
Досушивание клеины
I
Прессование клеины
+
Сортирование
I
Взвешивание
Расфасовы вание
Упаковывание
♦
Маркирование
Хранение
Рис. 9.12. Технологическая схема
сухого рыбного клея из плаватель-
ных пузырей осетровых рыб и сома
<кожа;вода*). подкисленную муравьиной кислотой
при температуре 53...55*С.
В ходе варки в бульон вместе с глютином пере-
ходит часть минеральных веществ и липидов. Клей
первой фракции бульона содержит больше гл юти-
на и меньше минеральных вешеств, а клей второй
и третьей фракции наоборот — содержит больше
минеральных вешеств и меньше продукта распада
коллагена.
По окончании варки бульоны охлаждают, сме-
шивают, отстаивают и подвергают фильтрации для
отделения плотных веществ. Фильтруют бульон че-
рез хлопковую целлюлозу (или азбестовую массу).
Отфильтрованный бульон очищают от белковых
вешеств подкислением муравьиной кислотой до зна-
чения pH 4,1...4,2 и выдерживают при температуре
60...75’С в течение З...5ч. После этого бульон филь-
труют и направляют на упаривание до содержания
плотных вешеств 40...45%. Упаренный клей охлаж-
дают и консервируют биомицином или фенолом.
Остаток кожи после трех варок и отделенную
при очистке клеевого бульона белковую массу на-
правляют иа выработку кормовых продуктов.
Готовый клей упаковывают в полиэтиленовые
бочки.
9.5.3. Технология технического
и пищевого клеев
Технический и пищевой клей изготавливают из
плавательных пузырей осетровых рыб (белуги, ка-
луги, осетра, шипа, севрюги) н крупного сома. Клей
представляет собой очищенный рыбный желатин.
В пищевом направлении клей используют для
осветления вин, пива, уксуса, в техническом — при-
меняют при изготовлении мебели, клейких этике-
ток, в составе туши.
Технологическая схема приготовления сухого
рыбного клея из плавательных пузырей осетровых
рыб и сома представлена на рис. 9.12.
Плавательные пузыри, вынутые при разделке
рыб, промывают д ля удаления крови и слизи сиача-
765
Глава 9. Корневые и технические продукты
ла водой, а затем соляным раствором. Промытые пузыри направляют на посол
для консервирования.
Перед сушкой пузыри отмачивают в пресной воле, разделывают, зачищают с
наружной стороны от остатков жировой ткани и пленок, промывают в соляном
растворе, досаливают н снова отмачивают в пресной воде до содержания соли не
более 0,2%. Отмоченные плавательные пузыри для удаления верхнего эпители-
ального слоя подсушивают на открытом воздухе или в сушилках до тех пор, пока
они не приобретут слабоупругую консистенцию. Не допускается пересушивание
пузырей, гак как при этом затрудняется отделение с них верхнего эпителиального
слоя и ухудшается качество клея.
Отделение верхнего эпителиального слоя производят путем подрезания краев
пузыря с последующим стягиванием пленки эпителиального слоя с клеины. По-
сле снятия эпителиального слоя, очищенную клеину протирают салфеткой для
удаления жира и направляют на окончательную сушку и прессование
Отпрессованную клеину рассортировывают по размерам и качеству, склады-
вают в пачки, перевязывают шпагатом и направляют на упаковку.
Упаковывают рыбный клей в ящики, и затем хранят в сухом охлаждаемом по-
мещении при температуре не выше —18 °C.
Контрольные вопросы
I. Какое сырье используют для производства кормовой продукции?
2 Дайте классификацию способов производства кормовой муки и их сравнительный анализ
3. Какие изменения химического состава и кормовой ценности муки происходят во время ее
производства и хранения?
4. В чем заключается биологическая ценность кормовой муки?
5. В чем заключается кормовая ценность подпрессовых бульонов? Перечислите основные спо-
собы обработки и использования подпрсссовых бульонов.
6. В чем заключается способ производства кормовой муки методом прямой сушки под ваку-
умом и без него?
7. Дайте характеристику способам обезжиривания сушенки (методам прессования и экстра-
кции).
В. В чем заключается способ производства кормовой муки прессово-сушильным способом с
использованием подпрсссовоги бульона?
9. Дайте характеристику кинетике сушки влажного жома в производстве кормовой муки, ука-
жите параметры процесса сушки.
10. Поясните назначение и суть технологических процессов: хранение сырья до обработки, из-
мельчение сырья, варка, прессование разваренной массы.
11. Поясните назначение и суть технологических операций: внесение антиокислителя, сушка и
измельчение сушенки, удаление металлопримесей.
12. В чем заключаются особенности технологии кормовой муки из особожирного сырья и сы-
рья с ослабленной консистенцией? Поясните возможность применения ПАВ и структуро-
образователей
13. Поясните назначение процесса гранулирования кормовой муки, перечислите факторы,
влияющие на прочность гранул
14 Перечислите вредителей кормовой муки, охарактеризуйте методы борьбы с ними.
15. Дайте характеристику патогенной микрофлоры кормовой муки, перечислите источники за-
ражения и способы обеззараживания mvkh.
766
Ггсво 9. Кормовые и технические продукты
16. Перечислите причины неприятного запаха рыбомучного производства и способы его устра-
нения.
17. Поясните причины взрыве- и пожароопасности кормовой муки, способы их устранения
18. В чем суть теории окисления липидов? Перечислите способы торможения процесса окисле-
ния липидов кормовой муки
19. Как получают кормовые гидролизаты9
20. Что представляет собой кормовой заменитель цельного молока9
21. В чем различие между гуанином, жемчужным патом и перламутровым препаратом?
22 Что представляет собой клей особых кондиций?
23. Как получают технический и пищевой клей?
Список литературы к главе 9
I Баранов В В Ковалева И П Производство кормовой продукции из рыбного сырья — Калининград,
1986. 96с. (КТИРПиХ).
2 . Борисочкина Л И. Современные тенденции мировой рыбообработки //Рыбн. хоз-во. Сер Обработка ры-
бы и морепродуктов-Айал инф/ВНИЭРХ —1999 — Йнформпакет N» 1 — Вып. 1 — С. I 53
3 . Борисочкяна Л. И , Дубровская 1 А Технология продуктов из океанических рыб — М.: Агропромиздгг,
1988.— 208 с
4 . Воскресенский Н. А, Ла Гунов Л. Л Технология рыбных продуктов. — М Пищ пром-сть, 1968 — 422с.
5 Дубровская Т А Современное состояние производства кормовой продукции из гидробионтов//Рыбн. хоз-
во. Сер. Обработка рыбы и морепродуктов Анал инф/ВНИЭРХ, — 2000. — Информпакет ЛАЗ. — Вып. I.
-C.I..3I.
6 Исаев В. А Кормовая рыбная мука — М : Агропромгшат. 1985 189 с
7 Кизеветтер И. В. и др. Промысловые морские водоросли и травы дальневосточных морей. — М. Легкая и
пиш пром-сть. 1981 — 112с
8 Кизеветтер И. В. и пр. Технология обработки водного сырья — М.: Пит. пром-сть, 1976. —692с.
9 Куликов П И. Производство муки, жира и 6ег.ково вцтамипны> препаратов в рыбной промышленности.
— М. Пншевая пром-сть. 1971 —264с
10 Мукятова М. Д Технология кормовой продукции и жиров из водного сырья: В 2 Ч- Ч-1 - Технология кормов
химического консервирования и кормовой муки Учебн. пособие. — Мурманск, 1993 — 211с. — (Ком. Рос.
Федерании по рыболовству МГАРФ)
11 Петрухин И. В. Корма и кормовые добавки М : Росвгропромимат, 1989. 326с
12 Сборник технологических инструкций по обработке рыбы: ВНИРО/Подред. А. И. Белогурова. М. С. Васи-
льевой — М Колос. 1994 —Т 2 — 590с
13 . Технология продуктов из гидробионтов / Под ред. Т М. Сафроновой и В. И. Шендерюк!. — М.: Колос.
2001 -496с.
14 . Трещева В. И. Рыбный клей. — М-. Лег. и пиш. лрои-сть. 1983.
15 Уитон Ф У.ЛосоиТБ Производство продуктов питания из океанических ресурсов: В 2-х томах Т. 2/Пер.
с англ. В. Е Тишина и В. А Пантасвой; Под ред. В- П. Быкова. — М: Агро лроми адат, 1989- —415с.
16 . Черногорцев А П., Разумовская R Г Технология получения новых белковых продуктов Учебн пособие —
Мурманск, 1990. —9’с — (МинрыбхоэСССР. МВИМУ).
ГЛАВА 10. ТЕХНОЛОГИЯ ЖИРОВ
И ВИТАМИННЫХ ПРЕПАРАТОВ
10.1. ЖИРОВАЯ ПРОДУКЦИЯ И СЫРЬЕ
ДЛЯ ЕЕ ПРОИЗВОДСТВА
Рыбная промышленность производит широкий спектр жировой продукции раз-
личного назначения: жиры рыб очищенные для внутреннего и наружного примене
ния. более известные под торговым названием -медицинский жир», а также пище-
вые, ветеринарные и технические жиры. До недавнего времени отечественной про-
мышленностью в больших масштабах осуществлялся выпуск витаминных препара-
тов и концентратов, но в силу экономических и экологических причин производство
этих продуктов резко сократилось, а в некоторых регионах практически прекращено
Вместе с тем отмечается увеличение производства пищевых жиров и липидных пре-
паратов с добавлением биологически активных веществ, особенно перспективным
является производство капсулированных жиров. Возможно также производство мар-
гарина, парфюмерных изделий, разнообразных технических продуктов и т. д.
Основными критериями, лежашими в основе отнесения жиров к различным
категориям качества, а также деления по направлениям использования являются:
• вид жиросодержашего сырья, из которого выделяется жир;
♦ способ извлечения жира из жиросодержашего сырья;
♦ органолептические признаки (цвет, запах, прозрачность, в некоторых случа-
ях — вкус);
♦ химические показатели (кислотное число, содержание неомыляемых ве-
шеств, для некоторых видов жиров — альдегидное число).
В качестве дополнительных показателей качества могут быть использованы:
йодное число, содержание волы и нежировых примесей и др.
Особое место прн характеристике медицинских, пищевых и ветеринарных
жиров занимают показатели безопасности, в частности — кислотное, альдегид-
ное и пероксидное числа, содержание пестицидов, тяжелых металлов и неомыля-
емых веществ, а также показатели, характеризующие биологическую ценность
(фракционный и жирно-кислотный составы и содержание жирорастворимых ви-
таминов А. D и Е).
Виды жиросодержашего сырья. В качестве жиросодержашего сырья при изго-
товлении медицинского жира используют только печень некоторых видов рыб
семейства тресковых (треска атлантическая и балтийская, пикша, путассу север-
ная), или печень макруруса тупорылого. Для изготовления пищевого жира поми-
мо указанных выше видов сырья, могут использоваться туловищные жиры неко-
768
10.2. Биологическая ценность рыбного жира
торых видов рыб, например, светящегося анчоуса, а также покровное сало неко-
торых видов морских млекопитающих, например, усатых китов.
Ветеринарные жиры изготавливают из различных видов жиросодержащих
тканей и органов гидробионтов животного происхождения. Ограничения по ис-
пользованию выделенных жиров на зоотехнические цели вводятся по показате-
лям безопасности и качественным признакам. Так, например, липиды печени не-
которых видов акул (колючая, черная, гигантская, шиповидная и др.) характери-
зуются высоким содержанием неомыляемых вешеств, в частности, токсичного
углеводорода — сквалена (33...94% от общего количества липидов), что является
основным сдерживающим фактором использования жиров данного вида на вете-
ринарные цели. Жиры, выделенные из различных органов и тканей некоторых
морских млекопитающих, например, кашалота, характеризуются высоким содер-
жанием восков (60...85 % от общей массы липидов), что также препятствует их ис-
пользованию как на пищевые, так и ветеринарные цели. В то же время указанные
соединения могут быть использованы в фармацевтических целях.
Технические жиры и жнросодержащие продукты могут быть изготовлены нз
любых видов жиросодержащих тканей и органов гидробионтов, а также получены
при утилизации отходов производства медицинских, пищевых и ветеринарных
жиров, и очистке сточных вод.
10.2. БИОЛОГИЧЕСКАЯ ЦЕННОСТЬ РЫБНОГО ЖИРА
При характеристике биологической ценности липидов в последнее время час-
то дополнительно используют понятие биологическая эффективность, под кото-
рой понимают отношение суммы полииенасышенных жирных кислот (ПНЖК) к
сумме насыщенных жирных кислот (НЖК). Для высокоэффективных жиров та-
кое отношение должно быть больше 0,3. У большинства липидов гидробионтов
значение биологической эффективности значительно выше единицы.
Установлено, что основной причиной благоприятного действия рыбных жи-
ров прн ряде заболеваний является их уникальный жирно-кислотный состав, а
именно — значительное количество в жире ш-3 жирных кислот, особенно эйкоза-
пентаеновой и докозагексаеновой кислот. Этн кислоты принимают участие в об-
разовании эйкозаноидов — группы соединений, регулирующих многие важные
физиологические функции организма.
Под действием фермента циклооксигеназы из полииенасышенных жирных
кислот происходит образование лейкотриенов н соединений семейства простано-
идов, состоящего из простациклина, простагландинов и тромбоксана.
Роль простаноидов н лейкотриенов в организме чрезвычайно важна. Онн модули-
руют секреторные функции организма, стимулируют реакции, направленные на со-
кращение и расслабление гладких мышц и контрактильные способности клеток,
обеспечивают расширение и сужение кровеносных сосудов, адгезионную и агрега-
ционную способность тромбоцитов, сужение и расширение бронхов, влияют на ско-
рость фильтрации в почках, на диурезис и другие функции почек, на выделение же-
лудочного сока, перистальтику тонкого кишечника, выделение амилазы и инсулина
769
Глава 10. Технология жиров и витаминных препарстов
поджелудочной железы, способствуют нормальному функционированию гипофиза
и многое другое. Дефицит образования простаноидов и лейкотриенов приводит к
постепенному ухудшению этих функций организма, в то же время избыточное пос-
тоянное и несбалансированное образование их может привести к различным патоло-
гическим изменениям в организме, например, воспалительным процессам, наруше-
нию иммунных реакций, артритам, тромбозам, астме, псориазу, росту опухолей и др.
Жиры, выделенные из печени рыб, по своему составу довольно близки к соот-
ветствующим туловишным жирам, но имеют относительно высокую концентра-
цию витаминов A, Dm Е, что в значительной мере увеличивает их биологическую
ценность. Особенно это характерно для жиров, извлеченных из печени рыб се-
мейства тресковых, а также палтусов.
Большую ценность для изготовления лечебно-профилактических средств
представляют печеночные акульи жиры, отличающиеся высоким содержанием
углеводорода сквалена, а также эфиров глицерина и высокомолекулярных спир-
тов, успешно используемые в последние годы для лечения многих кожных и дру-
гих заболеваний.
По результатам исследований, проведенных в конце 80-х годов XX в., жир пе-
чени акул является эффективным противораковым средством, благодаря содер-
жащемуся в нем алкилоксилглицеролу, усиливающему защитные свойства им-
мунной системы человека.
10.3. СПОСОБЫ ВЫДЕЛЕНИЯ ЖИРА
ИЗ ЖИРОСОДЕРЖАЩЕГО СЫРЬЯ
В настояшее время известно большое количество применяемых в нашей стране и
за рубежом способов получения жиров из органов и тканей животных и растений:
вытапливание, мягкий щелочной гидролиз, экстракция, замораживание («холод-
ный»), ферментативный, гидромеханический, электроимпульсный, ультразвуковой.
В некоторых случаях жиры извлекают физическими методами (отстаивание,
сепарирование) из эмульсий (подпрессовые бульоны, гидролизаты и др.), а также
прессованием, например, из сушенки (полуфабриката кормовой муки), изготов-
ленной методом прямой сушки.
Наибольшее распространение в отечественной рыбной промышленности на-
шли такие методы выделения жиров, как вытапливание н извлечение жира из
эмульсий, реже применяются метод мягкого щелочного гидролиза н экстракци-
онный. Электроимпульсный и ферментативный не нашлн применения как соб-
ственно методы д ля извлечения жиров, но могут быть использованы для разруше-
ния жиросодержаших тканей при изготовлении кормовой муки, гидролизатов и
других продуктов с целью последующего выделения из них жира.
Метод вытапливания применяют в основном при обработке таких видов сы-
рья, как печень и внутренности гидробионтов с относительно высоким содержа-
нием жира. Процесс выделения жира предусматривает термическое воздействие
на жиросодержащее сырье. Большое влияние на выход жира при вытапливании
оказывают следующие факторы: исходное содержание в сырье жира; степень из-
770
10 3. Способы выделений жиро из жиросодержащегс сырья
мсльчения сырья; способ разогрева сырья и температура вытапливания; метод от-
деления жира от водно-белковой части.
Вытапливание целесообразно проводить при массовой доле жира в сырье нс
менее 20%. Более низкое содержание жира делает процесс неэффективным, так
юк значительная его часть после вытапливания входит в состав эмульсии и при
последующем отстаивании не отделяется от граксы1’. Образование эмульсии
обусловлено относительно высоким содержанием фосфолипидов и малым коли-
чеством триглицеридов в тотем сырье.
Как известно, на протекание массообменных процессов существенное влия-
ние оказывает удельная поверхность обрабатываемого продукта. Исследования,
проведенные специалистами Всероссийского научно-исследовательского инсти-
тута рыбного хозяйства и океанографии (ВНИРО), показали, что грубое измель-
чение печени (путем пропускания через промышленную мясорубку) дает при
последующем вытапливании увеличение выхода жира на 2...4% по сравнению с
обработкой неизмельченного сырья.
Параметры процесса вытапливания также оказывают существенное влияние на
выход жира. При этом отмечают, что разогрев измельченного жиросодержащего
сырья предпочтительно проводить глухим паром. Использование острого пара мо-
жет привести к излишнему эмульгированию жира вследствие процесса барботиро-
вания. Кроме того, применение острого пара в большей мере обусловливает про
цесс заваривания сырья. Термин «заваривание сырья» был введен специалистами
ВНИРО при изучении процесса вытапливания. Заваривание сырья происходит при
быстром повышении температуры обрабатываемой массы. В результате тепловой
денатурации и последующей коагуляции белков жиросодержаших клеток, капель-
ки жира не успевают перейти из мелкодмепергированного в крупнодиспергирован-
ное состояние и оказываются заключенными в белковые структуры, вследствие че-
го не могут быть отделены от граксы при последующем отстаивании.
На рис. 10.1 показана зависимость выхо-
да жира (% от обшего содержания) от темпе-
ратуры вытапливания.
Ранее полагали, что разрушение тка-
ней при вытапливании происходит в ре-
зультате парообразования внутри жиросо-
держаших клеток, мембраны которых раз-
рываются в результате повышения внут-
реннего давления. Более поздние
исследования показали, что оптимальной
температурой вытапливания является тем-
пература около 70 ’С При этой температу-
ре интенсифицируются процессы тепло-
вой денатурации белков, в том числе и
белков, входящих в состав клеточных мем-
бран, что приводит к их разрушению и
Гракса — водно-белко-жировая масса, образующаяся под слоем жира после проведения процессов вытапливания
lojci питания при обработке печени рыб
77|
Глава 10 Технология жиров и витаминных препаратов
способствует выходу жира из жиросодержащих клеток Более интенсивное на-
гревание сырья, проводимое острым паром, в также быстрое достижение вы-
сокой температуры прогреваемой массы, способствует снижению выхода жи-
ра на 2...6 %, по сравнению с относительно медленным нагреванием при ис-
пользовании глухого пара.
Параметры процесса вытапливания оказывают влияние не только на выход
жира, но и на его качественные показатели. В табл. 10.1 представлены данные, ха-
рактеризующие качество жира, выделенного из мороженой печени северной пу-
тассу различными методами
Та 6л и па 10.1 Качественные показатели жира, выделенного из мороженой
печени путассу северной различными методами
Способ выделения жира Числа
кислотное. мгКОН/г пероксидное ГI, на 100г альдегидное, мг корим кого альде- гида m 100 г жира гЦшИООг
Вытапливание глухим паром: из целой печени 18,1 0,18 9,9 163
из измельченной печени 18.5 0,17 10.5 163
Вытапливание острым пером: из целой печени 18,6 0,36 14,6 162
из измельченной печени 18,8 0,42 15,8 162
Экстракция бинарным рас- творителем (контроль) 18,4 0,20 11,2 163
Данные табл. 10.1 свидетельствуют о том, что использование глухого пара
при вытапливании позволяет получить жир с более низкими значениями пока-
зателей окисления (пероксидное и альдегидное числа), чем при использовании
острого пара.
Способ отделения жира от граксы также оказывает влияние на его выход.
Широко применяемый на практике из-за легкости исполнения и отсутствия
необходимости использования сложного оборудоввния метод отстаивания
недостаточно эффективен. В производственных условиях даже при соблюде-
нии оптимальных условий вытапливания, выход жира после отстаивания, как
правило, не превышает 80...85 % от его общего содержания. Более эффектив-
ным является отделение жира от водно-белковой массы методом центрифу-
гирования.
Мягкий щелочной гидролиз жиросодержашего сырья применяют с целью по-
лучения препарата витамина А в жире или ветеринарного жира из печени или
внутренностей гидробионтов животного происхождения. Данный метод предпо-
лагает увеличение концентрации витамина А в жире путем более полного его вы-
деления из сырья, а также за счет частичного омыления триглицеридов щелочью.
Так как витамин А относится к неомыляемой фракции липидов, то, естественно,
содержание его в жире увеличивается.
772
10.3 Способы выделения жиро И1 жиросодврхощвго сыри
Гидролиз сырья — основной процесс технологии препарата витамина А в жи-
ре Режим гидролиза определяется главным образом следующими условиями' ко-
личеством добавляемой к сырью воды и шелочи, а также температурой процесса.
Общее количество воды, добавляемой к жиросодержащему сырью при гидро-
лизе, должно быть для жирной печени в 2...3 раза больше количества содержа-
щихся в ней белковых вешеств, а для маложирной — в 4...5 раз. Если количество
воды недостаточное, то замедляется процесс гидролиза белковой части сырья и
усиливается гидролиз жира, а при избытке воды — увеличивается расход шелочи
и неэкономично используется оборудование.
Количество шелочи. необходимое для гидролиза, зависит от состояния сырья
И способа его консервирования. При гидролизе печени-сырца, охлажденной или
размороженной печени pH массы должно составлять от 8,5 до 10, а количество
кристаллической щелочи — от 8,6 до 8,7% от количества сырого протеина. Для
соленого сырья pH должен быть доведен до 12...13, для чего требуется 17,..20%
кристаллической шелочи от массовой доли белка.
Для создания наиболее благоприятных условий гидролиза печени и внут-
ренностей рыб принят двухступенчатый режим его обработки. Нагревание на
первом этапе до температуры около 50’С способствует выделению жира, значи-
тельная часть которого из мелкодиспергированного состояния переходит в
крупнодиспергированное, что уменьшает его удельную поверхность и замедля-
ет омыление. Происходящая тепловая денатурация белка улучшает условия для
его гидролиза. Последующий подъем температуры до (85 ± 5)*С ускоряет про-
цесс гидролиза, при этом разрушается главным образом белок, так как основ-
ная часть жира к этому времени уже отделена от белка и находится в верхней
части гидрочизуемой массы. После завершения процесса массу отстаивают, а
затем сливают нижний слой гидролизат, представляющий собой раствор по-
липептидов различной молекулярной массы, свободных аминокислот, мине-
ральных вешеств и мыла. Как правило, в гидролизате присутствует некоторое
количество эмульгированного жира. Значения pH гидролизата находятся в пре-
делах от 10 до 12. Одновременное присутствие значительных количеств указан-
ных вешеств в сочетании с высоким pH делают затруднительной очистку гидро-
лизатов при решении экологических проблем.
Для снижения экологического риска и увеличения выхода жира при перера-
ботке жиросодержашсго сырья (печень и внутренности рыб) специалистами Се-
верного бассейна предложено использование карбамида. Карбамид (синтетиче-
ская мочевина), являясь гидротопиым веществом и денатурирующим агентом,
позволяет более полно разрушать структуру липопротеидных комплексов и со-
здавать условия для разделения белково-жировой эмульсии, тем самым, обеспе-
чивая увеличение выхода жира. Кроме того, в результате обработки жиросодер-
жашего сырья раствором карбамида образуются дополнительные продукты —
белковая паста и белковая эмульсия, которые могут быть использованы в качест-
ве кормовых средств, так как карбамид в используемых концентрациях не опасен
для организма животных. Более того, известно применение карбамида в качестве
кормовой добавки, являющейся дополните зьным источником азота для синтеза
некоторых аминокислот и белков в организме животных. Карбамид добавляется
773
Глава 10. Геммология жиров и витаминных препаратов
к сырью на стадии разваривания в виде 30 %-ного раствора в количестве 2-2,5%
от массы сырья.
Экстракционный способ получения жиров достаточно широко применяется в
масложировой промышленности, в то время как рыбная промышленность ис-
пользует этот метод крайне редко. В данном случае речь идет о выщелачивании,
как частном случае экстракции, когда из твердого тела извлекаются одно или не-
сколько вешеств с помощью растворителя, обладающего избирательной способ-
ностью. Процесс экстракции заключается в диффузии растворителя, растворе-
нии извлекаемых веществ, диффузии экстрагируемых вешеств в капиллярах
внутри твердого тела к поверхности раздела фаз и массопереноса экстрагируемых
вешеств в жидком растворителе от поверхности раздела фаз в ядро потока экстра-
гента. Как правило, на продолжительность экстракции в значительной степени
влияют два последних из перечисленных процессов, так как скорость массопере-
носа на первых двух стадиях значительно выше.
В рыбной промышленности ранее предпринимались попытки использования
органических растворителей для извлечения жира из печей и морских млекопита-
ющих с целью получения препаратов и концентратов жирорастворимых витами-
нов. Но значительная задержка сырья до обработки и жесткие режимы процесса
не позволяли получить жировую продукцию высокого качества. Также метод экс-
тракции предлагалось использовать для обезжиривания сушенки" при произ-
водстве кормовой рыбной муки с содержанием жира менее 1 %. Такая мука может
быть использована, например, для изготовления стартовых кормов для молоди
лососевых рыб. В качестве экстрагирующих веществ предусматривалось исполь-
зование таких органических растворителей как ди- и трихлорэтаны, изопропило-
вый спирт, н-гексан, бензин и др.
Основными недостатками данного метода извлечения жиров, сдерживающи-
ми его внедрение в производство, являются токсичность органических раствори-
телей. пожаро- и взрывоопасность производства.
Получение жира из жиросодержащего сырья методом замораживания («хо-
лодный способ^) хотя и отличается невысоким выходом готового продукта, но
качество его может быть идеальным при использовании не задержанного сы-
рья. В основе метода заложено разрушение жиросодержаших тканей за счет
образования кристаллов льда, повреждающих мембраны жировых клеток. При
относительно медленном замораживании происходит намораживание раство-
рителя (волы) на достаточно редкие центры кристаллизации, вследствие чего
происходит образование крупных кристаллов льда, ответственных за наруше-
ние структуры тканей. В качестве сырья используют, как правило, жирную пе-
чень рыб. Замораживание и непродолжительное хранение мороженой печени
осуществляют при температуре не выше —30 *С, так как более высокие темпе-
ратуры хранения полуфабриката не позволяют надежно инактивировать ряд
ферментных систем, в частности, липазы. При температуре около -18 *С в ре-
зультате проявления активности липазы происходит процесс гидролиза три-
глицеридов и некоторых других липидов, в результате чего возможно повыше-
" Сушенкл — сухой пол><ибрик1т кормовой муки.
774
10.3. Способы выд«л«ний жиро из жиросодвржощвго сырья
ние кислотного числа жира печени на 1,5...2,0мг КОН/г после двухсуточного
хранения.
С целью извлечения жира печень размораживают до температуры 14,О.18*С.
измельчают и подвергают центрифугированию. В результате такой обработки при
относительно высокой жирности сырья удается извлечь до 70% находящегося в
нем жира. Относительно низкие температуры процесса хранения сырья и извле-
чения жира, позволяют сохранить большинство биологически активных вешеств
продукта, в том числе и витаминов (из них, например, витамин Е является при-
родным антиоксидантом, что способствует высокой стабильности продукта при
последующем хранении).
Трудности, связанные с созданием и поддержанием в течение продолжитель-
ного времени температуры ниже -30 *С, сдерживают широкое внедрение данного
способа в производство.
Ферментативный способ получения полуфабрикатов жиров не нашел широ-
кого применения в рыбной промышленности как собственно метод выделения
жира. Его применяют при изготовлении ферментативных гидролизатов и рыбных
силосов. Метод основан на разрушении жнросодержащих тканей в результате
воздействия протеолитических ферментов на белки, что способствует поврежде-
нию мембран клеток сырья, а также разрушению липопротеидных комплексов,
вследствие чего жир достаточного легко отделяется от водно-белковой массы.
Однако, наряду с гидролизом белков протекает ряд биохимических процессов,
приводящих к ухудшению качества жира. Особенно интенсивно происходит гид-
ролиз липидов под действием липазы, в результате чего увеличивается кислотное
число продуктов и они, как правило, реализуются в качестве низкосортных полу-
фабрикатов технических жиров. В некоторых случаях, для инактивации липазы
применяют подкисление сырья до pH 1...2с использованием неорганических
кислот, что впоследствии вызывает необходимость нейтрализации гидролизован-
ной массы Относительно высокие температуры процесса гидролиза - (35 + 5)’С,
в сочетании со свободным доступом кислорода воздуха, приводят к ускорению
процессов окисления, что в конечном итоге способствует образованию токсич-
ных вешеств (пероксидов, альдегидов, кетонов и др.). Поэтому основной целью
ферментативного способа отделения жира является ие получение жировой про-
дукции, а обезжиривание белковых гидролизатов.
Гидромеханический способ выделения жира заключается в механическом из-
мельчении печени с добавлением горячей воды в количестве от 20 до 30% от мас-
сы сырья. Полученную массу смешивают с горячей водой в соотношении 1:2или
1.3. после чего нагревают при перемешивании до температуры (80+ 5)'С. В ре-
зультате теплового воздействия в присутствии избытка воды создаются благопри-
ятные условия для перехода жира из жировых клеток в межклеточное простран-
ство и создания эмульсии. Последующее сепарирование позволяет отделить жир
от водно-белковой массы.
Электроимпульсный способ обработки жиросодержашего сырья применяют в
основном для снижения жирности готовой продукции при последующей обра-
ботке. Его применяют, например, при производстве кормовой муки из жирного
сырья. Данный способ выделения жира предусматривает предварительный на-
775
Глава 10. Технология жиров и витаминных препарата!
грев измельченного сырья до температуры около 40 *С с последующим воздей-
ствием электрического тока. Как правило, для обработки жиросодержащего сы-
рья используют несколько камер, в которых находятся параллельно расположен-
ные электроды. Напряжение и частота электрического тока подбираются в зави-
симости от вида сырья. В результате тепловой денатурации белков и
электромеханического воздействия на липопротеидные комплексы происходит
интенсивное разрушение мембран жиросодержащих клеток и выделение из них
жира. Важным условием процесса обработки является обеспечение минимально-
го количества воздушных включений в обрабатываемой массе, которые могут
служить барьером при создании каскада разрядов. Из обработанной таким обра-
зом массы жир может быть извлечен гидромеханическим или другим способом.
Ультразвуковой способ выделения жира основан на действии ультразвуко-
вых колебаний с частотой от 300 до 1500кГн на жиросодержащее сырье. Высо-
кочастотные звуковые колебания в результате механического воздействия на
молекулярном уровне приводят к деструкции макромолекул, в первую очередь —
белков. В результате изменения структуры белка и длины его полипептидных
цепей происходит разрушение мембран жиросодержащих клеток и ослабление
связей в липопротеидных комплексах; таким образом создаются условия для
выхода жира в межклеточное пространство и его отделения от водно-белковой
части сырья. Внедрение данного метода в производство сдерживается трудно-
стями его аппаратурного оформления и отрицательного влияния ультразвука на
обслуживающий персонал
10.4. СПОСОБЫ РАФИНАЦИИ ЖИРОВ
В отличие от масложировой промышленности, в рыбной отрасли нет четко
устоявшейся терминологии в области очистки жиров. Так, например, в рыб-
ной промышленности под термином рафинация понимается частный случай
химической очистки жировой продукции — нейтрализация, хотя термин ра-
финация имеет более широкое значение и охватывает вес способы очистки
жиров и масел от сопутствующих веществ. При проведении рафинации необ-
ходимо ие только удалить нежелательные примеси, но и сохранить все ценные
вещества, содержащиеся в продукте, нс допуская их разрушения и сократить
до минимума потери.
Используемые в рыбной промышленности способы выделения жира из жиро-
содержащего сырья. как правило, не позволяют получить освобожденные от при-
месей жиры (триглицериды). Наиболее часто триглицеридам в качестве примесей
сопутствуют азотистые и неомыляемые вещества, вода, свободные жирные кис-
лоты, фосфолипиды, продукты окисления липидов и другие. Наличие таких при-
месей, как азотистые вещества, фосфолипиды, вода, мыла и др., обусловливают
опалесценцию или мутность жира. Неомыляемые вещества, присутствующие в
рыбном жире, могут ие только увеличивать его биологическую ценность, в част-
ности — витамины, но и делать его непригодным для пищевого или кормового
использования, например — углеводороды. На органолептические свойства жи-
776
10.4. Способы рафинации жиров
ровой продукции, такие как вкус, запах, цвет, существенное влияние оказывает
присутствие в ней низкомолекулярных жирных кислот и продуктов окисления.
Кроме того, способность свободных жирных кислот к окислению в несколько раз
выше, чем у связанных, что также вызывает необходимость их удаления из пище-
вых и ветеринарных жиров, так как все продукты окисления обладают определен-
ным уровнем токсичности.
Для удаления из жира нежелательных примесей могут быть использованы раз-
личные способы рафинации:
• физические (отстаивание, центрифугирование, фильтрация);
♦ химические (гидратация и нейтрализация);
• физико-химические (адсорбция и дезодорация).
Выбор метода очистки зависит от состава и количества примесей, их свойств и
назначения продукта. В большинстве случаев для полной очистки жиров и масел
применяют комбинацию нескольких методов.
Физические способы рафинации применяются при первичной очистке
жиров для удаления нерастворимых в них вешеств, образующихся или попада-
ющих в продукт в процессе его извлечения или обработки (белковые вещест-
ва, мыла и др ).
Отстаивание производится в специальных отстойниках
(рис. 10.2), в которых под действием гравитационных сил
происходит постепенное осаждение посторонних примесей,
нс растворяющихся в жирах (азотистые вещества, вода
и др.). К основным недостаткам данного метода относятся
значительная длительность процесса, потребность в боль-
ших производственных площадях и малая эффективность
очистки, если удаляемые вещества имеют плотность, близ-
кую к плотности жира. Преимущество данного метода за-
ключается в простоте его осуществления. Данный метод до-
статочно широко используется в рыбной промышленности
при очистке жиров.
Эффективным методом очистки жиров и масел от
взвешенных примесей и воды является центрифугирова-
ние. Различают разделяющие центрифуги (применяются
для отделения воды от масел) и осаждающие (используют-
ся для удаления механических примесей). На рис. 10.3 и
10.4 показаны схема и внешний вид осаждающей центри-
фуги ОГШ.
Р»с 10.2. Емкость для
хранения жилкой жи-
ровой продукции
Характеристикой центрифуги, определяющей ее работу, служит фактор разде-
ления (Ф), который определяется как отношение центробежного ускорения к ус-
корению свободного падения:
(10 1)
(10-2)
(10.3)
777
Ггова 10. Технология жиро» и витаминных препаратов
Рве. 10.3. Схема центрифуги типа ОГШ:
/— ыииигнес устройство (сауктор*. 7. 5 — окн» выгрузки осад-
кв и слив» фугвтя; J — кожух. 4— питаюши труб». 6, II — опо-
ры, 7. 10 — штуцеры отвода фуги» и выгруми осади. В —
шнек; 9 — ротор; 12 — планетарный редуктор
Рас 10.4. Общий вид центрифуги ОГШ
Учитывая формулы (10.2) и (10.3), фактор разделения может быть рассчитан
по формуле (10.4):
где аи — центробежное ускорение, (рад2 м/с2); to — угловая скорость, рад/с; г —
радиус барабана, м; g — ускорение свободного падения, м/с2; v — частота враще-
ния, с-1.
Чем больше фактор разделения центрифуги, тем выше ее разделяющая спо-
собность. Повышение фактора разделения достигается увеличением радиуса ба-
рабана, а в еше большей степени — увеличением частоты вращения.
В разделяющей центрифуге (сепараторе) исходный жир поступает через по-
лый вал в рабочий барабан, где под действием центробежной силы происходит
его разделение на два потока; тяжелая жидкость с осадком и жир. Осадок накап-
ливается у внутренних стеиок барабана, тяжелая жидкость (вода), перемещаясь
вдоль нижней поверхности тарелок, удаляется, жир, перемещаясь вдоль поверх-
ности тарелок к центру барабана, выводится из аппарата.
В масложировой промышленности для очистки масел, содержащих значитель-
ное количество примесей, проводят центрифугирование с помощью саморазгружа-
юшихся центрифуг. На рис. 10.5 показаны общий вид и разрез сепаратора a-Laval.
778
10.4 Способы рофинсции жиров
б
Ряс. 10.5. Сепаратор фирмы a-Laval:
а — общи В вид сепаратор* АГРХ 407 BGP;
б—сепаратор в разрезе- !— подача жира; 2— выход очищенного жира; 3 выпад сточной
волк 4— напорные диски 5 — сепарационный барабан; 6— пакет тарелок; 7— окна ДЛЯ
выгрузки механических примесей S — скользящее дно барабан*
Для удаления осадка, содержащегося в жирах (например, после охлаждения
полуфабриката медицинского жира), широко применяется фильтрация на
фильтр-прессах (рис. 10.6).
Рж 10.4. Фильтр-прессы производства NETZSCH (Германия)
а — камерный: б — рамный
При фильтрации жир проходит через поры
фильтрующего материала, а взвешенные частицы
задерживаются на фильтре, частично закупоривая
его поры (промежуточный тип фильтрования).
При разделении суспензии, образующейся в про-
цессе очистки, например, соапстоков могут быть
применены непрерывно действующие фильтр-
прессы (рис. 10.7).
В данном случае имеет место образование осадка
на фильтрующей перегородке, так как диаметр твер-
дых частиц больше диаметра пор фильтрующего ма-
териала. Чаше всего в качестве фильтрующего мате-
риала в отечественной рыбной промышленности
Рис 10.7. Фильтр-пресс автома-
тизированный КМП
779
Главе 1 С. Технологи» жиро» и витаминных препарата»
используется ткань бельтинг Скорость процесса фильтрования описывается
уравнением:
dV F Ьр
X = —/р д—<|05)
Л |Х-(Ло+Лф.п)
где И— объем фильтрата, м’; F— площадь поверхности фильтрования, м2; т —
продолжительность фильтрования, с; Др — перепад давлений, Н/м2; р — вязкость
жидкой фазы. Н с/м2; — сопротивление осадка, м"'; АфП — сопротивление
фильтрующего материала, м '.
Движущей силой процесса фильтрации является разность давлений по обе
стороны фильтрующей поверхности. Скорость процесса фильтрации прямо про-
порциональна площади фильтрующей поверхности и разности давлений и обрат
но пропорциональна сопротивлению осадка и фильтрующей перегородки, а так
же вязкости жидкой фазы.
Химические способы очистки применяют для удаления из жира свободных
жирных кислот, фосфолипидов, азотистых веществ, мыл и некоторых других со-
единений.
Гидратация (удаление примесей с помощью воды) дает возможность выделить со-
держащиеся в жире вещества с гидрофильными свойствами, в первую очередь белки,
полипептиды, мыла и фосфолипиды. Фосфолипиды хота и являются ценными в пи-
щевом и биологическом отношении соединениями, но при хранении могут выпадать
в виде осадка, ухудшая органолептические и технологические свойства продуктов.
При гидратации жир обрабатывают водой в струйном смеситете или путем
орошения. Вещества, имеющие гидрофильные группы, набухают, при этом их
плотность увеличивается, и скорость осаждения возрастает
Нейтрализацией называется обработка жира с целью удаления свободных
жирных кислот, образовавшихся в нем в процессе гидролиза. Нейтрализация мо-
жет быть осуществлена путем обработки жира щелочами, карбонатом натрия, ам-
миаком В этом случае нейтрализация относится к химическим способам очист-
ки, но может быть проведена и электрохимическая нейтрализация, в этом случае
данный вил обработки должен быть отнесен уже к физико химическим способам
очистки. Тем не менее, все указанные способы нейтрализации основаны на взаи
модействии анионов жирных кислот и катионов, чаще всего щелочных металлов.
В ионном виде данная реакция выглядит следующим образом
R COO + Na*----*- R-COONa,
т. е. в результате нейтрализации образуются соли жирных кислот (мыла), которые
достаточно хорошо растворяются в горячей воде и могут быть отделены от жира с
образованием соапстока11.
При обработке жира, содержащего свободные жирные кислоты, щелочью ре-
акция нейтрализации имеет следующий вид:
R-COOH + NaOH-----► RCOONa + Н2О
” Соапсток (от аягл юар — мыло) — это продукт, образующийся при нейтрализации хыров. прелстааляюший со-
бой концентрированный раствор солей жирных кислот (мыл) в воде
780
10.4. Способы рафинации жиров
В случае использования карбоната иатрия реакция нейтрализации идет анало-
гичным образом
R-COOH + Na?CO-------*• R-COONa + NaHCO3
Но гидрокарбонат натрия, являясь малоустойчивым соединением, при повы-
шенной температуре превращается в карбонат с образованием воды и углекис-
лого газа:
2NaHCO3------► Na2CO3 + Н20 + СО,
Интенсивное образование углекислого газа при нейтрализации жиров с высо-
ким кислотным числом карбонатом натрия может приводить к значительному
вспениванию продукта, что требует применения мероприятий для гашения пены.
Нейтрализация аммиаком основана иа смешивании жира с водой и пропуска-
нии через полученную эмульсию аммиака, в результате чего аммиак, растворяясь
в воде, образует гидроксид аммония, вступающий во взаимодействие со свобод-
ными жирными кислотами:
NHj + Н2О----► NH4OH
R-COOH + NH4OH-------► R-COONH, + H2O
Данный метод обработки не нашел применения в рыбной промышленности в
связи со сложностью обеспечения нормальных условий труда для обслуживаю-
щего персонала, связанных с токсичностью аммиака.
Электрохимическая нейтрализация является наиболее перспективной, так
как позволяет отказаться от использования химически активных реагентов
(NaOH и Na,CO3). значительно улучшить условия труда обслуживающего персо-
нала и уменьшить уровень энергозатрат. Электрообработка эмульсии жира осу-
ществляется в катодной камере двухкамерного электроактиватора непрерывного
действия. Полупроницаемая мембрана позволяет катионам, образующимся при
диссоциации поваренной соли, свободно продвигаться к катоду, в то же время
препятствуя выходу нейтрализуемого жира из катодной камеры. Схематично про-
цесс электронейтрализации показан на рис. 10.8.
При пропускании эмульсии жир: солевой раствор через катодную камеру про-
текают реакции ионизации и нейтрализации:
R-COOH + NaCl - ► R COO + Н" + Na* + СГ--------► R-COONa + HCI
Специалистами Гипрорыбфлота предложены оптимальные условия процесса
электроиейтрализации: сила тока от 400 до 500 А; напряжение около 20 В; соотно-
шение жира и водио-солсвой смеси — 1:1; концентрация солевого раствора —
10%.
Внедрение данного метода в производство сдерживается в связи с тем, что до
конца ие решены проблемы выбора материалов для изготовления полупроницае-
мой мембраны и электродов
Физико-химические способы очистки применяют, как правило, для улучше-
ния товарного вида продукции.
781
Глове 10 Технолога* жмро* и внтоммнных препоратое
Рис 10.8. Схема процесса электроне йтрализацни жира.
I — своБодние жирные кислоты; 1 — ыгслш» камер*; 3 — натриевые спаи жирных
кислот; 4 — анодная камера; 5 — мембрана
Адсорбция применяется с целью отбеливания масла или жира. Для отбелива-
ния применяют активированные кислотной обработкой отбеливающие бенто-
нитовые глины. Основными компонентами бентонитовых глин являются алю-
мосиликаты А12О3 nSiO2, в их составе имеются щелочные и щелочноземельные
металлы Активные глины вводят в продукт в количестве до 2,0...2,5 % от массы
жира. В небольшом количестве для осветления жиров и масел применяют акти-
вированные угли (в смеси с глинами и самостоятельно). В процессе обработки иа
поверхности отбеливающих материалов адсорбируются жирорастворимые пиг-
менты, некоторые низкомолекулярные соединения. Одновременно с отбелкой в
жирах идут нежелательные процессы — изомеризация жирных кислот и сниже-
ние стабильности отбеленных жиров при хранении вследствие удаления природ-
ных антиоксидантов.
Данный способ обработки получил широкое распространение при обработке
растительных масел, в рыбной промышленности его практически не используют.
Дезодорация жиров и масел применяется для удаления веществ, придающих
продуктам специфический вкус и запах: ненасыщенных углеводородов, низкомо-
лекулярных кислот, альдегидов, кетонов, природных эфирных масел и др.
Дезодорация представляет собой дистилляцию указанных соединений из жи-
ра водяным паром при высокой температуре и низком остаточном давлении. При
необходимости перед дезодорацией жир подвергают щелочной нейтрализации и
отбеливанию.
Устройство дезодораторов позволяет проводить процесс в тонком слое, т. е.
жир в аппарате находится в виде тонкой пленки. Продолжительность пребывания
жира в дезодораторе ограничивается (не более 25 мин), чтобы не вызвать интен-
сивного окисления жирных кислот при довольно высокой температуре
(150—160 *С). Остаточное давление в дезодораторе 50 Па, давление водяного пара
3...4 МПа. В условиях глубокого вакуума, высокой температуры и барботирова-
ния перегретого водяного пара из жира удаляются соединения, сообщающие ему
вкус и запах — происходит дезодорация жира. Дезодорированный жир охлаждают
782
10 5 Технология жиров
и хранят под вакуумом в атмосфере инертного газа. При остановке дезодоратора
(аварийной или плановой) всю систему заполняют инертным газом.
10.5. ТЕХНОЛОГИЯ ЖИРОВ
Рыбные жиры различного назначения вырабатываются, как правило, в два
этапа. Первый этап производства предусматривает получение жира-полуфабри-
ката и осуществляется, чаше всего, в морских условиях. Целью второго этапа об-
работки является доведение жира-полуфабриката до требований, предъявляемых
нормативными документами к готовой продукции. Очистка жира-полуфабрика-
та, изменение его свойств в желаемом направлении, товарное оформление про-
дукта осуществляется в береговых условиях. Связано это со значительным водо и
энергопотреблением жирового производства, отсутствием многих видов оборудо-
вания в морском исполнении и других причин. Выбор технологической схемы,
как производства жира-полуфабриката, так и готового продукта зависит от вида
жиросодержащего сырья, масштаба производства, его обеспеченности оборудо-
ванием. назначения продукта и других факторов.
10.5.1. Технология медицинского жира
Производство рыбного жира в качестве медицинского препарата связано с его
высокой биологической ценностью. В связи с тем, что биологическая ценность ли-
пидных препаратов зависит от уровня содержания полинеиасыщенных жирных
кислот, жирорастворимых витаминов и других биологически активных веществ, то
основной целью данной технологии является увеличение биологической эффек-
тивности жира, выделенного из печени некоторых видов рыб при низкотемпера-
турной фильтрации. Для очистки полуфабриката медицинского жира могут быть
применены исключительно физические методы рафинации. Технологическая схе-
ма производства полуфабриката медицинского жира показана на рис. 10.9.
Технология полуфабриката медицинского жира. Прием и аккумулирование печени.
В качестве жиросодержашего сырья при изготовлении медицинского жира исполь-
зуют только печень некоторых видов рыб. Целесообразно при извлечении печени
из брюшиой полости рыбы незамедлительно освобождать ее от других внутренно-
стей. а также желчного пузыря, разрыв которого значитечьно ухудшает товарные
свойства печени. Содержание жира в печени должно быть не менее 10 %, в против-
ном случае отделить его от водно-белковой массы после разваривания и отстаива-
ния не представляется возможным. К показателям безопасности при приемке пе-
чени относят содержание витамина А, которое не должно превышать 500 ME в 1 г
жира для предотвращения гипервитаминоза при пероральном использовании ме-
дицинского жира, а также наличие в печени нематод не более 10 экземпляров иа
1 кг печени, обеспечивающее биологическую безопасность сырья.
Инструкция по производству медицинского жира допускает использование
печени-сырца или печени, законсервированной охлаждением, замораживанием.
783
Глава 10. Технология жиро» и витаминных пропорото»
Прием печени
I
Аккумулирован ие
I
Мойка
I
Сортировка
I
Измельчение
I
Вытапливание
I
Отстаивание
I Полуфабрикат I I Гр„са1 I
| медицинского жира | 1------------1
I Вытапливание
Нагревание |
| Отстаивание
Сепарирование ----_----,
п 1 Полуфабрикат [ Гракса II |
Охлаждение ^риирвогожнра] |
> | Производство
Расфасовка Дообработка кормовой продукции
J ц и товарное
Вз.ешимяяе оформление
I
Упаковка
I
Маркировка
I
Хранение
Рис. 10.9. Технологическая схема производства полуфабриката
медицинского жира
посолом или пастеризацией. Однако условия хранения, даже непродолжительно-
го, при заготовке мороженой, соленой и пастеризованной печени не позволяют
надежно законсервировать сырье и протекающие в нем процессы гидролиза и,
особенно, окисления, делают выделенный впоследствии полуфабрикат непри-
годным для использования на медицинские цели. Поэтому предпочтительно ор-
ганизовывать производство полуфабриката медицинского жира на борту добыва-
ющих судов при непродолжительном хранении печени-сырца или охлажденной
печени. Продолжительность хранения печени-сырца, извлеченной из брюшиой
полости рыб, ие должна превышать 8 ч при температуре не выше 8 °C. Оговарива-
ются также условия хранения рыбы-сырца до ее разделки. Рыбу, охлажденную
морской водой до температуры не выше 5 °C, допускается хранить не более 24ч.
Хранение рыбы на воздухе в теплое время гола сокращает срок ее хранения до 2 ч.
Охлажденную льдом печень рекомендуется хранить не более 36 ч при температуре
от-1 до2°С.
Мойка и сортировка печени. Извлеченная из брюшной полости рыбы печень
бывает сильно загрязнена слизью, кровью ит. п., что создает благоприятные ус-
784
10.5 Технологи* жиро*
довия для развития гнилостной и другой микрофлоры, жизнедеятельность кото-
рой приводит к быстрому ухудшению качества сырья. Печень промывают мор-
ской или пресной водой, имеющей температуру не выше 5 ‘С, до полного устра-
нения загрязнений с последующим обеспечением стекания промывных вод.
В процессе сортировки отделяют недоброкачественное сырье, значительно пора-
женное паразитами, с признаками цирроза, ослабевшей консистенцией или дру-
гими порочащими признаками.
Измельчение. Перед загрузкой печени в жиротопный котел желательно прово-
дить се измельчение с использованием волчка с диаметром отверстий решетки
4...6 мм, что позволяет увеличить выхода жира на 2—4 % за счет увеличения удель-
ной поверхности обрабатываемого сырья н снижения влияния эффекта «завари-
вания» при термической обработке.
Вытапливание. Вытапливание жира из печени целесообразно производить в
жиротопных котлах, снабженных паровой рубашкой, обеспечивая постепенный,
в течение 60мин, подъем температуры до (80 ± 10)‘С при непрерывном переме-
шивании во избежание местного перегрева сырья. Однако в большинстве случаев
на судах устанавливают жиротопные котлы, в которых предусмотрено использо-
вание острого пара, что значительно снижает выход жира и его качество. Основ-
ной целью процесса вытапливания является разрушение мембран жиросодержа-
ших клеток в результате тепловой денатурации белков и обеспечение выхода жи-
ра в межклеточное пространство. Общая продолжительность промесса вытапли-
вания, включая время иа прогрев массы, зависит от жирности обрабатываемого
сырья и составляет в среднем около 90 мин.
Отстаивание. Операцию проводят при выключенной мешалке в течение
1...2 ч. В результате гравитационного воздействия смесь, полученная в результате
вытапливания, разделяется в зависимости от химического состава сырья и вида
используемого пара иа две или три фракции. Жир, имеющий плотность меньше
плотности воды и плотных вешеств, собирается в верхней части котла; под слоем
жира образуется слой граксы. При использовании тощей печени в нижней части
котла собирается водный отстой, количество которого увеличивается за счет кон-
денсата при использовании острого пара в процессе разогрева и вытапливания
сырья. Выход жира при первом вытапливании зависит от химического состава
сырья, параметров проведения процесса, способа отделения жира от граксы и
других факторов и составляет в среднем около 70 % от его общего содержания в
сырье. Отстоявшийся жир сливают по трубопроводу, применяя фильтрующий ма-
териал. Для более эффективного использования сырья операцию вытапливания
целесообразно повторить, так как в граксе (на схеме — гракса I) после первого
вытапливания остается значительное количество жира.
Режимы второго вытапливания и отстаивания аналогичны применяемым в
первом случае, ио в результате длительного влияния высокой температуры, при-
сутствия воды, азотистых вешеств н контакта с кислородом воздуха, качество вы-
деляемого при этом жира не соответствует требованиям, предъявляемым к полу-
фабрикату медицинского жира. Полученный после второго вытапливания жир
собирают в отдельную емкость для реализации в последствии как полуфабрикат
ветеринарного жира. Граксу, образующуюся после второго вытапливания (иа схе-
785
Глава 10. Технология жиров и витаминных препаратов
Рис. 10.10. Обший вид теплооб-
менника «труба в трубе»
ме — гракса II), отделяют от водного отстоя и используют для изготовления кор-
мовой продукции.
Нагревание и сепарирование. Жир, отделенный от граксы методом декантации,
может содержать значительное количество нежировых примесей, в частности во-
ды и азотистых вешеств, существенно ухудшающих качество жира при последую-
щем хранении, катализируя реакции гидролиза, окисления и полимеризации или
участвуя в них. Поэтому перед направлением полуфабриката медицинского жира
на хранение желательно проводить жировое сепарирование для удаления указан-
ных примесей. Предварительное нагревание жира способствует снижению его
вязкости и способствует лучшему отделению воды и гидрофильных примесей при
последующем сепарировании Нагревание может быть осуществлено путем бар-
ботирования острого пара в продукт или применения теплообменников, чаше
всего типа труба в трубе, греющей средой в которых является перегретый пар
(рис. 10.10).
Жир разогревается до температуры (90±5)*С.
Для удаления гидрофильных примесей и воды из
жира используют жировые сепараторы различного
типа. С целью более эффективного удаления приме-
сей в сепаратор одновременно с жиром подают горя-
чую пресную воду с температурой от 90 до 95 'С в со-
отношении жир: вода — 5:1. Для более полной
очистки жира от сопутствующих примесей, приме-
нение сепарирования может быть двух- или трех-
кратным. Жир после сепарирования должен быть
совершенно прозрачным. К сожалению, в условиях
промысла с целью экономии пресной воды, сепарирование, как правило, не про-
изводят. что отрицательно сказывается иа качестве полуфабриката медицинского
жира, доставляемого на береговые предприятия.
Охлаждение Для снижения скорости химических реакций, с которыми связано
ухудшение качества жира прн хранении, необходимо сразу после его очистки сни-
зить температуру до возможно более низкого значения. Для этой цели могут быть
использованы теплообменники типа труба в трубе, в которых циркузирует холод-
ная вода или рассол (рис. 10.10). Возможно использование для этой цели охлаж-
денной морской воды. Технологическая инструкция регламентирует температуру,
до которой следует охлаждать полуфабрикат медицинского жира, не выше 25 "С
Расфасовка, взвешивание, упаковка и маркировка. Данные технологические опе-
рации могут быть объединены общим названием — товарное оформление продук-
ции. При массовом производстве в условиях промысла полуфабрикат медицинско-
го жира ранее сливали в жировые танки вместимостью до Юм’, в которых он хра-
нился до реализации на береговые предприятия. Коррозирующие материалы, из
которых изготавливались жировые танки, способствовали активизации окисли-
тельных процессов, участвуя в них в качестве катализаторов. Значительная вмести-
мость указанных емкостей обеспечивала большую плошадь «зеркапаг — поверх
ности контакта жира с кислородом воздуха, что также ускоряло процессы окисле-
ния и полимеризации. Кроме того, зачистка танков после выгрузки из них жира не-
786
10.5. Технологи» жиров
безопасна с точки зрения охраны труда из-за высокой концентрации летучих
продуктов окисления, обладающих высоким уровнем токсичности.
В настоящее время, в связи с сокращением добычи рыб, печень которых при
годна для изготовления полуфабриката медицинского жира, хрансиис полуфаб-
рикатов на судах осуществляют в емкостях вместимостью до 200 дм3, изготовлен-
ных из коррозионно-устойчивых материалов. Емкости с жиром снабжают пас-
портом с указанием вила рыбы, из печени которой получен жир, латы загрузки
жира в емкость, массы жира, его кислотного числа, наименования предприятия-
изготовителя.
Хранение. Полуфабрикат медицинского жира в условиях промыслового судна
необходимо хранить при возможно более низких температурах. Так как процессы
гидролиза, окисления и полимеризации остановить в реальных условиях невоз-
можно. то желательно сокращать время пребывания жира на борту судна.
При сдаче полуфабриката медицинского жира на береговые жироперерабаты-
вающие предприятия, начинается второй этап производства готовой продукции.
Технологическая схема изготовления медицинского жира показана иа рис. 10.11.
Прием полуфабриката
медицинского жира
1
Аккумулирование
I
Нагревание
I
Сепарирование
I
Охлаждение
IФильтрованный полуфабрикат
медицинского жира
Фильтрование
} | Стеарин
Витаминизация
I
Расфасовка
I
Взвешивание
Расфасовка
I
Взвешивание
I
Упаковка
I
Упаковка
I
Маркировки
Хранение
I
Маркировка
I
Хранение
Рис. 10.11. Технологическая схема изготовления меди-
цинского жира
Технология готового медицинского жира из полуфабриката. Прн приемке полу-
фабриката медицинского жира осуществляется количественная и качественная
оценка принимаемого груза. В процессе оценки качества поступившего полуфаб-
риката медицинского жира основное внимание уделяют кислотному числу, кото-
787
Глава 10. Телеология жиров и витаминных препаратов
рое не должно превышать 1,5 мг КОН/г жира, альдегидному числу, которое ие
должно быть выше 6 мг/100 г коричного альдегида и органолептическим свой-
ствам продукта. При несоответствии качества полуфабриката требованиям тех-
нических условий хотя бы по одному показателю, жир принимается с понижени-
ем товарной ценности и хранится в отдельных емкостях.
Если полуфабрикат медицинского жира после вытапливания был подвергнут
сепарированию и остается прозрачным после хранения, то проводить дополни-
тельно его нагревание и сепарирование на береговом предприятии нецелесооб-
разно. так как при этом неизбежно разрушаются биологически активные вещест-
ва и накапливаются продукты окисления. Прозрачный полуфабрикат жира на-
правляется на охлаждение
Охлаждение и фильтрование. Назначение данных операций направлено иа увели-
чение биологической эффективности медицинского жира. Известно, что температу-
ра кристаллизации жирных кислот, как свободных, так и в составе триглицеридов,
зависит от их молекулярной массы и степени ненасыщенности. Таким образом, при
медленном охлаждении полуфабриката медицинского жира происходит кристалли-
зация высокомолекулярных насыщенных жирных кислот (С14 с . ..С^ с). удаление ко-
торых при фильтрации в значительной мере повышает уровень содержания полине-
насышенных жирных кислот, и. как следствие, биологическую эффективность жира.
Охлаждают полуфабрикат медицинского жира в течение З...4ч в двугельных
баках с механической мешалкой при помоши подаваемого в зарубашечиое про-
странство холодного рассола (раствора СаС12) до температуры (0±0.5)“С. Вы-
кристаллизовавшийся при охлаждении продукт является смесью триглицеридов,
в состав которых входят различные насыщенные жирные кислоты, среди которых
преобладает, как правило, стеариновая кислота (С|80), вследствие чего данный
продукт получил название «стеарин». Охлажденный жир без задержек направля-
ют на фильтрацию для отделения стеарина. Стеарин в дальнейшем может быть
реализован как самостоятельный продукт для изготовления косметических
средств или других целей, но иа большинстве жиро перерабатывающих предпри-
ятий его используют для изготовления ветеринарного жира. Фильтрацию жира
производят с использованием ткани бельтинг, выдерживающей давление продук-
та до 10кгс/см2 (1 МПа) иа камерных или рамных фильтр-прессах (рнс. 106,
с. 779), поддерживая давление от 0,3 до 2,Окгс/см2 на разных стадиях процесса.
При фильтровании температуру воздуха в помещении поддерживают на уровне
(0±0,5)°С и следят за тем, чтобы профильтрованный жир был совершенно про-
зрачным. В зависимости от уровня содержания в полуфабрикате медицинского
жира витаминов А и D. после фильтрации его направляют на витаминизацию или
товарное оформление.
Витаминизация. В соответствии с фармакопейной статьей содержание вита-
мина А в 1 г медицинского жира должно быть от 350 до 1 000 ME в пересчете на ре-
тинол ацетат, витамина D — от 50 до 100 М Е в пересчете на эргокальциферол (D2).
Жир, с содержанием витаминов А и D3 ниже установленной нормативным доку-
ментом нормой, направляют на витаминизацию.
Витаминизацию жира осуществляют путем добавления к нему при перемеши
гании концентратов витаминов А и D2, допущенных к употреблению в соотвст-
788
10.5. Технология жиров
ствии с нормативными документами. Массу (Л) препарата витамина А или D2, не-
обходимого для витаминизации, рассчитывают по формуле:
Х= М(а~Ь)
где М масса подвергаемого витаминизации жира, кг; а требуемое содержа-
ние витамина А или D2 в витаминизированном жире, МЕ на 1 г; b — содержание
витамина А или Dj в подвергаемом витаминизации жнре, МЕ на 1 г; с — содержа-
ние витамина А или D2 в используемом витаминном препарате, МЕ на 1 г.
Витаминизируемый жир загружают в специальные аппараты, снабженные ме-
шалкой, одновременно с расчетным количеством препаратов витаминов. Про-
цесс ведут при перемешивании в течение 20...30 мин для равномерного распреде-
ления витаминов по всему объему жира.
Расфасовка, взвешивание, упаковка и маркировка. Для
обеспечения лучшей сохранности медицинского жира
желательно для его расфасовки использовать химически
инертную стеклянную тару Чаше всего для этого ис-
пользуют стекля иные банки вместимостью 10дм3, хотя
фармакопейная статья разрешает использование сталь-
ных бочек вместимостью до 275дм3. Тару всех видов за-
полняют жиром с оставлением до 1 % свободного объ-
ема, учитывая возможность объемного расширения
продукта при колебании температуры хранения. Рас-
фасовка жира может производиться с помощью уст-
ройств для разлива жидких продуктов (рис. 10.12) По-
сле герметичного укупоривания тары производят ее
пломбирование и маркирование. Учитывая хрупкость
стеклянной тары, банки с продуктом дополнительно
упаковывают в деревянные ящики, выстланные струж-
кой или другим амортизирующим материалом.
Хранение. При хранении готового медицинского жи-
ра следует соблюдать условия, обеспечивающие мини-
мальную скорость протекания химических реакций, в
(10.6)
Рис. Ю 12. Установка для раз-
лива жидкой жировой продук-
ции УД-2ПБ
частности окисления. Рекомендуется хранить продукт при температуре не выше
10'С в защищенном от света месте Срок годности медицинского жира — 1 год.
Выход готового медицинского жира зависит от химического состава сырья,
параметров технологического процесса, а также других факторов и в среднем со-
ставляет 38 % от массы перерабатываемого сырья.
10.5.2. Технология ветеринарного жира
Ветеринарные жиры изготавливаются для подкормки сельскохозяйственных жи-
вотных с целью повышения их иммунитета к различным заболеваниям, улучшения
физического состояния, а также увеличения скорости прироста мышечной массы.
789
Глава 10. Технологи* жирев и витаминных препаратов
Прием полуфабриката
ветеринарного (технического) жира
I
Аккумулирование
I
Нагревание
------------- Сепарирование
I
Нейтрализация —
I
Отстаивание
Z
| Нейтрализованный жир j
Гидратация
I
Нагревание
I
Сепарирование
I
— Охлаждение
I
Витаминизация
I
Добавление
антиокислителя
I
Расфасовка
I
Взвешивание
I
Упаковка
I
Маркировка
I
Хранение
Для изготовления ветеринарного жира могут быть использованы полуфабрикаты,
выделенные разными методами из различных тканей и органов гидробионтов живот-
ного происхождения. В связи с этим качество полуфабрикатов значительно варьиру-
ет. Наиболее ценным сырьем для изготовления ветеринарного жира является одно-
именный полуфабрикат, ио могут быть использованы и полуфабрикаты технического
жира. Для обеспечения высокого качества готовой продукции в сочетании с доста-
точной экономической эффективностью целесообразно использовать полуфабрика-
ты технического жира 1 и 2 сортов, но при дефиците сырья на предприятии может
быть использован полуфабрикат 3 сорта. В зависимости от качества принятого полу-
фабриката подбираются методы очистки, позволяющие при минимальных затратах
получить наилучшие качественные характеристики готового продукта. Для очистки
ветеринарного жира могут быть использованы любые методы рафинации. Техноло-
гическая схема производства ветеринарного жира представлена на рис. 10.13.
Прием полуфабриката ветеринарного
(технического) жира. Полуфабрикат жира
принимают партиями, при этом контроли-
руют его количество и качество. Основным
объективным критерием качества полу-
фабриката жира при приемке является его
кислотное число, кроме того, оценивают
органолептические свойства жира. В зави-
симости от качества принимаемого жира
его хранят в различных емкостях. Допуска-
ется смешивать различные партии полу-
фабрикатов жиров, если они имеют сход-
ные качественные признаки.
Аккумулирование. Хранят полуфабрика-
ты жира в чистых сухих емкостях в защи-
щенном от света месте. Температура хране-
ния продукта ие должна превышать 25 “С.
Нагревание и сепарирование. Данный
вид обработки применяют к полуфабрика-
там ветеринарного и технического жиров
при наличии значительного количества
гидрофильных примесей, делающих жир
мугным Для сепарирования продукта при-
меняют жировые сепараторы различных
марок. Параметры процесса нагревания и
сепарировании аналогичны описанным
ранее в п. 10.5.1, иа с. 786.
Нейтрализация. Важным показателем
качества рыбных жиров являются их кис-
лотные числа, характеризующие степень
Ряс. 10.13. Технологическая схема произвол- гидролиза по накоплению свободных жир-
сгва ветеринарного жира ных кислот. Свободные жирные кислоты
| Соалсток"}
Дообработха
790
10-5- Технологи» жиров
сами по себе практически не изменяют органолептических свойств продукта, не
обладают токсичностью, но они менее устойчивы к окислению по сравнению с
жирными кислотами, входящими в состав триглицеридов. Этот факт является ос-
новной причиной внедрения в технологическую схему производства ветеринар-
ных жиров операции «нейтрализация . С другой стороны, нейтрализация жиров
также является нежелательным процессом, так как при ее проведении разруша-
ются многие биологически активные вещества, происходит изомеризация жир-
ных кислот, омыление триглицеридов, снижающее выход жира и т. д. Эти причи-
ны стали основанием для увеличения допустимого значения кислотного числа до
10мг КОН/г готового ветеринарного жира при условии его прозрачности. Про-
зрачность жира в данном случае оговаривается не случайно, так как в противном
случае, чаше всего, имеет место образование трудно разрушаемых эмульсий, а
присутствие в жире воды неизбежно влечет гидролиз триглицеридов при хране-
нии жира. Таким образом, если кислотное число прозрачного жира намного
меньше 10 мг КОН/г, что характерно для полуфабрикатов ветеринарного и техни-
ческого (1 сорт) жиров, то нейтрализацию желательно не проводить.
Учитывая возможность протекания реакций гидролиза при хранении жира,
реакцию нейтрализации проводят в тех случаях, когда его кислотное число близ-
ко по значению к верхнему пределу требований нормативного документа, или
превышает эту величину. При изготовлении ветеринарного жира обязателвно
подвергаются нейтрализации прозрачные полуфабрикаты жиров, если их кислот-
ное число более 10 мг КОН/г, и жиры с кислотным числом более 3 мг КОН/г —
при условии их непрозрачности. Наибольшее распространение в рыбной про-
мышленности получило использование гидроксида натрия при проведении ней-
трализации.
В зависимости от величины кислотного числа жира нейтрализация может
быть проведена в один или два этапа. Двухэтапную нейтрализацию применяют в
том случае, если кислотное число жира выше 20 мг КОН/г (технический полуфаб-
рикат 3 сорта). Поэтапное повышение температуры и внесение растворов реаген-
тов позволяет сократить потери жира за счет омыления триглицеридов. Значи-
тельное омыление триглицеридов может происходить при использовании высо-
коконцентрированных (более 10%) растворов щелочи для нейтрализации жира.
Потребное количество кристаллического гидроксила натрия (А) в кг может
быть рассчитано по формуле;
40-Л/- КЧ _ ЛГ КЧ
56,1 • 1000 ’ 1400 ’
(10.7)
где М — масса нейтрализуемого жира, кг; КЧ — кислотное число жира,
мг КОН/г; 40 — молярная масса гидроксида натрия, г; 56,1 — молярная масса
гидроксида калия, г; 1000 — коэффициент пересчета миллиграммов в граммы.
Нейтрализацию жиров проводят в гидродизаторах с кислото-шелочеустойчи-
вымн покрытиями внутренней поверхности аппарата. К разогретому до темпера-
туры (55 + 5)°С жиру при непрерывном перемешивании добавляют расчетное ко-
личество щелочи в виде раствора с концентрацией гидроксида натрия 10%. Для
обеспечения полного связывания свободных жирных кислот допускается добав-
791
Глава 10. Технология жиров и витаминных препаратов
чять в жир небольшой избыток щелочи (ие более 5 % расчетной массы). В некото-
рых случаях для лучшего протекания процесса нейтрализации и отделения мыла,
к жиру предварительно и в процессе нейтрализации добавляют горячую воду или
раствор поваренной соли с концентрацией 5...7г/дм\ Продолжительность ней-
трализации составляет от 15 до 20мии, после чего перемешивание прекращают и
жир оставляют для отстаивания.
Отстаивание. В процессе отстаивания происходит постепенное разделение
смеси на две фракции. Соапсток, имеющий большую по сравнению с жиром
плотность, оседает на дно аппарата, жир собирается вето верхней части. Продол-
жительность процесса составляет от 2 до 3 ч Соапсток может представлять значи
тельную экологическую угрозу, поэтому на современных жироперерабатываю-
ших предприятиях применяются технологии по его утилизации. Отделившийся
при отстаивании жир, имеет в своем составе значительное количество гидро-
фильных примесей, в том числе мыта и щелочи, присутствие которых в готовом
продукте не допускается. Для удаления указанных примесей применяют гидрата-
цию (промывку) жира и сепарирование.
Гидратация, нагревание, сепарирование. Для удаления гидрофильных приме-
сей из жира при гидратации используют воду с температурой (60 + 10)*С, кото-
рую подают в аппарат, равномерно орошая поверхность жира. Вода, имея боль-
шую плотность, и. проходя через жир, взаимодействует с гидрофильными ве-
ществами, вызывая их набухание и осаждение При обработке жира с большим
кислотным числом в процессе нейтрализации происходит образование значи-
тельного количества мыла, поэтому гидратацию повторяют два или три раза.
После чего жир направляют на нагревание и жировое сепарирование. Сепари-
рование также может быть многократным, пока не будет получена отрицатель-
ная реакция иа фенолфталеин пробы жира, отходяшего из сепаратора. Для оп-
ределения полноты удаления шелочи и мыла, взятая проба жира смешивается с
дистиллированной водой в соотношении 1:1, добавляется несколько капель
спиртового раствора фонол фталеин а, после чего смесь взбалтывается. При на-
личии в жире катионов (в частности Na+) жировая эмульсия приобретает сире-
невое окрашивание.
Очишсиный от примесей и воды жир подается на охлаждение.
Охлаждение. Обоснование необходимости проведения операции охлаждения
описано вп. 10 5.1, нас. 786.
Витаминизация. В ГОСТ на ветеринарный жир предусмотрены различные
уровни содержания витаминов. В натуральном жире (не подвергавшемся витами-
низации) нормируется только содержание витамина А, причем предлагается два
уровня: от 500 до 1000 МЕ/г и от 1000 до 2000 МЕ/г. Формирование цены на гото-
вую продукцию учитывает уровень содержания в жире витамина А. Витаминиза-
цию проводят в том случае, если содержание витамина А в жире менее 500 МЕ/г
В витаминизированном жире нормируется содержание не только витамина А
(1000 МЕ/г), но и витамина D (500 МЕ/г). Порядок расчета необходимых для ви-
таминизации количеств препаратов витаминов и проведение операции витами-
низации приведены в п. 10.5.1, иа с. 788. В некоторых случаях витаминизацию за-
меняют операцией «нормализация*, предусматриваю шей смешивание различных
792
105 Технология жиров
партий ветеринарного жира, имеющих различное содержание витамина А, для
обеспечения стандартного его содержания в объединенной партии.
Добавление антиокислителя. Для стабилизации ветеринарного жира использу-
ют синтетический антиокислитель фенольного типа — ионол. Для удобства дози-
рования кристаллический ионол растворяют в небольшом количестве жира По-
лученный раствор с известной концентрацией антиокислителя вводят в стабили-
зируемый жир в количестве, обеспечивающем в готовом продукте массовую долю
ионола от 0.15 до 0,2% Принцип действия ионола подробно рассмотрен в
подразделе 9.3.4, с. 746.
Расфасовка, взвешивание, упаковка и маркировка. Для расфасовки ветеринар-
ного жира применяются, как правило, стальные бочки вместимостью до 200 дм’
Крупным потребителям допускается отправка ветеринарного жира, расфасован-
ного в железнодорожные или автомобильные цистерны. Разрешено фасовать ве-
теринарный жир в стеклянные и металлические банки различной вместимости
для реализации мелким фермерским хозяйствам. Тару заполняют жиром на 99%
ее вместимости. Контроль массы нетто осуществляют по разности результатов
взвешивания пустой и наполненной тары. На некоторых предприятиях взвеши-
вание заменяют дозированием заданного объема жира с учетом его плотности
(0,92 г/см3). Маркирование продукта осуществляют в соответствии с норматив-
ными документами с учетом вида тары, путем нанесения трафарета, наклеивания
этикеток и т. д.
Хранение. Хранят ветеринарный жир в темных складских помещениях при воз-
можно более низкой температуре окружающего воздуха. В летний период допуска-
ется температура хранения не выше 30°C. Срок хранения готового продукта — не
более одного года с даты изготовления.
10.5.3. Технология пищевого жиро
Пищевые рыбные жиры рыбная промышленность традиционно производит в
незначительных количествах. Связано это со специфическими, в первую очередь
органолептическими свойствами продукта, что существенно затрудняет или де-
лает невозможным кулинарное использование рыбного жира без изменения его
свойств. На пищевые пели в нашей стране ранее использовались видоизменен-
ные жиры рыб и морских млекопитающих (маргарины, саломасы и др.), произ-
водство которых предусматривает гидрогенизацию. Такой способ обработки был
актуален при широкомасштабном производстве жировой продукции во время
промысла китов. Гидрогенизированис нс только нс позволяет сохранить уникаль-
ный жирнокислотный состав липидов гидробионтов, но и ведет к потере биоло-
гической активности большинства жирорастворимых витаминов В настоящее
время в России гидрогенизация используется при переработке растительных ча
сел. Тем не менее, во многих странах (Япония Норвегия, Великобритания, Перу
и др.), производящих значительное количество рыбных жиров, гидрогенизация
широко используется для изготовления маргаринов с различной консистенцией.
Технологическая схема изготовления маргарина представлена на рис. 1С. 14
793
Глава 10 Технология жиров и витаминных препаратов
Прием полуфабриката
пищевого жира
I
Аккумулирование
I
Нагревание
Сепарирование
I
Нейтрализация
Отстаивание
Нейтрализованный
жир
Соапсток
Г ндратация
I
Нагревание
I
Сепарирование
I
Адсорбция
Гидрогенизация
I
Дезодорация
I
Добавление
Дообработка
компонентов
I
Охлаждение
I
Расфасовка
I
Взвешивание
I
Упаковка
1
Маркировка
Хранение
Рис. 10.14. Технологическая схема изго-
товления маргарина
тора;
• подготовка водорода;
• гидрогенизирован ие;
Технология гидрогенизированных продуктов.
Технологические операции, начиная с прием-
ки полуфабриката жира и до его очистки по-
сле нейтрализации, осуществляют при обес-
печении режимов производства, изложенных
вп. i0.5.2. Производить обработку жиров раз-
личного назначения иа одном и том же обору-
довании не разрешается, поэтому линия изго-
товления пищевого жира, в том числе марга-
рина. должна быть смонтирована отдельно.
Адсорбция. Данная операция применяется с
целью удаления из продукта пигментных и
других веществ, придающих ему окраску. Для
этого могут быть применены различные адсор-
бенты. Достаточно часто используются бенто-
нитовые глниы. Удельная площадь поверхно-
сти активированных бентонитовых глин со-
ставляет от 20 до 100м2/г, средний радиус пор
изменяется от 3 до Юмкм. Для проведения ад-
сорбции могут быть использованы адсорберы
различного типа и конструкции. Широкое рас-
пространение получили адсорберы с псевдо-
ожиженным слоем (рис. 10.15).
Гидрогенизация. Целью гидрогенизации яв-
ляется изменение температуры плавления
триглицеридов за счет частичного или полно-
го насыщения двойных связей водородом. Ре-
акция гидрогенизации протекает в присут-
ствии катализатора по следующей схеме:
CHJ(CH2)(,CH=CH(CH3)eiCOOH + н. — ►
---► СН,(СНр„СН;СН:(СН2)жСООН
Процесс гидрогенизации протекает в гете-
рогенных условиях в трехфазной системе газ —
жидкость — твердый катализатор и состоит из
четырех стадий:
•подготовка жировой суспензии катализа-
• отделение катализатора от гидрогенизированного жира.
В качестве катализатора используется никель, добавляемый в количестве
0,05 ..0,1 % от массы обрабатываемого жира. С целью повышения каталитической
активности никель может быть промотирован” медью. По окончании процесса
гидрогенизации катализатор отделяют фильтрованием. Гидроген и зирование осу-
794
10 5. Технология жироо
Рис. 10.15. Одноступенчатый адсорбер непрерывно-
го действия с псевдоожиженным сдоем:
I — сепаратор Для отделения адсорбент! от продукт»; 2 — кор-
пус, 3 — распределительная решетка
шествляют при температуре от 170 до 200 "С Помимо основной реакции насыще-
ния двойных связей водородом, происходят побочные химические процессы, та-
кие как изомеризация, деструкция молекул, внутри- и межмолекулярная пере-
этерификация и др. С повышением температуры гидрогенизации влажности во-
дорода, увеличением продолжительности процесса возрастает содержание в
гидрированном жире свободных жирных кислот и продуктов их взаимодействия с
катализатором. Накопление свободных жирных кислот является следствием не
только гидролитического, но и термического разложения триглицеридов при
гидрировании. В результате накопления побочных продуктов реакции, гидроге-
низированный жир, как правило, нуждается в дополнительной нейтрализации.
Управляя реакцией гидрогеи изироваиия, можно получить триглицериды с задан-
ной степенью насыщения жирных кислот, что обеспечивает различную пластич-
ность саломас при нормальной температуре.
Дезодорация. Дезодорация саломасы обеспечивает удаление низкомолекуляр-
ных вешеств, придающих продукту специфические запахи. Процесс проводится
под вакуумом при использовании острого пара. Саломас разогревается до темпе-
Промотлры (от ват promowre — продвигать) это вешества добавление которых к катализатору вызывает увеличе-
ние его активности
795
Глове 10. Технология жиров и витаминных препаратов
ратуры около 160‘С для снижения вязкости и повышения летучести веществ. Вы-
сокая температура процесса приводит к нежелательным изменениям жира, в пер
вую очередь к изомеризации жирных кислот.
Добавление компонентов. Введение компонентов производят для изменения
калорийности и органолептических свойств продукта, повышения его биологи-
ческой ценности и устойчивости при хранении. Калорийность продукта регули-
руется за счет добавления различных количеств воды. Создание эмульсий пред-
полагает использование одного или нескольких эмульгаторов, чаше всего для
этой цели используются лецитин, моио- и диглицериды в количестве от 0,2 до
0,4% от массы продукта. Повышение биологической ценности достигается вве-
дением жирорастворимых витаминов A, D и Е. Изменения органолептических
свойств продукта реализуется использованием синтетических вкусо-ароматиче-
ских вешеств и красителей, как правило, для имитации вкуса, запаха и цвета сли-
вочного масла. Для увеличения срока хранения в продукты вводятся антиокисли-
тели, широко для этой цели используется ионол. Функцию антиокислителя вы-
полняет также витамин Е. Добавление компонентов допускается в пределах их
ПДК и все они должны быть разрешены соответствующими органами для ис-
пользования в пишевой промышленности
Охлаждение. Продукт охлаждается до температуры, обеспечивающей удобство
его расфасовки в потребительскую тару. Выбор температуры зависит от вида упа-
ковки, температуры плавления и других свойств продукта, как правило, она не
превышает 20 *С.
Расфасовка, взвешивание, упаковка и маркировка. Для фасования продукта ис-
пользуется полимерная тара или комбинированные упаковочные материалы.
Применяемая тара должна быть разрешена для контакта с пищевыми продукта-
ми. Упаковка должна быть непрозрачной и обеспечивать минимальный контакт
продукта с кислородом воздуха. Масса продукта в единице упаковки колеблется в
широких пределах от нескольких грамм до нескольких килограмм.
Хранение. Продукт хранят в темных складских помещениях при температуре
около 0’С. Допускается замораживание продукта.
Технология капсулированных жиров. Капсулирование применяют для обеспе-
чения возможности применения потребителем пищевого рыбного жира по пря-
мому назначению без получения отрицательных органолептических восприятий
и снижения содержания полмнснасышениых жирных кислот.
В некоторых случаях для повышения биологической ценности продукта приме-
няют низкотемпературную фильтрацию, как и в случае производства медицинско-
го жнра, используя при этом температуру (0±0,5) или (5 ±0»5)*С в зависимости от
исходного содержания пол и ненасыщенных жирных кислот. Кроме того, возможно
использование биологически активных добавок, чаше всего растительного проис-
хождения (экстракты из ламинарии, плодов облепихи или боярышника и др.). На
Северном бассейне организовано производство рыбных жиров, обогащенных по-
линенасышенными ш-3 жирными кислотами и биологически активными расти-
тельными добавками под торговым названием «Полиен». Изютовлеиие «Поли-
ена» дает возможность реализации биологически эффективного продукта через
торговую сеть, в отличие от медицинского жира, реализация которого разрешена
796
10.5. Технология жиров
только медицинскими или фармацевтическими предприятиями. Технологиче-
ская схема производства капсулированного рыбного жира «Полиен представле-
на на рис. 10.16.
Прием полуфабриката. В качестве по-
луфабрикатов для изготовления «Поли-
ена» могут быть использованы полуфаб-
рикат медицинского жира, пишевой рыб-
ный жир жир рыб. обогащенный поли-
ненасыщенными жирными кислотами.
Аккумулирование, нагревание, сепари-
рование, охлаждение и фильтрация. Эти
операции проводятся при соблюдении
режимов и с использованием оборудова-
ния, аналогичного с применяемым при
производстве готового медицинского жи-
ра. Охлаждение и фильтрацию жира до-
пускается проводить при различных тем-
пературах. Температура около 0 *С подде-
рживается при содержании полиненасы-
шенных жирных кислот в жире до 15 % от
их обшего содержания. Если содержание
полииенасышенных жирных кислот пре-
вышает 15%, то процессы осуществляют
при температуре около 5 *С.
Смешивание с биологически активными
добавками (БАД). В качестве биологиче-
ски активных вешеств к жиру добавляют-
ся жирорастворимые витамины, масла и
различные экстракты. Облепиховое мас-
ло добавляется к жиру для профилактики
и лечения язвенной болезни желудка и
двенадцатиперстной кишки, эрозии пи-
щевода и т. п Экстракты из плодов боя-
рышника и ламинарии рекомендуются
при профилактике и лечении ишемичес-
кой болезни сердца, гипертонии, тромбо-
зов и т. п. БАД добавляются в жир соглас-
но рецептурам. Дтя их равномерного рас-
пределения применяется перемешивание в течение 10...45 мин.
Подготовка желатиновой смеси для оболочки. Рецептура оболочки предусматри-
вает смешивание желатина с водой, глицерином и антисептиком. Желатин выбран
Прнем полуфабриката
жира
I
Аккумулирование
I
Нагревание
Сепарирование
I
Охлаждение
Фильтрование
Фильтрованный I
полуфабрикат жира|
Смешивание с БАД
1
Калсулировяние -
I
Охлаждение капсул
Отделение капсул
от масла
„ I
Сушка капсул
I
Промывка капсул
I
Расфасовка
Взвешивание
I
Упакоька
I
Маркировка
I
Хранение
Стеарин
Дообработка
Подготовка
г ел агиновой смеси
для оболочки
Рис. Н.!6 Технологическая схема производ-
ства капсулированного жира
в качестве основного структурообразующего вещества в связи с тем, что он широко
используется в пищевой промышленности, ие является дефицитным а также л о
экономическим соображениям. С целью улучшения гелеобразования в небольших
количествах к нему могут быть добавлены другие структурообразователи, в част-
797
Глава 10. Технология жиров и витаминных препаратов
ности, альгинат натрия. Для набухания желатина необходимо использовать воду с
пониженным содержанием щелочноземельных металлов, которые могут значи-
тельно ухудшать его структурообразующие свойства в результате комплексообразо-
вания с полипептидами. Наиболее приемлемо применение для этой цели дистил-
1ированной воды. Глицерин добавляется к смеси в качестве пластификатора в ко-
личестве до 5% от массы смеси. Роль антисептика выполняет обычно лимонная
кислота, массовая доля которой в смеси составляет до 0,1 %. Перед нагреванием до
(60±5)’С смесь выдерживают в течение 40мии для набухания желатина. Нагрева-
ние производят при постоянном перемешивании во избежание местного перегрева
и ухудшения свойств структурообразователя. Кинематическая вязкость желатино-
вой массы должна быть от 540 до 600 мм’/с при температуре около 60 'С.
Капсулирование. Для капсулирования жира может быть применено оборудова-
ние рахтичных типов действия Наибольшее распространение получили импуль-
сные капсуляторы.
В процессе капсул ирования важным является поддержание оптимальной тем-
пературы желатиновой массы — Г61 ± 1 )"С и жира — (19±1)*С, оказывающей
значительное влияние на прочность капсул. Кроме того, должно быть обеспечено
отсутствие пузырьков воздуха как в желатиновой массе, так и в продукте во избе-
жание получения неравномерных по толщине стенок капсулы. Сформированные
капсулы собираются для закрепления жезатиновой основы в сосуды, наполнен-
ные, охлажденным до температуры не выше 10’С, растительным маслом. Высота
слоя капсул, попадающих в сосуд, не должна превышать 12 см для предотвраще-
ния их деформации. Масса оболочки образующихся капсул должна составлять не
более 25 % от массы готовой продукции.
Охлаждение капсул. Для обеспечения необходимой прочности желатиновой
оболочки капсулы, погруженные в растительное масло, помещаются в холодиль-
ник с температурой воздуха от 5 до 10“С. Слой капсул, покрытых растительным
маслом, не должен превышать 12 см. Время выдержки капсул в холодильнике со-
ставляет от 16 до 72 ч.
Отделение капсул от масла. Отделение капсул от масла проводят методом цен
три фугирования с использованием фильтрующих центрифуг. В качестве фильтру-
ющего материала может быть использована марля и другие материалы. Масло,
отделенное от капсул, направляется для повторного использования.
Сушка и промывка капсул. С целью повышения прочности и упругости капсул
необходимо удалить из оболочки часть влаги. Высушивание капсул осуществля-
ется в сушильных аппаратах с принудительной циркуляцией воздуха. Скорость
движения воздуха должна составлять около 1 м/с. Важным является поддержание
температуры воздуха на уровне (22 ±2)*С. Повышение температуры выше указан-
ного уровня нежелательно, так как может привести к расплавлению капсул, сни-
жение температуры — замедзит скорость сушки Относительная влажность воз-
духа должна составлять от45 до 60%. Повышение влажности воздуха приведет к
замедлению сушки из-за уменьшения разности парциальных давлений. Значи
тельное понижение относительной влажности воздуха может привести к нерав-
номерному обезвоживанию поверхности продукта и ухудшению его товарного
вила. Время сушки составляет в среднем одни сутки.
798
10-5. Технология жиров
Растительное масло, оставшееся на поверхности капсул, может подвергаться
окислению и полимеризации, что значительно ухудшает органолептические
свойства продута. Для удаления остатков масла с поверхности капсул производят
их промывку путем погружения в органический растворитель на З...4мин. В ка-
честве растворителя чаще всего используется изопропиловый спирт, достаточно
хорошо растворяющий жиры, не изменяющий органолептических свойств про-
дукта после испарения и обладающий малым уровнем токсичности. При работе с
органическими растворителями требуется соблюдение особых мер безопасности.
Расфасовка, взвешивание, упаковка и маркировка. Фасуют капсулированный
жир в банки из бесцветных и окрашенных полимерных материалов вместимо-
стью до 1 дм3, пакеты из полимерных материалов вместимостью до 0,25 кг или
другие виды упаковки, разрешенные органами государственного саинтарно-эпи-
деммологического надзора для контакта с пищевыми продуктами. Маркируют
продукцию в соответствии с требованиями нормативных документов.
Хранение. Хранят капсулированные жиры в темном помещении при темпера-
туре не выше 10'С.
10.5.4. Технология технических продуктов на основе
рыбного жира
Вопрос об использовании рыбного жира на технические цели достаточно ак-
туален Связано это в первую очередь с тем, что при производстве и хранении жи-
ровой продукции лечебно-профилактического и пищевого назначения, значи-
тельная часть жиров подвергается необратимым изменениям. В результате проте-
кания реакций гидролиза, окисления, изомеризации, полимеризации и др. су-
щественно изменяются органолептические и другие свойства жиров,
накапливаются токсичные для организма человека и животных вещества, что за-
трудняет или делает невозможным пищевое или кормовое использование получа-
емых продуктов. Кроме того, жировые продукты могут быть получены из сточных
вод, что тоже предполагает их техническое использование. Низкосортные жиры
нашли применение для производства мыла, иеионогенных поверхностно-актив-
ных веществ, замазок, олифы, антиалгезионных и антикоррозионных покрытий,
жидких и густых смазок, масла для лужения и т. д. Они могут быть использованы
в качестве дефлокулянтов при изготовлении керамики, смягчителя при выделке
кож, пластификаторов при изготовлении резины, входить в состав типографских
красок и т. п. Во многих странах рыбный жир используется в качестве присадки к
дизельному топливу, что значительно снижает токсичность выхлопных газов при
незначительном снижении КПД двигателя.
Для изготовления технической продукции из рыбных жиров могут быть ис-
пользованы полуфабрикаты технического жира различных сортов. Выбор сорта
полуфабриката жира зависит от назначения готового продукта. Так, для изготов-
ления мыла и других поверхностно-активных вешеств предпочтительно исполь-
зовать жиры с высоким кислотным числом, для изготовления олифы — жиры,
подвергшиеся окислению и т. Д.
799
Глава 10. Геммология жиров и витаминным препаратов
С целью достижения заданных свойств технических жировых продуктов могут
быть использованы любые способы очистки и химические реакции (гидролиз,
омыление, гидрогенизация, полимеризация и т. д.).
10.6. ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ПРОИЗВОДСТВА
РЫБНЫХ ЖИРОВ
Производство продукции различного назначения из гидробионтов предпола-
гает образование твердых, жидких и газообразных отходов и выбросов. При изго-
товлении жировой продукции наиболее важным фактором загрязнения окружа-
ющей среды является образование сточных вод. Производственные стоки раз-
личных цехов одного предприятия различаются как по количеству, так и по соста-
ву. Например, при гидратации и сепарировании жиров, мойке оборудования в
сточные воды попадают триглицериды, в процессе нейтрализации и промывки
нейтрализованного жнра образуются соапстоки, при очистке (стирке) фильтрую
ших материалов стоки загрязняются эмульгированными с помощью синтетиче-
ских моющих средств жирами. Смешивание таких стоков приводит к образова-
нию многокомпонентных систем, очистка которых затруднительна и приводит к
созданию продуктов, которым трудно найти применение. Поэтому на большин-
стве жироперсрабатываюших предприятий применяют локальную очистку про-
мышленных стоков.
Для очистки сточных вод на практике широко применяются физические, фи-
зико-химические. химические и биологические способы очистки. Из иих в мас-
ложировой промышленности используются такие методы, как отстаивание, сепа-
рирование. флотация и реагентная очистка.
Отстаивание и сепарирование могут быть применены для стоков, в которых
жиры смешиваются с водой без присутствия эмульгатора, или при минимальных
его количествах. В этом случае образуется нестойкая эмульсия, которая легко раз-
деляется при воздействии гравитационных или центробежных сил. Для отстаива-
ния сточных вод могут быть применены многосекциоиные отстойники, в кото-
рых при медленном заполнении происходит разделение смеси и последователь-
ный перелив самотеком более концентрированной верхней части в последующую
секцию. Из последней секции отстойника концентрированная эмульсия подает-
ся на грязевой сепаратор.
Для эффективной очистки сточных вод, представляющих собой стойкую эмуль-
сию из-за присутствия различных эмульгаторов, используют электрофлотацию.
При электрофлотации сточные воды предварительно коагулируют химическими
реагентами. Для этой цели чаше всего применяют соли слабых оснований и силь-
ных кислот (A1:(SO4)3, FeSO4 и другие). Жировые вешешва, выделяемые из сточных
вод в результате флотации, концентрируются на поверхности воды во флотаторе.
Образующаяся жировая масса (жиропеномасса) удаляется из установки в соответ-
ствующие сборники. Эффективность такой очистки составляет от 90 до 98 %.
Для утилизации соапстоков могут быть применены различные виды реагент-
ной очистки. На северном бассейне была разработана и внедрена технология.
800
10 6 Экологически» «клегты пром в вод ст» а рыбных жиро*
предусматривающая изготовление из соапстока нового продукта — жиромине-
рального концентрата (ЖМК), который может быть использован как на кормо
выс, так и технические цели. Использование ЖМК на кормовые цели позволяет
повысить среднесуточный привес массы животных и снизить расход корма. Тех-
ническое применение ЖМК предусматривает его использование в качестве ком-
понента при изготовлении антикоррозионных покрытий. Технологическая схема
производства ЖМК представлена на рис. 10.17.
Прием соалстожа
I
Аккумулирование
I
Разбавление соапстока
Осаждение соапстока — Приготовление
j раствора CaCfc
Фильтрование
антиокислителя сточных вод
I
Расфасовывание
I
Втвешниние
I
Упаковывание
I
Маркирование
Л. »
Хранение
Pw. 10.17. Технологическая схема производства жиро-
мн игрального концентрата
Прием соапстока. В качестве исходного сырья при изготовлении ЖМК ис-
пользуется соапсток, образующийся на стадии нейтрализации низкокачествен-
ных рыбных жиров Соапсток представляет собой сложную эмульсионно-суспен-
зионную систему, в состав которой входят вода, солн жирных кислот, моно-, ди- и
триглицериды, глицерин, щелочь, азотистые, неомыляемые, пигментные и дру-
гие вещества. Качество соапстока определяет не только способ нейтрализации
свободных жирных кислот, но и вид жира, состав и количество содержащихся в
нем примесей. При приемке соапстока производят контроль над содержанием в
нем солей жирных кислот.
Аккумулирование и разбавление соапстока. Соапсток собирают в емкости изго-
товленные из некоррозирующих материалов в количестве необходимом для еди-
новременной загрузки в реактор для разбавления и последующего осаждения.
Разбавление соапстока производят в том случае, если концентрация мыл в нем
превышает 10% Осаждение соапстоков с большей концентрацией мыл может
801
Глава 10 Технологи* жиро* и витаминных препаратов
привести к образованию большого количества осадка и стать причиной закупо-
ривания трубопроводов подачи суспензии на фильтрацию.
Осаждение соапстпока. Для осаждения соапстока используют раствор хлорида
кальция с концентрацией 10%. Оптимальное соотношение разбавленного соап-
стока н 10%-ного раствора хлорида кальция по объему составляет 3:1 соответ-
ственно. В результате реакции замещения образуются нерастворимые в воде
кальциевые соли жирных кислот, на поверхности которых адсорбируются ней-
тральные липиды и азотистые вещества:
R-COO,
2R-COONa +СаС12 —► /Са| +2 NaCl
R-COO 7
Для предотвращения быстрого осаждения суспензии реакцию замещения
проводят при интенсивном перемешивании со скоростью вращения мешалки от
20 до 25 оборотов в минуту. Образующуюся суспензию направляют на фильтра-
цию для отделения кальциевых мыл.
Фильтрование. Фильтрование суспензии осуществляется на автоматизирован-
ных фильтр-прессах или другом соответствующем оборудовании. В качестве
фильтрующего материала может быть использована ткань типа бельтинг, выдер-
живающая значительные давления. В результате фильтрования суспензия разде-
ляется на ЖМК и сточную воду, которая может быть подвергнута дополнитель-
ной очистке
Добавление антиокислителя. В состав ЖМ К входит значительное количество по-
лнненасышенных жирных кислот, которые быстро подвергаются окислению, в ре-
зультате чего продукт становится непригодным для кормового использования. Для
стабилизации жирных кислот, входящих в состав ЖМК, применяется антиокисли-
тель карбамид, который равномерно добавляется в продукт в виде 45%-ного рас-
твора в количестве (5 ± 1,7)см3 на 1 кг концентрата.
Расфасовывание, взвешивание, упаковывание и маркирование. ЖМК в виде од-
нородной пастообразной массы расфасовывают в полимерные бочки вместимо-
стью до 120дм’. При контроле веса допускается отклонение от массы нетто, ука-
занной на маркировке, не более ±1,5 %. В связи с тем, что в процессе последую-
щего хранения из ЖМК может выделяться вода, бочки должны быть плотно уку-
порены. Маркируют продукцию в соответствии с требованиями нормативных
документов.
Хранение. ЖМ К хранят прн температуре от Одо 18 ’С. Продолжительность хра-
нения продукта зависит от цели его использования и применения антиокислите-
ля. ЖМК, направляемый на кормовые цели, может храниться в течение 2 мес без
стабилизации карбамидом и до 4 мес в случае его использования. Продолжитель-
ность хранения продукта, предназначенного для использования на технические
цели, составляет 12 мес.
Кроме изготовления ЖМ К в производственной практике широко использует-
ся метод обработки соапстоков кислотой.
Суть метода состоит в том, что соапсток разбавляют до концентрации в нем
мыла 5... 10% и смешивают при температуре (90 ± 5)*С с раствором такой же кон-
802
10.6. Экологически* аспекта производства рыбных жиров
центрации минеральной, как правило, серной кислоты. Необходимое расчетное
количество концентрированной серной кислоты составляет 14,5 кг на 1 тонну со-
апстока с концентрацией в нем мыла — 8%. Раствор серной кислоты добавляют с
избытком в количестве 5... 10 % от расчетного количества. В результате реакции
образуются сульфат натрия и свободные жирные кислоты:
2R-COONa + H3SO4 —-► 2RCOOH + Na?SO4
Высокомолекулярные жирные кислоты практически нерастворимы в воде и
отделяются от раствора методом отстаивания или сепарирования. Свободные
жирные кислоты могут быть использованы при изготовлении шампуней и других
видов технической продукции.
1. Назовите основные виды жиросодержашего сырья, используемого при производстве жиров
различного назначении
2. Какие критерии лежат в основе направления сырья для производства жиров различного на-
значения?
3. В чем заключается биологическая ценность рыбных жиров?
4. Назовите и дайте краткую характеристику основным способам получения рыбных жиров,
укажите факторы, влияющие нв выход жира и его качество.
5. Каковы цели рафинации рыбных жиров?
4. Как классифицируются способы рафинации рыбных жиров?
7. Каковы цели, преимущества и недостатки физических способов очистки рыбных жиров?
в. Каковы цели, преимущества и недостатки химических способов очистки рыбных жиров’
9. Каковы цели, преимущества и недостатки физико-химических способов очистки жиров’
10. Составьте технологическую схему производства полуфабриката медицинского жира из жи
росодержашего сырья, обоснуйте выбор технологических операций и параметров техноло-
гического процесса.
II. Составьте технологическую схему производства готового медицинского жира из полуфабрика-
та. обоснуйте выбор технологических операций и параметров технологического процесса.
12. Составьте технологическую схему производства ветеринарного жира из полуфабриката,
обоснуйте выбор технологических операций и параметров технологического процесса
13. Назовите проблемы и перспективы производства пишевых рыбных жиров
14. В чем заключаются преимущества и недостатки производства гидрогенизированных пише-
вых рыбных жиров’
IS. Составьте технологическую схему производства капсулированного жира, обоснуйте выбор
технологических операций и параметров технологического процесса.
16. Перечислите основные направления использования технических рыбных жиров.
17. Какие экологические проблемы возникают при переработке рыбных жиров'
18. Какие способы утилизации сточных вод применяются на жироперерабатывающих предпри-
ятиях?
19. Что называется соапстоком, каковы возможные пути его использования’
Список литературы к главе 10
I . Кавеики* Г. Д.. Васильев Б В. Процессы и аппараты пищевой технологии — М.: Колос, 2000. — 551 с.
2 КвсьяногГ И Технология переработки рыбы и морепродуктов/Г. И. Касьянов. Е Е Иваном. А. Б Один-
иов. Н А. Стулениова, М В. Шалак — Ростов-на-Дону Издательский центр «Март,. 2001 —416с.
803
Главе 10. Технология жиров и витаминных препаратов
3. Общая технология пищевых производств /Н. М. Назаров, А. С. Гинзбург, С. М. Гребенюк и др , Подрех.
Н И. Назарова — М Легкая и пишевая пром-сть, 1981. - 360с.
4. Ржавскяяф. М. Жири рыб и морских млекопитающих М.: Пищевая промышленность, 1976.— 470с.
5. Технология продуктов из гидробионтов/ С. А. Артюхова, В. Д. Богданов, В. М. Дацун и др.. Под ры.
Т V Сафроновой и В. И. Шендерюка — М.: Колос. 2001. — 496с.
6. Муклтова М Д Технология кормовой продукции и жиров из водного сырья. Часть 2 Технология жиро». -
Мурманск. 1993 — 216с.
7. Киэеветтер Н В. и др. Технология обработки водного сыры. — М.: Пищевая промышленность, 1976. -
692с
8 Куликов П. И. Производстао муки, жяра и белково-витаминных препаратов в рыбной промышленности.
— М : Пишевая промышленность, 1971 — 264 с.
ГЛАВА 11. ПРОДУКЦИЯ ИЗ ПРОМЫСЛОВЫХ
БЕСПОЗВОНОЧНЫХ И ВОДОРОСЛЕЙ
11.1. ТЕХНОЛОГИЯ ПЕРВИЧНОЙ ОБРАБОТКИ МОРСКИХ
БЕСПОЗВОНОЧНЫХ
Согтасно мировым и российским стандартам, морские беспозвоночные долж-
ны вылавливаться лишь в районах с незагрязненной водой, поступать в обработку
живыми, рассортированными, промытыми.
Для повышения стойкости при храиенин и транспортировки следует морских
беспозвоночных промывать морской водой. С мест промысла морских беспозво-
ночных на береговые предприятия следует транспортировать в ящиках, перело-
женных льдом, или в танках с охлажденной морской водой. При кратковремен-
ной транспортировке (несколько часов) в прохладные дни морские беспозвоноч-
ные могут хорошо сохраняться, переложенными морскими водорослями [3].
Для хранения моллюсков и иглокожих в морской воде используют емкости с
ложным перфорированным дном, установленном в транспортировочных емкос-
тях на высоте 10 см от дниша. Это позволяет беспозвоночным в процессе хране-
ния очищаться от мелкого ракушечника, песка, ила и других загрязнений, попав-
ших в орудия лова во время промысла.
Некоторые виды моллюсков (устрицы, мидии, морское ушко) употребляют в
пишу и в сыром виде. В этом случае серьезную опасность представляют накапли-
вающиеся микроорганизмы. Для удаления микроорганизмов моллюсков выдер-
живают в обеззараженной морской воде — процесс самоочистки. К процессу са-
моочистки предъявляются следующие требования: моллюски должны оставаться
живыми весь период очистки; должна быть исключена возможность повторного
обсеменения моллюсков; после самоочистки моллюски должны быть живыми и В
состоянии выдержать хранение н транспортировку.
Производственный опыт свидетельствует, что живые мидии при температуре
воздуха до 12 *С могут транспортироваться в течение 5 сут, а прн температуре око-
то7‘С- 10...12 сут (18, 22J.
Гребешка транспортируют к месту переработки в створках, в специальных
ящиках. Филе и мантию морских гребешков перевозят в перфорированных
полиэтиленовых ящиках слоем нс более 20 см прн температуре окружающего
воздуха +2’С со тьдом. Продолжительность хранения н транспортирования
филе и мантии морских гребешков до замораживания должна быть не более
24ч|2,7]
805
Глава I I. Продукция из промысловых беспозвоночных и водорослей
Трубач при хранении в морской воде остается живым в течение довольно дли-
тельного промежутка времени (более 10 суток), в то время как при хранении на
воздухе, отход снулого трубача уже после 3 суток составляет порядка 8 % от обще-
го количества улова [20].
Выловленную кукумарию можно перевозить навалом в ящиках, слоем не бо-
лее 60...80 см, поливая забортной водой или охлаждая льдом. Продолжительность
транспортировки 20...30ч [7].
Хранить морских ежей до обработки можно на воздухе и в морской воде, стро-
го соблюдая установленные режимы. Прн высоких температурах воздуха морские
ежи теряют значительную часть внутри полости ой жидкости (ВПЖ) н погибают в
первые сутки хранения. Также отрицательно влияет на живучесть ежей низкая
температура. Оптимальным считается режим хранения ежей при температуре
0...5 еС, высоте слоя 30 см в течение 3 сут.
При хранении в морской воде установлено, что ежи остаются живыми в тече-
ние 8 сут, но после 5 сут хранения икра в ежах приобретает темный оттенок. Поэ-
тому, оптимальным считается режим хранения прн соотношении морской
еж: вода 1:2 в течение 5 сут. В этом случае еж хорошо сохраняется без понижения
качества икры и рационально используется емкость для хранения морских ежей
[Ю].
Камчатских крабов хранят и транспортируют в емкостях с морской водой или
на воздухе. Морская вода в емкостях для транспортировки краба должна быть
проточной или часто сменяемой (не реже, чем через каждые Зч). Соотношение
краба и воды должно быть не меиее 1:3. Не рекомендуется производить замену
воды в районах, где морская вода имеет пониженную соленость (например, в мес-
тах впадения рек, во время отлива), так как это приводит к быстрой гибели краба.
Визуально реакция на опресненную воду выражается в набухании абдомена у
крабов [6].
Срок хранения и транспортирования в воде камчатского краба-сырца до обра-
ботки — не более 3 сут
На воздухе крабов хранят в ящиках, при этом их укладывают на панцирь голо-
вогруди, рядами, брюшком вверх; высота слоя не должна превышать более
5 рядов крабов. Продолжительность хранения прн температуре воздуха от 0 до
+5 °C не более 12 ч.
При транспортировании и хранении на воздухе рекомендуется периодически
поливать крабов морской водой, а также предохранять от воздействия прямых
солнечных лучей н атмосферных осадков с помощью навесных тентов или бре-
зента.
При температуре ниже 0'С хранение производят в морской воде или в трю-
ме с соблюдением вышеуказанных условий. При транспортировке н проведе-
нии погрузо-разгрузочных работ возникает опасность травматических повреж-
дений крабов, что отрицательно скажется на готовой продукции. Поэтому, ящи-
ки с крабами необходимо прочно закреплять на борту, особенно в штормовых
условиях, с помощью веревок или распорок, а при погрузке-выгрузке следует
бережно обращаться с сырцом, избегая обрыва конечностей и травмирования
панциря [7].
806
11.2. Технологи* переработки морских беспомомочных на пищевые цели
11.2. ТЕХНОЛОГИЯ ПЕРЕРАБОТКИ МОРСКИХ
БЕСПОЗВОНОЧНЫХ НА ПИЩЕВЫЕ ЦЕЛИ
11.2.1. Технология переработки моллюсков
Двустворчатые моллюски
Исландский гребешок — Chlamys ishndicus. Добычу морского гребешка ведут
судами, оборудованными кольчужными драгами. Драга с уловом с помощью те-
лескопического крана поднимается на слип и кольцами кольчуги зацепляется за
выступы на нем (см. рис. 11.1, поз. /). После этого елнп поднимается вверх и со-
держимое драги высыпается в приемный бункер, имеющий специальную гидрав-
лическую решетку, на которой удерживаются крупные камни (см. рис. 11.1,
поз. 2). Затем слип возвращается в исходное положение, драга спускается за борт
и при помощи крана отводится в сторону. После спуска драги решетка поднима-
ется и камни вываливаются за борт (см. рис. 11.1, поз. 5).
Рис. 11.1. Драгирование гребешка, вылив улова и удаление камней
Переработка морского гребешка осуществляется либо непосредственно в мо-
ре на специализированных судах-гребешколовах, либо, при отсутствии на судах
морозильных аппаратов, гребешок доставляют на береговые предприятия.
Морской гребешок на промпереработку допускается не только в живом, но и в
сиулом виде с открытыми створками раковин. У снулого гребешка признаками
доброкачественности являются плотная упругая консистенция и блестящая по-
верхность мантни, естественная окраска всех частей тела, отсутствие ослизнения
и порочащих запахов [2, 7|.
Мясо гребешка — деликатесный продукт, обладающий высокой пишевой цен-
ностью. Наибольший выход мяса наблюдается в летние месяцы. Замечено, что
примерно 1...2 % от общего улова, в зависимости от района промысла, составляет
гребешок, .мясо которого имеет оранжевый, розовый, серый цвет. Другие органо-
лептические показатели съедобных частей тела и морфометрические данные не
отличаются у них от обычных гребешков. Отсортировывают таких гребешков
только при производстве продукции на экспорт, как не соответствующих требо-
ваниям инофирм по показателю «цвет».
На рнс. 11.2 показана технологическая схема производства мороженого филе
морского гребешка применительно ксудам-гребешколовам.
807
Главе 1 1. Продукция из промысловых беспозвоночных и водорослей
Добыча моллюсков
1
Выливка улова н удаление
крупных камней
Отделение прилова,
мелкоразвитых моллюсков и
мелких камней
4
Очистка от
обрастатслей и песка
1
Предварительная обваркн, мойка
4
Термическая обработка
4
Отделение створок
Приготонле- 4
ние соляного---------> Флотация
раствора ।
Отделение внутренностей
4
Инспекция и дообработка филе
4
Подсушивание филе
4
Замораживание
4
Глазирование
4
Сортировка по размерному ряду
4
Фасование и ывешивание
4
Упаковывание, маркирование,
транспортирование, хранение
Рве. 11.2. Технологическая схема производства
мороженого филс морского гребешка
Из поднятой на борт судна драги
морской гребешок высыпают в бункер-
камнеотделитель.
После отделения камней, на вибро-
решетках отделяют мелкий гребешок,
прилов (морские звезды, крабы, куку-
марию) и выводят за борт.
Гребешок-сырец по сетчатому
транспортеру подается в барабан пред-
варительной обваркн и мойки. Ис-
пользуется проточная обеззараженная
морская вода температурой 28..32‘С.
Продолжительность операции —
Имин. Очистка гребешка от обраста-
телей н других загрязнений происхо-
дит при врашении барабана и трении
ракушек друг о друга. Под воздействи-
ем подогретой морской воды моллюск
испытывает тепловой шок и раскрыва-
ет створки.
Термообработку гребешка произво-
дят в варильникс горячей морской во-
дой температурой 92...99‘С в течение
1,5...2 мин.
Затем створки отделяют от ракушн.
Отделение створок от мясной части
проводится вручную или в машине ба-
рабанного типа с перфорацией. Створ-
ки сбрасываются за борт судна, а мяс-
ная часть направляется во флотатор
(соляную ванну).
Флотация — это обработка мясной
части гребешка солевым раствором
для отделения осколков створок.
Внутри флотационной ванны расположены два наклонных транспортера;
один — для отбора очищенного мяса, другой — для удаления осколков ство-
рок. Попав в разделитель, мускул с внутренностями всплывает и под действи-
ем направленного солевого потока попадает на транспортер, по которому на-
правляется в бункер-накопитель. Осколки створок, осев на другой транспор-
тер, выводятся за борт.
Очищенные от осколков створок мясные части двустворчатых моллюсков на-
правляются на машины очистки, где происходит отделение филе от мантии,
внутренностей и гонад, а затем мойка прн помоши душируюших устройств.
Промытое филе по сортировочному транспортеру направляют на подсушива-
ние и инспекцию перед замораживанием.
808
11.2. Технологи* перероботхи морских беспозвоночных на пищевые цели
Ниже отражено соотношение частей тела моллюска и выход филе в результате
разделки (нормы отходов, потерь и выхода разделанного морского гребешка, в %
к массе неразделанного сырья);
Характеристика сырья .. Исландский гребешок
нсразделанный
Вид разделки. ... Филе (мускул)
Часть тела:
мантия..... 5,9
внутренности.... ..., 9,4
гонады----- 2,1
раковина 51,1
И того отходов... . ... .68,5
Потери при разделке .. . .20,2
Всего отходов и потерь. . 88,7
Выход филе мускула . . . 11,3'*
Характерной особенностью мяса моллюсков является потеря тканевого сока,
возрастающая, когда по тем или нным причинам происходит задержка нх перед
замораживанием. Это может привести к увеличению потерь при выпуске продук-
ции [2, 3).
Замораживание филс производится в скороморозильных контейнерных аппа-
ратах интенсивного действия. Загрузка осуществляется порциями, россыпью или
поштучно. Продолжительность замораживания 40...60 мии. Температура в филей-
чике при выгрузке из морозильного аппарата должна быть не выше -25"С.
Затем пресной водой производится глазирование в барабанном сепараторе
при помоши душнруюших устройств. По существующим требованиям, глазурь
должна быть в виде ледяной корочки, равномерно покрывающей поверхность
филе и нс должна отставать при легком постукивании. Масса глазури составляет
не менее 5 % по отношению к массе филейчика.
Глазированные филейчики сортируют в сортировочном барабане. Филе мор-
ского гребешка сортируется по количеству штук филс в 1 фунте (0,454 кг): 30/30 —
первая группа; 30/40 — вторая группа; 40/60 — третья группа; 60/80 — четвертая
группа; 80 и более — пятая группа
Наиболее надежным способом зашиты готового продукта от обезвоживания
тканей, окисления кислородом воздуха и вредных воздействий внешней среды
является упаковка под вакуумом в кислородо- н паронепроницаемые пленочные
материалы. Однако, в производственной практике чаше применяют более деше-
вый способ — глазирование водой. Оно особенно эффективно при поштучном
замораживании моллюсков. При блочном замораживании моллюсков, когда под
сформированными блоками собирается большое количество тканевого сока, за-
мерзающего в виде ледяной корочки на блоке, эффект глазирования оказывается
менее выраженным [ 1, 22].
Ниже показаны процентные соотношения отходов, потерь н выхода готовой
продукции прн производстве мороженого филе морского гребешка (нормы отхо-
еыход муску la с остатками мускуленк* при раиелкс посленерестоаого морского гребет»»
809
Глава 11 Продукция из промысловых беспозвоночных м водорослей
лов, потерь, выхода готовой продукции н расхода сырья при производстве филе
на специализированном судне):
Вид. характеристика сырья. Исландский гребешок
неразделенный сырей
Отходы и потери, % к мессе сырья, поступившего на
данную операцию:
Разделка, мойка.. . 88, 7
Замораживание . ....................... .. .2.5
Всего отходов и потерь, % к массе направленного сырья .... . 89,0
Выход готовой продукции, % к массе направленного сырья .. 11,0
Коэффи ииент расхода сырья на единицу готовой продукции.. .. 9,091
На предприятиях Северного бассейна в настоящее время морской гребешок
выпускается только в мороженом виде. Небольшая часть поступает в товарную
сеть, основная экспортируется за рубеж. Однако, предприятиями Дальнего
Востока освоен выпуск разнообразной продукции из морских гребешков. Так, на-
пример, из этих моллюсков вырабатывают консервы натуральные, в масле, в раз-
личных соусах и маринадных заливках, с овощными добавками, пресервы, кули-
нарию [22|.
Для производства консервов используют живой или охлажденный гребешок.
Для приготовления натуральных консервов используют только мускул. Оставшу-
юся часть тела гребешка (мантию и мешочек с внутренностями) утилизируют.
Тонкую пленку, окружающую мускул, не удаляют, во избежание разрыва мышеч-
ных волокон мускула [ 16].
При выработке консервов *Мясо морского гребешка натуральное» использу-
ют живой и охлажденный гребешок, а «Ассорти морское» — замороженый мускул
гребешка, мантию, икру и молоки (16].
Процесс разделки гребешка на береговых предприятиях, при отсутствии меха-
низированных линий, осуществляется вручную. Процесс этот довольно трудоем-
кий. С помощью специальных ножей открывают створки, отделяют мантию и
Мускул, икру от несъедобных частей тела, промывают их от песка, ила и других за-
грязнений в проточной морской или пресной воде.
После ополаскивания под душем и стекания влаги мускул гребешка, уложен-
ный в сетки из нержавеющей стали, варят в эмалированном котле в кипящем
2 %-ном солевом растворе 5...6 мин при соотношении сырья и раствора 1:3.
Сваренный мускул гребешка выгружают из котла н немедленно погружают на
10... 15 мин в холодную воду прн соотношении 1:5.
Во избежание потемнения мяса не допускается обсыхание и заветривание
мускула, а также длительное нахождение его на воздухе. Продолжительность
стечки не должна превышать 10 мин- После стечки мускул немедленно направля-
ют на расфасовку.
Мускул гребешка расфасовывают в банки, выложенные внутри пергаментом,
как н при производстве консервов из краба. В банки укладывают по два крупных
куска вертикально, один на другой, а третий кусок плашмя. Мелкие куски укла-
дывают вертикально рядами.
810
11.2. Технологи! переработки морских беспозвоночных на пищаеыа цели
Наполненные банки заливают профильтрованным 2 %-ным раствором пова-
ренной соли температурой 75...85 ’С. Концентрация раствора может быть измене-
на в каждом отдельном случае, в зависимости от солености мускула. После залив-
ки банки направляют на закатку и стерилизацию.
Кроме того, разработаны рецептуры консервов Ассорти морское» с исполь-
зованием раздробленных илн деформированных частей мускула, мантии морско-
го гребешка, морской капусты, мяса трубачей и рыбы [ 16J.
Вареные морепродукты охлаждают на воздухе, режут на кусочки, размером
2x2см. Мантню и молоки обжаривают в растительном масле при температуре
130...150*С в течение З...4мин, выдерживают для стекания масла н охлаждения.
Мускул гребешка не обжаривают.
Гарнир готовят из морской капусты, лука и моркови. Подготовку гарнира про-
водят так же, как при выработке других консервов. В гарнире соотношение ин-
гредиентов следующее: морская капуста, лук — 30 %, морковь — 10% к массе нет-
то банки.
Обжаренные молоки, мантию, нарезанные на кусочки и деформированные
кусочки вареного мускула гребешка в равных соотношениях укладывают на дно
банки, сверху кладут гарнир и заливают томатным соусом температурой 80эС.
После закатки банки с консервами «Мясо морского гребешка’ и «Ассорти
морское* стерилизуют по формулам, приведенным в табл. 11.1.
Таблица 11.1. Формулы стерилизации для консервов
из морского гребешка (банка № 22)
Консервы | Продолжится кНОСТЪ стсри.пихании. мин ' Температура. *С
• Мясо морского гребешка» । 5-15-60-20 107
•Ассорти морское» 5 15-45 20 I 112
5—15—40—20 1 112
Для приготовления консервов «Гребешок копченый в масле», мускул морско-
го гребешка коптят, затем расфасовывают в банки, заливают растительным мас-
лом [16].
На Северном бассейне разработаны пресервы из морского гребешка «Филе
морского гребешка в горчичном соусе с луком н без лука*.
Для приготовления пресервов мускул гребешка размораживают, промывают,
дают стечь влаге.
Крупные экземпляры мускула нарезают на кусочки (2...3 кружочка по высоте)
и фасуют в банки.
Для пресервов делают маринад. В котел заливают воду, растворы солн и саха-
ра, предварительно профильтрованные, загружают пряности (в марлевом мешоч-
ке) и варят при слабом кипении 20...30 мин. Затем отвар настаивают, охлаждают.
Маринад используют для приготовления горчичного соуса. Горчичный поро-
шок (или пасту) разводят маринадом, все перемешивают и направляют на залив-
ку в банки.
811
Глава 1 I Продукция из промыслоаых 6*спомоночных и водорослей
Маринуют репчатый лук Для этого свежий лук нарезают ломтиками, ошпари-
вают кипятком, отжимают, помешают в уксусно-солевой раствор (соотношение
по массе 1:1).
Кружочки мускула морского гребешка укладывают ровными горизонтальны-
ми рядами. На дно банки, между рядами мускула и сверху, укладывают марино-
ванный репчатый лук, гвоздику, душистый перец, заливают горчичным соусом
(температурой не более 20’С) и закатывают [1,3].
В Японии налажен выпуск двух видов сушеного мяса морского гребешка:
светлого и темного.
Для приготовления светлого сушеного мяса гребешок разделывают в сыром
виде и варят в кнпяшей морской воле. Вареный мускул гребешка провяливают в
течение недели в естественных условиях или в течение нескольких дней в потоке
теплого воздуха, поднимающегося от сжигаемого каменного угля. Готовый про-
дукт имеет светло-желтую окраску. Выход его составляет 3...5% от массы сырца
(без раковины).
Темное сушеное мясо гребешка готовят следующим образом Неразделанный
гребешок варят в морской воде, затем разделывают н мясо снова варят, а затем су-
шат искусственным способом до содержания влаги в мускуле 12...13% [4].
Мантию гребешка используют для производства консервов в масляно-томат-
ной заливке.
Для этого мантию размораживают, промывают, направляют на стечку. Затем
бланшируют в кипящей воде при соотношении мантии и воды 1:2 н снова подвер-
гают стечке После этого порционируют на кусочки или измельчают на волчке.
Бланшированную мантию укладывают в банки, заливают то матно-масля ной
заливкой и стерилизуют по формуле (для банки № 6): 5— 15—70—20 при темпера-
туре 112*С.
При выпуске продукции из гребешка отходы составляют: створки раковин —
до 55 %, внутренности—до 10% [16].
Отходы от переработки гребешка можно использовать для производства ми-
неральной добавки или кормовой муки.
Минеральная добавка нз створок морского гребешка может использоваться на
птицефабриках, для сельскохозяйственных животных благодаря высокому содер-
жанию углекислого кальция, а также наличию фосфора, железа и других полез-
ных микроэлементов.
Кормовую муку можно готовить из отходов от разделки гребешка (пищевари-
тельные органы, мантия, гонады и другие внутренности) и рыбы. Предназначен-
ное для производства муки сырье помещают в варильник на 10...20 мин при тем-
пературе 85... 100’С. Затем проваренную массу пресс)ют до содержания в ней вла-
ги 55%. сушат, измельчают, просеивают от металлопримесей.
Серрипес — Serripes grenlandicus. До настоящего времени в Баренцевом море
отсутствует специализированный промысел серрилеса, хотя при драговом про-
мысле морского гребешка он встречается в достаточных количествах» Запасы
серрипеса в последние годы исследовались ПИНРО и СевПИНРО. Съемка бы-
ла проведена в 1989 году на Северо-Канинской банке, где запас был оценен в
112 тыс. т [2]
812
112. Технология переработки морских беспожточнмх на пищевые цели
Мясо ссррнпеса можно использовать для пишевых целей в свежем, заморо-
женном виде, а также в консервах (натуральных или в масле), в пресервах.
Специалистами ПИНРО были проведены работы по определению показате-
лей безопасности опытных образцов серрипеса (выловленного в Баренцевом мо-
ре), в соответствии с требованиями СанПиН 2.3.2.1078-01 (табл. 11.2).
Таблица 11.2. Результаты токсикологических исследований проб двустворчатого
моллюска серрипсса-гренландского (в мг/кг)
Показатель Смиец Мышьяк Кадмий Ртуть Медь Цинк
Фактическое содержание о.] . 0,7 0,45.1,1 0,03. ..0,3 0.12. .0,16 0,1...3,3 14.0...16.0
Допустимый уровень.
не более 10.0 5,0 2.0 0.3 30,0 200
В результате получено гигиеническое заключение Мурманского областного
центра Госсанэпиднадзора о безопасности данного объекта промысла для здо-
ровья человека.
Серрипес, как и все моллюски, специфический объект, требующий специ-
альных приемов обработки, обеспечивающих высокие вкусовые качества про-
дукции [20|.
Для добычи и переработки серрипеса можно использовать существующие тех-
нологические лннни по обработке морского гребешка. Однако, морфологические
особенности строения тела серрипеса требуют внесения изменений и усовершен-
ствований в отдельные технологические процессы [2].
Основные характеристики варено-мороженой продукции из серрипеса пред-
ставлены в табл. 11.3.
Таблица 11.3. Органолептические и физические показатели готовой
продукции из серрипеса
Наныеноааниг показателя Содержание иряктернстики
Внешний вид Мясо серрипеса, замороженное россыпью, целое, чистое. Допускается незначитель- ная деформация отдельных экземпляров
Цвет ноги Консистенция: Сиреневый с розовым или кремовым от- тенком
после размораживания Эластичная, упругая
после варки Плотная
Запах (после размораживания) Свойственный мясу серрипеса. без поро- чащих признаков
Вкус и запах (после варки) Специфические, свойственные мясу сер- рнпеса, без порочащих признаков
Массовая доля песка, %, не более 0,05
Наличие посторонних примесей Нс допускается
813
Ггсаа 11. Продукция из промысловых беспозвоночных и водорослей
Во многих странах мира серрипес, как правило,
употребляется в пишу в натуральном виде. Это свя-
зано с химическим составом мяса. Вследствие вы-
сокого содержания коллагена, мясо при тепловой
обработке приобретает жесткую, резиноподобную
консистенцию. Однако, можно применять и другие
варианты его обработки например изготавливать
пресервы (рис. 11.3).
Приготовление заливки: в кипяченой воде тем-
пературой не выше 20’С растворить соль, сахар, пи-
щевую добавку «Варэкс-Ь и тщательно переме-
шать, разложить серрипес по банкам в пропорциях,
указанных ниже.
Наименование Пресервы «Мясо серри-
продукции леса натуральное»
Коли честно сы рвя, г 225
Заливка, г 95
Готовый продукт имеет приятный внешний вид
и сохраняет нативные свойства моллюска. По оцен-
ке японских специалистов компании Sehin Nichon
Серрипес-сырец
4
Сортировка
Мойка
1
Разделка
4
Стекание
Подготовка J.
банок-------> Фасование
Подготовка 1
заливки —* Внесение заливки
4.
Закатывание
4
Мойка банок
4.
Протирка
4
Этикетирование
4
Упаковывание
Global (Япония) данный вид продукции может 4
пользоваться популярностью на внешнем рынке. Складирование
особенно в Японии [4, 20]. _
. . 1 1 Созревание
Мясо серрипеса напоминает по консистенции
МЯСО Двустворчатого МОЛЛЮСКа «ЖеСТКОГО КЛема» Хранение
(Meretrix meretrix), обитающего в морях Дальнего
Востока. Его ИСПО/ _,ю. о Японии ДЛЯ приготовле- Р" П ’ Технологическая схем.
г производства пресервов из мяса
ния пресервов с соевым соусом и сахаром. Соевый серрипеса
соус и сахар размягчают ткани и делают мясо серри-
песа более нежным. В перспективе возможно, чтосеррипес будет использоваться
для приготовления пресервов и консервов в ассортименте [3. 4].
Так как серрипес — новый и нетрадиционный для Северного бассейна объект,
технологические работы пока проведены еше не в полном объеме. По результа-
там проведенных опытно-технологических работ разработаны временные нормы
отходов, потерь, выхода готовой продукции из серрипеса [20]:
Характеристика сырья.. . .. .Серрипес-сырец
Вид разделки....... ..... Мясо разделанное
Отходы и потери, в % к массе сырья, поступившего
на данную операцию:
Отделение мясной части, мойка... .78,4
В том числе створки........ 49,3
Разделка, мойка, замораживание.. .......56,5
В том числе отходы.................................. .43,1
Замораживание, фасование............................... ..2,5
Всего отходов и потерь, в % к массе направленного сырья. 90,84
Выход готовой продукции, в % к массе направленного сырья. . . 9,16
Коэффициент расхода сырья на единицу готовой продукции...10,917
814
11.2. Технология переработки морских беспозвоночных на пищевые цели
В настоящее время ведутся разработки технологий для получения из серрипе-
са пищевой, кормовой, лечебно-профилактической н технической продукции.
Мндня — Mutilus edulis. Нежное и вкусное мясо мидий обладает высокой пище-
вой ценностью. В нем содержатся легкоусвояемые белки, липиды, витамины, важ-
ные для человеческого организма микроэлементы — медь, железо, йод, фосфор.
Содержание тяжелых металлов и хлорорганических соединений в мясе Барен-
цевоморских и Беломорских мидий не превышает предельно допустимых значе-
ний, оно соответствует медике биологическим требованиям и санитарным нор-
мам качества продовольственного сырья и пищевых продуктов [2, 3].
Мидию добывают со дна моря преимущественно при помощи драг, волокуш
или бимтралов. Можно добывать сачками с лодок. На скалистых участках приме
няют железные щипцы и «когти*, которые укрепляют на 3...4-Х метровых дере
вянных шестах.
Отдельный вопрос — аквакультура мидий. Высокий биопотенциал вида, ко-
роткий период, в течение которого она достигает промысловых размеров, пище
вая и фармакологическая ценность, а также возможность использования ее в ка-
честве технического сырья, и ряд других качеств представляет определенный ин-
терес для рыбо-хозяйственной деятельности. В частности, возможно создание
искусственных плантаций с целью получения сырья и сто переработки. Культи-
вирование мидий имеет довольно давнюю историю, как за рубежом, так и у нас в
стране. Высокая плодовитость личинок (до 3 миллионов икринок), продолжи-
тельный нерест, обилие личинок в планктоне, позволяют получать до ЗОт и более
товарной продукции за22...24 месяца выращивания миднй на плантациях.
Наличие всех незаменимых аминокислот в мясе мидий свидетельствует о его
биологической полноценности. Из мяса мидий вырабатывают большой ассорти-
мент пишевых продуктов, в том числе деликатесных (консервы, пресервы, моро-
женую, соленую, сушеную, кулинарию).
Из полостной жидкости мидий можно получать медицинские препараты. Ле-
чебные продукты из мидий рекомендуется применять при заболеваниях желудка,
кишечника, печени, желчевыводяших путей, а так же при заболеваниях, возника-
ющих под воздействием ионизирующего излучения. В результате систематичес-
кого потребления мидий в пишу повышается иммунологическая устойчивость
организма к воздействию неблагоприятных факторов внешней среды [15].
На Северном бассейне в настоящее время не перерабатывают мидий на пище-
вые цели. В небольших количествах беломорские мидии поступают на переработ-
ку, в основном, на гидролизаты.
Выловленных мидий немедленно промывают от песка, ила, ракушек и других
обрастаний. Живых мидий для очистки мантии от песчинок, ила, кусочков раку-
шек и содержимого желудка обычно выдерживают одни-двое суток в бассейнах в
воде соленойью не ниже 60 %с и температурой 4...16‘С. После выдержки мидии
промывают в моечных барабанах и обрабатывают острым паром в паровых ящи-
ках, автоклавах, непрерывно действующих сараи носушилках типа ИСС-6 или
других устройствах в течение Ю...20мин при температуре 95...100’С [15. 16].
После термической обработки и охлаждения мясо мидий отделяют вручную от
створок раковин, отрывают биссусы, промывают в проточной воде для удаления
815
Глава 11. Продукция из промысловых беспозвоночных и водорослей
остатков песка, помешают на сетки для стекания влаги, проверяют на наличие
включений типа жемчуга, удаляют эти включения и направляют на приготовле-
ние консервов.
Для приготовления консервов мидии обрабатывают паром в течение 10 мин,
затем отделяют мидии от раковнн и мясо сортируют. Отсортированное мясо про-
мывают и укладывают в консервные банки, куда добавляют различные заливки и
гарниры [16].
При бланшировании паром режим тепловой обработки составляет 10...22 мин,
в автоклавах (при температуре 105... 108 *С) — 8.„20 мин в зависимости от размера
мидий. За рубежом предпочитают более мягкие режимы бланширования паром.
Варку мидий можно осуществлять в морской воде или в 3 %-ном солевом
растворе. Рекомендуемое соотношение воды и сырья 1:1. Мидий в котлы загру-
жают обычно в металлических корзинах. Продолжительность варки (после пов-
торного закипания воды или солевого раствора) 15„.25мин, в зависимости от
размера мидий.
Ценным продуктом является внутр и створчатая жидкость мидий. При блан-
шировании мидий паром, внутристворчатую жидкость рекомендуется собирать и
использовать для пишевых целей В связи с этим бланширование паром является
более предпочтительной, в сравнении с варкой в воде или в солевом растворе.
Для приготовления мороженого мяса мидий используют вареное мясо, очищен-
ное от несъедобных частей (створок, ракушек, биссуса, жемчуга, желудка, кишеч-
ника, жабр), промытое водой и выдержанное на стечке 30„.40мин. Мясо плотно
укладывают в картониые коробки (массой 1 кг), выстланные пергаменом и морозят
в скороморозильных аппаратах до температуры внутри блока —18'С.
Из миднй разработан очень широкий ассортимент консервов, для произвол
ства которых используют мидий живых и варено-мороженых [16].
«Мидии в собственном соку*. Бланшированное мясо мидий после
стекания влаги укладывают в банки (80 % от массы нетто) и заливают 3„.5%-ным
солевым раствором или упаренным бульоном (в количестве 20%) температурой
не ниже 80’С. Наполненные банки укупоривают н стерилизуют [17|.
♦ Мидии копченые в масле». Бланшированное мясо мидий подверга-
ют варке в солевом растворе плотностью 1,1 г/см3 до содержания соли в мясе
1,2... 1,6% и укладывают на решетки для стекания влаги на 20...25 мин. Выдержка мя-
са мидий в солевом растворе может быть заменена добавлением сухой соли в банки.
Для обеспечения равномерного подкапчивания и во избежание слипания ми-
дии укладывают на сетки так, чтобы отдельные экземпляры не соприкасались.
Сетки с мидиями помешают в камеру, прогретую до 35...40‘С, и подсушивают до
полного удаления влаги с их поверхностей при постепенном подъеме температу-
ры воздуха в камере до 70’С (при открытых дверях камеры).
Собственно копчение мяса мидий проводят при температуре 70...75 *С в тече-
ние 10 мин, дальневосточных мидий — 10.30 мин до приобретения им светло-со-
ломенной окраски и хорошо выраженного запаха копчености.
Для подкапчивания мяса мидий может быть использован коптильный препа-
рат разбавленный водой в соотношении 1:4 или 1:5, выдержанный две-трое су-
ток для отстоя смолистых веществ и профильтрованный через марлевый фильтр.
816
11.2. Технология -оророБотхи морских беспозвоночных но пищявые цели
Мясо мидий, уложенное в сетчатые противни (не более 5 кг в каждый), погру-
жают в коптильную жидкость на 1...2с. Соотношение мяса и жидкости 1 :6... 1:8.
После стечки мясо перекладывают на другие решетки (слоем равномерной тол-
щины) и подсушивают 15... 17 мин в камерах прн температуре 130... 150 °C, а затем
охлаждают на воздухе до температуры 35..40 “С.
Потери при подсушке и копчении составляют 25...29 % от массы сырого мяса
мидий.
Подкопченное мясо мидий укладывают в жестяные банки с лакированной
внутренней поверхностью или стеклянные банки (дальневосточных мидий укла-
дывают плотными рядами) и заливают прокаленным растительным маслом, по-
догретым до 80‘С. Укупоренные банки стерилизуют в автоклавах.
«Плов таврический из мидий». Мясо мидий рубят на кусочки, об-
жаривают в растительном масле при температуре 130... 150 °C до приобретения им
оранжево-коричнево го цвета и смешивают с луком, морковью, рисом и пряно-
стями согласно рецептуре. Потери при обжарке мяса мидий составляют 18...22 %
от массы сырого мяса.
Свежую морковь и лук для плова очищают, промывают в воде, режут в виде
соломки и раздельно обжаривают в растительном масле при температуре
13О...15О’С. Рис после инспектирования и мойки заливают водой в соотношении
1:1, бланшируют 5...10мин до увеличения его первоначальной массы вдвое и
промывают холодной водой. Рецептура (соотношение компонентов) консервной
смеси аПлов таврический из мидий» приведена ниже (в кг на 1000 учетных ба-
нок):
Мясо мидий обжаренное . . 125
Рис бланшированный. ... 127
Лук жарены А..... 5.9
Морковь обжаренная . 22.7
Перец черный молотый ... 0.4
Соль.. . . ....4,7
1отовый плов (по 280г) укладывают в жестяные банки с лакированной внут-
ренней поверхностью и заливают упаренным бульоном (по 70 г) с учетом потерь
при смешивании плова и его расфасовке в размере 2%. Температура бульона при
заливке должна быть нс ниже 80 ‘С.
«Мидии в чилийском соусе». Мясо мидий обжаривают так же, как
при приготовлении консервов о Плов таврический из миднЙ», после охлаждения
укладывают в жестяные банки с лакированной внутренней поверхностью илн в
стеклянные банки в количестве 245 г (70%) и заливают соусом температурой 80 'С
в количестве 105 г (30%).
Для приготовления чилийского соуса горчичный порошок растирают до пол-
ного удаления комочков, заливают кипящей водой и размешивают до получения
однородной тестообразной массы, которую выдерживают в течение суток для
ферментирования. Избыток воды сливают.
В котел с кипящей водой загружают томат пасту, сахар ('/з часть от нормы),
соль и кипятят при непрерывном помешивании 10...15мин. За 5 мин до оконча-
817
Глава 11. Продукция из промысловых беспозвоночных и водорослей
ния варки добавляют оставшееся количество сахара, измельченный сырой лук и
чеснок, горчичную пасту, молотые пряности или их настой в уксусной кислоте.
Перед использованием в соус добавляют уксусную кислоту.
Готовый соус должен иметь кисло-сладкий вкус, аромат пряностей и содержа-
ние сухих вешеств 28...30 % [17].
«Мидии в маринаде». Мясо мидий обжаривают. В стеклянные или
жестяные банки с лакированной внутренней поверхностью укладывают сырую
нарезанную морковь, обжаренные лук, мясо мидий и заливают маринадной за-
ливкой температурой не ниже 80°С. Соотношение отдельных компонентов в бан-
ке должно быть следующим: мяса мидии 67,1 % (235г), моркови свежей нарезан-
ной 8 % (28 г), лука жареного 2,6 % (9 г) и маринадной заливки 22.3 % (78 г).
♦ Солянка нз мидий». Мясо мидий целое или рубленое обжаривают в
растительном масле при температуре 130... 150'С до приобретения им оранжево-
коричневою цвета (допускаются потери в пределах 18...22% для целого и
20—26% для рубленого мяса мидий).
Очищенные и промытые свежие репчатый лук н морковь режут в виде со-
ломки и обжаривают раздельно в растительном масле при температуре
13О...150’С. Подготовленную капусту шинкуют полосками шириной нс более
3 мм, бланшируют 5... 10 мин острым паром или в кипящей воде, а затем обжа-
ривают в масле при температуре 130... 140 С до перехода ее окраски в бледно-
соломенную.
Обжаренные мясо мидий, овошн и соль тщательно перемешивают согласно
рецептуре «Солянки из мидий», приведенной ниже (в кг на 1000 учетных банок):
Мясо мидий обжаренное.. . 175
Капуста жареная.. ... 43.1
Лук жареный .. .8,7
Морковь жареная .. ...35
Соль ....5
Подготовленную смесь мяса мидий с обжаренными овощами укладывают в
банки, заливают томатным соусом и стерилизуют [ 16).
Бульон, полученный при термической обработке мидий, используют для вы-
работки консервированных супов из моллюсков, которые готовят с добавлением
овощей, фасоли илн зеленого горошка.
Суповые смеси готовят путем тщательного перемешивания мяса мидий, обжа-
ренного на маргарине, с сырами или обжаренным луком и морковью, промытым
рисом и фасолью (после набухания) или консервированным зеленым горошком,
пряностями и солью.
Кроме того, существуют технологии приготовления пресервов из мяса ми-
дий. Для приготовления пресервов используют как вареных, так н живых мн
дий. При использовании вареных мидий, очищенное мясо просаливают в тече-
ние 3 ч в 10 %-ном растворе соли. Затем мидиям дают стечь и помешают в уксус-
но-солсвой раствор на трое суток. Приготовленные таким образом мидии укла-
дывают в банки и заливают ароматизированным уксусом определенной
концентрации (16. 22).
818
112. Технология парарабаткм морских 6яспо»оночных на пищевые цели
Отходы при производстве пишевой продукции из мидии (часть мясных тка-
ней, внутренности, створки раковины) целесообразно использовать для произ-
водства белковых гидролизатов, вкусе-ароматизаторов, биологически активных
веществ, обладающих антивирусным, антиканцерогенным и протнвоспалитель-
ным действием, и для получении ценных кормовых добавок [22J.
Межстворчатая жидкость может служить сырьем для производства медицинс-
ких препаратов, а также применяться для заливки консервов, получения вкусо-
ароматических добавок.
Брюхоногие моллюски
Трубачи — Buccinum undatuin. В Баренцевом море обитает около 20 видов крупных
брюхоногих моллюсков, имеющих общее коммерческое название — трубачи. Из них
наиболее распространенными являются Вместит Hndatum и Ncptunea despecta 12).
С учетом особенностей химического состава мясо трубачей рекомендуется ис-
пользовать на пищевые цели для изготовления кулинарной продукции, консер-
вов и пресервов. Большое количество фосфолипидов в мясе трубачей позволяет
рекомендовать его в качестве профилактического и лечебного (протнвоате-
росклсротического) продукта.
Для получения качественной деликатесной продукции, трубач-сырец необхо-
димо сохранять до обработки в живом виде.
Обработка трубачей, направляемых на производство пищевой продукции,
включает в себя процесс тепловой обработки, что облегчает процесс извлечения
мяса моллюска из ракушки
Тепловая обработка производится острым паром в течение 20 ..30мин Про-
должительность обработки в каждом отдельном случае устанавливалась в зависи-
мости от размера трубача. После обработки паром ракушки быстро охлаждают до
температуры ЗО...4О*С в течение не более 15мин, путем погружения в воду или
под душем температурой не выше 20 *С [ 17].
При разработке технологии было отмечено, что варку мяса трубача надо про-
водить после извлечения его из раковины, так как сваренное в раковине мясо си-
неет в большей степени, чем мясо сваренное без нее. Хранение мяса трубача во
избежание посинения рекомендовано проводить подслоем воды.
Разделка трубача производится вручную. При помощи специальных приспо-
соблений, мясо извлекают из ракушки, отделяются несъедобные части: жабры,
внутренности, хобот, роговая пластинка-крышечка и енфон. Разделанное съедоб-
ное мясо направляют на мойку, и затем на последующую технологическую обра-
ботку, в зависимости от дальнейшего его использования.
Трубача замораживают сырым в виде разделанного полуфабриката или в не-
разделэнном виде.
Мороженого трубача выпускают для сети общественного питания и промпе-
реработки блоками массой до 6 кг и для розничной торговли брикетами массой до
0,5 кг Блоки мороженого трубача глазируют Срок хранения мороженого трубача
при —18‘С составляет 6 мес. При температуре — 25 *С — 8 мес; ниже -25 *С — до
10 мес. Из мяса трубача готовят следующую кулинарную продукцию: мясо туше-
819
Глава 1 I. Продукция из промысловых баспозвонючных и водорослей
иое с луком; трубач в маринадной заливке, трубач в горчичном соусе, трубач в
кляре и др. [16].
«Мясо трубача тушеное с луком». Нарезанное соломкой или ку-
сочками сырое мясо трубача тушат в закрытой емкости в течение 5... 10 мин. Затем
к нему добавляют обжаренный лук, растительное масло, соль, специи и снова ту-
шат 5...7 мнн.
«Мясо трубача в маринадной зал ивке». Сырое мясо трубача
варят 5... 10 мин при соотношении воды и моллюсков 3:1. При поступлении на
предприятие мороженых моллюсков в раковине, их дефростируют в воде или на
воздухе, загружают и варят 30...35мин, затем быстро охлаждают под душем или
путем погружения в воду. У сваренных моллюсков удаляют несъедобные части,
вареное мясо трубача нарезают соломкой. После ошпаривания лука кипятком,
его маринуют в уксусно-солевом растворе (соль — 4 %; уксусная кислота — 2,5 %;
вода — 93,5%). Нарезанное соломкой мясо трубача укладывают в потребитель-
скую тару, пересыпая его чссиоком, красным перцем, маринованным луком, мор-
ковью и заливают маринадом [22].
• Мясо трубача в кляре». Подготовленное сырое мясо трубача пор-
пионируют на кусочки толщиной 1 см. Кляр готовят следующим образом: яич-
ный порошок (0.6 кг) смешивают с мукой (31кг), добавляют соль (1кг), воду
(32кг) и смесь взбивают до однородной массы. Порции трубача погружают в
кляр. Покрытые равномерным тонким слоем кляра, порции обжариваются при
15О...179’С втечение 5...7 мин.
Рецептуры других кулинарных изделий из трубача приведены в табл. 11.4.
Таблица II 4 Рецептуры блюд из трубача
Компонент Плов из трубача Трубач под ро Солями М3 мясатрубача Трубач тушеный с квашеной клп)стоИ
Мясо трубача вареное 37 49 18 24
Лук репчатый свежий 15 23 25 25
Морковь свежая 25 30 7.5 15
Капуста квашеная — — 50.5
Рис 17.4 — — —
Перец черный 0,04 — 0,03 0,03
Мука пшеничная — 3.0 1.5 1,5
Томат-паста — 0.6 3,5 3,5
Сахар — 1.2 1,0 1,0
Соль 1.7 1.0 0,7 0,7
Лимонная кислота — 0,1 — —
Уксусная кислота — — 0.4 0.4
Рецептуры кулинарных изделий из моллюсков разрабатываются главным
образом для предприятий обществе иного питания. Ассортимент кулинарных
изделий, вырабатываемых на предприятиях, сравнительно невелик: кулинар-
820
11 2. Технология переработки морских беспозвоночных на пищевые цели
ные изделия типа панированных порций, солянки, пловы, формованные изде-
лия и другие.
Свежее и мороженое мясо трубача можно использовать для приготовления ку-
линарных изделий и консервов. Продолжительность варки мяса трубача, направ-
ляемого на производство консервов, должна составлять около трех минут в
2 %-ном солевом растворе
Допустимо применение высокотемпературных режимов стерилизации консер-
вов из мяса этих моллюсков, так как повышение температуры до 120°C не влияет
на консистенцию, цвет, вкус и запах продукта. Для более надежного н достаточного
прогрева содержимого консервов мясо трубача необходимо шинковать.
В нашей стране разработаны рецептуры консервов «Трубач в ароматизирован-
ном масле». «Ассорти морское с трубачем». Для приготовления этих консервов
мясо трубача нарезают на кусочки толщиной до 0.5 см. Деформированное мясо
используют для производства « Трубач в ароматизированном мас-
ле». В банки закладывают по норме соль и ароматизированный уксус, мясо тру-
бача, нарезанное кружочками, укладывают аккуратными ровными рядами плаш-
мя в один или в два слоя. В середину банки с уложенным трубачем кладут кусочек
сухого красного перца, репчатый лук, предварительно выдержанный в 2 %-ном
растворе уксусной кислоты. Наполненные банки заливают ароматизированным
маслом температурой 75...80 ’С.
Консервы « Ассорти морское с трубачом» готовят из вареного мя-
са трубача, которое после измельчение на волчке с диаметром отверстий решетки
не менее 15 мм укладывают на дно банки, а сверху добавляют смесь обжаренных
морской капусты и моркови. В наполненные банки заливают томатный соус, за-
катывают н стерилизуют [ 16, 20].
После термической обработки мясо трубача становится довольно плотным.
Активная денатурация коллагена протекает при 50...70 °C. Специалистами
ТИНРО-центра предложена технология изготовления пресервов из трубача. По
этой технологии трубач нагревается в потребительской таре до температуры внут-
ри банки 70...75 *С. В банку также добавляется таминария, овоши (лук, морковь),
поваренная соль и беизойнокислый натрий в количестве 0,1...0,2% к массе про-
дукта. Решающая роль в процессе созревания таких пресервов принадлежит фер-
ментам сырья и преобладающей микрофлоре. В связи с тем, что пресервы под-
вергают щадящей тепловой обработке, созревание их предлагается проводить при
положительной температуре в течение 2 недель, а в дальнейшем хранить их в за-
мороженном состоянии.
Отечественными специалистами разработан способ приготовления пресервов
из трубача, предусматривающий предварительную разделку и посол моллюсков в
3 %-ном растворе поваренной соли в течение 10мин, расфасовку в банки, добавле-
ние различных гарниров и заливок, герметизацию банок, тепловую обработку до
температуры внутри банки 70...75‘С. Выделяющийся при прогревании бутьон ос-
тается в банке, участвует в формировании вкуса готового продукта, повышает био-
логическую ценность пресервов. Хранить такие пресервы можно до 4 мес (22).
Отходы от переработки трубачей (внутренности, некондиционное мясо, рако-
вина) можно использовать так же, как у других моллюсков.
821
Гга»о 11, Продукции из промысловик беспозвоночных и водорослей
11.2.2. Технология переработки иглокожих
Кукумарии — Cucumaria frondosa. С давних времен известны лечебные свойства
некоторых морских организмов. Олин из них — это голотурии, или «морская ку-
бышка», морской огурец, основной промысел которого сосредоточен в Примо-
рье, в водах Индо-Малайского архипелага, островов Тихого океана, на Филиппи-
нах, у берегов Китая н Японии [3, 5J.
Промысел кукумарии ведется лонным и орудиями лова. Например, при драго-
вом промысле морского гребешка прилов кукумарии составляет до 40%.
Переработка кукумарии особенно развита в Корее, Китае. В России, на рыбо-
перерабатывающих предприятиях Дальнего Востока выпускается большой ассор-
тимент консервов и кулинарных изделий из кукумарии. Для повышения пищевой
ценности в блюда из кукумарии добавляют овощи, морскую капусту, рыбу.
На Северном бассейне этот нетрадиционный объект пока не охвачен больши-
ми объемами Промысла и переработки. В настоящее время выпускается всего не-
сколько наименований: консервы «Кукумария с овощами в томатном соусе» н са-
лат «Пикантный*.
До 1993 года имелось заключение Киевского НИИ гигиены питания о не-
пригодности кукумарии для использования на пищевые цели из-за низкой пи-
щевой ценности, присутствия токсичных элементов — сапонинов (тритерпено-
вых гликозидов) и данный продукт рекомендовался для использования в произ-
водстве кормов. Однако, специалистами ПИНРО были проведены разносто-
ронние технологические исследования этого объекта, получено заключение о
безопасности его для человека по содержанию токсичных вешеств, радионук-
лидов и другим показателям. В процессе исследований выяснилось, что техно-
химические показатели кукумарии Баренцева моря очень схожи с дальневос-
точной. Поэтому разнообразную продукцию из Cucumana frondosa можно полу-
чать, используя основные принципы технологических схем для переработки
Cucumaria japonica [8, 19).
При промысловой разделке, потери веса сырца достигают 50...60%, причем
видимой зависимости размера отходов и потерь от веса кукумарии не обнаружи-
вается. Количество отходов, которые можно собрать для дальнейшей переработ-
ки — не более 25 %, остальное приходится на долю слизи, внутриполостной жид-
кости, содержание которых непостоянно (7, 19].
При раздезке голотурию разрезают вдоль всего тела, удаляют внутренности,
зачищают брюшную полость, промывают в проточной воде от остатков внутрен-
ностей, песка, слизи и других загрязнений. Затем мускул кукумарии морозят или
варят для последующей переработки.
Традиционно на Дальнем Востоке из кукумарии готовят варено-сушеную, варе-
но-соленую, солено-сушеную, консервную, кулинарную продукцию; в Японии —
ферментированные продукты из внутренностей кукумарии и ее ближайшего
родственника — трепанга ] 3].
Производство консервов из кукумарии (рис. 11.4). Для производства натураль-
ных консервов можно использовать мускул и промытые внутренности (пищева-
рительный канал и гонады — «икру») кукумарии.
822
11.2. Технология переработки морских беспозвоночных на пищевые цели
Прием сырья
Замороженное
4
Дефростации
Свежее или
охлажденное
“Г”
Мойка
I
Разделка
4------------------------J—
Мускул
4
Мойка
4
Стекание
4
Измельчение
4
Внесение добавок
4
Варка
Внутренности (икра)
4
Мойка
4
Стекание
Внесение добавок
4
Варка
-----------1
Отходы от разделки
4
Получение БАВ,
спиртовых экстрактов,
коромомя продукция
Фасование
4
Закатывание
4
Мойка банок
4
Стерилизация
4
Мойка
4
Протирка
4
Этикетирование
4
Упаковывание
4
Складирование
4
Хранение
Рас. 11.4. Технологическая схема производства консервов из кукумарии
Мускул кукумарии измельчают на кусочки или пропускают через волчок. Ик-
ру измельчают на волчке. После этого мускул или икру смешивают с добавками
(поваренной солью, сахаром, лимонной кислотой), варят, расфасовывают в бан-
ки и стерилизуют.
Консервы «Мускул кукумарии натуральный» характеризуются
органолептическими показателями:
823
Глава 11. Продукция из промысловых беспозвоночных и водорослей
Прием сырья
I
Размораживание
I
Варка
I
Охлаждение
4
Стекание
Шинкование
4
Фасование
4
Замораживание
4
Упаковывание
4
Маркирование
4
Хранение
Рис. 11.5. Технологи-
ческая схема перера-
ботки кукумарии для
выпуска кулинарной
продукции
• внешний вид свойственный данному виду продукта, консистенция мяса
нежная, несколько набухшая;
• вкус — приятный, специфичный, свойственный данному виду продукции,
без порочащих признаков;
♦ запах — свойственный данному виду продукта, отличающийся от запаха рыбы.
Химический состав консервированного мускула (в %): содержание влаги —
82,5; жира — 0,8; белка — 10,4; золы — 0,9.
Консервы И к ра кукумарии натуральная стерилизован-
ная^ представляют собой продукт со следующими органолептическими харак-
теристиками:
• внешний вид - паштет ярко-оранжевого цвета;
• вкус — нежный, свойственный мясу мидий, без горечи:
• запах — приятный, свойственный мясу моллюсков или ракообразных.
Химический состав консервированной икры кукумарии (в %): влаги — 75,9,
жира — 6,6, белка — 8,6, БЭВ — 4,7.
Натуральные консервы из мускула или икры кукумарии можно хранить при
температуре от 0 до +5*С в течение 12 месяцев [9,19].
При производстве кулинарной продукции из мороженой кукумарии проводят
технологические операции, представленные на рис. 11.5.
При варке, за счет коагуляции белков и частичному удале-
нию влаги, уменьшается объем тканей кукумарии, тело при-
обретает округлую форму. Ткани кукумарии при термической
обработке приобретают жесткую консистенцию и горькова-
тый привкус (из-за присутствия сапонинов). Поэтому варку
лучше производить в кипяшей воде при соотношении
кукумария: вода — 1:3, с двукратной сменяемостью воды.
Первая варка осуществляется в течение 5 мин, затем произво-
дится замена воды и вторую варку ведут уже в течение 1,5 ч.
При таких условиях исчезает горечь и формируется удовлет-
ворительная консистенция продукта 119].
Потерн веса прн варке варьируют в пределах от 25 до 44% к
весу разделанного сырца. Технологический баланс показывает,
что выход вареного полуфабриката в среднем составляет 65 % к
весу разделанного или 37 % к весу неразделанного сырца.
Вареная оболочка кукумарии содержит до 85% влаги,
5...7 % жира, 10... 11 % белка. 2...2,5 % золы и 1...1,5% гли-
когена.
Охлаждение производят путем погружения вареной куку-
марии в воду при массовом соотношении кукумария : вода —
1:3, температурой не выше 20 'С. Стекание от излишней вла-
ги осуществляют на специальных стечных решетках в течение
20...30 мин.
Затем кукумарию шинкуют на кусочки длиной З...5см и
шириной 0,5...0,8см. Расфасовывают в мелкую потребительскую тару и направ-
ляют на последующее замораживание и хранение.
824
11.2. Технология переработки морских беспозвоночных на пищевые цели
Из полученного вареного полуфабриката разработаны различные виды и ре-
цептуры кулинарной продукции
Кулинарная продукция. Охлажденный вареный полуфабрикат пропускают че-
рез волчок с диаметром отверстий 3 мм, затем обжаривают на подсолнечном мас-
ле и вносят различные ингредиенты по рецептурам, приведенным в табл. 11.5.
Таблица 11.5 Рецептуры на кулинарную продукцию из кукумарии (в %)
Компонент •Икр» из ку- кумарии» •Скселянка с хуауиари- е₽ в томат- ном соусе» -Кукумарии с морской •Сол ЯНК» И J куккмариис морской ка- пустой» •Дау По-Ва- ренцево- морски» •Салят из кукумарии пс-корсвс КН»
Кукумарии вареная 50 40 22 22 19 89
Масло растительное 15 10 11 7 3 5
• сливочное - — 2 —
Уксусная кислота (9 %-ная) — — 3
Вареная морская капуста — — и 22 — —
Картофель - 23
Лук репчатый 12 26 11 16 6,5
Морковь — — 11 22 — —
Огурцы соленые — — 6,5 —
Свекла — — 11 — — —
Томатный соус 20 10 21 — 40 —
Томат-паста — — — 5 — —
Мука — 4 — 2 — —
Вода — 8 — — —
Соль 3 2 3 2 — 2
Сахар — — — 2 — —
Перец черный молотый — — По вкусу 0.2
» красный молотый — — — — — 0,1
Кориандр молотый — — — — — 0.1
Чеснок сушеный — — — — — 0,6
• Икра из кукумарии». К измельченной и обжаренной кукумарии до-
бавить обжаренный мелконарезанный репчатый лук. Подготовить томатный со-
ус. Все содержимое перемешать и тушить 15 мин. Икра употребляется в холодном
виде.
• Скоблянка с кукумарией в томатном соусеэ. Охлажденный
вареный полуфабрикат поджарить на подсолнечном масле вместе с туком, мукой,
томатом. Все перемешать, добавить воду, соль и тушить при медленном кипяче-
нии в течение 20...30 мин.
• Куку мэрия с морской капустой». Одновременно обжарить из-
мельченные вареную куку мэрию, морскую капусту, свеклу, морковь, репчатый
лук и все смешать с томатным соусом. Тушить до готовности.
825
Глава 11. Продукция из промысловых беспозвоночных и водорослей
«Солянка нз кукумарии с морской капустой». Нарезатьсо-
ломкой вареную кукумарию, морскую капусту, измельчить лук, морковь и все об-
жарить на подсолнечном масле. Подготовленные продукты смешать и залить то-
матным соусом. Тушить 5... 10 мнн.
«Азу по-баренпевоморски». Охлажденный вареный полуфабрикат
из кукумарии нарезать кубиками, обжарить на сливочном масле и смешать с пас-
сированным луком, солеными огурцами, жареным картофелем, нарезанным ку-
биками, залить томатным соусом и тушить в течение 20 мин. Томатный соус: пас-
сировать лук. морковь, муку, томат-пюре, добавить воду, соль, специи и кипятить
при перемешивании
«Салат нз кукумарии по-корейскн». Охлажденный вареный по-
луфабрикат из кукумарии мелко нашинковать соломкой длиной З...5см, посо-
лить и затем выдержать в течение 1 ч для просаливания. Затем внести подсолнеч-
ное масло, сушеный чеснок, красный, черный перец н кориандр. Полить уксусом
и тщательно перемешать. 1отовый продукт расфасовать в полимерную тару и хра-
нить (можно в мороженом виде).
Разработана технология приготовления «Масла икорного из куку-
марии*. Для приготовления масла используют мороженую кукумарию или мо-
роженые внутренности (пищевод, гонады) кукумарии. Целую кукумарию раз-
делывают, мускул можно использовать для приготовления кулинарии или
консервов, а внутренности, после стечки и промывки, направляют на выпуск
масла [19, 21]. Для основы используется качественное сливочное масло пони-
женной жирности.
Соотношение внутренности кукумарии: масло —1:9. Массу гомогенизируют,
вносят поваренную соль (1 %), повторно гомогенизируют и фасуют. Органолеп-
тические показатели «Масла икорного из кукумарии» представлены ниже:
♦ внешний вид — масло нежно-оранжевого цвета;
• вкус — приятный, с легким оттенком морепродуктов, без горечи;
♦ запах — ароматный, нежный, с запахом моллюсков.
Кормовая продукция из кукумарии. При промысле рыбы кукумария в массовом
количестве попадает в донные орудия лова как прилов и может быть использова-
на для выпуска кормовой муки. Для этого вареная кукумария измельчается до со-
стояния фарша и подвергается сушке. Сушка может осуществляться в установках,
применяемых для высушивания варено-прессованных рыбных отходов. Из-за
высокого содержания влаги, наличия плотного известкового скелета, плотных
тканей оболочки процесс сушки протекает медленно. Мука нз кукумарии облада-
ет темным цветом и практически не имеет запаха.
Морской еж — Strongylocentrotus droebachiensis. Сочетание биологически ак-
тивных веществ в гонадах морского ежа позволяет сделать вывод, что этот про-
дукт, кроме великолепных деликатесных качеств, обладает лечебно-профилакти-
ческими свойствами и показан при нарушениях деятельности сердечно-сосуди-
стой системы, иммунодефиците и так далее |5].
Содержание тяжелых металлов И хлорорганических соединений в гонадах
мирских ежей прибрежных районов Мурмана не превышает допустимых норма-
тивных значений.
826
11.2. Технологи» переработки морских беспозвоночных на пищевые цели
Добыча морских ежей осуществляется вручную водолазным методом с ис-
пользованием малых плавсредств (катера, лодки).
Собирают морского ежа в сетные мешки, передают на малые плавсредства и
аккуратно пересыпают в инвентарные яшики предельной массой 30 кг, высотой
слоя не более 30 см. Не допускается переполнение ящиков и утрамбовка ежей.
Доставленного на борт перерабатывающего судна или берегового предпри-
ятия морского ежа направляют на сортировку. Сортировку осуществляют на сто-
лах, лотках или других приспособлениях вручную При этом отсортировываются
водоросли, камни, ракушечник, снулые экземпляры.
Морских ежей укладывают в перфорированные емкости и промывают от пес-
ка и других загрязнений струей морской воды. После промывки дают стечку в те-
чение 15...20 мнн.
Технологическая схема производства икры морских ежей включает в себя сле-
дующие основные операции (рис. 11.6).
Добыча сырья
Сортирование
Аккумулирование
Разделка
Выемка икры
Посол
Стекание
Упаковывание
Солеи»
икра
Промывка
Окончательная промывка и очистка
Сортировка икры по со
Упаковывание
Сзежяя
икра
Замораживание
Упаковывание
Замораживание
Упаковывание
I
Свежеморожена я
икра
Солено-
мороженая
икра
Рис. 11.4. Технологическая схема производства продукции из икры морских ежей
Морских ежей разделывают с помощью специального приспособления — кра-
кера. Острую часть кракера вводят в ротовое отверстие ежа и нажатием на рукоят-
ку раскалывают панцирь на две половинки.
827
Глове I I. Продукции иj промыелоаых (мепозвомечных м водорослей
Осторожно из каждой половинки панциря специальной лопаткой извлекают
ястыки икры поштучно. Целостность ястыков не должна быть нарушена. Извле-
ченную икру укладывают в перфорированные лотки из полимерного материала и
промывают в чистой морской воде от загрязнений (остатков внутренностей, ос-
колков панциря). Не вымывшиеся загрязнения удаляют пинцетом.
Промытую икру выдерживают при температуре от 0 до +5 'С для стекания из-
лишней влаги и выделения «молочка» в течение 1...2сут.
Окончательную промывку икры проводят путем выстаивания лотков с нкрой
в стопах 5... 10 шт. в ваннах с морской водой в течение 40...45 мин при соотноше-
нии икра: вода — 1 : 20. Воду меняют и процесс выдержки икры повторяют до
полного удаления «молочка» с поверхности икры. Окончание промывки опреде-
ляют по прозрачности промывной воды в ваннах.
Для удаления излишней влаги из конечного продукта, икру выдерживают на
стечке при температуре от 0 до +5*С в течение 8...12ч ]5, 10].
В последние годы получены новые данные по технологии обработки некондици-
онной икры морских ежей. Это — создание ряда новых продуктов для реализации на
внутреннем рынке. Из-за специфичности вкуса и внешнего вида икру нужно перера-
батывать в более традиционные для нашего населения формы продуктов. Например,
консервы, паштеты, приправы, соусы, различные виды кулинарии. Икра морских
ежей, внутри полостная жидкость и внутренние органы, как показали исследования
последних лет, содержат целый спектр биологически активных веществ.
На Северном бассейне разработана технология получения различных видов
икры морских ежей; соленой без обработки спиртом (что отличает данную техно-
логию от применяемой на Дальнем Востоке), свежей, свеже- и соле но-мороже-
ной. Эти вилы продукции из морских ежей являются новыми и ранее в нашей
стране ие выпускались.
Отходы от разделки морских ежей могут быть использованы для приготовле-
ния удобрительных туков. Отходы целых предварительно сваренных или сырых
ежей можно сушить на солнце и в сушилках с последующим измельчением. Из
сырых ежей выход сухого тука составляет 32...35 %, а при высушивании предвари-
тельно сваренных — 15...20%. Тук из морских ежей получается светло-серого цве-
та, почти без запаха. Химический состав тука характеризуется следующими циф-
рами: содержание влаги — 0,5... 1,2 %, жира — 0,6... 1,9%, белка — 3,7... 11,9 %, зо-
лы — 82...84%; в числе минеральных веществ обнаружено 1,4...3,5 % фосфора и
29...35 % кальция. Мука из отходов от разделки ежей является минерализованным
кормом и при замачивании в воде поглотает всего 14...15 % влаги (по весу).
11.2.3. Технология переработки ракообразных
Северная розовая креветка — Pandalus borealis. Ловят креветок креветочными
тралами, драгами и вентирями. При помощи вентирей можно ловить креветок в
тех местах, где невозможно вести траловый лов.
Основное направление использования креветки — производство деликатес-
ной нишевой продукции, в том числе варено-мороженой, консервов, кулннар-
828
11.2. Технология переработки морских беспозвоночных но пищевые цели
ных изделий. Отходы при получении мяса могут быть использованы для выработ-
ки хитина, хитозана, пищевого красителя, а также кормовой продукции.
Для приготовления высококачественной продукции очень важно сразу после
вылова направить креветок в обработку. Можно сохранять их в живом виде в сад-
ках, в морской воде. При отсутствии садков, предохранить креветок от быстрого
засыпания можно, применив следующий метод: иа дно рыбных ящиков уклады-
вают мокрую морскую траву, на траву насыпают небольшой слой креветок, затем
опять кладут траву и так далее; слои должны быть обшей высотой не более
30...35см.
Для приготовления мороженых креветок используют живых, свежеуснувших
или охлажденных креветок всех видов, отвечающих требованиям действующих
технических условий на креветки-сырец. Переработка креветок в период линьки
не разрешается.
Креветок отсортировывают от прилова и спениатьной подборной топатой и
загружают в деревянные ящики со льдом. Креветок сортируют по размерам на
крупные (длиной 8 см) и мелкие (длиной до 8 см). Для экспорта креветок сорти-
руют по массе, определяя количество креветок в 1 кг или 0.4 кг.
На дно каждого ящика насыпают чешуйчатый или меткодробленый лед (кус-
ки не более 2 см в поперечнике). На уложенный в ящики лед укладывают креве-
ток, перемешанных со льдом, или послойно пересыпают их льдом. Высота слоя
не должна превышать 15 см. Верхний слой обязательно покрывают льдом (тол-
щина слоя 5 см) с таким расчетом, чтобы ящик быд наполнен на 2...Зсм ниже
края. Эго делается для того, чтобы предохранить креветок от сдавливания при
укладке ящиков в штабеля. Расход льда 100 % к массе креветок. Масса креветок
со льдом в одном ящике должна быть не более 20 кг
Креветки в ящиках за 2...3ч охлаждаются до температуры близкой к 0*С, тем-
пература в теле креветок во время хранения должна быть 0...2 "С.
Для дальнейшей обработки креветки высыпают порциями в яшики с сетча-
тым дном и промывают, погружая несколько раз ящнк с креветками в ванну, на-
полненную чистой проточной или часто сменяемой морской водой. Масса расхо-
дуемой воды при мойке должна превышать массу креветок, не менее чем в 10 раз.
Ящик-сито наполняют креветками на *Л объема, чтобы при погружении в ван-
ну креветки хорошо ополаскивались. Размер и форма ящика-сита должны быть
такими, чтобы было удобно высыпать из них креветок в морозильные противня
или на разделочные столы. На рис. 11.7 показана разделанная креветка.
После промывки креветки направ-
ляют: при выпуске мороженых вареных
разделанных и иеразделанных креве-
ток — на варку: при выпуске мороженых
сырых неразделанных креветок — на за-
мораживание; при выпуске мороженых
разделанных креветок — на разделку.
Выход продукции и отходы при
разделке креветки представлены в
табл. 11.6.
Рве 11.7. Разделанная креветка
I — креветка; 2 — отделенное от туловища брюшко (шейка);
3— шейи без панциря; 4— шейка без панциря и удаленной
829
Глава 11. Продукция из промысловых беспозвоночных и водорослей
Таблица И.6. Выход и отходы при разделке креветок
Креветки
Выход продукции и отходы, % Сырые Впрсные
очень крупные и крупные средние и мелкие оче н ь крупные м крупные средние и мелкие
Потери при мойке 2—4 2...4 10... 15 10...15
Головогруди 38...48 23...40 35.. .45 20...35
Шейки (брюшки с панцирем) 50...60 60...75 40.. .55 55.65
Шейки (брюшки) , 40...52 50...65 30.. .45 40...55
Панцири и другие погори 12...20 14 25 15—.25 15...30
Креветок варят в морской или пресной воде0 в последнюю добавляют 4 % со-
ли. Перед загрузкой креветок в котел воду доводят до кипения, после загрузки
креветок вода должна закипеть вторично через 2...3 мин после загрузки сырья (не
позднее). Вода в котле должна кипеть равномерно, продолжительность варки за-
висит от размеров креветок (5... 10 мин с момента закипания) [16].
Сетчатые корзины с креветками загружают в котел одновременно и выгружа-
ют после варки также одновременно. Воду в котле меняют по мере загрязнения,
но не реже, чем через 3. .4 варки.
После первой варки на каждые 100 л пресной воды добавляют 0,5 кг солн. Ва-
реных креветок выгружают и немедленно охлаждают в чистой морской воде в те-
чение 10... 15 мин до температуры не выше 30'С. Чтобы ускорить охлаждение кре-
веток, в морскую воду можно добавлять чистый лед.
Охлажденных вареных креветок направляют на замораживание, при выпуске
разделанных креветок — на разделку. Лом креветок, полученный при варке н охла-
ждении, сортируют, при этом шейки направляют на выработку вареных разделан-
ных креветок, а обломанные головогруди, ножки и другие несъедобные части — в
цех технической продукции для производства кормовой муки [ 16,22].
Сырых и вареных креветок разделывают в основном вручную, аккуратно отде-
ляя головогруди по месту сочленения их с шейками. После разделки вареных раз-
деланных и сырых креветок направляют на кратковременную мойку или ополас-
кивание, после чего без задержки подают на замораживание.
Креветок сырых или вареных разделанных или неразделенных замораживают в
скороморозильных аппаратах до температуры в середине брикета не выше -18*С.
Допустимый срок хранения с момента изготовления до реализации при тем-
пературе не выше —10 *С: для креветок разделанных и неразделанных сырых за-
мороженных в брикетах или блоках, а также россыпью — до 2 месяцев; для креве-
ток разделанных и неразделанных вареных — до 4 месяцев. При температуре не
выше -18 'С срок хранения может быть увеличен на 2 месяца
В процессе хранения изменяется качество мяса креветок, а также и других ра-
кообразных, при этом у сыромороженых ракообразных изменения происходят
быстрее, чем у варено-мороженых.
Камчатский краб — Paralithodes camtschatica. Все тело крабов покрыто
прочным панцирем; структурным материалом панциря является хитин. Хитин
830
11.2. Технология переработки «юрских беспозвоночных на пищевые цели
образует ткань, которая насыщается минеральными веществами, в сыром пан-
пире содержится до 6 % хитина Пол панцирем тело краба покрыто легкой ко-
жистой пленкой; этот покров является основой «новой кожи» — будущего
панциря |6|.
Съедобное мясо у крабов расположено в конечностях (ходильные ноги и
клешни), головогруди (плечевые суставы, или розочка) и абдомене. В сыром виде
оно студнеобразно, полупрозрачно и имеет серовато-сизый цвет, после варки
приобретает белый цвет и волокнистость.
Переработке подлежат только особи промыслового размера карапакса (пан-
циря) ие меиес 150 мм Размер карапакса краба определяют с помощью штанген-
циркуля по наибольшей ширине. Крабы с меньшим размером панциря выпуска-
ют в море.
Ловят крабов с помошью специальных кра- ____
бовых ловушек (рис. 11.8).
Принцип действия ловушки заключается в Л
следующем: краб, смещаясь с больших глубин на \ I #7 ®
мелководье или наоборот, встречается с ловуш- ) \
ками, выставленными на пути его движения. Ум?
Почувствовав приманку в ловушке, краб по сет-
ному полотну поднимается в верх ловушки и че-
рез горловину попадает внутрь ловушки. Выйти р"с ,1Л Кр,бо,,“ ло,>'ш"
обратно краб уже не может, так как горловина
имеет гладкую поверхность. Ловушки могут быть не только конусными: амери-
канская крабовая ловушка — квадратная, недавно в пром вооружен и и краболовов
появилась овальная ловушка.
В качестве приманки используется свежая или свежемороженая рыба; минтай,
скумбрия. сельдь иваси, треска, пинагор. Используют размельченные рыбные от-
ходы, размешан их в кормушках, изготовленных из пластмассы и имеющих мел-
кие отверстия.
Продуктами переработки камчатского краба являются: мясо крабовое из ко-
нечностей и абдомена, белоксодержашие отходы, паицирьсодержашис отходы,
жидкие отходы (гепатопанкреас, гемолимфа), минерально-белковые продукты.
Продукция из краба в основном выпускается следующих наименований:
краб-сырец, комплекты конечностей сыро- и варено-мороженые, мясо краба ва-
рено- мороженое. консервы натуральные.
Анализируя сложившийся экспортный рынок крабовой продукции (Япония.
Европа, США), можно сделать вывод, что наибольшим спросом у потребителей
пользуется сыро- и варено-мороженые комплекты конечностей в панцире
(рис. 11.9). С целью увеличения выхода пищевой продукции из краба предусмот-
рена переработка абдомена.
После подъема на борт судна крабов отсортировывают: самок, крабов-самцов,
имеющих ширину карапакса менее 15см; экземпляры с плохим наполнением ко-
нечностей мясом; перелинявших, загрязненных нефтепродуктами, пораженных
паразитами и других. На переработку направляют только крабов-самцов шири-
ной карапакса более 15 см.
831
Глок 11. Продукция из промысловых беспозвоночных и водорослей
J----------
Переработка абдомена
I
Варка
I
Охлаждение
I
Разделка
|
Камчатский краб-сырец
I
Сортирование
I
Мойка
I
Разделка, удаление жабер
—t---------------------------------1
Сыроморожеаые комплекты Варено-мороженые комплекты
I I
Обескровливание Варка
I
Охлаждение
Мойка
I
Стекание
I
Замораживание-------------->
I I
Сортирование комплектов
I I
Глазирование 4------------->
Упаковывание
I
Маркирование
v I
Хранение
Рис. 11.9. Схема технологического пронесся выпуска сыро- и варено-мороженой продукции
мэ камчатских крабов
Вначале производят тщательную мойку от загрязнений. Разделывают крабов
следующим образом: вручную резким движением вниз о специальное приспособ-
ление разламывают брюшную перегородку с удалением абдомена, внутренностей
и отделением конечностей от карапакса. Жабры удаляют вручную или при помо-
щи специальных приспособлений.
Абдомен отделяют от карапакса, промывают от внутренностей (гепатопанкре-
аса) и собирают отдельными партиями для последующей варки.
При выпуске сыромороженой продукции необходима дополнительная техно-
логическая операция — обескровливание.
Обескровливание крабовых комплектов конечностей производят путем по-
гружения их в проточную морскую воду. Соотношение крабов и воды должно
быть 1:3 по массе. Продолжительность обескровливания 40...60мин.
Комплекты конечностей, предназначенные для выпуска варено-мороженой
продукции и абдомен, направляют на варку.
832
112. Технологи* переработки морских беспозвоночных на пищевые цели
Варят в кипящей морской или пресной, подсоленной до 3...4%, воде в течение
15,..20мии с момента вторичного вскипания воды (абдомен — 7... 10 мин). Соот-
ношение продукта и воды по массе 1:3,
В процессе варки проводят частичную замену воды по мере ее загрязнения.
После варки производят быстрое охлаждение продукции в проточной мор-
ской или пресной воде.
Обескровленный или вареный полуфабрикат тщательно промывают в проточ-
ной морской или пресной воде, при помощи щеток удаляют остатки внутренно-
стей. песка, известковых отложений и других загрязнений.
После промывки производят стекание в течение 15...20мин.
У абдомена вручную удаляют кожистую пленку, отделяют мясо от панциря, за-
чищают от остатков внутренностей, направляют на фасование вблок-формы и на
дальнейшее замораживание, сухим искусственным способом до температуры ие
выше -18’С.
Комплекты крабовых конечностей производят сыро- или варено-мороженые
с использованием воздушного или рассольного методов замораживания, в зави-
симости от используемого технологического оборудования.
При рассольном замораживании температура солевого раствора должна быть
-18*С...-20*С. Продо.гжительность замораживания 40...45 мии. Процесс считается
законченным, когда температура в толше мяса толстого членика достигнет — 18 ’С.
Замороженные комплекты конечностей рассортировывают на категории по ве-
су и внешнему виду. В соответствии с требованиями покупателей крабовой продук-
ции из Европы и Японии обычно производится сортировка по внешнему виду иа
следующие категории: 4 L — (1100 плюс)гр; 3 L — (от 900 до 1100) гр; 2 L — (от 700
до 900) гр; L — (от 500 до 700) гр; М — (от 300 до 500) гр; Н — комплекты конечнос-
тей с потемнением или повреждением панциря, известковыми обрастаниями,
отсутствием некоторых конечностей или наличием восстановленных, плохим на-
полнением конечностей, а также комплекты конечностей 1 и 4 межлиночной кате-
гории, или конечности с двойным панцирем.
Допускается рассортировка на другие весовые категории, в соответствии с
требованиями заказчика [6].
На дальнейшую обработку продукцию направляют раздельно по категориям.
Глазирование крабовой продукции производят чистой пресной водой, темпе-
ратурой не выше 2...3’С. Продукцию, выпускаемую в панцире, подвергают двой-
ному глазированию. Для этого ее дважды погружают в охлажденную воду на 5...6с
с перерывом 10. .. 12 с для «подсушивания» (замораживания) воды на поверхности
продукции. Такое глазирование позволяет увеличить срок хранения.
Глазурь должна быть в виде ледяной корочки, равномерно покрывающей по-
верхность продукции, и не должна отставать при легком постукивании. Масса
глазури должна быть не менее 4 % по отношению к массе неглазированной про-
дукции.
Упаковывают готовую продукцию в каргонныо яшики, выстланные внутри поли-
этиленовой пленкой для уменьшения испарения глазури и усушки продукции.
Хранят крабовую продукцию при температуре не выше -18’С в течение 6 мес
с даты изготовления
833
Глава 11 Продукция на промысловых беспозвоночных и водорослей
Данная технологическая схема является универсальной и может быть приме-
нена как в морских, так и в береговых условиях.
При организации производства в морских условиях есть возможность более
тшательно отсортировывать краба-сырца и таким образом выпускать только выс-
шую категорию продукции (табл. 11.7).
Таблица 11.7. I Указатели сыро- и варе но-мороженой продукции из камчатского краба
Хврвктсристмы готовой продукции
Показатель
Сыроморожснм Варсно-мороженм Мисо абдомена
Внешний вид Конечности целые Поверхность панциря чистая. Допускается для категории «Н» — нестандартные комплекты, имеющие пов- реждения, отсутствия одной или двух ходиль- ных конечностей, с темным панцирем Блоки правильной формы, плотные, поверхность ров- ная, с незначительными впа- динами в местах соприкосно- вения смежных кусков мяса
Порядок укла- дывания Цвет: Комплекты конечностей уложены параллель- но между собой розочками к торцам ящика Мясо уложено рядами
панциря Буро-коричневый с От бледно-красного фиолетовым оттенком до ярко-красного —
мяса Светло серый Мясо на изломе бе- лого цвета. Может быть сероватый огге нок у мяса розочек От белого до розового цвета на изломе
Консистенция мяса (после раз- мораживания) Студнеобразная Сочная, плотная. Может быть сухова- тая у мяса розочки Сочная, плотная
Вкус Приятный, сладковатый, свойственный вареному мясу краба, без посторон- него привкуса*
Запах Свойственный вареному мясу краба, без постороннего запаха*
'Для сыромороженого крабе — после варки.
При приемке мороженой продукции в панцире, одним нз основных показате-
лей качества является — наполнение конечностей мясом.
Для проведения анализа продукции производят отбор средней пробы, при
этом из разных тарных мест и разных дат изготовления поставляемой партии вы-
борочно отбирают по комплекту конечностей. Затем делают поперечный распил
центральной части толстого членнка ходильной конечности и, используя план-
шет-карты. определяют процент наполнения мясом.
Консервы из краба. В последние годы произошел резкий спад выпуска нату-
ральных консервов из краба-сырца, которые до недавнего времени были одним
из наиболее конкуреитноспособных российских продуктов на мировом рынке.
В связи с тем. что в море производят мороженую продукцию, возможно дальней-
шее развитие получит береговая инфраструктура по переработке мороженого мя-
са крабов на консервы.
834
11 2. Технология переработки морских беспозвоночных нс пищевые цели
Сыро- и варе но-мороженые комплекты конечностей крабов сохраняют хо-
рошее качество в течение 6 месяцев и могут служить сырьем для производства
консервов.
Химический состав замороженного мяса краба приведен в табл. 11.8.
Таблииа 11.8. Химический состав продукции из краба
Покмгггж СпсххЛ рмлелки
Комплект конечностей Мясо
Способ замораживания Рассольное, водная глазурь
Массовая доля, %:
воды 78,7 79.3
белка 17,6 14,75
NaCl 1.46 0.7
Азот летучих оснований. мгЯ 21.7 26.7
В ТИНРО-нентре (г. Владивосток) запатентована композиция раствора для
натуральных консервов из краба, составленная из вкусовых компонентов со слад-
ким, кислым и соленым вкусом в обоснованном соотношении с внесением глута-
миназа натрия. Консервы из мороженого мяса получаются с характерным крабо-
вым вкусом и сочной консистенцией, ие уступающие по составу аминокислот
классическим консервам «Крабы в собственном соку», приготовляемым только
из краба-сырца.
Переработка отходов ракообразных. Общее количество отходов после разделки
креветки составляет 44% от веса сырой, а у дальневосточного шримса достигает
иногда 75 %. Панцирь содержит хитина 3...5.5 %, фосфора 3...7 %; внутренности и
головка креветки содержат значительное количество белка, жира; поэтому отхо-
ды, переработанные в муку, дают ценный корм для животных.
Отходы высушивают естественным или искусственным путем, а затем измель-
чают. На некоторых утилизационных заводах отходы сырых креветок перед суш-
кой варят втечение 10 мин вводе или в4...5%-иом растворе поваренной соли. Во
время варки отходов добавляют медленной струей серную кислоту в количестве
5 % от веса сырья при непрерывном и быстром перемешивании. Из обработанных
подобным образом креветочных отходов легко экстрагируются (в пределах
жир и протеин. Жир можно использовать для производства витаминных
препаратов, протеин — для кормовой муки.
Путем специальной обработки (депротеинизации, деминерализации и т. д.) из
панциря камчатских крабов и креветок получают ценное природное вещество —
хитин Дальнейшая переработка хитина позволяет получить хитозан, а более глу-
бокая — лекарственные формы (например, D-глюкозамин гидрохлорид), извест-
ные как противоартрозные средства.
Панцирь камчатских крабов и мелких или некондиционных креветок целесо-
образно перерабатывать на кормовую муку, при этом паниирьсодержащие отходы
можно не варить, а сушить и затем подвергать дроблению.
835
Глава 11. Прсдукцив из промысловых беспозвоночных и водорослей
1 1.3. СОВРЕМЕННЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВА
БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ, МЕДИЦИНСКИХ
ПРЕПАРАТОВ И ТЕХНИЧЕСКИХ ПРОДУКТОВ ИЗ МОРСКИХ
БЕСПОЗВОНОЧНЫХ
11.3.1. Получение биологически активных веществ
Биологически активные вешества (БАВ) — вещества, повышающие сопротив-
ляемость организма многим заболеваниям, способствующие улучшению физио-
логических процессов в организме человека, позволяющие долгое время сохра-
нять активный образ жизни.
Особую роль эти вешества приобретают в настоящее время в связи с за-
грязнением окружающей среды, увеличением доли таких заболеваний, как
сердечно-сосудистые, злокачественные новообразования, лучевое пораже-
ние и другие.
Морские н пресноводные гидробионты, особенно ракообразные, моллюски,
иглокожие, отличаются значительным разнообразием метаболитов, среди кото-
рых доминирующая часть приходится на функциональные соединения. К соеди-
нениям такого типа относятся ПНЖК (полиненасышенные жирные кислоты),
каротиноиды, фосфолипиды и сапонины, полноценные белки, витамины, кото-
рые проявляют антиоксидантную, иммуномодул ируюшую, радиопротекторную,
гиполипидемическую, противоопухолевую активность.
Технология производства мидиевых гидролизатов, разработанная отечествен
ними специалистами, заключается в обработке моллюсков соляной кислотой и
нейтрализации полученного раствора натриевой щелочью. Ммдиевый гидролизат
содержит большое количество незаменимых аминокислот, поэтому он имеет вы-
сокое пишевое значение. Установлено, что анти радикальная активность гидроли-
зата. приготовленного из беломорских и черноморских мидий выше, чем у гидро-
лизата из морского гребешка Считается, что эта активность обеспечивается на-
личием в его составе меланоидииов, микро- и макроэлементов, низкомолекуляр-
ных соединений, ПНЖК. Химический состав и биологические свойства
гидролизата определяют его лечебно-профилактический эффект при употребле-
нии в пишу Использование его в качестве добавки позволило создать лечебно-
профилактические пищевые продукты с улучшенным вкусом, такие как «Крем
икорный» (на основе растительного масла и рыбной икры), колбаса варено-коп-
ченая «Красносельская (на основе рыбного фарша) (15, 22|.
Разработана технология производства пищевого бел ково-угле водного кон-
центрата из мидий, получаемого путем ферментативного гидролиза. Белковые
вещества в концентрате представлены различными аминокислотами н комплек-
сом пептидов; углеводы — продуктами частичного гидролиза гликогена. Часть
пептидов связана с углеводами, образуя глико- и мукопротеидовые комплексы, в
состав которых входит до 9% микроэлементов. Антиоксидантная активность этих
комплексов превышает сублимированное мясо мидий в 6 раз [151-
«36
11.3. Современны» исправления проимодство биологически активных ввщвсг», медицинских препаратов
Голотурии обладают уникальными биологически активными свойствами, бла-
годаря веществам, входящим в состав тканей этих животных. В настоящее время
разработаны схемы комплексной переработки голотурий с целью получения пище-
вой продукции и биологически активных вешеств. В качестве сырья для получения
БАВ использовали отходы от раздел км кукумарии (внутренности, шупалыты) [8.9].
Учитывая биологическую активность комплексов пишевых вешеств, входя-
щих в состав тканей кукумарии. необходимо более широко внедрять ее в рацион
питания населения в качестве лечебно-профитактического продукта. Блюда из
кукумарии показаны для профилактики сердечно-сосудистых, онкологических
заболеваний, иммунодефицита, особенно в условиях ухудшающейся экологичес-
кой ситуации [9, 19]. Содержащиеся в ней комплексы соединений, такие как са-
понины (тритерпеновые гликозиды), фосфолипиды (лецитин, кефалин), попадая
в организм человека активно включаются в работу всех клеточных структур
[9, 15]. Они способствуют усилению проницаемости мембран, что повышает
межклеточный обмен, улучшают насыщаемость клеток кислородом. Механизм
воздействие этих вешеств очень специфичен: подавляя развитие злокачествен-
ных новообразований, вместе с тем они способствуют нормальному росту и ук-
реплению здоровых клеток (8, 9, 15, 19]. В ожоговых центрах во всем мире в ле-
чебную диету включены блюда из морских огурцов. Известно применение этих
вешеств для повышения потенции, оздоровления и омоложения организма.
Традиционные методы выделения активных компонентов связаны с экстрак-
цией различными растворителями. Однако полнота выделения и выход биологи-
чески активных вешеств зависит от режимов предварительной обработки сырья.
Малоотходная технологическая схема выделения комплексов фосфолипи-
дов с сапонинами, концентрата каротиноидов, белкового концентрата из мор-
ского огурца и фосфолипидов и холестерина из морского ежа представлена иа
рис. 11.10.
Способ получения концентратов БАВ из морских беспозвоночных предпола-
гает следующие технологические операции: подготовку сырья и материалов, го-
могенизацию сырья до частиц размером от 2,5 до 3 мм, 3-х кратное экстрагирова-
ние при соотношении масс сырья и ацетона 1:5 при температуре 40*С в течение
Зч, фильтрование, разделение фракций, концентрирование ацетон о-водной
фракции, обезвоживание, кон центрирован и с ацетоновой фракции до получения
общих липидов, последующее их фракционирование на концентрат каротинои-
дов. комплекс фосфолипидов с сапонинами, концентрат фосфолипидов и холе-
стерин |8,9].
Фосфолипидный концентрат (ФК). Для получения ФК используют гонады
морских беспозвоночных По внешнему виду ФК представляет собой вязкую
массу светло-коричневого цвета с незначительным рыбным запахом, но без запа-
ха окисленного жира. Содержание фосфора — не менее 2.8%; азота — 1,3%; ки-
слотное число — нс более 30 мг КОН/г. Содержание фосфолипидов колеблется от
55 до 70% с преобладанием лецитина. Жирокислотиый состав липидов ФК ха-
рактеризуется высоким суммарным количеством пели ненасыщенных жирных
кислот (56,4%) с доминирующим количеством локозагексаеновой (36,7%) и эй-
козапентаеновой (17,1 %) кислот.
837
Глава 11. Продукция ыз промысловых беспозвоночных и водорослой
Подготовки сырья и материалов
*
Гомогенизация сырья и СВЧ-обрвботка
I
Э-х кратное экстрагирование
гомогената ацетоном
Центрифугирование
I
Разделение фракций Сбор и сушка белкового
| концентрата
Концентрирован ие
ацетоно-водной фракции
♦
Филирование и сушка на безводном
сульфате натрия
♦
Концентрирование ацетоновой
фракции
Смешивание с петролейным
эфиром
I
Промывка золой
*
Рцделекие фракций -—► Белково-солевой раствор
I
Концентрирование _______ Регенерация
петротейной фракции петро.тейного эфира
Для морского огурца
I
Осаждение охлажденным ацетоном
фосфолипидов с сапонн нам и
I
Концентрат фосфолипидов
с сапонинами
Регенерация _____ Концентрирование
аиетонв ацетоновой фракции
Растворение осадка
в Петре лейком эфире
Регенерация в Упаривание экстракта
пстролейного |
^ФнРа Котщентрат каротиноидов
Для морского ежа
I
Осаждение охлажденным
ацетоном фосфолипидов
Концентрат
фосфолипидов
I
Концентрирование _
ацетоновой фракции
I
Холестерил
Регенерация
ацетона
Ряс. 11.10, Технологическая схема выделения комплекса фосфолипидов с сапонинами, концентрата
каротиноидов, белкового концентрата из морского огурца; фосфолипидов, холестерина и белкового
концентрата из морского ежа
838
11.3. Со*р«мвнныа направления праиаяодстяа биологически активных вещает», медицинских препаратов
Фосфолипидный концентрат оказывает лечебное действие при заболеваниях
сердечно-сосудистой системы, печени, желче вы водящих путей, иммунодефици-
тах и др. Срок хранения 12 мес в вакуумной упаковке в виде 50 % спиртового экс-
тракта при температуре -20’С.
Концентрат фасфояипидов с сапонинами (ФГК). Выделяют ФГК из внутренних
органов (гонад, кишечника, легких) кукумарии. ФГК представляет собой воско-
образную жирную и вязкую массу темно-коричневого цвета со специфическим
рыбным запахом без признаков окисления с содержанием фосфора и азота не ме-
нее 2.8 и 1,3 % соответственно, кислотным числом не более 30 мг КОН/г. На долю
фосфолипидов приходится от 93 до 98 % с преобладанием лецитина. Жирнокис-
тотный состав липидов характеризуется высоким суммарным количеством
ПНЖК (68.3 %), среди которых доминирует эйкозапеитаеиовая кислота (42,5 %).
Наибольшая растворимость ФГК в спирте и хлороформе при температуре 70 ”С.
Срок хранения ФГК в вакуумной упаковке при температуре —20°C — 3 мес.
Концентрат каротиноидов (КК). Сырьем для получения КК могут служить го-
нады кукумарии По внешнему виду КК представляет собой маслянистую массу
темно-коричневого цвета с незначительным рыбным запахом без признаков
окисления с содержанием азота ие менее 1,5%, кислотным числом не более
30 мг КОН/г. Суммарное содержание каротиноидов в продукте составляет
243 мг/100 г. Среди них идентифицированы: лютеин + зеоксантин — 104 мг, крип-
токсантин — 6 мг. Содержание фосфолипидов колеблется от 7 до 13%, триглице-
ридов — от 49.5 до 52,4%. КК содержит витамины А и Е в количестве 7,2 н
150,8 мг/100 г соответственно. Жирнокислотный состав липидов представлен на
54,4% пол и ненасыщенными жирными кислотами с наиболее высоким количест-
вом эйкозапентаеновой кислоты (30,2%). Продукт нерастворим в воде, хорошо
растворим в ацетоне, хлороформе, петролейном эфире, гексане и в этиловом
спирте при температуре 50'С Срок хранения КК в вакуумной упаковке при тем-
пературе -20 'С — 3 мес.
Одним из перспективных направлений использования является обогашеиие
уже разработанных лечебно-профилактических продуктов биологически-актив-
ными веществами для усиления терапевтического эффекта. Разработаны техно-
логии производства рыбьего жира, полиена с концентратом каротиноидов, ком-
плексом фосфолипидов с сапонинами, а также с фосфолипидным концентратом
11.3.2. Получение L-a-лецитина, холестерина, жирных кислот,
ДНК, РНК и спермальных белков
Внутренние органы гидробионтов богаты катализирующими вешествами ши-
рокого спектра действия. Из отходов от промпсреработки гидробионтов возмож-
но производство высокоэффективных медицинских препаратов и высокорента-
бельных технических продуктов, таких как лецитин, холестерин, жирные кисло-
ты, ДНК, РНКит.д.
Высшие жирные кислоты используют для синтеза простагландинов и для по-
лучения препаратов гипохолестеринемического действия для нужд медицины,
839
Глава 11 Продукция из промысловых беспозвоночных и водорослей
ветеринарии, животноводства и птицеводства. Полиеновые кислоты алифатиче-
ского ряда (Cl8 3; С,,.,; См,4; С20 3; Си 6) обуславливают проницаемость клеточных
мембран транспорт липидов, выполняют биокаталитическую функцию, являют-
ся предшественниками гормонов, ферментов, принимают участие в биоэнергети-
ческих процессах в клетке, обладают антибактериальной и противоопухолевой
активностью. Сырьем для получения полиненасышеииых жирных кислот служат
ракообразные, водоросли, некоторые вилы рыб, внутренности головоногих мол-
люсков (в частности кальмаров).
Способы получения включают экстракцию жира хлороформом, гидролиз жи-
ра с последующей экстракцией жирных кислот, этерификацию и выделение гото-
вого продукта с помошью кристиллиэации. Одним из преимуществ данного ме-
тода является повышенный выход эй козопентае новой и докозагексаеновой кис-
лот (в среднем на 20% по сравнению с технологиями, применяемыми в Англии и
Японии).
Холестерин входит в состав ткани и клеток животного организма как обяза-
тельный структурный элемент клеточных мембран и липопротеидных комплек-
сов. В живом организме холестерин является предшественником ряда физиоло-
гически активных вешеств. Он может быть превращен в желчные кислоты, стеро-
идные гормоны, витамин D3.
Наиболее распространенные методы получения холестерина;
• из нервной ткани животных путем экстракции этиленхлоридом;
♦ из спинного мозга сельскохозяйственных животных путем экстракции аце-
тоном с последующим гидролизом и перекристаллизацией
В последние годы разработаны методы получения холестерина из яии путем
обработки сырого яичного порошка водным этанолом; из промышленных отхо-
дов жирового производства при использовании различных видов микроорганиз-
мов, а также из иеомыляемых вешеств, получаемых из мыла на основе раститель-
ного масла или животных жиров.
Вышеуказанные методы получения холестерина основаны на органических
источниках сырья. Эту проблему частично решает способ получения холестерина
из ткани малоценных и непищевых видов рыб, а также из отходов пищевого рыб-
ного сырья. Данный способ основан на гидролизе сырья раствором шел очи в ме-
таноле в присутствии пирогаллола с одновременной экстракцией трихлорэтиле-
ном при комнатной температуре с последующей нейтрализацией и концентриро-
ванием. Описанная технолог ия позволяет получать только холестерин и не обес-
печивает комплексного, практически безотходного использования сырья. Если
перед гидролизом измельченное сырье проэкстрагировать хлороформ-метано-
лом, а после гидролиза экстракт разбавить спиртом, то возможно получение од-
новременно холестерина (22 %) и ненасыщенных жирных кислот (4...5 %).
Фосфолипиды выполняют различные функции жизнедеятельности в организ-
ме. Также используются в пищевой, косметической промышленности, животно-
водстве, в медицине для лечения атеросклероза, в качестве обшетоиизируюшего
средства. Наиболее ценным и широко применяемым фосфолипидом является ле-
цитин (фосфатидилхолин). Лецитин Широко применяется в косметике в качестве
эмульгатора и смягчающего средства. Препарат вводят в состав очишаюших лось-
840
11.3. Со»р**1*нны» направления производства биологически активных веществ, медицинских препаратов
онов, кремов для рук, в шампуни, лаки для волос. В медицине лецитин использу-
ется как гидрофильный эмульгатор, способствующий образованию устойчивых
жирорастворимых эмульсий для внутреннего применения, при лечении пневмо-
ний и лучевой болезни. Леиитин применяется в производстве маргарина, хлебо-
булочных и кондитерских изделий и как средство зашиты огородных культур от
мучнистой росы.
В настоящее время широко распространен способ получения лецитина из жи-
вотного сырья, в частности из яичного желтка, включающий экстракцию его ди-
метиловым эфиром с последующим отделением от нейтральных липидов и воды
Существует метод получения лецитина путем контактирования сырого яичного
желтка с двухкратным количеством ди метилового эфира с последующим разру-
шением эмульсии с одновременным экстракционным отделением лецитина н
нейтральных липидов.
Однако использование куриных яии в качестве сырья для получения лецитина
ограничивает широкое применение указанных способов. Существует способ по-
зучення фосфолипидов из органов крупного рогатого скота (сердца, промежу-
точного мозга). Этот способ основан на вымачивании сырья в ацетоне, экстра-
кции кипящим ацетоном н этиловым спиртом в токе азота и завершающих опера-
ций (удаление рас гворителя и осаждение чистых фосфолипидов из paci вора в ди-
зтиловом эфире).
Использование отходов от промпереработки кальмаров позволит расширить
сырьевую базу получения лецитина, снизить себестоимость готового продукта,
упростить технологию и увеличить выход лецитина до 60...70% по сравнению с
известными методами (из органов животных), где выход составляет 30...50 %. Тех-
нологическая схема производства L-ct-лецитина из гонад кальмара приведена на
рис. 11.11.
Препарат L-ct-лецитнн из гонад кальмара представляет собой желтоватый или
коричневый раствор с массовой долей лецитина 50...70%, легко смешиваемый с
этанолом, эфиром, хлороформом, бензолом. Препарат неустойчив к свету н ат-
мосферному воздуху, огне-взрывоопасен по этиловому спирту (температура са-
мовоспламенения 404’С), токсичен по этиловому спирту (ПЛК — 1000 мг/м1).
Продукт хранят в герметичной, светонепроницаемой таре при температуре выше
20 *С — не более 6 мес; от 0 до 4 ’С — не более 1 года. Допускается выпадение
осадка
В связи с тем, что лецитин, получаемый поданной технологии, имеет специ-
фический рыбный запах, его использование возможно только после ароматиза-
ции. В перспективе лецитин возможно получать из внутренностей гидробионтов,
несколько изменив технологическую схему. Побочным продуктом прн произ-
водстве лецитина из гонад кальмара является белковый концентрат, который со-
держит белки, липиды, насыщенные и ненасыщенные жирные КИСЛОГЫ
Белковый концентрат повышает питательную ценность кормов. Он исполь-
зуется для получения ДНК, в генной инженерии, молекулярной биологии, био-
химии, в медицине. Белковые концентраты нз отходов морского сырья содер-
жат все незаменимые аминокислоты в различных соотношениях: фосфор, каль-
ций, другие микро- И макроэлементы. Содержание липидов достигает 2.. 3%.
841
Глоаа 11. Продукция ыз промысловых беспозвоночным и водорослей
I
Белковый остаток для
получения ДНК и
стимулирующей добавки
к корму
Прием сырья
Экстракция этанолом
I
---- Фильтрация
I
Этанольный экстракт
липцдов
I
Вакуум-упаривание _____ Этиловый слирт
этанольного экстракта на регенерацию
I
Обработка гексаном
I
Отстаивание
I
Отделение осадка ——
I
Экстракт фосфолипидов
Осадок
в гексане
I
Вакуум-упаривание ______ Гексан на повторное
гексанового экстракта использование
I
Растворение лецитина
в этаноле
Рве. 11.11. Технологическая схема получения лецитина из гонал кальмара
В основном онн находятся в комплексе с белками. За счет этого проявляются
ценные биологические свойства белков, увеличивается срок их хранения и ста-
бильность.
Нуклеиновые кислоты существуют двух типов: рибонуклеиновая (РНК) и де-
зоксирибонуклеиновая (ДНК). Нуклеиновые кислоты являются полимерами
нуклеотидов.
Нуклеиновые кислоты используют в качестве защитного и лечебного препа-
рата при лучевой болезни, некоторых онкологических заболеваний, в исследова-
ниях по генной инженерии, в молекулярной биологии, генетике и биохимии.
Технологическая схема производства ДНК представлена на рис. 11.12.
Сырьем для получения ДНК являются отходы от промпереработки кальмаров.
Метод производства заключается в следующем: семенники кальмаров обрабаты-
ваются лизирующим буфером в соотношении 1:10 н инкубируются прн темпера-
туре 37'С в течение 24 ч. Затем добавляют хлорид натрия н 10%-й раствор додс-
цилсульфата. Смесь охлаждают при 4’С в течение 30 мин и затем пентрнфугиру-
842
11 3_ Со*р*мцины> направления производства бмологмчвсям активных вещвств, мвдицииских препаратов
Прием и подготовка сырья
Подготовка лизирующего I
буфера (соляная кислота, *" Обработка буферным раствором
трипсин и вода) |
Термостагирование
*
Охлаждение
I
Отделение водной фазы
I
Депротеинизация
I
Выделение ДНК
Рве. 11.12. Технологическая схема производства ДНК
ют. Надосадочную жидкость подвергают депротеинизации смесью хлороформа и
изоамилового спирта. Затем осаждают ДНК 96,4%-ным охлажденным раствором
этилового спирта. Полученные нити ДНК промывают охлажденным 80%-ным
раствором этилового спирта. Готовый продукт (ДНК) представляет собой волок-
нистое вещество белого цвета, хорошо растворимое в воде и солевых растворах
при pH = 7,0. Препарат не растворяется в спиртовых растворах, ацетоне, эфире.
В сухом виде не разлагается на воздухе, не взрывоопасен, не огнеопасен, не ток-
сичен, срок хранения 3,5 года в стеклинной илн полиэтиленовой таре.
Технологическая схема производства РНК представлена на рнс. 11.13. Гомоге-
низацию сырья при производстве РНК проводят 0,14 М раствором хлорида натрия
с дальнейшей экстракцией фенолом. Осаждение осадка производят добавлением
5-кратного объема (по отношению к навеске ткани) хлористым натрием-фенолом.
Депротеинизацию водной фазы проводят фенолом при pH 6,0 с последующим
осаждением РНК смесью этанола и хлорида натрия. Выпавший осадок РНК со-
бирают центрифугированием.
Спермальныс белки представляют большой интерес для биологии и медици-
ны как БАВ-аналоги протаминов, используемых в качестве противоопухолевых
препаратов и пролонгаторов действия гормонов.
Основные белки зрелых сперматозоидов гидробионтов получили название ге-
мотонов, а основные белки незрелых сперматозоидов — тестионами.
В холе сперматогенеза у большинства видов животных гистоны замешаются
высокоосновными белками: спермиоспецифическими гнетонамн, протаминами
и белками промежуточного между гистонами и протаминами типа. При этом ге-
нетический материал инактивируется и повышается его устойчивость к действию
повреждают их факторов.
Протамины выделяют нз молок ценных видов рыб, таких как лососевые. Из
отходов промпереработки кальмаров выделены белки гаметоны, которые имеют
843
Глава 11. Продукция м> промысловых бвспожиочных и водорослям
Прием сырья
I
Гомогенизация
I
Экстракция ----•- Водная фаза на получение
| цитоплазматической РНК
Осаждение
I
Центрифугирование
I
Депротеинизация водной фазы
I
Осаждение РНК
I
Сбор осадка РНК центрифугированием
Рис. 11.13. Технологическая схема получения РНК
ряд сходных физико-химических свойств с протаминами При этом отходы
промпереработки кальмара дешевле, чем отходы от переработки лососевых. Ре-
зультаты научных исследований показывают что гаметойы возможно использо-
вать в медицинской практике в качестве заменителей протаминов. Способ по-
лучения основных белков включает гомогенизацию сырья в буферном растворе
сахарозы с последующей фильтрацией и центрифугированием. По окончании
процесса центрифугирования производится промывка ядер специальным бу-
ферным раствором сахарозы. Недостатком этого метода является большой рас-
ход сахарозы и значительные потери сырья на первом этапе гомогенизации. Су-
ществует метод, в котором для очистки ядер используется физиологический
раствор хлорида натрия (0,9 %). Данный метод упрощает технологию получения
ядер и позволяет увеличить выход основных белков. Основные белки, получен-
ные по второй схеме, в большей степени загрязнены нсгистоновыми белками.
Если при промывке ядер раствором хлорида натрия включить дополнительную
промывку раствором STMK-гритон X-100, то такой способ позволяет устранить
недостатки вышеуказанных методов
11.3.3. Получение хитина и хитозана
Добыча морских ракообразных во всем мире приводит к появлению больших
объемов паннирьсодержаших отходов, которые составляют от 15 до 35 % от вы-
ловленного сырья в зависимости от технологической схемы переработки. Пан-
844
11 3. Современные напроеление произкодстеа биологически активных веществ, медицинских препаратов
иирь креветок, криля, крабов, омаров является, в свою очередь, ценным сырьем
для получения полимеров природного происхождения — хитина и хитозана, а
также их производных. Параллельно образуются преимуществен но бел оксодер-
жащие отходы производства, представляющие интерес в качестве кормовых.
Паниирьсодержашие отходы (ПСО), образующиеся при переработке бес-
позвоночных на пищевую продукцию, поступают в настоящее время на произ-
водство кормовой муки, сбрасываются в море или направляются на свалку, но
во многих странах, связанных с переработкой ракообразных, существуют круп-
нотоннажные производства хитина и хитозана. Практика многих стран, в том
числе и России, показала, что хитин и хитозан являются ценным сырьем для
получения пищевой продукции н ряда технических, лекарственных и космети-
ческих препаратов.
При этом развитие производства хитина и хитозана стимулируется не только
ценностью самих продуктов, но зачастую требованиями местных законов, запре-
щающих в целях сохранения чистоты береговой линии и экологии сухопутной
территории свозить на свалки отходы крабов и других ракообразных. Поэтому
широкое развитие промысла и переработки ракообразных привело и К заметному
росту предприятий по переработке панцирей. Хитин и хитозан производятся как
в развитых странах — США. Японии, странах Европы. Австралии, так и во мно-
гих развивающихся странах Юго-Восточной Азии и Латинской Америки, в кото-
рых промышленное производство наиболее экономически целесообразно Обыч-
но последняя группа производителей предлагает на рынок большие объемы де-
шевых продуктов технического качества. Промышленно развитые страны Евро-
пы, США, Япония в основном осуществляют более тонкую очистку и выпуск
дорогих препаратов.
Основным компонентом, имеющим на сегодняшний день уже не только по-
тенциальное, но и практическое значение, является хитин. Выход его от панциря
составляет от 3 до 10%, в зависимости от технологии переработки сырья и заго-
товки отходов. Не останавливаясь на широком спектре возможных применений
хитина и его производных (хитозана, мономера — D-глюкозамина и других), не-
обходимо выделить основные, которые являются приоритетными сегодня:
♦ лечебно-профилактические добавки и лекарственные препараты (средства
для снижение веса, артериального давления, снижения уровня холестерина, про-
тивоопухолевые и иммунные препараты);
♦ косметические препараты для ухода за кожей и волосами,
♦ средства для очистки и стабилизации воды в естественных и искусственных
водоемах (коагузяция и адсорбция вредных примесей, бактерий, ионов тяжелых
металлов);
• сельскохозяйственное использование (лечебно-профилактические препа-
раты для животных, средства борьбы с болезнями растений).
В настоящее время согласно A Global Strategic Buisness Report «Chitin &
Chitosan (Specialty Biopolymers )r, проведенному Global Industry Analysts. Inc., ос-
новными потребителями хитина н хитозана являются Япония (61 % продаж в ми-
ре), Европа (26%) и США (13%). В 2002 году планируется заметный рост доли
США (до 28%). Стоимость хитозана варьирует в широком интервале значений в
845
Глава 11. Продукция из промысловых беспозвоночных и водорослей
зависимости от области применения и, соответственно, качественных показате-
лей. Для технического хнтозана она составляет 40...90 долларов США за 1 кг. Цена
хнтозана для медицинских целей составлет 250...300 и даже достигает 2000 долла-
ров США за 1 кг.
В последние годы в нашей стране значительно интенсифицировались иссле-
дования по изучению хитозана, получению его новых форм и модификаций. Это-
му способствовали успешные разработки зарубежных ученых, показавших воз-
можность широкого практического применения хитозана в различных областях
жизнедеятельности человека. Появился ряд публикаций и патентов российских
авторов, касающихся как теоретических, так и практических аспектов синтеза
препарата определенного целевого назначения.
При научных центрах возникли опытно-производственные участки. К настоя-
щему времени созданы и функционируют предприятия по изготовлению хитоза-
на в Приморье (г. Дальнегорск, г. Партизанск). Москве, Щелково, Санкт-Петер-
бурге. Они имеют различный производственный потенциал, уровень технологи-
ческого, научного и маркетингового обеспечения. Заказы на продукцию, а, сле-
довательно, и объемы производства на этих предприятиях нестабильны и зависят
от многих причин, в первую очередь экономических.
Первыми потребителями хитозана в России стали парфюмер но-косметическая
промышленность, растениеводство, производство БАД к пище и ветеринария.
История открытия и исследований хитина и хитозана. Хитин впервые был от-
крыт в 1811г. профессором естествознания и директором ботанических садов
Академии Наук в Нэнси (Франция) Генри Браконно (Henri Braconnoi) прн иссле-
довании состава грибов н получил название фунгин. В 1823 г. A. Odier выделил хи-
тин из надкрылий насекомых и назвал егохитнн (греч. citwu — одежда). В 1878 г.
G. Ledderhose установил, что в состав хитина входит глюкозамин н уксусная кис-
лота. но только в 1931 г. Rammelberg идентифицировал фунгнн и хитин и присво-
ил им общее название — хитин. Хитозан впервые был получен в 1859 г. К. Роже
(С. Rouget). В 1884 году хитозан был получен и описан Хоппе-Зейдером и одно-
временно Е. Джилсоном (Е. Gilson) путем сплавления хитина с едким калн при
180... 190 *С. В этих условиях авторы наблюдали гидролиз N-ацегильной группы и
образование аминогрупп в молекуле хитина.
В течение следующего столетия по этим веществам было проведено много
фундаментальных исследований Исследования развивались очень медленно,
привлекая внимание сначала биологов, а затем химиков-органиков и были сосре-
доточены во Франции н Германии. С получением хитозана стало ясно, что он мо-
жет иметь практическое значение, н его начали интенсивно исследовать в разных
странах, в том числе и в России.
Повышенный интерес к новым применениям хитина возник в 1930-х годах и в
начале 1940-х годов, что доказывают почти 50 патентов. В патентах 30-х годов
Г. В. Ригби (G. W. Rigby) был предложен более мягкий способ получения хитозана
путем обработки хитина в гетерогенных условиях горячим раствором 40%-го ед-
кого натра при 110‘С в течение 4ч в неокисляюших условиях. Способ практиче-
ски не изменился до настоящего времени н является основой промышленной
технотоги и производства хитозана.
846
11 3. Современные напровлени» производства биологически активных веществ, медицинских препаратов
Однако недостаток необходимых производственных средств н соревнование с
синтетическими полимерами препятствовали коммерческому развитию произ-
водства и применения этих биополимеров.
Первые работы в России, связанные с модификацией хитина, были проведе-
ны под руководством академика АН СССР Павла Полиевктовича Шорыгина.
Исследования в области химии углеводов привели его к мало тогда известному
полисахариду — хитину В 1934... 1935 гг. были опубликованы работы по проведе-
нию на хитине реакции ацетилирования, нитрования и метилирования, хорошо
изученные на целлюлозе. Исследования показали очень низкую реакционную
способность хитина в указанных реакциях. Работы в этих направлениях не были
завершены и не внесли ясности в причины низкой реакционной способности хи-
тина.
Серия работ была проведена советскими учеными на Черном море в период с
1930 по 1970 годы. Объектом исследования служили морские ракообразные, так
называемые бокоплавы (Amphipoda, Gammaridea и др.). Было показано, что в ре-
зультате регулярных линек (40...50 в год) на дне Черного моря образуются гига-
нтские запасы хитина. В те же годы интенсивно исследовалось превращение хи-
тина под действием морских бактерий. В Черном море, по исследованиям
Ф. Е. Коппа и Е. М. Маркиановича, хнтинразрушающие бактерии выявлены в
толше воды от 100 до 2000 м, причем более всего выделено бактерий в сероводо-
родной зоне. Это обстоятельство привело авторов к заключению, что разрушение
хитина бактериями происходит главным образом в анаэробной среде. В более
поздней работе было показано, что разрушение хитина происходит как в кисло-
родной. так и в сероводородной зонах Черного моря и характеризует этн бакте-
рии как факультативные аэробы.
Попытки практического использования хитозана предпринял в 1941 г. Федор
Иванович Садов, применяя его растворы для нанесения несминаемого аппрета и
для печатного крашения тканей кислыми красителями.
Систематические иссзедования хитина, хитозана и нх производных, а также
возможности их применения были начаты в 1950-е годы под руководством члена-
корреспондента АН СССР Степана Николаевича Данилова (1889... 1978) в Инсти-
туте высокомолекулярных соединений (ИВС) АН СССР в Ленинграде. В лабора-
тории химии целлюлозы и других полисахаридов ИВС АН СССР под его руко-
водством были проведены фундаментальные исследования физико-химических
свойств хитина: определены теплоемкость, теплоты набухания, внутренняя по-
верхность нативного хитина, обнаружена сорбционная способность хитина к ио-
нам урана, изучена радиационная деструкция хитина Впервые были синтезиро-
ваны и охарактеризованы эфиры хитина: мезиловый, тозиловый, этиловый, гид-
рокснэтиловый, глицериновый и карбоксиметиловый.
По разработанному в лаборатории способу были выпушены первые партии
хитозана на Московском заводе химических реактивов им. Войкова. Большое
внимание было уделено получению различных производных хитозана, изучению
нх фнзико-химичсских свойств и поиску практического применения хитозано-
вых материалов. В частности, впервые было показано, что поверхностная обра-
ботка растворами хитозана бумаг различного назначения приводит к улучшению
847
Глава 11 Продукция из промысловых беспозвоночных и водорослей
всех механических характеристик в сухом и в мокром состоянии, а обработка рас-
творами циан этил хитозана дополнительно значительно улучшает диэлектричес-
кие свойства конденсаторных бумаг. Были обнаружены также нммуноадъювант-
ные свойства хитозана. На основе изучения волокиообразуюшей способности хи-
тина и хитозана были созданы саморассасываюшиеся хирургические шовные ма-
териалы. Все эти исследования были проведены с использованием хитина и
хитозана, полученного из панциря крабов. Впоследствии сырьевая база стала рас-
ширяться Хитин стали выделять из северной креветки, антарктического криля,
озерного рачка гаммаруса, насекомых, микроскопических грибов н некоторых
других источников.
С 1961 года исследованиями хитина начали заниматься в Москве в Институте
биофизики М3 СССР. Инициировал этн работы Борис Павлович Белоусов. Ос-
новная задача этих исследований — создание противолучевых препаратов была и
остается актуальнейшей задачей. Было проведено широкомасштабное изучение
противолучевых свойств, механизма действия, фармакологической активности и
токсичности хитозана. На семи видах животных, в том числе на собаках и обезья-
нах, было показано выраженное противолучевое действие хитозана. Его внутри-
венное введение кнвотным до облучения в летальных дозах полностью предо-
твращало нх гибель. Введение после облучения увеличивало выживаемость до
45%. Были разработаны лекарственные формы препарата под кодовым названи-
ем PC-10 и PC-11 н получено разрешение на его медицинское применение.
В 1980 году в связи с увеличением вылова антарктического криля в СССР воз-
никла проблема утилизации его многотоннажных панцнрьсодсржашнх отходов.
Была разработана Всесоюзная комплексная целевая программа «Крилы» с голо-
вной организацией ВНИРО (Всесоюзный научно-исследовательский институт
рыбного хозяйства н океанографии) под руководством доктора технических наук
Владимира Петровича Быкова (1931...1998). В исполнение этой программы вклю-
чились научные центры в Москве: ВНИРО, Институт элементоорганических со-
единений АН СССР (ИНЭОС). Институт микробиологии АН СССР. Московс-
кий текстильный институт; в Ленинграде: Гнпрорыбфлот. ВНИИ особо чистых
биологических препаратов; в Мурманске: ПИНРО, ПТО Севтехрыбпром; в Ка-
лининграде: АтлантНИРО; во Владивостоке: ТИНРО. Дальрыбвтуз, Дальтехры-
бпром. Исследования начались также на Украине, в Латвии и в Узбекистане. Ос-
новная задача всех участников программы была сугубо практическая: разработать
технологию получения хитина и наладить его производство, а также найтн пути
использования производных хитина в народном хозяйстве. Для проведения про-
межуточных итогов и обмена научной информацией в 1983 году во Владивостоке
под эгидой Министерства рыбн о го хозяйства была проведена Первая Всесоюзная
научно-техническая конференция по производству н использованию хнтнна и
хитозана нз панциря криля н других ракообразных. На конференции было пред-
ставлено более 40 докладов по различным направлениям исследований. В середи-
не 80-х годов были созданы пилотные установки по получению хитина н хитозана
во Владивостоке и в Мурманске. Была выпушена промышленная партия бумаги,
модифицированной хитозаном. В 1987 г. в Мурманске состоялось совешанне
«Хитнн и хитозан и их применение в народном хозяйстве:, где были обсуждены
848
11.3. Современные поправления проилодспа биологически активных веществ, медицинских препаратов
дальнейшие пути развития этого направления. В том же году Харьковский проек-
тный институт «Гипрохимреактив» разработал проект экспериментального завода
по производству хитозана мощностью 80 т в год на базе Мурманского рыбопере-
рабатывающего комбината. Третья н четвертая конференции по хитину и хитоза-
ну. состоявшиеся в Москве в 1991 н 1995 гг. на базе ВНИРО, позволили скоорди-
нировать научные исследования н практическое внедрение результатов работ.
Общее направление исследований в этн годы менялось в сторону изучения био-
логической активности хитозана и его применения в медицине, косметике и
сельском хозяйстве. В эти годы проводилось строительство завода по производ-
ству хитозана в Московской области производительностью 35т в год. Начат вы-
пуск хитозана в Москве (фирма «Сонат»), в Московской области (ЗАО «Биопро-
гресс»), в Приморском крае (заводы в г Партизанск и г. Дальнегорск) и на неко-
торых других более мелких предприятиях различных форм собственности.
Состоявшаяся в 1999 г. Пятая Всероссийская конференция была посвящена
новым перспективам в исследовании хитина и хитозана. Это была наиболее пред-
ставительная конференция, в ней приняло участие около 150 ученых из 30 горо-
дов России, а также Украины, Белоруссии. Узбекистана, Латвии. Литвы н Поль-
ши. В числе сс организаторов кроме ВНИРО (Госкомитет РФ по рыболовству)
вошли Центр «Биоинженерия» Российской академии наук и ВНИТИ биологи-
ческой промышленности Рооссийской академии сельскохозяйственных наук, что
обеспечило широту и глубину рассматриваемых проблем. Наряду с докладами
традиционно посвященным проблемам совершенствования производства хитина
и хитозана, разработки новых технологий их получения, расширения сырьевой
базы, главенствующее место заняли доклады о тонких механизмах воздействия
этих уникальных биополимеров на защитные функции растений, животных и че-
ловека, о получении лечебных препаратов на их основе, о производстве пищевых
добавок, а также о процессах, обеспечивающих круговорот хитина в природе
(биосинтез и биодеструкция). Круг исследователей хитина в России становится
все шире, в него вовлечены химики и физики, биологи и биохимики, ветеринары
и агрономы, медики и фармацевты
На Пятой конференции быю принято решение о создании Российского Хи-
тинового Общества для координации всех исследований в области хитина н хито-
зана в России. Это решение было реализовано на Учредительном съезде предста-
вителей 47 регионов России, состоявшемся 15 марта 2000 года в подмосковном
пансионате «Юность» (г. Щелково). Министерством юстиции РФ была зарегист-
рирована Общероссийская общественная организация Российское Хитиновое
Общество (РХО). Первый съезд РХО был проведен одновременно с 6 Междуна-
родной конференцией «Новые достижения в исследовании хитина н хнтозана»
22...24 октября 2001 года в пансионате -Юность» (г. Щелково)
Распространение хитина в природе. Полисахариды широко распространены в
природе. Их молекулярные структуры и, следовательно, их свойства изменяются
в широком диапазоне.
Из многих видов полисахаридов целлюлоза и хитин являются наиболее важ-
ными ресурсами биомассы; целлюлоза синтезируется главным образом в расте-
ниях, тогда как хитин синтезируется в основном в низших животных. Фактиче-
849
Глава 11. Продукция из промысловых беспозвоночных и водорослей
скн они являются наиболее распространенными органическими соединениями
на Земле и, как оценивают, должны воспроизводиться на уровне, приближаю-
щемся к 1011 тонн в год. Хотя целлюлоза была изучена широко, только ограничен-
ное внимание уделялось хитину, преимущественно из-за его биологических
свойств Несмотря на его огромное ежегодное производство и легкую доступ-
ность, хитин всееше остается малонспользуемым ресурсом биомассы прежде все-
го из-за его трудноперерабатываемой блочной структуры.
Его часто рассматривают как аминопроизводнос целлюлозы, хотя он не син-
тезируется в организмах, производящих целлюлозу. Различие между целлюлозой
и хитином в том, что 2-гидрокси группа целлюлозы заменена ацетамидной груп-
пой. Это дает 0-(1-*4)-2-аиетамидо-2-лезокси-В-глюкопираноэные структурные
единицы.
Хитин структурно подобен целлюлозе, но он является аминополнеахаридом,
имеющим ацетамидные группы в С-2 положении вместо гидроксильных групп,
В дополнение к его уникальной полисахаридной архитектуре, присутствие ами-
ногрупп в хитине обеспечивает отличительные биологические функции и воз-
можность проведения реакций модификации. Хитин, как ожидается, будет иметь
намного более высокий потенциал, чем целлюлоза, во многих областях. Это —
специальный биополимер, имеющий определенные свойства, включая способ-
ность к разложению микроорганизмами, биосовместимость, и биологическую
активность, и он поэтому интересен не только как обильный ресурс, но также и
как новый тип функционального материала.
Хитин образует полупрозрачное роговое вещество и является основным эле-
ментом внешнего скелета насекомых, ракообразных и паукообразных.
Хитин обнаружен в природе в панцирях ракообразных (краба, креветок, ома-
ров), а также во внешних скелетах морского планктона, включая кораллы и ме-
дуз. Хнтнн входит в состав внешнего покрова и крыльев насекомых (бабочки,
божьи коровки, пчелиный подмор, личинки навозной мухи, куколки тутового
шелкопряда).
Стены клеток дрожжей, грибов и других грибов также содержат это природное
вещество (мицелий от производства антибиотиков).
Хитин встречается в соединении с протеином и минеральными веществами,
преимущественно карбонатом кальция. Различные источники хитина несколько
оттичаются по структуре и проценту содержания хитина.
Панцири членистоногих (наружные скелеты) — наиболее легко доступные ис-
точники хитина. Эти панцири содержат 2О.„5О% хитина на основании сухого ве-
са. С практической точки зрения, панцири ракообразных типа крабов и креветок
удобно доступны как отходы от обрабатывающих отраслей промышленности да-
ров моря и используются для коммерческого производства хитина. Криль, веро-
ятно. может стать самым многообещающим источником в будущем.
Пластина кальмара также содержит хитин, который классифицируется как
0-хитин. Этот материал отличается от обычного а-хитина в панцирях ракообраз-
ных кристаллической структурой (см. с, 853). 0-Хитин имеет более слабые меж-
молекулярные взаимодействия и является весьма привлекательным как другая
форма хитина, имеющего некоторые характеристики, значительно отличные от
850
11 3- Современные направления пром вводетва био логически активных »вщвсп, медицинских препаратов
таковых для а-хитина. Химия 0-хитина быстро развивается, хотя этот исходный
материал менее распространен и еще не производится коммерчески.
Стенки клеток некоторых грибов (Zygomycetes) содержат хитозан и они могут
использоваться как источники хитозана. Фактически, однако, хитозан более лег-
ко получить дезацетилированием хитина.
Химическая структура хитина и хитозана. Хитин — природный полисахарид
голи (1 -*4)-2-ацетамидо-2-дсзокси-Р-О-глюкан. Химически хитин классифици-
руется как полисахарид, который имеет большие линейные молекулы, состоя-
щие из повторяющихся звеньев 0-(1—4)-2-аиетамило-2-лезокси-D-глюкозы (или
N-ацетил глюко за мин a) (GlcNAc) В отличие от большинства полисахаридов, мо-
лекула хитина имеет сильный положительный заряд, который позволяет ей
связываться с отрицательно заряженными поверхностями.
Структура хитина походит на таковую целлюлозы, за исключением того, что
гидроксильные группы во 2-м положении заменены ацетамидными группами.
Обычно не каждое звено хитина ацетилировано, приблизительно 16% — дезаце-
тил ированы. Структурная формула хитина представлена на рис. 11.14.
СН2ОН СН2ОН
НО-С-СНз НО-С-СН,
Рве. 11.14. Структурная формула «идеального» хитина
Хитин может быть превращен во многие производные, наиболее доступным
из которых является хитозан, построенный из повторяющихся ₽-(1--4)-2-амино-
2-лезокси-О-глюкопиранозных структурных единиц (или D-глюкозамина)
(GlcN). Хитозан — поли (1-»4)-2-амино-2-лезокси-0-О-глюкан.
Хитозан имеет некоторые преимущества по сравнению с хитином, в первую
очередь, потому что он растворим в воде. Он образуется путем N-дезацетилиро-
вания хитиновой молекулы. Во многих статьях использование хитина и хитозана
почти неразличимо. Нов большинстве случаев, когда авторы говорят о биомеди-
цинских применениях хитина, они подразумевают полностью или частично дез-
анетилированную форму — хитозан.
Молекулярный вес хитозана зависит от условий обработки панциря и хитина, и
предлагается большое количество сортов в пределах от 10 до 1000 кД. Доля дезаце-
тил ированных единиц, определяемая как степень дезацетилирования, составляет
обычно от 70 до 90%. Эти параметры могут изменяться в зависимости от источника
хитина и методов технологической обработки. Эти параметры могут изменяться в
зависимости от источника хитина и методов технологической обработки. Струк-
турная формула частично дезанетилированного хитина представлена на рис. 11.15.
851
Глава 11 Продукция и j промысловых беспозвоночных и водорослей
Рис. 11.15. Структурная формула частично лезацетнлирован него хитина
Степень дезацетилирования:
/V
т _ ' аминный
3- /1 ^оЛший
Степень ацетилирования хитина определяется как отношение количества
N-ацетилглюкозаминных звеньев (я) к общему числу мономерных звеньев в мо-
лекуле полимера:
СА = —
п + т
Степень деэацетил ирования хитозана — это отношение количества глюкоза-
миниых звеньев (т) к обшему числу мономерных звеньев в молекуле полимера:
СД = Л!!_ = 1-СА.
п + т
Степень дезацетилирования рассчитывают как отношение массовой доли
аминного азота к массовой доле общего азота.
Физические и химические свойства хитина и хитозана. Химические свойства хи-
тина и хитозана определяются специфическим строением их молекул. Это линей-
ные полисахариды, имеющий реакционноспособные амино- и гидроксильные
группы. Они способны образовывать хелаты с ионами многих переходных и тя-
желых металлов.
Хитин, благодаря наличию сильных внутримолекулярных и межмолекуляр-
ных водородных связей и малой активной поверхности, отличается относительно
низкой химической активностью по сравнению с другими полисахаридами, на-
пример, целлюлозой. В хитине имеются только две гидроксильные группы иа ка-
ждое мономерное звено, которые могут участвовать в химических превращениях.
Вследствие их малой реакционной способности обычно полное химическое заме-
щение не достигается. В отличие от хитина большие возможности химических
превращений дает деэацетил ированный хитин — хитозан. Это объясняется нали-
чием свободных аминогрупп и частичным разрушением природной надмолеку-
лярной кристаллической структуры. Свободные аминогруппы приводят к появ-
лению у хитина заметной растворимости в водных системах (в разбавленных рас-
852
11 3. Со»р«м»нни* направления лроиэиадстха биологически активных лещестл, медицинских препаратов
творах органических и некоторых минеральных кислот) с образованием соответ-
ствующих солей.
Химические превращения хитина и хитозана определяются наличием основ-
ных реакционноспособных групп: гидроксильных у хитина, гидроксильных и
аминных у хитозана. Кроме того, к химическим превращениям этих полимеров
относятся реакции гидролиза гликозидных и амидных связей. Дополнительную
химическую активность могут придавать концевые группы молекул хитина и хи-
тозана, например, альдегидные и карбоксильные, существенный вклад которых
наблюдается при уменьшении степени полимеризации.
При синтезе производных хитина можно легко варьировать физические и хи-
мические свойства получаемых продуктов, вводя соответствующие заместители
Например, увеличение растворимости в воде обеспечивается с помощью гидро-
фильных заместителей, причем при относительно невысоких степенях замеще-
ния, что оставляет вероятность введения в молекулу других функциональных
групп с определенными свойствами (сродство к некоторым соединениям, к орга-
ническим растворителям) без заметного снижения растворимости в воле. Это от-
крывает возможность моделирования полимеров с комплексом интересующих
нас свойств.
Хитин — линейный, высокомолекулярный, кристаллический полисахарид,
состоящий нз р-(1-*4) связанных N-ацетил-D-глюкозаминов, также как целлю-
лоза сделана из р(1—4) связанных D-глюкоз. Для хитина известны три кристал-
лические формы: а-, ₽- и у-хитины. Самая распространенная и легко доступная
форма — а-хитин, где молекулы соединены анти параллельным способом, как
определено изучением дифракции рентгеновских лучей (рис. 11.16). Это распо-
ложение молекул благоприятно для формирования сильной межмолекулярный
водородной связи, и а-хитин является наиболее устойчивой формой из трех кри-
сталлических модификаций
Рис 11.14. Расположение молекул хитина
в — а-хитин, в — р-хитни
В р-хитине молекулы упакованы параллельно, ведя к более слабым силам
межмолскулярного взаимодействия. 0-Хитин является менее устойчивым чем
853
Глава 11. Продумали из промысловых беспозвоночных и водорослей
а-хитин, и его структурные характеристики изучаются подробно. При растворе-
нии или сильном набухании 0-хитин преобразовывается в а-хитин. но не обрат-
ным способом, предполагая, что 0-хитин является метастабильным объектом
биосинтезированным определенным механизмом, отличным от обычного меха-
низма. ведущего к о-хитину. Даже водный раствор соляной кислоты вызывает
твердофазную трансформацию 0-хитина в а-хитин. Морфологические и кри-
сталлографические наблюдения показали, что межкрметаллическое превращение
зависит от использованной концентрации кислоты.
По сравнению с а- и 0-хитинами, у-хитин встречается реже. Он, как полагают,
является смесью (или промежуточной формой) а- и 0-форм н имеет и параллель-
ные, и анти параллельные расположения молекул.
Хитозан также является кристаллическим и проявляет полиморфизм в зави-
симости от его физического состояния. Структуры для различных форм, включая
безводную форму, гидратированную форму и различные соли были недавно вы-
явлены исследованиями дифракции рентгеновских лучей.
Степень N -ацетилирования. Основное повторяющееся звено хитина —
ТЧ-аиетил-О-глюкозамин. Хотя большинство аминогрупп у С-2-атома в хитине
ацетилировано, свободные аминогруппы, как полагают, присутствуют в неко-
торой степени даже в природной форме. Кроме того, дезацетилирование про-
исходит во время получения щелочной обработкой, чтобы удалить белки. По-
этому, образцы хитина имеют различные степени дезацетилирования,
0.05...О 15, в зависимости от их происхождения и способа получения. Чтобы
приготовить хитин с однородной структурой или полностью N-a цетил и ро ван-
ным хитином, то есть поли (1Ч-ацетил-В-глюкоэамин), необходимо селектив-
ное N-ацетмлирование свободных аминогрупп. Хитозан — термин, используе-
мый для значительно деза цетил и рован кого хитина, который является раство-
римым в разбавленной уксусной кислоте. Степень дезацетилирования изменя
ется широко и составляет обычно больше 0,7.
Определение степени дезацетилирования. Свойства хитина, так же как хитозана
зависят значительно от степени дезацетилирования. Поэтому важно определить
этот показатель как можно точно и просто. Много методов были предложены для
оценки степени деэацетилирования, включая элементный анализ, гидролиз ацет-
амидных групп, титрование свободных аминогрупп, адсорбцию красителей,
спектроскопию инфракрасную, ультрафиолетовую, комбинационного рассеяния
и ЯМР. ферментативное разложение и пиролиз. Для практического использова-
ния титрование высвобождаемой при гидролизе уксусной кислоты, коллоидное
титрование с полианионом и кондуктометрическое титрование относительно на-
дежны и просты.
По сравнению с дру1ими методами инфракрасная спектроскопия — удобный
способ для быстрого определения степени дезацетилирования, для обеспечения
воспроизводимости требуется большая тщательность подготовки образцов. Для
И К спектроскопического определения степени деза цетил ирования используется
отношение оптических плотностей Л15Я)/ЛИ78. Используются также другие отно-
шения оптической плотности:<А,Ь„/Аих + 4M5A4„W) иЛ|<>55/ЛП7в. Спек-
троскопия в ближией ИК — также простой способ определения степени дезане-
854
11.3. Современны* направления гроизяодства биологически активных веществ, медицинских препаратов
типирования хитина и хитозана. Для растворимого в воде хитина (частично дез-
ацстилированного хитина) и хитозана может использоваться спектроскопия
НЯМР bDjO и CD5CO2D/DjO. Твердофазная спектроскопия |3С ЯМР и KN
ЯМРбыли недавно предложены для определения содержания ацетильных групп.
Растворимость. Хитины ограничено растворяются в большинстве растворите-
лей из-за образования сильных межмолекулярных водородных связей. Обычный
хитин (а-хитин) нерастворим и заметно не набухает в обычных растворителях.
Он растворим только в специальных растворителях, как и N, N-диметилацетамид
(ДМАА), содержащий 5... 10 масс.% LiCl, и некоторых фторированных раствори-
телях типа гексафторацетои и гексафтор-2-пропанол, хотя растворимость зави-
сит от источника хитина. Смеси ДМАА и М-метил-2-пирролидон (NMP), содер-
жащие 5...8% LiCl, часто используются для отливки пленок. Метанол, насыщен-
ный дигидратом хлористого кальция, растворяет хитин, хотя безводный хлори-
стый кальций очевидно нс пригоден.
В противоположность трудно растворимому а-хитину, р-китин характеризует-
ся более высоким сродством к воде и органическим растворителям из-за его сла-
бых межмолекулярных водородных связей. ₽-Хмтин заметно набухает в воде, да-
вая жидкий раствор, и даже растворим в муравьиной кислоте.
Хитозан нерастворим в воде или органических растворителях. Он является
полиамином и растворим в водных разбавленных кислотах. Он растворяется в со-
ляной кислоте и водных органических кислотах типа муравьиной, уксусной, ща-
велевой и молочной кислотах. Степень растворимости зависит от концентрации
и от типа кислоты. Растворимость уменьшается с увеличением концентрации ки-
слоты, а водные растворы некоторых кислот, каких как фосфорная, серная, ли-
монная, являются плохими растворителями из-за образования плохораствори-
мых солей хитозана.
Свойства растворов хитозана определяются преимущественно его амино-
группами. Свойства, обусловленные свободной аминогруппой ( NH2): раство-
рим в кислых растворах, нерастворим при pH >6,5, нерастворим в H2SO4, огра-
ничено растворим в HjPO4, нерастворим в большинстве органических раство-
рителей.
Свойства, обусловленные катионной аминогруппой (-NH/): растворим при
pH <6,5, дает вязкие растворы, образует гели с полианионами, остается раство-
римым в некоторых смесях воды со спиртом.
Молекулярная масса. Молекулярные массы хитина и хитозана — также важные
факторы для их характеристики, но недостаточная растворимость и структурные
неоднозначности в соединении с содержанием и распределением ацетильных
групп являются главными препятствиями для количественного определения зна-
чений молекулярной массы. Для оценки молекулярной массы хитина и хитозана
используются несколько способов. Трудно определить молекулярную массу при-
родного хитина, так как хитин обычно присутствует в связанной форме с белками
и другими веществами. Кроме того, главная цепь хитина может быть деполиме-
ризована до некоторой степени во время получения с помощью кислоты и щелочи.
Молекулярная масса выделенного хитина может быть оценена вискозиметрией,
рассеянием света или гель-прон икающей хроматографией (ГПХ) в DM Ac/LiCl.
855
Гло«а 11 Продутой» из промысловых беспозвоночных и водорослей
Метанол, насыщенный дигидратом хлористого кальция, может также использо-
ваться для измерений вязкости. Данные ГПХ указывают, что образцы хитина, вы-
деленные из панцирей крабов, панцирей креветок и пластин кальмаров имеют
степени полимеризации, располагающиеся между 2000 и 4000.
Хитозаи растворим в водных растворах кислот, и молекулярная масса оцени-
вается ГПХ или вискозиметрией. Несколько уравнений Марка — Хаувика — Куна
были предложены для водных растворов уксусной кислоты, уксусной
кислоты/уксуснокислого натрия, уксусной кислоты/хлористого натрия и молоч-
ной кислоты. Хитозан может быть превращен в хитин N-ацетилированнем при
мягких условиях, и молекулярная масса может тогда быть измерена с помощью
ГПХ в DMAc/LiCl.
Реакции модификаций хитина. Хитин и хитозаи намного менее доступны для
потенциальных реагентов, чем целлюлоза, вероятно, из-за характерных кристал-
лических структур с сильными силами межмолекуляриого взаимодействия. Хи-
мические реакции хитина и хитозана обычно затруднены в результате ограничен-
ной растворимости, недостаточной реакционной способности и мультнфункцио-
нальности этих полисахаридов. Модификации хитина и хитозана часто должны
проводиться в гетерогенных условиях и реже в растворе. Чтобы получить произ-
водные с четко определенными структурами и, таким образом, разрабатывать со-
временные функциональные материалы, важно управлять реакциями хитина хо-
рошо контролируемыми методами. В связи с этим, развиваются эффективные ре-
акции модификации для использования в качестве предшественников реакции
некоторых растворимых производных хитина, в частности, хитозана, а также
р-хитииа.
Химический гидролиз. Хитин и хитозан — высокомолекулярные вещества.
Низкомолекулярные хитины и хитозаны, как ожидается, покажут характери-
стики, отличные от таковых обычного хитина н хитозана, включая реакцион-
ное поведение, физические свойства и биологическую активность. Хнтин и
олигосахариды хитозана особенно важны из-за интересных биологических
функций. Процедуры для эффективного получения и выделения этих олигоса-
харидов были изучены.
Гликозидные связи хитина и хитозана относительно устойчивы по отношению
к шелочи, но расщепляются кислотой. Частичное разложение хитина возможно
кислым гидролизом и окислением в мягких условиях. Некоторые свойства, вклю-
чая агрегацию бычьего сывороточного альбумина, как было обнаружено, зависят
от молекулярной массы хитозана. Частичный гидролиз хитозана с фосфорной
кислотой дал два типа хитозанов с низкими степенями полимеризации 16,8 (не-
растворимая в воде фракция) и 7.3 (растворимая в воде фракция) в соответствую-
щих условиях.
Прн полном гидролизе с горячей соляной кислотой хитин и хитозан дают мо-
носахарид — D-глюкозамин. N-Ацетил-D-глюкозам ин готовится из хитина мяг-
ким кислотным гидролизом.
В мягких условиях могут образовываться смеси олигосахаридов. Соляная ки-
слота используется обычно для частичного гидролиза, и продукты помимо глю-
козамина состоят главным образом из малых олшомеров со степенями полиме-
856
11 3. Современные направления производства биологически активных веществ, медицинских препаратов
ризации в пределах от 2 до 4. Ультразвуковая обработка облегчает разложение хи-
тина и хитозана.
После частичного гидролиза образовавшиеся олигомеры могут быть разделе-
ны хроматографией на колонках. Недавно вытеснительная хроматография обес-
печила разделение хитоолигосахаридов до степени полимеризации 15 из продук-
та гидролиза хитозана. Образующиеся D-глюкозаминовые олигомеры могут быть
преобразованы в N-a цетил-D-глюкозаминовые олигомеры селективным N-аце-
тилированием. Эти две серии олигомеров до гептамеров доступны коммерчески.
С безводным фтористым водородом хитозан дал хитоолигосахариды в форме
а-глюкопиранозилфторидов на восстанавливающем конце. Препаративное
фракционирование было достигнуто ГПХ, чтобы отделить фтористые олигомеры
со степенями полимеризации между 2 и 11.
Гидролиз гликозидных связей. Деполимеризация Гидролиз гликозидных связей
молекулы хитина (хитозана) под действием различных факторов (окисление, тер-
мообработка) приводит к деполимеризации. Практически все химические пре-
вращения сопровождаются в той или иной степени деструкцией полимерного
скелета При снижении молекулярной массы хитина (хитозана) наблюдается по-
вышение растворимости полимера, что обычно и используется для получения во-
дорастворимых соединений хитина и хитозана, а также для дальнейшей химиче-
ской модификации этих полисахаридов в гомогенных условиях. Особо следует
отметить получение олигосахаридов (от ли- до гекса-), которые проявляют повы-
шенную биологическую и фармацевтическую активность.
Полная деполимеризация хитина и хитозана приводит к образованию моно-
меров: D-глюкозамина и N-ацетил-D глюкозамина. Обычно, гидролиз в жестких
условиях дает только первый продукт, а получение ацетилированного мономера
осуществляется либо гидролизом в особых условиях (в основном под действием
ферментов), либо синтезом из глюкозамина (ацетилирование уксусным ангидри-
дом в среде метанола) Рассмотрим основные способы деполимеризации.
Наиболее распространенным способом деполимеризации хитина и хитозана
можно назвать кислотный гидролиз. В первую очередь он применяется для получе-
ния D-глюкозамина. Способописан в [15] и в более поздних публикациях встреча-
ется практически без изменений. В последние годы большое внимание уделяется не
полному гидролизу полисахаридов, а получению их олигосахаридов. При этом об-
разуются как ацетилированные, так и дезанетилированные производные.
Водорастворимые олигомеры хитина получают кислотным гидролизом хити-
на в концентрированной галогеноводород ной кислоте (12 н. соляная кислота)
при температуре от 30 до 40 "С в течение нескольких часов. Степень гидролиза
75...90%. Продуктами являются тетра-1Ч-ацетилхмтотетраоза, пента-ТЧ-ацетилхи-
топентаоза. гекса-ГЧ-ацетилхмтогексаоза. Для интенсификации процесса приме-
няют воздействие ультразвука при интенсивном перемешивании всей смеси. Гид-
ролиз может проходить под действием других кислот, например. 65 %-иой серной
кислоты при40...50’С в течение 20...120 мин.
Отмечается, что кислотный гидролиз хитозана проходит труднее, чем хитина.
Хитозановые олигомеры получают частичным гидролизом хитозана концентри-
рованной соляной кислотой (Юн.) при 6О...ЮО*С. Обработка в течение 6 часов
857
Глава 1 1. Продукции mi промысловых беспозвоночных и водорослей
при 80 ~С 11,5 н. HCI приводит к степени гидролиза 83,2 % с выходом олигомеров
12,8% и D-глюкозами на 53,9%. Деструкцию хитозана проводили также раство-
рами ортофосфорной кислоты при 20...90’С и при нагревании с добавлением ор-
ганических кислот. Например, для снижения молекулярной массы хитозана до
700... 150 000 и получения водорастворимого полимера хитозана со степенью дез-
ацетилирования более 70% порошок хитозана или его раствор нагревают с добав-
лением L-изоаскорбиновой кислоты.
Гидролиз амидных связей Дсзацетилированис. Гидролиз амидных связей в моле-
куле хитина приводит к дезацетилированию и образованию так называемого хи-
тозана. В принципе нет четкой границы между хитином и хитозаном В природ-
ном хитине всегда присутствует некоторая доля свободных аминогрупп (до
5...15%). Обычно хитозаном считается продукт, который растворяется в разбав-
ленных органических кислотах (например, уксусной). Это соответствует степени
дезацетилирования не менее 55.60%. Если после дезанетилирования получается
продукт с недостаточным для придания полной растворимости количеством ами-
ногрупп, то говорят о частично деза нети лированном хитине.
Гидролиз амидных связей может протекать при каталитическом воздействии
кислоты, шелочи или при действии ферментов (хитозаназ). Как мы видели выше,
кислотный гидролиз неизбирательно разрушает и амидные и гликозидные связи
и представляет интерес больше для получения низкомолекулярных олигомеров
хитина и хитозана. Селективное дезацетилирование с высоким выходом и при со-
блюдении определенных условий не приводящее к значительной деструкции по-
лимера осуществляют обычно с помощью щелочного гидролиза. Этот способ те-
жит в основе практически всех многочисленных публикаций, относящихся к по-
лучению и промышленному производству хитозана.
Впервые хнтоэан был получен в конце прошлого века (и описан в 1884 г. Хоп-
пе-Зейлером и одновременно Е Gilson) путем сплавления хитина с едким кали
при 180...190 *С. В этих условиях авторы наблюдали гидролиз N-ацетильной груп-
пы и образование аминогрупп в молекуле хитина.
В дальнейшем в патентах 30-х годов был предложен более мягкий способ по-
лучения хитозана путем обработки хитина в гетерогенных условиях горячим рас-
твором 40%-го едкого натра при 110 °C в течение 4 часов в неокисляюших услови-
ях Способ практически не изменился до настоящего времени н является основой
промышленной технологии производства хитозана.
N-Ацетильные группы хитина могут быть удалены шелочиым гидролизом в
гетерогенных условиях. Дезацетил и рован ме проводится нагреванием суспензии
хлопьев а-хнтина (или порошка) в сильных водных основаниях, таких как гидро-
окиси натрия и калия при Ю0...160*С, чтобы получить хитозан со степенью дез-
ацетилирования между 0,70 и 0,95. Степень дезацетилирования не увеличивается
сильно после нескольких часов. Чтобы достигнуть полного дезацетилирования
необходимо отделить хитозан и обработать его шелочью тем же самым способом
неоднократно. Во время процесса дезанетилирования, однако, разложение глав-
ной цепи происходит, как показано, значительным уменьшением молекулярной
массы. Например, среднечисленные молекулярные массы продуктов, получен-
ных обработкой хитина с 50% NaOH (рис. 11.17) при 100“С за 0.5 и 5ч, были 322
858
11.3. Со*р«мвниы« направления проимодстаа биологически активных веществ, медицинских препаратов
(+Н2О)
50%NaOH
СН2ОН СН2ОН
NH NH
I I
НО-С-СН, НО-С-СН,
и 139 !03, соответственно. Добавление акцептора радикалов, как антиоксидан-
та, подавило разложение до некоторой степени. Кратковременная обработка
пропитанного щелочью хитина при 140...190 "С, как сообщалось, была эффек-
тивной, чтобы дать высоко дезацетилированиый хитозан за короткий интервал
времени.
Когда дезацетилирование проводится с разбавленной шелочью (20 или 30%-ой
гидроокисью натрий) в мягких условиях, степень дезацетилирования достигает
приблизительно 33 и 45%. Эти результаты предполагают, что дезаиетилироваиие
происходит предпочтительно в аморфных областях хигнна, и продукты, как пред-
полагается, являются блок-сополнмерами, составленными из остатков D-глюкоза-
мина и ТЧ-ацетил-О-глюкозаммна. Напротив, дезацетилирован не 40%-ной гидро-
окисью натрия при 130*С протекает устойчиво, и степеньдезацетилирования имеет
тенденцию увеличиваться со временем.
P-Хитин дезацетил ируется шелочью намного легче, чем а-хитин, что припи-
сывается относительно слабым силам межмолекутарного взаимодействия в этом
материале. Однако, 0-хитин имеет тенденцию изменять цвет в течение реакции
при температуре выше 100*С, приводя к образованию хитозанов коричневого
цвета. Для получения почти бесцветного хитозана дезацетилирование должно
проводиться при более низких температурах, например при 80 ’С с 40 %-ной гид-
роокисью натрия. Форма дифракции рентгеновских лучей 0-хитина из пластины
кальмара подтвердила более низкую кристалличность и меньшую упорядочен-
ность структуры. При дезацетилировании кристалличность уменьшалась быстрее
по сравнению с кристалличностью ct-хитина. Даже хитозан, полученный из (}-хи-
тнна кальмара не показал никаких пиков из-за кристаллических структур в отли-
859
Глок 11 Продукция из промысловым беспозвоночных и водорослей
чис от хитозана из а-хитина креветки. Аморфный характер хитозана из 0-хитина
облегчает реакциям модификации
Р Broussignac предложил способ дезацетилирования в безводной среде, со-
стоящей из 50% едкого кали, 25% этанола и 25% моноэтиленсликоля. Также
предлагалось диспергировать смесь хитина с 30%-ной NaOH в неводной среде и
при нагревании проводить дезацетил и рован ие. Предлагалось также дезанетилн-
рование в смеси раствора NaOH с пиразин гидратом. Для увеличения степени
деэацетилирования при уменьшении деструкции хитин обрабатывают гилразин-
гидратом 2...4ч при 120...150’С в инертной атмосфере в щелочной среде (степень
деза цетил ирования 90...97 %), что подтверждается резким ростом вязкости. Дез-
анетилированне в неводных растворителях не нашло широкого распространения,
по-видимому, с точки зрения промышленного освоения этого производства.
Для стабилизации параметров конечного продукта с одинаковой молекуляр-
ной массой проводилось дсзанстилирование хитина в 50%-ном растворе NaOH
при 360 К продолжительностью не более 1 ч. После окончания реакции ее быстро
останавливали разбавлением смеси до 30% NaOH и одновременным охлаждени-
ем до 333 К.
Во всех работах отмечается, что при щелочном гидролизе хитина наряду с дез-
апетилированием идет также деструкция полимера, которая приводит к сниже-
нию молекулярной массы. При этом средняя молекулярная масса хитозана сни
жается тем сильнее, чем выше температура и продолжительность обработки.
Установлено влияние растворенного кислорода на ускорение деполимеризации.
В связи с этим предлагались способы дезацетилирования в инертной атмосфере,
например, в работах Е. А. Пл иске, Л. А. Нудьги и С. Н. Данилова. Было предло-
жено дезацетил ировать хитин в 49...50%-ном растворе едкого натра при 140’С в
течение 1 часа в атмосфере аргона. Продукт имел при такой обработке степень
дезацетилнрования 87%, высокую характеристическую вязкость 18,9 дл/г и сред-
нюю молекулярную массу более 500 кДа.
Патентуется способ получения высокомолекулярного хитозана с низким со-
держанием нерастворимых в растворе уксусной кислоты компонентов путем
предварительного вымачивания хитина в шелочи. Сначала 1 ч. хитина с массовой
долей воды не более 70% вымачивают в 5...20ч. концентрированного раствора
шелочи, например, 35 ..60%-го раствора NaOH, при 20...50’С в течение
5„.60мин. Смесь затем разделяют на пропитанный щелочью хитин, содержащий
0,5...2,5 ч. на 1 ч. хитина (в расчете на твердые компоненты) щелочи, и водноще-
лочной раствор. Пропитанный хитин дезацетил и ру ют нагреванием при
45... 110вС в течение 1...10ч, промывают водой, нейтрализуют и сушат.
В качестве модификаций общепринятого способа можно назвать следующие.
Дезацетилирование деминерализованного панциря с одновременным удале-
нием белковых веществ. Содержащийся в панцире карбонат кальция в этих усло-
виях превращался в слаборастворимую гидроокись, которую затем экстрагирова-
ли с помощью ЭДТА, глюконатами, гликолями, сорбитолом. Но следует заме-
тить, что в состав минеральной части панциря ракообразных входят также другие
нерастворимые соли (фосфаты), которые при таком способе обработки не будут
удаляться. Учитывая также трудность полного смешения равновесия в сторону
860
11.3. Современны* направления производства бнолояичвски активных веществ, медицинских препаратов
гидроокиси кальция, можно считать, что этот способ не позволит получить хито-
зан с низким содержанием золы.
Аналогичное совмещение депротеинизации и деза цетил нро вания неодно-
кратно повторялось в ряде публикаций. После деминерализации в 2 М НС1 следо-
вала обработка 15 М NaOH в течение 1 ч прн 150’С.
Было усовершенствовано обычное деза цетилиро ва и ие микроволновой обра-
боткой Смесь хитина и 50%-ной NaOH обрабатывали в микроволновой печи
10мин при 2450 МГц. Был получен продукт, полностью растворимый в уксусной
кислоте н имеющий большую вязкость, чем хитозан, полученный обычным спо-
собом.
Наибольший интересе точки зрения получения высоко дезацетил ированнего
хитозана предстаатяют работы С. Мима (S. Mima) с сотрудниками. В них рас-
сматривается способ дискретного дезацетилирования, который позволяет полу-
чать хитозана со степенью дезацетилирования около 100% с наименьшей дест-
рукцией. Практически ни один способ не дает таких результатов. Авторы предло-
жили обрабатывать хнтин последовательно два и более раз циклами дезацетили-
рование — промывка — сушка. Так, однократная обработка хитииа 47%-ной
NaOH прн 110 °C в течение 1 ч даст хитозан со степенью дезацетилирования 78 %,
повторная обработка повышает ее до 95,5%. Перекристаллизация хитозана и по-
следующее его дезацетилирование позволяет получить степень дезацетилирова-
ния более 99 %.
К сожалению, как в случае полного кислотного гидролиза хитина, так н при дез-
ацетилировании хитииа практически остался в стороне от рассмотрения механизм
реакции. Он представляет определенный интерес как для прикладного примене-
ния. так и с химической точки зрения. Реакция дезацетил ирован ня хитина практи-
чески не идет до конца. При различных условиях за один цикл дезанетилирования
можно получить хитозан со степенью дезацетилирования 70...80%. Далее реакция
останавливается и требуется отделение продукта от щелочи, промывка, сушка и но-
вый цикл для получения хитозана со степенью дезацетилирования более 80%. Так,
дискретно, можно довести степень дезацетилирования до 100%. Было установлено,
что состав раствора щелочи не влияет на скорость дезацетилирования. По-видимо-
му, в процессе дезацетилирования происходит образование промежуточного ком-
плекса в шелочной среде, который ингибирует дальнейший гидролиз амидных свя-
зей. Природа наблюдаемого эффекта в литературе нс обсуждается.
В некоторых работах упоминается о возможности дезанетилирования хитина
при термомеханической обработке, например, изучен способ получения хитозана
резкой декомпрессией его суспензии. Предварительно хитин выдерживали в
50%-ной NaOH в течение 24 ч при 4‘С. затем нагревали до 210...230*С в течение
90с и пропускали через капилляр при давлении 13,5 МПа.
Ферментативное разложение. И хитин, н хитозан разлагаются в природе многи-
ми видами микроорганизмов. Большинство хитиназ в микроорганизмах гидролизу-
ет N - ацетил-р-(1-*4)-глюкозам иди ые связи случайным образом. Хитиназы также
присутствуют в более высоких растениях, даже при том, что растения не имеют хи-
тина как структурного компонента. Это вероятно связано с функцией самозащиты
растений против патогенных микробов н насекомых, которые обладают хитином.
861
Глава I I. Продукция из промысловых беспозвоночных и водорослей
Хитозана зы гидролизуют хитозан зндо-расшспляюшим способом. По сравне-
нию с хитиназами, хитозаназы изучены менее широко. Следует отметить, что хи-
тозан подвержен действию широкого диапазона ферментных препаратов, таких
как гликаназы, липазы и протеазы из различных источников. Целлюлаза Т. viride
разлагает хитозан, давая хитоолигосахариды. Папаин также катализирует гидро-
лиз хитозана и модифицированных хитозанов, и папаин, иммобилизованный на
хитине, может использоваться неоднократно для деполимеризации хитозана
Спрос на разлагаемые микроорганизмами и экологически мягкие полимер-
ные материалы увеличивается, и полисахариды могут хорошо подходить для
некоторых применений. Способность к разложению микроорганизмами хити-
на и его производных часто удобно оценивается в терминах восприимчивости к
лизоциму, и скорость разложения может быть определена на основании образо-
вания восстанавливающих концов. р-Хитин более чувствителен к действию ли-
зоцима, чем а-хитин, из-за свободной упаковки молекул с более слабым меж-
молекулярными водородными связями. Степень дезацетилирования влияет на
ферментативное разложение. Скорость гидролиза возрастает с увеличением
степени дезацетилирования и достигает максимума при степени дезацетилиро-
вания около 0,5 и затем уменьшается при дальнейшем дезацетилированни. Вы-
сокая восприимчивость образца хитина с приблизительно 50%-ным дезацети-
лированием может быть связана с его высокой гидрофильностью, которая под-
тверждается также повышенной водорастворимостью хитина, дезацетилиро-
ванного случайным образом до 50 %.
Ферментативный гидролиз. Обработка хнтнна гидролитическими ферментами
представляет альтернативный химическому способ расщепления главной поли-
мерной цепи и открывает возможность непрерывного производства N-aueTnn-D-
глюкозамина из хитина с помощью иммобилизованных хитинолитических фер-
ментов. Изучение влияния N-ацетильных групп на гидролиз с лизоцимом пока-
зало, что оптимальной является степень ацетилирования 0.7. при которой воз-
можно получать малые олигомеры до тетрамера.
Ферментативные мегоды также полезны для того, чтобы подучать олигомеры
определенных степеней полимеризации, в особенности, димеры и более высокие
со степенями полимеризации более чем 5. Некоторые термофильные перевари-
вающие хитин бактерии. Vibrio anguillarum и Bacillus lichenifomiis, продуцируют
димер (GlcNAc), из коллоидного хитина с высокой селективностью и выходом
до 40...50%. Для крупномасштабного производства димера пригодной является
коммерчески доступная хитиназа из Streptomyces griseus. Внеклеточное фермент-
ный препарат из Alteromonas sp. эффективно разлагал хитин, давая необычный
дисахарид, P-(l-*6)-(GlcNAc)1, помимо малого количества нормального р-(1-»4)
димера. Этот фермент важен в том, что он дает Р-(1-»6) димер отдельно от
1—4) сахаридов.
Разложение хитозана хитозаназой из Bacillus sp. дает соответствующие олиго-
меры от димера до пентамера без образования мономера. Примечательно, что
целлюлаза из Т viride эффективно гидролизовала хитозан, давая олигомеры от
гексамера до октамера, которые были выделены в кристаллических формах. Хи-
тозан с низкой степенью N-ацегилирования был также чувствителен к хитиназе,
862
11 3. Современные нопраеленм! проымсдстк биологически активных веществ., медицинских препаратов
образуя олигомеры хитозана, из которых олигомеры хитина могут быть приготов-
лены последующим N-ацетилированием. Хитиназа, иммобилизованная иа гра-
нулах хитина, сохраняла более чем 50 % своей первоначальной активности после
17 дней непрерывного потока раствора хитозана для получения олигомеров. Эк-
зо-Р-D-глюкоза ми и идаза из Penicillium funicuiosum разлагала хитозан до глюко-
замина, но в присутствии бутанола с высоким выходом образовывался бутил-2-
а ми но-2-дезокси - р-D-гл юко п и ранозид.
Олигосахариды со степенью полимеризации 2...S, применяемые в качестве
пишевых добавок, компонентов косметических и лекарственных препаратов, по-
тучали разложением хитозана хигозаназой, стабильной при pH 5... 11, из бактерий
типа Bacillus No. 7-М. Для получения водорастворимого хитозана с молекуляр-
ной массой 4 000... 12 000 проводили реакцию хитозана со степенью дезацетили-
рования 60...90% с ферментом хитозаназой в водной среде, подкисленной HCI.
НСООН. АсОН, молочной, глутаминовой кислотами при ЗО...6О*С. Полученные
продукты отделяли ультрафильтрацией.
Области применения хитина н хитозана. Одним из важнейших достижений ми-
рового научно-технического прогресса за последние три десятиления в области
изыскания новых перспективных материалов является изучение, создание и вне-
дрение технологии хитина, хитозана и их производных. Мировой потенциал
сырьевых источников достаточен для производства 150тыс. т хитозана в год.
Свойства хитина и хитозана в исходной форме изучены достаточно широко,
что определило разнообразие потенциальных областей их практического приме-
нения. Среди них: биомедицинские применения, бумажное производство, моди
фикация тканей, фотографические изделия, цемент, хелатирующие агенты тяже-
лых металлов и удаление отходов.
Хитин и его производные имеют много свойств, которые делают их привлека-
тельными для широкого разнообразия применений, от продовольствия и косме-
тики до биомедицины, сельского хозяйства и охраны окружающей среды. Их ан-
тибактериальные, антигрибковые и антивирусные свойства делают их особенно
полезными для биомедицинских применений, таких как покрытия для ран, хи
рургические шовные материалы. Исследование показало, что хитин и хитозан яв-
ляются неядовитым и неаллергеиными Биодеградация хитина и антигрибковые
свойства оказались полезными и для охраны окружающей среды, и для сельско-
хозяйственных применений.
Биологические свойства хитозана часто рассматриваются как предпосылка к
широкому применению этого полимера в медицинской практике. Хитозан —
природный биополимер, биосовместим с организмом человека, биодеградирует-
ся нормальными элементам организма, неядовитый. Эффективно связывается с
клетками млекопитающих и микробов. Оказывает регенеративное влияние на со-
единительную ткань, обладает противоопухолевыми, антихолестеремическими и
иммуностимулирующими свойствами.
Наиболее важными направлениями использования хитина и его производных
в последние годы признаны во всем мире следующие: медицина, пищевая про-
мышленность, косметика, сельское хозяйство, химическая промышленность и
биотехнология н другие.
863
Глава 11. Продукция ив промысловых беспозвоночных и водорослей
Медицина. Наибольший интерес представляют такие свойства рассматривае-
мых биополимеров, как биосовмсстимость. нстокснчность (при этом продукты
деструкции хитина и хитозана являются природными метаболитами), способ-
ность хитина и хитозана и продуктов их биодеградации ускорять заживление ран
и свертываемость крови, способность абсорбировать жидкости, образовывать за-
щитные пленки и покрытия, проницаемые для кислорода воздуха, но нс пропус-
кающие микроорганизмы, абсорбция лекарственных препаратов, селективное
связывание некоторых липидов, уменьшение уровня холестерина в крови, имму-
ностимулирующие эффекты, способность к формованию различных материалов
медицинского назначения: хирургические саморассасываюшиеся волокна и иг-
лы, контактные линзы, искусственные мембраны для протезирования некоторых
органов человека и т. д.
В медицинской практике хитин н хитозан предлагается использоать для лече-
ния ран, ожогов, язв, производства хирургических нитей, искусственной кожи,
лекарственных форм антисклеротического, антикоагулянтного н антиартрозного
действия, диагностики и лечения злокачественных опухолей, язвы желудка; хито-
заи улучшает всасывание и эффективность труднорастворимых лекарственных
форм, способствует их пролонгированному действию; хитозан эффективен при
лечении парадонтоза и кариеса зубов, в качестве средства борьбы с ожирением,
связывания и выведения из организма холестерина, профилактики и лечения
сердечно-сосудистых заболеваний.
Например, исследования показывают, что хитозан является антибактериаль-
ным, антигрибковым, антивирусным препаратом, сочетая эти свойства с неток-
сичностью и неаллергенностью. Хитнн и хитозан предлагаются в качестве разба-
вителей для прямого прессования таблеток с различными лекарственными сред-
ствами, в качестве носителя для замедления высвобождения лекарственных ве-
ществ из матрицы нт.д. Предложены пленки из хитозана, содержащие
лекарственные препараты, которые имеют заданную скорость высвобождения,
чем обусловлено пролонгированное действие этих лекарств. Гели хитина и хито-
заиа также применяются в качестве основы для бактерицидных, сосудорасши-
ряющих, болеутоляющих, противовоспалительных и других препаратов.
Установлено, что хитин и хитозан способствуют повышению растворимости
антибиотиков (гризеофульвина, хлорамфеникола и др ), антиэпичептических
средств, жирорастворимых витаминов, стероидов, простагландинов в смесях с
этими веществами. Комбинация противораковых средств (например, блеомици-
на) и хитозана приводит к возможности создания высокой концентрации лекар-
ственного препарата в лимфатических узлах, обладает пролонгированным дейст-
вием и не вызывает побочных явлений.
Ряд исследований и патентов посвящен созданию на основе хитина и хитоза-
на противораковых н противоопухолевых препаратов. Для лечения язв и сниже-
ния кислотности желудка предложены смеси хитозана с солями Al. Mg, Са. Пред-
чагается противоопухолевый препарат на основе хитина, действие которого, по
утверждению авторов, в отличие от прямого разрушающего действия на раковые
клетки хитозана, основано на иммунологической активации организма. Для ле-
чения рака и инфекционных заболеваний, вызываемых Candida albicans, Staphy-
864
11 3. Современные направления производства биологически активных вещееп, медицинских препаратов
lococcus aureus и др., разработаны препараты, содержащие в качестве активных
ингредиентов олигомеры хитина и хитозана
В нескольких патентах предлагаются противомикробиые препараты на ос-
нове смесей хитина и хитозана с сульфамидами и другими препаратами или ис-
пользующие в качестве активных компонентов хитин, хитозан или их произ-
водные и соли.
Исследовано влияние хитозана на заживление ран. Предложены препараты на
основе хитозана, ускоряющие регенерацию ткани при раневых поражениях и об-
ладающие дезинфицирующим действием. Хитин, как было обнаружено, ускоряет
процесс заживления ран Волокна из восстановленного хитина, нетканные ци-
новки, губки и пленки демонстрируют ускорение заживления ран более чем на
30 %. Хитин может также использоваться как покрытие на обычных биомедицин-
ских материалах. Стандартный шелк и кетгут, покрытые восстановленным хити-
ном или хитозаном, показывают, что скорость заживления раны только слегка
понижается по сравнению с чистым хитиновым волокном. Хирургическая марля,
покрытая восстановленным хитином, демонстрирует существенно большую за-
живляющую активность, чем непокрытая.
Хитозаи — очень привлекательный кандидат в лекарственные препараты для
обработки ожогов. Он может формировать жесткие биосовместимые пленки. Эти
пленки могут быть сформированы непосредственно на обожженном месте при-
менением водного раствора ацетата хитозана. Раствор, хотя и кислотный, обеспе-
чивает прохладный и приятный успокаивающий эффект при применении к от-
крытым ожогам пациентов. Другое преимущество этого типа хитозановой обра-
ботки состоит в том, что хитозан обеспечивает превосходную проходимость для
кислорода. Это важно для того, чтобы предотвратить лишение поврежденных
тканей кислорода. К тому же, хитозановые пленки имеют способность поглощать
воду и естественно деградируются ферментами организма. Этот факт означает,
что хитозан не надо удалять с поверхности ожога, что в большинстве случаев (и
особенно при ожогах) при удалении покрытия раны может причинять нарушение
поврежденному участку.
Несколько исследований указывают, что заряд хитозана также помогает ему
связываться с жирами и холестерином и вызывать сворачивание красных кровя-
ных клеток. Установлено, что вещества на основе хитина и хитозана и их олиго-
меров позволяют снижать содержание липидов (например, холестерина) в крови
Полиглюкозаминное волокно может помочь уменьшить давление крови, сердеч-
ные болезни и другие сердечно-сосудистые проблемы.
Хитозан использовался в течение более двух десятилетий без побочных эф-
фектов. Кроме связывания жира хитозан остается фактически безвредным для
человеческого организма. Он также ускоряет заживление язв и повреждений. Он
имеет антибактериальное и антигрибковое действие. Хитозан действует как анта-
цид. Хитозан помогает управлять высоким давлением крови. Он может предот-
вращать раздражительный синдром кишечника. Хитозан помогает предотвра-
щать запоры. Широко изучены различные сульфопроизводные хитозана, прояв-
зяюшие антикоагуляционные свойства, в качестве возможной замены антикоагу-
лянта крови — гепарина.
865
Глава 11. Продукция промысловых беспозвоночных и водорослей
На основе хитина, хитозана и их производных разработаны лекарственные
препараты для лечения костей, переломов, остеопороза, ревматоидных артритов
н т. п. В хирургии многими исследователями предлагаются хитиновые волокна,
иглы, пленки, которые рассасываются в тканях и не вызывают побочного дейст
вия. Ведутся разработки заменителей биологических мембран мембранами из хи
тина и хитозана. Имеются сведения о применении хитина для изготовления кон-
тактных линз, искусственного хрусталика. В стоматологии продукты на основе
солей хитозана предлагаются для фиксации съемных зубных протезов. Хитино-
вые губки могут применяться в качестве наполнителя для лунки после удаления
зубов, который является биосовместимым, обладает болеутоляющим действием и
в дальнейшем легко удаляется. Изучены и предложены антикариссиые препараты
на основе хитина и хитозана.
Хитозан обеспечивает разнообразный спектр использований в биологической
сфере. В некоторой степени он показывает способность стимулировать иммун-
ную систему. Хитозановое покрытие на семенах вызывает увеличеннис урожаев.
Очевидно, это из-за того, что хитозан стимулирует защитный отклик на прорас-
тающем растении Хитозаи является эффективным для многих различных приме-
нений. Это в значительной степени благодаря благоприятным биологическим и
химическим свойствам. Понимая эти свойства, инженеры-биомедики будут спо-
собны разрабатывать лучшие инструменты для медицинских профессий.
Пищевая промышленность. В пищевой промышленности растворы хитина и
хитозана как было показано с успехом можно применять для очистки соков и
вин, в качестве загустителей соусов и паст, структурообразователя для продуктов
диетического питания, способствующих выведению радионуклидов из организ-
ма, желирующих вешеств, для осаждения простых и многокомпонентных эмуль-
сий, изготовления съедобных колбасных оболочек. Рассматривается также ис-
пользование хитозана в качестве защитных легкосмываемых пленок для покры-
тия фруктов и овощей с целью увеличения сроков хранения.
Косметика. В отличие от большинства полисахаридов, хитозан имеет сильный
положительный заряд, который позволяет ему связываться с отрицательно заря-
женными поверхностями типа волос и кожи. Это делает его полезным как компо-
нент в препаратах для обработки кожи и волос. Положительно заряженный хито-
зан присоединяется к отрицательно заряженным тканям кожи и волос. Эта био-
адгезивная способность хитозана — главная особенность при использовании хи-
тозана в косметических применениях.
В продуктах для ухода за волосами очень важна способность хитозана форми-
ровать пленки с кератином волос. По сравнению с пленками, сформированными
синтетическими полимерами, хитозановые штеики более устойчивы при высокой
влажности, волосы, обработанные хитозаном, являются менее статически заря-
женными по сравнению с волосами, обработанными традиционными фиксатора-
ми волос. Блеск волос также улучшается.
В продуктах ухода за кожей хитозан используется из-за способности давать
чистые защитные покрытия, которые обладают способностью удерживать влаж-
ность. Однако, хитозан должен рассматриваться как интересный компонент в ка-
честве соответствующей матрицы для других активных компонентов.
866
11 3. Современные направления производства биологически активных веществ, медицинских препаратов
В косметике предлагаются следующие направления использования хитина,
хитозана и их водорастворимых производных: использование в качестве увлаж-
нителя, эмульгатора, антистатика и смягчающего средства для ухода за волосами
и кожей лица, при производстве шампуней, гелей, увлажняющих кремов, тональ-
ной жидкой пудры, зубных паст, в качестве стабилизатора аромата духов, добавки
в лаки для ногтей, средства для зашиты кожи от внешних воздействий, для уско-
рения заживления ран и ожогов, улучшения очистки пор кожи.
Наибольшее число публикаций, патентов и заявок на патенты относится к
применению этих полимеров для ухода за волосами. Препараты придают волосам
упругость, блеск, эластичность, улучшают расчесываемость и укладываемость во-
лос, уменьшают ломкость, восстанавливают их структуру после окрашивания,
обесцвечивания и химической завивки, снимают статическое электричество,
придают волосам способность удерживать влагу в жаркую сухую погоду и сохра-
нять прическу в сырую погоду. Предложены рецептуры лака для ногтей, содержа-
щего в качестве пластификатора и пленкообразователя алкильные производные
хитина и хитозана.
Сельское хозяйство. В сельском хозяйстве хитнн н хитозан могут найти приме-
нение, которое основано на физико-химических и биологических свойствах этих
полимеров: покрытия семян пленками водорастворимых полимеров (хитозана и
его производных) в качестве биостимулятора, обеспечивающего повышение уро-
жайности овощей и других растений на 25...40%, увеличивающие процент про-
растания и соответственно урожайность, добавки к удобрениям, в том числе гра-
нулирующие, для стимулирования природных микроорганизмов, которые обес-
печивают защиту определенных видов сельхозрастений, противовирусные препа-
раты на основе хитина, хитозана и их растворов (например, против вируса
табачной мозаики), средств борьбы с нематодами почв в закрытых грунтах, стеб-
левой и корневой гнилью, ржавчиной, специальные покрытия для фруктов, уве-
личивающие сроки их хранения, флоккулянты для выделения из сточных вод пи-
щевой промышленности белков для корма сельскохозяйственных животных,
кормовые добавки с хитозаном, повышающие резистентность животных к ин-
фекционным заболеваниям.
Химическая промышленность и биотехнология. В химической промышлености и
биотехнологии хитин и хитозан имеют широкие перспективы использования в ка-
честве иммобилизаторов ферментов и катализаторов; мембран для ультрафильтра-
ции и дивлиза; сорбентов и хелатогенов для извлечения ионов металлов из раство-
ров, в том числе радионуклидов; сорбентов для аналитических хроматографических
методов (ионообменная, аффинная, гель-проникающая хроматография).
Анализ данных, опубликованных в зарубежных научных статьях и патентах,
показывает, что природные полисахариды хитин и хитозан проявляют уникаль-
ные хелатирующие свойства и обладают высокой адсорбционной емкостью по
отношению к ионам ряда тяжелых и токсичных металлов: Си**, Ni2*, Со2*, Hg2* и
другим. Предполагается применение хитозана для очистки сточных вод промыш-
ленных предприятий от следов нонов металлов, а также для извлечения многих
ценных, радиоактивных и других элементов из морской воды и технологических
сточных вод. Благодаря относительно высокой радиационной стойкости хитоза-
867
Главе I 1. Продукция из промысловых беспозвоночных и водорослей
на, он был предложен для адсорбции следов радионуклидов из растворов. Инте-
рес представляет также использование хитозана в рыбоводстве при получении во-
достойких и плавающих гранулированных кормов, а также в целлюлозно-бумаж-
ной промышленности при производстве высококачественных и технических сор-
тов бумаг с целью улучшения их механических и оптических свойств.
Научно технический потенциал России по проблеме хитина и хитозана сопоста-
вим с потенциалом других стран, решающих эти проблемы. Россия входит в пятер-
ку стран, имеющих наибольшие достижения по хитину и хитозану в научном и
практическом плане Россия обладает значительными ресурсами ракообразных для
производства хитозана' крабы, креветки, криль, гаммарус, речные раки, сепион ка-
ракатицы, гладиус кальмара и др. Наиболее масштабным, реальным н доступным
источником сырья является панцирь дальневосточных крабов. По экспертным
оценкам из добываемых крабов возможно выработать до 500т хитозана в гол.
В настоящее время в наибольшей степени решены проблемы использования
хитозана:
♦ в пишевой промышленности — в качеств? парафармацевтика в порошкооб-
разном и капсулированном видах для профилактики н лечения гипертонической
болезни, сердечно-сосудистых и желудочно-кишечных заболеваний, ожирения;
• в сельском хозяйстве — в качестве биостимулятора и средства борьбы с вре-
дителями сельскохозяйственных растений созданы препараты «Нарцисс», «Зо-
лушка», почвенные брикеты для выращивания рассады;
♦ в парфюмерно-косметической промышленности — фирмой «Линда» освоен
промышленный выпуск широкого ассортимента косметической продукции на
основе хитозана: гели, шампуни, кремы и др.
Узким местом в программе реализации хитина и хитозана является их исполь-
зование в области здравоохранения, представляющей потенциально самый круп-
ный и дорогостоящий рынок сбыта.
Технология получения хитина н хитозана. Получение хитина. Получают хитин из
панцирей ракообразных, реже из хитиновых покровов насекомых и других хи-
тинсодержаших источников. Способ получения заключается в удалении из хи-
тинсодержашего сырья белков, минеральных соединений, липидов и других ве-
шеств с помощью растворения их в подходящих растворителях.
Приблизительный химический состав панцирьсодержащих отходов после пе-
реработки некоторых промысловых ракообразных Северо-западного региона (по
данным ПИНРО) представлен втабл. 11.9 и ] 1.10.
Таблица II 9 Характеристика панцирьсодержащихотходов
Сырье Пишевой продукт Хитин (сырье. * Выход ПСО. % Выход «хитина» от ПСО. %
Антарктическая Белковая паста «Оксан» 0,4...0,7 52.0 0.98
креветка (криль) Мясо криля 0,4...0,7 23.0...38,9 1.53
Северная кре- Коагулят, кислотный гидролизат 0,50. .0,65 13.1±2,5 2,7В
ветка Ферментативный гидролизат 0.44...0,60 9,3±3,1 2,78
Варено-мороженое мясо 1,28±0,12 23,7 4,06
868
11 3 Современные напраелени* производства биологически активных веществ, медицинских препаратов
Таблица 11.10. Химический состав ланцмрьсодержатих отходов
Массом* доля компонентов в ПСО. Я
Паниирьсоаержлшне сыры I-----------г---------г-----------1---------1-------
кн— нигин белил зола липиды
Отходы от переработки крабов
Отходы от переработки камчатских кра- бов (карапаксы! Отходы от прамыс 68,1 ла и перера 5.5 боткикре 8.5 веток 17.0 0.9
Некондиционная северная креветка 74,3 1.2 17,0 4.5 2,0
Отходы от переработки северной кревет- ки (после механического шелушения) ПСО после получения кислотного гидро- 76.0 4.8 11.4 7.1 0,7
лизата 78,0 3.9 11.6 5.8 0,7
ПСО после ферментативного гидролизата ( 75.0 5,5 5.8 8,7 0,5
Белковая паста «Оксан»
Мисо криля
Отходы от переработки криля
74.0...77.0 I 2,2 .2,7 I I7.2...18.5 3,4.4,0 I 0,2.0,8
72...81 1.9 14.8 5,8 0.5
а-Хитин производится коммерчески из панцирей крабов и креветок, которые
содержат карбонат кальция и белки в качестве двух других главных компонентов.
Пигменты также содержатся в малых количествах. Кроме того, молекулы хитина,
как полагают, присоединены к боковым цепям полипептида ковалентно некото-
рыми из С-2 аминогрупп через амидные связи. Хитин — самое устойчивое веще-
ство по отношению к действию кислоты и шелочи среди этих соединений и
нерастворим в обычных растворителях. Соответственно он может быть веделен
как остаток, который остается после разложения других соединений, присутст-
вующих в панцире, с помощью кислоты и щелочи.
P-Хитин может быть выделен из пластины кальмара подобным, но более
простым способом, так как пластины кальмара составлены почти исключитель-
но из хитина и беткое с только ничтожно малыми количествами солей метал-
лов. Кроме того, молекулярная упаковка р-хитина менее прочная (жесткая).
Пластину кальмара можно обработать соляной кислотой и гидроокисью натрия
под умеренными условиями, чтобы получить р-хитнн. Когда выделенный хи-
тин распыляется внутри ультрацентробежной мельницы, получается белый, пу-
шистый, подобный хлопку материал. В течение процедуры выделения некото-
рые из ацетильных групп удаляются и получаемый хитин имеет степень дезаце-
тилирования около 10%.
Выделение хитина из панцирей ракообразных состоит из двух основных
стадий: удаление бечков (депротеинизация) и удаление карбонатов (и фосфа-
тов) кальция (деминерализация) (рис 11.18). Эти стадии также могут проводит-
ся в обратном порядке, т. е. деминерализация, а затем депротеинизация. Одна-
ко, если белки являются также целевым продуктом, их экстракция перед деми-
нерализацией является предпочтительной для получения максимального выхо-
да и качества белков.
869
Глава 1 1. Продукция мэ промысловых беспозвоночных н водорослям
I) СХЕМА ПОЛУЧЕНИЯ
ХИТИНА
Панцирь (отходы)
♦
Размораживание и измельчение
I
I Депротеинизация (ДП1)
1
Промывка
I
Деминерализация (ДМ)
I
Промывка
I
2 Депротеинизация (ДП2)
♦
Промывка
♦
Сушка
I
Хитин
2) СХЕМА ПОЛУЧЕНИЯ
ХИТОЗАНА
Хитин
♦
Измельчение
I
Дезацетилирование (ДА)
+
Промывка
I
Сушка
I
Хитозан
Рве. 11.18. Технологические схемы получения хитина и хитозана
Депротеинизация. Для удаления белков (депротеинизации, депротеи-
иирования) применяют щелочной или ферментативный гидролиз белков, сопро-
вождающийся растворением последних. Затем раствор отделяется различными
методами (фильтрование, центрифугирование), а плотная часть промывается до
нейтрального pH промывных вод (при щелочной депротеинизации) или после
инактивации ферментных препаратов до полного удаления остатков водораство-
римых белков (при ферментативной депротеинизации).
Панцири ракообразных обычно измельчают и обрабатывают разбавленным
раствором гидроокиси натрия (]...Ю%) при повышенной температуре
(65...100'С) для растворения присутствующих белков. Например, Hackman (1954)
экстрагировал белок из панцирей лобстеров 1 и. NaOH при 100'С. Anderson el al.
(1978) обрабатывали антарктический криль 3,5%-ным раствором NaOH при
90...95 %. Bough et al. (1978) также обрабатывали креветочный панцирь 3 %-ным
раствором NaOH при 100*С. Совсем недавно No et al. (1989) экстрагировали бе-
лок нз панцирьсодержашнх отходов речных раков 3,5%-ным раствором NaOH
при 65'С. Оптимальная депротеинизация также может быть достигнута обработ-
кой 1%-ным раствором КОН для панциря креветки и 2%-ным раствором КОН
для панциря краба при 90 "С
Исключения к вышеупомянутому способу отмечены в методах Whistler,
BeMiller и Brzeski, включающих депротеинизацию 10%-ным раствором NaOH
при комнатной температуре и 3,5%-ным раствором NaOH при 25 °C, соответст-
870
11 3 Современные на правления промэводства биологически активных веществ, медицинских препаратов
венно. Другой пример в работе Cosio, в которой депротеинизация выполнялась
при pH 11,5 при 30 °C.
Продолжительность реакции обычно лежит в диапазоне от 0,5 до 12 ч, в зави-
симости от методов получения, хотя Hackman (1954) и Whistler, BcMiller (1962)
пробовали экстрагировать белки в течение нескольких дней. Продолжительная
щелочная обработка в жестких условиях вызывает деполимеризацию идезаиети-
зирование. В методе Sannan el al. (1976) депротеинизация выполнялась из панци-
ря креветки повторением обработки в течение 6ч три раза в течение 12ч и 1 ч
1 и. раствором NaOH при 100 °C, что может привести к дезацетилированию и
фрагментированию природного хитина. При изучении продолжительности экс-
тракции белков из паннирьсодержаших отходов крабов (2% КОН) и креветок
(1 % КОН) при 90 "С и соотношении твердой части и раствора 1 :20 (масса/объем)
было обнаружено, что минимальный период 1 ч требовался для экстракции более
90% белков. Период экстракции 2ч требовался для удаления всех белков, содер-
жащихся в панцирях. Было также замечено, что увеличение отношения веса пан-
циря к раствору щелочи 1:4 (масса: объем), оказывает незначительное влияние
на эффективность депротеинизации панцирей ракообразных. Одиако относи-
тетьио высокие соотношения твердой части к раствору шелочи, 1:10 или выше,
обычно использовались для получения однородности (равномерности) в реакции
с достаточным перемешиванием.
Некоторые исследователи Shimahara, Takeda, Abe и Katsuura сделали попытку
удалить протеины ферментативным расщеплением для получения хитина, кото-
рый будет де за цетил и рован как можно меньше. Коммерчески доступные фер-
менты из растительных и животных источников также были использованы. На
пример. Bough et al. oKCTpai провал и белки из панцирей креветок с помощью кон-
центрата Rhozyme-62 при 60'С в течение 6 ч при pH 7. В то время как эти обра-
ботки очевидно ие изменяют хитин, полное удаление белка ие было достигнуто.
Broussignac предположил, что когда хитин не является окончательным целевым
продуктом, а промежуточным этапом в процессе получения хитозана, фермента-
тивная обработка может быть легко заменена щелочной обработкой при высокой
температуре.
Когда целью является выделение белков, pH водного раствора уменьшается до
изоэлектрической точки белков для осаждения. Выделенные белки могут быть ис-
пользованы как высококачественные добавки к стартовым кормам крупного рога-
того скота, приводя таким образом к снижению стоимости производства хитина.
Деминерализация. Для очистки хитина от минеральных соединений
(деминерализации, декальцификации) используют растворение последних в ки-
слотах (минеральных и органических) с последующим удалением водораствори-
мых солей н промывкой плотного остатка до нейтрального pH.
Деминерализация традиционно достигается экстракцией разбавленной соля-
ной кислотой (до 10 % НС1) при комнатной температуре, чтобы растворить кар-
бонат кальция. Среди таких методов — метод Hackman (1954), Anderson et al.
(1978). Bough et al. (1978) и Noel al. (1989).
Исключения к вышеупомянутому замечены в методах Horowitz et al. (1957) и
Synowiccki (1981), где деминерализация была осуществлена 90 %-ной муравьиной
871
Глава 11 Продукция их промысловых беспозвоночных и водорослей
кислотой и 22 %-ной НС1, соответственно, при комнатной температуре. Отмече-
на также работа Whistler и Be Miller (1962), в которой деминерализация была вы-
полнена в 37 %-ной НС1 при -20 ‘С.
Некоторые из вышеупомянутых методов включают жесткие обработки, кото-
рые могут вызвать модификации, типа деполимеризации и дезаиетилирования
природного хитина. Чтобы избежать этого, некоторые методы были разработаны
с использованием слабых кислот для минимизации разрушения. Austin et al.
(1981) использовал этилсндиаминтетрауксусную кислот)' (ЭДТА) для декальци-
фикации, в то время как Foster и Hackman (1957) использовали ЭДТА и для де-
кальцификации, и для депротеинизации краба при контролированном pH. Опи-
сано применение уксусной и сернистой кислот для декальцификации панциря.
Деминерализация обычно может быть достигнута за 2...3ч при достаточном
перемешивании. Однако, продолжительность реакции варьирует в методах полу-
чения от 0,5ч до нескольких дней. Продолжительное время деминерализации,
даже до 24 ч, приводит только к слабому падению содержания золы, но может вы-
звать деградацию полимера. Для деминерализации также важно, чтобы количест-
во кислоты было стехиометри чески равно или больше, чем все минеральные ве-
щества, присутствующие в панцире, чтобы закончить реакцию.
В зависимости от свойств сырья применяются различные схемы. При исполь-
зовании сырья с низким содержанием остаточных белков (обычно после отделе-
ния мяса краба из конечностей краба) применяют сначала деминерализацию, а
затем депротеинизацию. При высоком содержании остаточных белков процесс
начинают с депротеинизации, а затем проводят деминерализацию. Необходимо
при выборе технологической схемы правильно представлять физнко-химию про-
цессов растворения и удаления примесей из панциря. Так, после деминерализа-
ции панциря проведения процесса депротеинизации заметно эффективнее, так
как действию щелочи становятся доступны внутренние области частиц хитииа,
занимаемые минеральными соединениями. Депротеинизация (или нейтрализа-
ция) после деминерализации паициря необходима и потому, что остатки кислоты
в хитине (за счет адсорбции) при сушке приводят к интенсивиому кислотному
гидролизу и снижению молекулярной массы готового продукта.
Обесцвечивай ие. Кислотная и шел очная обработки обычно приводят к
образованию окрашенного продукта. Если требуется обесцвеченный хитин, пиг-
менты могут быть удалены с помощью реактивов. Они включают этанол и эфир,
холодный раствор гипохлорида натрия, содержащий 0,5 % активного хлора, абсо-
лютный ацетон, хлороформ, перекись водорода, этилацетат или ацетон с после-
дующей обработкой раствором гипохлорита натрия. Например, Hackman (1954)
получал кремовый хитин из лобстера промывкой этанолом и эфиром. No el al.
(1989) приготовили белый хитин из речных раков экстракцией ацетоном с после-
дующим обесцвечиванием 0,315% раствором гипохлорита натрия. Цвет коммер-
ческого хитина обычно изменяется от белого до интенсивно розового.
Влияние размера частиц и сырья. Было исследовано влияние
размера частиц на депротеинизацию и деминерализацию хитина. Согласно Cosio et
al. (1982) уменьшение размера паннирьсодержаших отходов креветки до 8...20 меш
обеспечивает только 65 % от депротеинизации частиц с размером 20...60 меш, в то
872
11.3. Совр«маииыв напровлвния производства биологически активных веществ, медицинских препаратов
время как большее измельчение до 60.. 100 меш увеличивает депротеинизацию
только иа 13%, по сравнению с частицами 20...60 меш. При сравнении хитина из
панцирей речного рака с хитином из целых раков никаких существенных различий
не было обнаружено в содержании азота, но значительные различия были видны в
содержании золы — 0,1 .0,2 И 0,7% соответственно.
Выход хитина. Выход хитина изменяется в зависимости от использован-
ного сырья и его видов. Например, выходы хитина из панцирной части и целых
речных раков были 25,4...28,6% и 17,6% соответственно. Brzeski (1982) сообщил,
что средние выходы коммерческого хитина из криля были приблизительно 4,6%
из неконцентрированных панцирьсодержащих отходов, 7,4% из концентриро-
ванных отходов и 20 % из высушенных отходов. Выход хитина из целого криля
был гораздо меньше, то есть 2,8 %. Из других источников выход хитина был равен
17 % из панциря омара и 35 % из пластины кальмара.
Характеристика хитина. Содержание азота. Хитин обы чно присутст-
вует в соединении с белками. Некоторые из этих белков могут быть экстрагирова-
ны мягкими методами, но часть не удаляется легко, предполагая ковалентную
связь с хитином. Экспериментальное подтверждение ковалентных связей между
хитином и белками в панцирях ракообразных было получено некоторыми иссле-
дователями. Таким образом, трудно получить чистые хитиновые образны без не-
которого остаточного количества белков.
Отмечается, что содержание азота выше теоретического значения 6,9 % явля-
ется показателем дезацетилирования или неполного удаления белков, в то время
как более низкая величина указывает на гидролитическое дезаминирование или
наличие примесей в продукте.
Содержание золы и жира. Содержание золы в хитине, показываю-
щее эффективность метода, используемого для удаления карбоната кальция, бы-
ло в основном меньше 1 % на сухое вещество. В некоторых случаях зола была не-
определима. Жир был менее 1 % или неопределим, хотя в некоторых публикациях
отмечается содержание жира более 5 %.
Содержание ацетильных групп. Частичное дезацетилирование
хитина присуще природному соединению или происходит во время получения.
Природный хитин омара, как установлено, имеет один глюкозаминный остаток
на каждые семь N-ацетилглюкозаминовых (NAG) групп, то есть дезацетилирован
на 12,5 %. Степень дезацетилирования может колебаться в зависимости от вида от
1 иа 3 единицы NAG до 1 на 10. Сообщается о колебании в значении ацетильных
групп (15,9... 19,7 % и 13,8...20,7 %, соответственно) хитинов в зависимости от ви-
дов и методов получения. Величина ацетильных групп (19,6%) хитина речного
рака показывает, что он частично дезацетилирован до 7,5 %, в природном состоя-
нии или во время приготовления, основываясь на теоретическом значении аце-
тилов для хитина 21,2% Относительно высокое значение ацетильных групп хи-
тина показывает, что использовалась мягкая щелочная обработка
P-Хитин, изолированный из пластины кальмара, обычно более чувствителен к
щелочному дезацетилироваиию, чем обычный а-хитин. Существенное дезацети-
лирование, поэтому, может иметь место во время процесса выделения, если он
проводится при условиях, подобных условиям для выделения а-хитина.
873
Глава 11. Продукция иэ промысловых беспозвоночных и водорослей
Молекулярная масса. Хитины, полученные из синего, красного и ка-
менного крабов. показывали различия в молекулярных массах, которые, как ока-
залось. были связаны с методом декальцификации. Максимальная деполимери-
зация существовала когда для декальцификации использовалась соляная кисло-
та, за которой следовали уксусная кислота и сернистая кислота, с минимальной
деградацией, существующей во время декальцификации с помощью ЭДТА Су-
ществует также межвидовая изменчивость молекулярной массы образцов, полу-
ченных любой одинаковой декальцификацией. Средняя молекулярная масса из-
меняется от 0,4 106 до 1,96 10*.
Растворимость. Хитин не растворяется в воде, разбавленных водных
растворах солей и в большинстве органических растворителях. Он деполимеризу-
ется сильными минеральными кислотами, но он частично растворим в смесях
диметилацстамида (ДМАА) и хлорида лития (LiCl).
Хитины из различных источников показывают различия в их растворимостях
Хитин из речного рака имеет более низкую растворимость (26,4%) в ДМАА-5%
LiCl по сравнению с другим и хитинами Хитины от краба подковы, синего краба,
красного краба, розовой креветки и коричневой креветки имели более высокую
растворимость в пределах от 58% к 92% Напротив, растворимость хитина
Dungeness краба была сопоставима с таковой хитина лангуста (речного рака) От-
мечается, что низкая растворимость хитина Dungeness краба происходила из-за
формирования набухших частиц геля, которые были удалены фильтрацией.
Остаточные аминокислоты. Существуют отдельные сообщения об
остатках аминокислот и белков в хитиновых препаратах. Hackman (1960) сообщал
о aspartyl и histidyl аминокислотных остатках в хитине из насекомых, ракообраз-
ных (краб и речиой рак), карактиц и кальмара после горячей щелочной обработ-
ки. Karlson ct al. (1969) обнаружил, что комплекс панциря краба подковы был
относительно богат глицином и аланииом после щелочной обработки при 40 *С
в 1 н. NaOH в течение 24 ч. Результаты Brine and Austin (1981b) показали, что хи-
тиновые изоляты из некоторых морских беспозвоночных содержали значитель-
ные количества ковалентно связанных аминокислот (0,7...34,8 %), показывая
существенное изменение в зависимости от вида. Эти авторы далее нашли, что
аспарагиновая кислота, серин и глицин были преобладающими аминокислота-
ми после исчерпывающего щелочного гидролиза хитиновых изолятов и могли
быть включены в ковалентную связь между хитином и белком. No et al. (1989)
нашли, что хитиновые изоляты из панцирьсодержаших отходов речного рака
содержали 6,5мг/г остаточных аминокислот с преобладанием тирозина
(4.7 мг/г). Сравнение полного содержания аминокислот панциря, с таковым из
хитина показало, что приблизительно 90% всех аминокислот в первом были
удалены умеренной щелочной обработкой Остаточная аминокислота может
внести вклад в химические и физические различия свойств хитиновых изолятов
(Brine and Austin, 1981).
Насыпная плотность. Насыпная плотность хитина из креветки и кра-
ба была 0,06 и 0,17 г/см1, соответственно, показывая, что креветочный хитин был
более пористым, чем крабовый хитин. Тс, что депротеинизация креветочных
панцирьсодержаших отходов была достигнута при более низкой концентрации
874
11 3 Современные направления проимодства биологически активных веществ, медицинских препаратов
щелочи, чем концентрация, требуемая для паннирьсодержаших отходов краба,
может быть объяснено на этом основании. Крилевый хитин был в 2,6 раза более
пористый, чем крабовый хитин.
Производство хитозана. Сам хитозан встречается в некоторых грибках и может
быть выделен из стенок их клеток. Он образуется под действием дезацетилазы хи-
тина на хитине предшественника. Дальнейшие детальные исследования, одиако,
необходимы для практического производства хитозана, хотя выполнимость его
подготовки уже продемонстрирована.
Хитозан обычно готовят, дезацетилируя а-хитин с использованием 40...50%-ной
водной щелочи при 100...160‘С в течение нескольких часов. Получающийся хито-
зан имеет степень дезанетилирования до 0,95. Для полного дезацетилирования ще-
лочная обработка может быть повторена. Хитозаны с различными степенями дез-
ацетилирования теперь коммерчески доступны. Дезацетилирование 0-хитина, вы-
деленного из пластины кальмара, протекает намного быстрее при подобных условиях,
но это приводит к образованию сильно окрашенного хитозана. Так как р-хитин мо-
жет быть дезацетилирован при намного более низкой температуре, чем а-хитин, ре-
акция около 80 °C адекватна для дезацетилирования так же, как для подавления про-
цессов окрашивания, давая почти бесцветные хитозановые продукты.
Превращение хитина в хитозан достигается обработкой концентрированным
раствором гидроокиси иатрия или калия (40...50%) обычно при 100 "С или выше
для удаления части или всех ацетильных групп из полимера. N-ацетильные груп-
пы ие могут быть удалены кислотными реагентами без гидролиза полисахарида,
таким образом, щелочной метод может быть использован для N-дезацетилирова-
ния. Согласно Rigby (1936), факторы, влияющие на степень дезацетилирования,
включают: концентрацию щелочи, температуру дезацетилирования, продолжи-
тельность реакции, предварительную обработку хитина, размер частиц и плот-
ность хитина. Последние два фактора влияют на скорость проникновения щело-
чи В течение дезацетилирования необходимы условия, которые будут в разумное
время достаточно дезацетил и ровать хитин, чтобы дать хитозановый продукт, рас-
творимый в разбавленной уксусной кислоте, но тот, который не является значи-
тся ьно деградирован.
Температура дезацетилирования. Более высокая температура
увеличивает процент дезанетилирования, но уменьшает размер молекулы. Опи-
сана практически линейная зависимость между температурой (отложенной вдоль
абсциссы как 1/Т в градусах К) и степенью дезанетилирования (отложенной в ло-
гарифмических координатах по ординате). Была разработана простая и недорогая
технология для дезанетилирования хитина Хитозан получался обработкой креве-
точного хитина сильной гидроокисью натрия при окружающей температуре
(30’С) без нагревания в инертной атмосфере или при добавлении других добавок
для контролирования реакции. С 50 %-ной NaOH кислоторастворимый хитозан
может быть получен в течение одного дня с использованием 560 мл раствора на
Юг хитина, двух дней при использовании 420мл, трех дней при использовании
280 мл и шести дней при использовании 140 мл.
Технология насыщения (пропитывания) щелочью, требующая сравнительно
меньше щелочи и более низкой температуры для дезанетилирования, была разрабо-
875
Глоаа 11 Продукция из промысловых беспозвоночных и водорослей
тана. Порошкообразный хитин был пропитан четырехкратной массой 50%-ной
NaOH путем тщательного перемешивания и нагрет при 60фС в течение 2ч, чтобы
дать высоковязкие растворы в 1 %-ной уксусной кислоте.
Продолжительность дезацетилирования и концентра
ция шелочи. Изучение влияние продолжительности дезацетилирования и
концентрации шелочи на дезацетилирование показало, что деза цетил ирование
протекает быстро до 68 % в течение первого часа щелочной обработки в 50 %-ном
растворе NaOH при 100‘С. Однако затем реакция протекает медленно, достигая
приблизительно 78 % за 5 ч. Таким образом, щелочная обработка более 2ч не дез-
ацетилирует значительно, но приводит только к деструкции молекулярной цепи
При исследовании концентраций 35, 40 и 50% NaOH когда концентрация шело-
чи уменьшалась, скорости уменьшения и вязкости и молекулярно-массового рас-
пределения снижались. Однако, если условия являются слишком мягкими, полу-
ченный продукт будет нерастворимым в слабой кислоте. При концентрации 35%
NaOH и 100 ФС требуется продолжительность дезацетилировання 27ч, чтобы по-
лучить растворимый продукт.
Исследования влияния продолжительности дезацетилирования на вязкость и
молекулярную массу показали, что хитозаны, деза цет ил и ро ванные 5 мин
50%-иой NaOH при 145... 150‘С, имели более высокие вязкости (в 1,7... 16,4 раза)
и молекулярные массы (в 1,1...1,8 раза), чем хитозаиы, дезацетилированные в те-
чение 15 мин.
Хитозан (по крайней мере 65 % дезацетилирования) растворимый в 0,1 М буфере
ацетата натрия (pH 4,6) был получен обработкой 55 %-ным раствором гидроксида
калия в течение 30 мин при 100‘С. При нескольких различных условиях дезацети-
лирования исследователи получили следующие результаты: снижение концентра-
ции шелочи увеличивало время, необходимое для получения растворимых хитоза-
нов с менее вязким продуктом; увеличение концентрации шелочи до насыщения
оказывало слабое влияние на дезацетил ирование и вязкость; продолжительное вре-
мя увеличивал о степень дезацетилирован ия и уменьшало размер молекул.
Различные концентрации растворов гидроокиси натрия в диапазоне от 30 до
65 % были изучены, чтобы получить хитозан при комнатной температуре. Раство-
римые в кислоте хитозаны были получены помещением хитина в 50 % NaOH на
6 дней, в 55 % NaOH на 5 дней и в 60% и 65 % NaOH на 4 дня. Однако невозмож-
но было получить растворимый в кислоте хитозан при концентрации шелочи ни-
же 45 %, хотя реакционная смесь и выдерживалась в течение 30 дней.
Недавно было предложено применение термомехано-хим и ческой технологии
для дезацетилирования хитина в качестве альтернативного метода производства
хитозана. Этот процесс состоит из каскада реакторных единиц, работающих при
условиях пониженной концентрации щелочи 10% (масса/объем) NaOH. Внезап-
ное понижение давления водно-щелочной суспензии предварительно мерсериро-
ванного хитина (при 4’Св течение 24ч) приводил к почти полному дезапетили-
рованию хитина.
Условия обработки при выделении хитина. Размер хитозано-
вых молекул в наибольшей степени определяется деминерализацией исходного
хитинсодержашего сырья для получения «сырого* хитина, приводящей к частич-
876
11.3- Современны* направлен»,» производства биологически активных веществ, медицинских препаратов
ной или глубокой деполимеризации. Для получения хитозана высокой вязкости
было предложено использовать НС1 прн pH не ниже 3. Вязкость хитозана снижа-
ется также с увеличением продолжительности деминерализации.
Вязкость и молекулярная масса хитозана опредетяются также видом депро-
теинизации хитинсодержашего сырья: щелочной (NaOH) или ферментативной.
Результаты показывают. что более высокие вязкость и молекулярная масса полу-
чаются, когда для депротеинизации используется щелочная экстракция, по срав-
нению с ферментативной экстракцией. Возможным объяснением этого может
быть деградация хитиновой структуры карбогидразами. Однако, эти результаты
подвергают сомнению предыдущее предположение, что ферментативное перева-
ривание белков причиняет меньшие разрушающие эффекты природному хитину,
чем щелочная экстракция белков во время получения хитозана. Так как отбелива-
ние значительно уменьшает вязкость конечного продукта хитозана, желательно
нс отбелить материал на любой сталии.
Атмосфера. Показано, что свободный доступ кислорода к хитину во время
деэацетил ирования имеет заметное деградирующее влияние на хитозан. Дезаиети-
лироваиис в атмосфере азота даст хитозаны с большей вязкостью и молекулярной
массой, чем дезацетил и рован не на воздухе. Деградирующий эффект воздуха стано-
вится более явным при увеличении продолжительности дезацетилирования.
Размер частиц. Исследование влияния размера частиц исходного сы-
рья на окончательное качество хитозановых продуктов показало, что хотя со-
держание азота и золы было сходным, частицы меньшего размера (1 мм) давали
хитозановые продукты и с большей вязкостью, и с большей молекулярной мас-
сой, чем таковые для частиц 2 или 6,4 мм. Скорость дезацетилирования в зна-
чительной степени определяется степенью набухания частиц хитина. Таким об-
разом, большая величина частиц требует более длительного времени набуха-
ния, приводя к более медленной скорости дезанетилирования. Размер частицы
хитина в пределах 2O...8O меш никак не влияет на степень дезацетилирования и
вязкость растворов хитозана.
Отношение хитина и раствора шелочи. Во время дезацетили-
рования надлежащее перемешивание необходимо для обеспечения однородности
реакции. Это требует высокой степени текучести реакционной смеси, то есть вы-
соких соотношений твердых частиц хитина к щелочному раствору, приблизитель-
но 1 к 10. Отношение твердых частиц хитина к щелочному раствору играет значи-
тельную роль в определении качества хитозана, основанного иа опредезении вяз-
кости Сообщаемые отношения твердых частиц к раствору изменяются от 1:10 до
1:100, за исключением отношения 1 :4, когда использовался сухой нагрев.
Периодическая (промежуточная) промывка. Трудно приго-
товить хитозан со степенью дезаиетил ирования более 90 % без разрушения це-
пи. Попытки получить хитозан со степенью дезанетилирования больше 90%
приводили к деградации продукта. Однако, Mima ei al. (1983) разработали ме-
тод приготовления хитозанового продукта с желаемой степенью дезацетилиро-
вания до 100 % без серьезной деградации молекулярной цепи. Эффективное
дезацстилирование было легко достигнуто периодической промывкой проме-
жуточного продукта в воде два или более раз во время щелочной обработки в те-
877
Глава 11. Продукция из промысловых беспозвоночных и водорослей
чение меиее чем 5ч в 47%-ной NaOH при 110 "С. Сокращенное время щелоч-
ной экспозиции позволяет избежать разложения молекулярных цепей заклю-
чительного продукта хитозана.
Использование растворителей и добавок. Хитин может быть
деза цетил и рован до кислото-растворимого хитозана обработкой концентриро-
ванной водной NaOH в присутствии смешивающихся с водой органических рас-
творителей таких, как 2-пропанол, 2-метил-2-пропанол или ацетон. Использова-
ние таких растворителей обеспечивает по крайней менее 85%-иое снижение не-
обходимой концентрации раствора NaOH. Однако, степень дезацетилирования и
вязкость раствора продукта меньше, чем таковые, полученные с использованием
только водной NaOH при тех же самых условиях времени и температуры.
Хитин кальмара. Хитин, выделенный из пластины кальмара, имеет
p-структуру. Дезацетилирование хитина кальмара проходит гораздо легче,
чем дезацстилированис а-хитина из-за свободного расположения молекул
хитина. Степень лезацетилирования. например, достигает 70% для пластины
кальмара в течение 2 ч с 30 %-ной NaOH при 100 °C, тогда как только 20 % —
для креветочного хитина. Поэтому более мягкие условия могут применяться
для получения хитозана кальмара.
Выход Выход хитозана составлял около от 70 ло 90 % из крилевого хити-
на, 60% из крабового хитина, 80% из креветочного хитина и 70% из хитина
кальмара. При сравнении выходов хитозана из крилевого и крабового хитинов,
хитин, обработанный отбеливающими средствами, давал меньше хитозана, чем
необработанный хитин.
Характеристика хитозана. Степень дезацетилирования известных образцов
хитозана изменяется от 56 до 99%. в зависимости от вида сырья и методов полу-
чения. Различие между хитином и хитозаном заключается в степени дезацетили-
рования и содержании азота. В публикациях обычно предпочитают использовать
термин хитозан, когда степень дезацетилирования и массовое содержание азота
составляют более 70% и выше 7 %, соответственно.
Хитозан нерастворим в воде, щелочи и органических растворителях, но рас-
творим в растворах большинства органических кислот при pH меньше 6. Уксус-
ная и муравьиная кислоты — наиболее широко используемые кислоты для рас-
творения хитозана. Некоторые разбавленные неорганические кислоты, такие как
азотная, соляная, хлорная и Н,РО„ также могут использоваться для приготовле-
ния растворов хитозана. Динамическая вязкость растворов хитозанов в уксусной
кислоте варьируют значительно — от 60 до 5110 сантипуаз. Вязкость хитозана в
уксусной кислоте имеет тенденцию возрастать с уменьшением pH.
Содержание азота хитозана изменяется от 7 06 до 7.97 %. Содержание золы
обычно меньше 1 % Цвет изменяется от белого до желто-коричневого. Желто-
коричневый цвет хитозана может получаться при разрушении пигментов, при-
сутствующих в хитине во время этапа дезанетилирования. Средняя молекуляр-
ная масса составляет (0,12... 1,5) • 10бДа. Коммерческий хитозановый продукт
имеет следующие показатели: массовая доля воды не более 10 %; золы не более
2,0%; раствор бесцветный; степень дезацетилирования ие менее 70%; молеку-
лярная масса (0,1... 1,2)-106 Да.
878
11 3 Современны» направления проивводстю биологически активных веществ, медицинских препаратов
11.3.4. Получение D-глюкозамина гидрохлорида
История исследований и области применения глюкозамина. При нормальных со-
стояниях организма хряш в каждом из суставов тела производит достаточное количе-
ство компонентов хряша — амортизаторов и смазки, постоянно восполняя их потери
в результате естественного износа. При таких условиях, скорость износа хряша очень
незначительна, гораздо меньше таковой у других органов — сердца, печени, или по-
чек Но по разным причинам (спорт, специфика работы, травмы, тучность, наследст-
венность) хряш в одном или многих суставах не может производить достаточного ко-
личества смазки и амортизатора. Эго ускоряет изнашивание или вырождение хряша
сустава и обычно заканчивается остеоартритом- При прогрессировании этого процес-
са увеличивается боль в суставе и его неподвижность, наконец сустав не может нор-
мально функционировать и, в лучшем случае, должен быть заменен.
В течение сорока лет стандартная лекарственная терапия остеоартрита состоя-
ла и все еще состоит в предписании нестероидных препаратов типа аспирина,
вольтарена, индометацина и других. Хотя эти препараты очень эффективно об-
легчают боли, длительное их использование при больших дозировках, необходи-
мых при длительном облегчении заболевания, может вызывать побочные отрица
тельные эффекты: тошнота, судороги, диарея, запор ит. д., вплоть до серьезных,
включая перфорированные язвы желудка, повреждения почек и печени. Почти
один из трех людей, принимающих такие препараты в течение длительного вре-
мени, испытывают язвы желудка или гастриты, а у 6...12 % наблюдаются перфо-
рированные язвы. Принимающие нестероидные препараты от остеоартрита поч-
ти в 6,5 раз с большей вероятностью будут госпитализированы с желудочными
проблемами. Другой главный отрицательный побочный эффект заключается в
следующем. Хотя они маскируют боль артрита, длительное использование неко-
торых нестсроидных препаратов ингибирует способность хряша к восстановле-
нию. Таким образом, тот же самый препарат, который принимается для облегче-
ния болей от артрита, фактически ускоряет прогрессирование остеоартрита.
Глюкозамин; в частности, глюкозамина гидрохлорид, не дает никаких побоч
ных эффектов. Ои совершенно безопасен при приеме внутрь и, стимулируя про-
изводство гиалуроновой кислоты, даже способствует излечиванию язв.
Глюкозамин — универсальный предшественник и строительный блок всех не-
обходимых суставных смазок и тканей амортизаторов, которые известны как
глюкозами ногл и каны. включающие гиалуроновую кислоту и хондроитин суль-
фат, и протеогликаны, образующиеся из них.
В начале 1956г., ученые Каролинского Института в Стокгольме (Швеция) по-
казали, что in vitro добавление глюкозамина гидрохлорида в ткань сустава (хряш)
увеличило производство хондроитин сульфата и других глюкозами ногл иканов.
Ряд других исследователей из Института фармакологии Боннского университета
и Университета штата Иллинойс подтвердили первоначальные исследования
Фактически было показано, что добавление глюкозамина гидрохлорида увеличи-
вает производство ГАГ на 170%.
В 1980 г. Итальянская фармацевтическая компания поддержала клинические ис-
следования влияния дополнительного количества глюкозамина, принимаемого пе-
879
Глава 11. Продукция mi промысловых беспозвоночных и водорослей
рорально, на пациентов с остеоартритом. С 1980 по 1994 гг. было исследовано более
2500 пациентов, страдающих от остеоартрита. Результаты оказались положитель-
ными. В 80% или более случаев пациенты, получавшие 1,5 г глюкозамина ежеднев-
но, сообщили о существенном сокращении боли, ускоренном восстановлении и
частично о полном восстановлении функции составов после 4...6 недель лечения.
Способ получения гидрохлорида D(+)-глюкозамина запатентован в России".
За рубежом некоторые фирмы производят ряд прогивоаргрозиых лекарствен-
ных и профилактических препаратов иа основе глюкозамина, в частности его гид-
рохлорида: Glucosamine-ES, Active-Flex, Joint Decision™, Natural Life JOINT COM-
PLEX, Dream Awaytm, DONA, Глюкозамина Хондроитина комплекс и другие.
В мире выпускаются две основные солевые формы глюкозамина — гидрохло-
рид и сульфат. Из-за низкой устойчивости чистого сульфата он обычно выпуска-
ется в виде смешанной соли сульфат-хлорид. Сравнение некоторых свойств обе-
их форм приведено в табл. 11.11.
Таблица 11.11. Сравнительная характеристика солевых форм
глюкозамина
Показатель Глюкозамин HCI Глюкозамина сульфат (с добавкой NaCl)
Чистота (соль), % Биологически активный глюкоза- 99 80
мин (свободное основание), % Эквивалентная дозировка (осно- 83.1 62.8
ванная на активности), мг 1500 1995
Функциональные возможности. И гидрохлорид, и сульфат растворяются (иони-
зируются) полностью в соляной кислоте желудка, что делает весь глюкозамин,
независимо от источника, легкодоступным для поглощения в тонком кишечнике.
После всасывания в поток крови, глюкозамин, независимо от первоначальной
соли, является одинаково доступным организму.
Чистота. Глюкозамин НС1 высоко стабилен и изготавливается с чистотой более
99%. Сульфат имеет только 80% чистоты, так как он изготовлен дсбавленисм 2 М суль-
фата натрия (или калия) к глюкозамина гидрохлориду и соосаждением смеси. Конеч-
ный продукт является приблизительно на 20 % веса хлоридом натрия (или калия).
Биологически активный глюкозамин. Нейтральный ам и иосахар, глюкозамин,
является реальным биологически активным материалом, который действует как
предшественник синтеза В организме глюкозаминогликанов, гиалуронатов, про-
теогликанов и коллагена — всех необходимых компонентов для восстановления и
поддержания здорового состояния хряша и функций сустава. Основываясь на вы-
шеупомянутой чистоте и относительных молекулярных весах глюкозамина и ка-
ждой из солей, видно, что глюкозамин - НС1 поставляет 83,1 % активного глюко-
замина, вто время как сульфат поставляет только 62,8 %.
" Новиков В Ю , Чнлинтврян Г Г. Компанией В- А.. Самокиш И И . Пятигорская государственная фармацевтиче-
ская акдлеымя Способ получения глюкозамина гидрохлорид» — противпаргроэного лекарственного препарата Пат
2141964 RL. МКН* С07 II 5/06, АМ К 31/70.- Заяьл. OB. 12 98, № 9В122096/04; Опубл 27 11.99. — 6с. — Бюл Jw 33
880
11 3. Современны* исправления производства биологически активных *ещ*ств, медицинских препаратов
Эквивалентная дозировка. Предложенная ежедневная дозировка составляет
1500 мг глюкозамина • HCI. Чтобы получить эквивалентное количество глюко-
замина. находящегося в 1500 мг гидрохлорида, необходимо принимать 1995 мг
сульфата.
Ежедневное и ежемесячное использование. Если оба изделия пакетированы в
капсулы по 750 мг (например ГЛЮКОЗАМИН-ES фирмы NutraSense Company),
необходимо принимать 2,66 капсулы сульфата ежедневно по сравнению только с
2 капсулами глюкозамина НО, чтобы получить то же самое количество актив-
ного глюкозамина. Для месячного приема необходимо 80 капсул сульфата, и
только 60 капсул глюкозамина • НС!
В России, в соответствии с приказом Минздрава с 1986 г., проводились иссле-
дования по разработке на основе глюкозамина гидрохлорида отечественного ле-
карственного препарата противоартрозного действия и клинические испытания
готового препарата. Препарат был рекомендован Фармакологическим комитетом
М3 РФ (протокол N° 14 от 6.06.1995 г.) к практическому медицинскому примене-
нию. Утверждена временная фармакопейная статья ВФС 42-3512-99, получено
регистрационное удостоверение № 2000/55/2 от 17.02.2000г.
Годовая потребность в глюкозамина гидрохлориде составляет в России около
150т. Стоимость D(+)-глюкозамина гидрохлорида на мировом рынке составляет
более 100 долларов за 1 кг прн чистоте не менее 99% основного всшсства
Химическая структура к свойства глюкозамина.
О(+)-глюкозамина гидрохлорид — индивидуальное
соединение хлористоводородная соль 2-дезокси-2-
амино-£-О-глюкозы. Синоним: 2-лезокси-2-амино-
D-глюкоза гидрохлорид (рис. 11.19). Эмпирическая
формула: CeHMOsNCl. Молекулярная масса: 215,64.
Глюкозамина гидрохлорид — белый мелкокри-
сталлический порошок без запаха, сладковато-соло-
новатого вкуса, легкорастворим в воде, мало раство-
рим в 95 %-ном этиловом спирте, практически не-
растворим в диэтиловом эфире и хлороформе. Температура плавления с разложе-
нием около 200*С, удельное оптическое вращение 81...84’.
Обтасти применения глюкозамина. В медицине глюкозамин и его соли исполь-
зуются в качестве лрозивоартрозных лекарственных и профилактических
средств. В России в г. Мурманске фирмой ООО «НТЦ Экобнотек-Мурманск* в
2000 г. освоен промышленный выпуск субстанции лекарственного противо-
артрозного препарата на основе О(+)-глюкозамина гидрохлорида.
Глюкозамина гидрохлорид обладает противовоспалитезьным и обезболиваю-
щим действием. Стимулирует биосинтез аминогликанов, способствует восста-
новлению хряшевых поверхностей суставов. Нормализует продукцию внутрисус
тавной жидкости, что приводит к уменьшению дегенеративных изменений и бо-
лезненности в суставах, улучшается их подвижность.
Препарат предназначен для лечения больных первичным остеоартрозом с по-
ражением коленного и/или тазобедренного суставов, остеохондрозом позвоноч-
ника без ортопедических осложнений. При лечении тяжелых форм заболевания
CHiOH
NHj-HCl
Рк. 11.19. Структурная формула
D-глюкозамина
881
Глава 1 1 Продукция из промысловых беспозвоночных и водорослей
препарат вводят внутримышечно по 2 мл 1 раз в сутки на протяжении 4...6 недель.
В начальных стадиях заболевания глюкозамина гидрохлорид назначают внутрь в
таблетках или гранулах, соответственно по 2 таблетки 3 раза в день нчн по 1 чай-
ной ложке 3 раза в день на протяжении 30...40 дней. Инъекции препарата можно
сочетать с приемом внутрь, также можно вводить внутрисуставно по 1 ампуле
1 раз в неделю в течение 4...6 недель. Лекарственный препарат выпускают в сле-
дующих формах: таблетки по 0,3 г в банках по 100 штук, гранулы в банках по 50 г и
инъекционные растворы в ампулах по 2 мл, по 5 ампул растворов А и Б в коробке.
Субстанция выпускается 1,2 и 3 кг в пакетах или полимерных банках.
В химической промышленности глюкозамин и его соли используются для
синтеза различных синтетических препаратов, в частности моющих средств, на-
пример широко известного «Faiiy». [люкозамин широко используется для полу-
чения хроматографических сред, применяемый в ионообменной, аффинной,
эксклюзионной хроматографии.
Технология получения глюкозамина гидрохлорида. Глюкозамина гидрохлорид
получают в результате полного кислотного гидролиза хитина в концентрирован-
ной соляной кислоте при температуре кипения реакционной смеси (8О...9О*С)
(рис. 11.20).
НЭС-С=О |
Хитин Соляная Вода
203,20 кислота 34,04
36.45
----> лСНтСООН +
Уксугная кислота
60.06
СН2ОН
1 NH2-HC1
D-глюкоымина гидрохлорид
Рис. 11.20. Реакция получения глюкозамина гидрохлорида
Соотношение массы хитина н массы концентрированной соляной кислоты от
1:1.5 до 1:10. Выход D(+)-глюкозами на гидрохлорида составляет от 60 до 75%.
Технологические схемы получения О(+)-глюкозамина гидрохлорида представле-
ны на рнс. 11.21.
882
11.4. Технология переработки водорослей
Хитин
*
Измельчение
I
Кислотный гидролиз
*
Фильтрование
*
Обесцвечивание активным
углем
*
Фильтрование
I
Упаривание
*
Кристаллизация
*
Промывка спиртом
*
Сушка
I
Измельчение, просеивание,
фасование
*
Г)(+уГиюкозамкна
гидрохлорид
Хитин
*
Измельчение
4
Кислотный гидролиз
4
Кристаллизация
4
Фильтрование
4
Промывка осадка этанолом
4
Растворение осадка в воде
4
Фильтрование
4
Кристаллизация
4
Упаривание раствора
4
Фильтрование
4
Промывка осадка этанолом
4
Сушка
4
Измельчение, просеивание,
фасование
D(+>- ГЛТОКОММИГиТ
гидрохлорид
б
а
Рис. 11.21. Технологические схемы получения О(+)-глюкозамина гидрохлорида:
е — общепринятая; б — НТЦ «Экобисггек» fr Мурмянск!
11.4. ТЕХНОЛОГИЯ ПЕРЕРАБОТКИ ВОДОРОСЛЕЙ
И .4.1. Технология производстве слыинстс
Альгинаты, каррагинан, как и агар, фурцелларан, относят к фикоколлоилам —
веществам, обладающим способностью образовывать гели и связывать воду.
Альгинаты получают из бурых водорослей: Ascorphyllum nodosum — в Канаде,
Великобритании, Норвегии и Франции, Laminaria clousloni в России, Велико-
британии и Норвегии. Laminaria digetata — в США, Eiscnia spp., Ecklonia spp.,
Macrocystic pyrifera и разных видов Laminana spp. — в Японии. Альгин содержит-
ся во всех крупных бурых водорослях, самые высокие концентрации отмечены в
Laminaria, Ecklonia. Durvillea и Ascorphyllum.
883
Главе 11. Продукция из промысловых беспозвоночных и водорослей
Свойства альгинатов. Теоретическая эквивалентная молекулярная масса аль-
гиновой кислоты составляет 176. Опнако при промышленном производстве мо-
лекулярная масса составляет от 30000 до 200000 в основном нз-за гидратации и
полимеризации- Как правило, промышленные альгиновые кислоты способны
поглотать количество воды в I0...20 раз превышающее их собственную массу.
Промышленное значение альгиновой кислоты связано в основном со свойст-
вами ее щелочных металлов, аммониевых и магниевых солей. Эти соли легко рас-
творяются в воде с образованием растворов, которые не коагулируют прн нагре-
вании, прозрачны, бесцветны, не имеют, как правило, запаха и обладают разной
вязкостью. Вязкость можно регулировать добавлением к альгинату натрия ионов
кальция. Добавление 10...25 % (по массе альгината) щелочных фосфатов или кар-
бонатов увеличивает однородность и текучесть раствора альгнна, уменьшает вяз-
кость и является удобным способом увеличения pH.
Альгиновые гели образуются при нагревании или охлаждении. Крепость аль-
гинового геля можно регулировать от очень низкой до очень высокой изменени-
ем концентрации кальция или отношения кальция к альгину. Сильное сродство
альгиновых молекул с водой уменьшает выделение влаги нз продукта. Гели на ос-
нове альгина термоустойчивы, что делает их идеальными для хлебопекарной про-
мышленности. Кроме того, для образования геля не требуется ни определенного
pH, нн содержания сахара, что является очень важным свойством при изготовле-
нии диетических продуктов [181.
Применение альгинатов. Альгинаты, благодаря своим свойствам, нашли самое
широкое применение в промышленности и сельском хозяйстве.
Растворы альгинатов широко используются для стабилизации эмульсий и ре-
гулирования образования кристаллов льда. Они применяются в медицине и фар-
макологии прн изготовлении пластырей благодаря способности связывать воду; в
качестве гемостатических средств при местном применении; при пропитывании
каким-либо противомикробным средством альгиновые гели способны длитель-
ное время сохранять противомикробную активность в сочетании с выраженным
кровоостанавливающим действием; в качестве носителей в процессе иммуниза-
ции против некоторых видов вирусов; в качестве радиозашитных средств задер-
живают всасывание радиоактивного стронция в кишечнике.
В пищевой промышленности альгинаты нашли самое широкое применение
как стабилизаторы и структурообразователи различных десертов, мороженого,
заменителей сливок, шоколадного молока, различных напитков. В парфюмерной
и косметической промышленности альгинаты используют для стабилизации пе-
ны в составе растительных и минеральных масел.
Альгиновые продукты находят применение в промышленности как эмульга-
торы, загустители, для образования гелей, суспензий, как флокулирующие, свя-
зывающие и пленкообразуюшие вещества. Добавление альгина в гипс, цемент,
краски, пластыри, замазки и шпаклевки облегчает работу с ними, снижает водо-
проницаемость, улучшает процесс смешивания, уменьшает выделение влаги во
влажных материалах. Альгинаты также уменьшают образование мелких трещин в
покрытиях стен в результате быстрого высыхания [12J. Альгиновые добавки вво-
дятся в краски, керамические глазури, сварочные стержни, в промстоки, в осве-
884
11.4. Технология переработки водорослей
тителн свекловичного сахара, в покрытия для семян, инсектициды, восковые
эмульсии и лакн.
Технологии получения альгинатов. Для экстрагирования альгина нз водорослей
применяется несколько способов, в основе их лежит щелочная обработка измель-
ченных водорослей н последующая очистка щелочных экстрактов с извлечением
их них альгиновой кислоты и получения ее растворимых солей — альгинатов.
Технология холодного экстрагирования Грина. Технологическая схема экстраги-
рования по способу Грина показана на рнс. 11.22.
Свежие водоросли обрабатывают прн 10'С раствором соляной кислоты для
уменьшения содержания соли. Затем водоросли нарезают, измельчают н гидро-
лизуют в растворе кальцинированной соды (20 .25 кг на 1 т) в течение пример-
но ЗОмнн при pH около 10. Гидролиз повторяют, после чего твердую фракцию
измельчают на молотковой дробилке. К смеси добавляют шесть частей воды н
доводят pH до 10,6...11,0 Полученную жидкость перекачивают в емкость, в ко-
торую добавляют осветлители, н смеси дают отстояться. Далее жидкую фрак-
цию смешивают с диатомовой землей, нагревают до 50 °C и фильтруют в рам-
ном фильтр-прессе [11].
Профильтрованный раствор, в котором содержится альгинат натрия, обраба-
тывают 10%-ным раствором хлорида кальция. В результате нерастворимый аль-
гинат кальция поднимается на поверхность. Нижележащие слои, в которых со-
держатся растворимые солн, органические н другие вещества, сливаются без по-
следующей обработки и использования. Альгинат кальция промывают пресной
водой и отбеливают разбавленным раствором хлорноватокислого натрия.
Альгинат кальция сливают, смешивают с 5 %-ным раствором соляной кисло-
ты, в результате чего получается нерастворимая альгиновая кислота и раствори
мый хлирид кальция. Альгиновую кислоту отделяют от оставшейся жидкости, н с
помощью нескольких дополнительных промывок подкисленной водой из альги-
новой кислоты удаляют остатки кальция.
Очищенную альгиновую кислоту обычно переводят в желаемую соль (альги-
нат натрия) путем обработки соответствующим карбонатом или перекисью За-
тем продукт сушат, измельчают н упаковывают.
Технология Ле Глохес — Герпгера. Технологическая схема получения альгината
натрия по этому способу представлена на рис. 11.23.
Для удаления из водорослей ламинарина, маннитола и других солей, не по-
вреждая их, сырье выщелачивают разбавленным раствором хлорида кальция. За-
тем водоросли промывают водой для удаления солей и свободною кальция. Далее
с помощью кислотного выщелачивания удаляются все оставшиеся щелочные со-
ли. После промывки умягченной водой водоросли гидролизуют 4%-ным раство-
ром кальцинированной соды (два объема раствора кальцинированной соды на
один объем водорослей) при 40 *С. Выщелачивание и мацерирование продолжа-
ются в течение 2...3 ч или пока не образуется пастообразная масса.
Пасту затем разбавляют водой в пропорции 3:7, перемешивают до достиже-
ния гомогенности и интенсивно аэрируют. Аэрация повышает вязкость готового
продукта [12]. После 6... 10 ч отстаивания в танке-осветлителе целлюлозные час-
тички образуют плавающую твердую фракцию, жидкость сливают.
885
Глава 11 Продукция из промысловых беспозвоночных и водорослей
Раствор
кальцинированной соды
Сырые бурые водоросли
Обработка соляной кислотой,
t= 10*С
Нарезка, измельчение
Обработка раствором _
кальцинированной соды
Озработанный раствор
соляной кислоты
Отработанный раствор
кальцинированной соды
Первое настаивание
Второе настаивание
Вода
Вещества,
облегчающие фильтрацию
Измельчение
I
Набухание
I
Осветление
I
Пар ------------------ Нагревание до SO *С
Конденсат
♦
Фильтрация
Раствор хлорида кальция
10%-ный
Вода, раствор
хлорноватистого натрия
Раствор
соляной кислоты 5 %-ный
*
—► Осаждение альгината кальция
♦
---------► Ch белява гне -------
( Осаждение
альгиновой кислоты
Вода подкисленная
Вода подкисленная
Вода подкисленная
I
Промывки
I
Просеивание
I
Промывка -
♦
Отработанный раствор
хлорида кальция
Отработанный раствор
Отработанный раствор
соляной кислоты
Отработанный раствор
—Сточная вода
Отработанный раствор
Просеивание ---------------►
ч ♦
Чистая — ....... Фильтрация »
альгиновая кислота '
Раствор карбоната натрия-----Обработка раствором---------------*
Сточная вода
Сточная водя
Углекислый газ
Лльтн1тн«пж« -------------- “Рбо™™™4>"« --------------------- о™»“
Горячий воздух ......... Сушка
Размалывание
I
Просеивание
Фасование, маркировка, хранение
Ряс. 11.22 Технологическая схема получения альгината натрия методом холодной экстракции Грина
886
11.4. Технология переработки водорослей
Вода
Сухие
Замачивание
Водоросли
Раствор хлорида
кальция 10 %-ныи
Сырые
Отработанный раствор
Вода
Раствор соляной
кислоты 5 %-ный
Умягченная
Раствор кальцинированной
соды 4 %-ный
Воздух, вода
Чистый абсорбент
Раствор
соляной кислоты
Спирт
Раствор карбоната
натрия
Горячий воздух
Обработка раствором
хлорида кальция
—•- Пробыв» 1 -----
Обработка _
соляной кислотой
I
—»- Промывка ------
I
» Гидролиз
♦
---•» Аэрация
♦
Эмульгирование
Осветление ---
♦
Отбеливание ---
♦ X
Центрифугирование
Осаждение
альгиновой кислоты
Осушение
альгиновой кислоты
I
Центрифугирование
Измельчение
I
Спиртовая промывка
Сушка
i
Чистая альгиновая кислота
Совладение .
альгината натрия
-------► Сушка
I
Измельчение
♦
Просеивание
Фасование, маркирование, хранение
Отработанная вода
Отработанная вода
Отработанная вода
Отработанная целлюлоза
Обесцвеченный абсорбент
Спиртовая промывка
Восстановленный
абсорбент
Вода
Вода
Спирт
Отработанный спирт
Углекислый газ,
отработанный раствор
Pic 11.23. Технологическая схема получения альгиновой кислоты и альгината натрия по методу
Ле Гтохес — Гертсра
887
Глава 11. Продукция нз промысловых бвепозжоисчных и водорослей
Жидкую фракцию обесцвечивают с помощью абсорбента (гидроксид алю-
миния, силикагель или альгинат алюминия), который добавляют в количестве
20...25 частей иа 100 частей сухого альгинатсодержашего материала. Абсорбент
извлекается центрифугированием, его можно регенерировать и повторно ис-
пользовать.
Обесцвеченную жидкость смешивают с соляной кислотой при pH 2,8...3,2, в
результате чего альгиновая кислота выпадает в осадок. Нерастворимую альгино-
вую кислоту отделяют, обезвоживают центрифугированием и промывают раство-
рителем, например спиртом. В результате обработки растворителем удаляются
включения, и после сушки получается чистая альгиновая кислота
Как и в технологии Грина, чистую альгиновую кислоту можно обрабатывать
различными карбонатами, оксидами и пероксидами для получения требуемого
альгината, например, альгината натрия. Затем альгинат высушивают, измельча-
ют. просеивают и упаковывают (также, как и в технологии Грина).
Альгиновая кислота, в основном, нерастворима, поэтому, как правило, произ-
водят соли кальция, натрия, аммония или калия, измельчают до заказанного по-
требителем размера частиц н упаковывают. В отдельных случаях альгиновую ки-
слоту смешивают в контролируемых условиях с оксидом пропилена для получе-
ния альгината пропиленглнколя [ 17). В России альгиновую кислоту получают по
технологической схеме, представленной на рис. П.24.
Сырьем для получения высокомолекулярного альгината натрия служат бурые
водоросли как в свежем, так и в сушеном виде. Допускается также использование
водорослей штормовых выбросов и культивируемых. Водоросли-сырец тщатель-
но промывают в морской воде для удаления слизи и других загрязнений н направ-
ляют на разделывание н измельчение. Сухие водоросли замачивают в пресной во-
де в течение 8... 10 ч при соотношении водоросли : вода равном 1:10 для набуха-
ния, далее их промывают, после чего разделывают и измельчают. Измельченные
водоросли обрабатывают 1 %-ным раствором формалина в соотношении 1:15 и
выдерживают не менее 24ч. Формалин позволяет блокировать функциональные
группы белков, что повышает устойчивость последних к щелочной мацерации.
Одновременно происходит связывание пигментов с бел ко во-целлюлозным ком-
плексом, что позволяет получать слабоокрашенные водорослевые навары после
щелочной обработки водорослей.
Альгиновую кислоту извлекают замачиванием промытых после обработки
формалином водорослей в соляной кислоте (соотношение 1:15) в течение
бОмнн при температуре 30'С. Затем водоросли промывают пресной водой до
нейтральной реакции промывных вод. Отмытые от соляной кислоты водоросли
помешают в экстрактор, добавляют воду в соотношении 1 : 30, углекислый на-
трий из расчета нс менее 10% к массе воздушно сухой водоросли и доводят pH
до 8... 10. Экстракцию ведут глухим паром при температуре 80...85"С в течение
2 часов. После этого к разваренной массе добавляют горячую воду до соотно-
шения масс I . 60 и оставляют настаиваться в течение 6...8 часов при периодиче-
ском перемешивании. В процессе варки клетчатка водорослей частично разру-
шается. освободившаяся альгиновая кислота вступает в реакцию с натрием, об-
разуя его альгинат.
888
11.4. Технология переработки водорослей
Промывные воды ----
Раствор формалина------*- Обработка формалином
I
Вода Промывание водой —
Раствор соляной Обработка ______
кислоты * соляной кислотой
Вода ------------------ пР°"Ь!к,ние.-----
м пресной водой
Развод каганате---------- Щелочная Ретракция -
натрия
Отделение
механических
примесей
I
Раствор соляной Осаждение
кислоты ” альгиновой кислоты
Отработанный _______
раствор формалина
Отработанная вода-----
Отработанная ______
соляная кислота
Отработанная вода---
t Разварившиеся
водоросли
На производство
кормовых продуктов
Отработанная соляная
кислота
I
Олпа__________________ Промывание горячей________
°ода водой
I
Подпрессрвывание
Раствор карбоната-----►Получение альгината натрия
натрия
Этиловый спирт--------е- Обезвоживание спиртом--------
Сушка
Измельчение и удаление
металлопримесей
Фасование, маркирование и хранение
Отработанная веда-----
Очистка
и сброс
* Спирт
Очистка
Повторное
использование
Рис. 11.24. Технологическая схема производства высокомолекулярного альгината натрия
После экстракции водоросле-щелочную смесь (галерту) перекачивают в
бак-сборник, откуда направляют на очистку, которую осуществляют в 2 этапа.
Основную массу разварившихся водорослей освобождают от экстракта на ро-
торном сите.
889
Главе 11. Продукции mi промысловых бвепоэвоночиых и водорослей
Окончательную очистку экстракта производят на фильтрах-прессах итн цен-
трифугах. Из очищенного альгинатного раствора при перемешивании осаждают
альгиновую кислоту путем добавления 10%-ного раствора соляной кислоты до
pH 1.0... 1,5 при периодическом помешивании. Хлопья альгиновой кислоты про-
пускают через каскад вибросит, где происходят отделение кислого раствора и
промывка горячей водой до pH 3...4. Промытую альгиновую кислоту укладывают
в тканевые салфетки и прессуют для удаления избытков воды при давлении на
продукт 300 Па/с.
Альгинат нария получают из чистой альгиновой кислоты добавлением карбо-
ната натрия после разрыхления. С целью предварительного обезвоживания массу
перемешивают с 96%-ным этиловым спиртом в соотношении 1:2. Образовав-
шийся плотный осадок альгината натрия отделяют от обводненного спирта прес-
сованием. Отжатый от спирта альгниат натрия в виде хлопьев или волокон из-
мельчают и сушат горячим воздухом до содержания воды в продукте не более 8 %.
Затем альгинат измельчают до порошка, очищают от металлопримесей на маг-
нитном сепараторе, после чего фасуют и хранят при температуре от 5 до 25'С.
Выход альгината натрия и его молекулярная масса зависят от вида водорослей.
11.4.2. Технология производства маннита
В состав водорослей входят вешества, хорошо экстрагируемые водой. К ним
относятся маннит и минеральные соли.
Маннит — шестиатомный спирт, С6Н8(ОН)6, представляет собой белое кри-
сталлическое вещество, имеет сладкий вкус, хорошо расгворнм в воде, точка
плавления 165,6 ’С. Маннит с древних времен получали из сока ясеня Taxinus ог-
nus, распространенного в Закавказье и Сицилии. В 1844 г. маннит был обнаружен
в бурых водорослях рода Ламинариевых в количестве до 20 % от сухого вещества.
Образование маннита в водорослях происходит в результате ферментативных и
бактериальных процессов. Максимальное содержание маннита в листьях ламина-
рии, главным образом в нижней и средней частях пластины. В черешке и верхней
части таллома маннит отсутствует. Количество маннита в водорослях зависит от ви-
да водорослей, времени их добычи, среды обитания и климатических условий.
До 1913 года маннит использовался только в лечебно-пишевых целях для лече-
ния больных сахарным диабетом. В настоящее время область применения маннита
очень широка. Наличие в манните шести гидроксильных групп позволяет получать
из него большое количество различных продуктов, таких как вторичные алкилы,
сложные эфиры, глюкоза, фруктоза и т. д. Эти вешества используются в фармацев-
тической промышленности, косметологии, текстильной промышленности, при
производстве бумаги, для проведения бактериологических исследований и т. д.
Существует несколько способов получения маннита. Наиболее простой — это
получение маниита из свсжсвылоалснных водорослей семейства ламинариевых.
Сушноств метода заключается в выщелачивании из водорослей водорастворимых
вешеств и в последующем их разделении в виде кристаллов. Технологическая схе-
ма производства маннита водным способом представлена на рис. 11.25.
890
114. Технология переработки водорослей
Сырые _______ Обработка —► Кислый экстракт
водоросли кислотой или |
ВОДОЙ
. нейтрализация
+ 1
плотная часть ’
на производство мтагуляикя
альгината 1
ОЧИСТИ
I
упаривание
экстракта
кристаллизация солей
(сернокислых, хлористого
калия, натрия)
I
упаривание возгонка и
исттаиа -» |фистй“™“ш“
кристаллизация
маннита
I
сушка маннита
I
упаковка
I
хранение
Рис 11.25. Технологическая схема производства маннита водным способом
Обработку водорослей водой или кислым раствором проводят в диффузион-
ной батарее. В головном диффузоре водоросли заливают пресной водой в десяти-
кратном количестве н водой, подкисленной соляной илн серной кислотой, взя-
тых в количестве от 0,4 до 0,5 %. Подкисленная вода переводит в раствор большее
количество солей. Батарейная работа экстрактов позволяет получать более насы-
щенные растворы. В головном диффузоре водоросли настаиваются в течение от
70 до 90 мин, иногда обработка ведется под действием острого пара. Затем экс-
тракт передается по трубопроводу во второй диффузор, через 70...90мин в третий,
а затем в четвертый Процесс экстракции целесообразно проводить таким обра-
зом, чтобы свежие водоросли заливались наиболее концентрированным раство-
ром. Из выщелоченных водорослей извлекают альгиновые вещества, а экстракт
используют для производства маннита и минеральных солей. Далее кислый экс-
тракт освобождают от белковых веществ, нейтрализуют н направляют на выпари-
вание. Обработка нейтрального экстракта заключается в коагуляции белковых
вешеств и упаривании.
Для нейтрализации кислого экстракта используют 30%-ный раствор гидро-
ксида натрия. Коагуляция белковых вешеств происходит при нагревании экс-
891
Глава 11. Продукция из промысловых беспозвоночных и водорослей
тракта до температуры 100’С в течение 20...30мин. Далее из экстракта удаляют
минеральные соли. После освобождения экстракта от минеральных солей, рас-
твор снова упаривают, фильтруют от коллоидных примесей и направляют в кри-
сталлизатор. В кристаллизаторе ведется охлаждение прн температуре от 5 до
10 *С. В результате выпадают кристаллы маннита. Часто кристаллы имеют при-
родную окраску, поэтому для удаления цвета проводят перекристаллизацию. Пе-
рекристаллизованный продукт имеет влажность около 60 %. Далее проводят суш-
ку продукта до влажности 3% прн температуре сушильного агента не выше 60 *С.
Готовый продукт упаковывают в ящики нз гофрированного картона, выстелен-
ные пергаментом. Выход маннита прн данном способе производства составляет
8 % к абсолютно сухому весу водорослей.
Второй способ получения маннита из воздушно-сухих водорослей экономиче-
ски невыгодный, так как требует больших затрат этилового спирта, выход маннита
незначительный. При хранении воздушно-сухих водорослей содержание маннита в
них значительно уменьшается в результате ферментативных процессов.
Готовый продукт — маннит — должен представлять собой по внешнему виду
белый порошок или мелкие кристаллы со сладковатым вкусом, влажностью не
выше 3 %, температурой плавления не ниже 163 "С. Растворимость маннита в воде
должна быть быстрой, полной; в горячем этиловом спирте — от 2,97 до 3 %, в хо-
лодном — 0,3%. В эфире маннит нерастворим. Нерастворимых веществ должно
быть не более 0,1 %, содержание золы — не более 0,2%. Реакция среды должна
быть нейтральной.
11.4.3. Технология производства огара
Arap-arap — второй по значимости фнкиколлоид после альгината, который
получают из бурых водорослей. Агар-агар — линейный полисахарид, представля-
ет собой порошок илн хлопья коричневого цвета, нерастворим в холодной воде,
но хорошо растворим в кипящей воде. Горячий 1,5 %-ный раствор прозрачен, прн
температуре от 32 до 39*С застывает в прочный эластичный гель, который пере-
ходит в жидкость только при температуре выше 85 *С. Агар-агар производят нз
водорослей с влажностью 17 % н ниже.
Технологическая схема производства агар-агара представлена на рис. 11.26
В качестве сырья используют штормовые выбросы анфетьции, которые под-
вергают сушке на солнце или воздухом с температурой около 50 *С. Экстрагиро-
вание производится в автоклавах горячей водой с температурой от 90 до 150’С.
Затем экстрагированный золь процеживают, желируют и направляют на замора-
живание для удаления примесей и включений. Образующийся жмых направляют
на повторную экстракцию.
В некоторых случаях золь сразу направляют на высушивание, либо обрабаты-
вают спиртом н высушивают осадок. После оттаивания очищенный агар промы-
вают, отбеливают. Стерилизуют, удаляют загрязнения и снова промывают. Затем
удаляют свободную воду под вакуумом н высушивают воздухом с температурой
около 121 ’С. Затем агар упаковывают и маркируют.
892
11.4. Технология переработки водорослей
Сбор водорослей
I
Сушке
вода —► промывка -
I
отходы
горячий воздух ---•> сущко
I
упвковка
маркировка
I
хранение
Рис. 11.16. Технологическая схема производства агар-агара
Наиболее широкое применение агар-агар получил в качестве бактериологиче-
ской среды. В фармацевтических изделиях и пищевых продуктах он применяется
как загуститель, желирующее вещество, абсорбент, эмульгатор и инертный носи-
тель. Агар-агар применяется прн изготовлении желе, соусов для салатов, глазу-
рей, кондитерских изделий и заливных, которые застывают при комнатной тем-
пературе. Применяется как эмульгатор, стабилизатор начинок при производстве
конфет. Иногда агар-агар используют в качестве покрытия консервных банок,
чтобы исключить их потемнение. Используют в стоматологии, пластической хи-
893
Глава 11. Продукция из промысловых беспозвоночных и водорослей
рургии, криминологии, для производства клея, тканей, пивного сусла, вина, со-
ков, в фотографии и при производстве аудиоиосителсй
11.4.4. Технология производства каррагинана
Kappai инан — это гидрофильный сульфитированный полнаниловый фи-
коколлоил, получаемый из красных водорослей Rhodophyceae [17]. Получают
каррагинан из водорослей Chondurus crispus (ирландский мох), С. ocellatus,
Eucheuma spinosum, Е. cottoni, Gigartina acicularis, G. pestillate, G. radula, и др.
С химической токи зрения каррагинан состоит из трех фракций: каппа, лямб-
да и йота. От агара и агароида каррагинан отличается тем, что его молекула
содержит только D-галактозу Содержание каррагинана в сухих водорослях
достигает 5О...8О%.
В США каррагинан производят по схеме, представленной на рнс. 11.27.
Сухой ирландский мох
Chordus cnspus
I
Вода » Промывка Отработанная вода
химические реактивы-------Экстракция-------------Отходы
Harper » Отстаивание Твердые вещества
Фильтр-пресс * Твердые вещества
I
Сгущение частичным
высушиванием
ОсеХи,
Спирт » изопропиловым
спиртом
Разделение * Спирт или вода
I
------------------ Сушка
I
Измельчение
I
Фасование, маркирование, хранение
Рис. 11.27 Технологическая схема производства каррагинана
В США водоросли, из которых получают каррагинан собирают вручную. За-
тем их раскладывают для подсушки на солнце или обезвоживают в сушилках до
влажности 18...20 %. Просушенные водоросли упаковывают в тюки. На восточ-
ном побережье США масса тюков, накрытых для хранения, составляет 45...90 кг.
894
11.4. Технология переработки «одорослей
Иногда для экономии места прн хранении и транспортировании сушеные водо-
росли измельчают н фасуют в прочные бумажные мешки.
Сушеные водоросли промывают для удаления соли, камней, раковин н других
включений. Затем проводят экстракцию водорослей горячей водой с добавлени-
ем щелочного раствора — гидроксида кальция или натрия для повышения pH.
Щелочная среда ускоряет экстракцию н предотвращает гидролиз каррагинана.
Продолжительность экстракции может составлять от 1 ч до более чем 1 сут в зави-
симости от качества сырья, процесса и других факторов.
Остаток водорослей отделяют от жидкости отстаиванием с последующей
фильтрацией в рамном фильтр-прессе. Для фильтрации обычно требуется инерт-
ный наполнитель, поскольку взвешенные частицы имеют очень незначительный
размер, а вязкость жидкости высока. Затем отфильтрованную жидкость концен-
трируют в многоступенчатом выпарном аппарате до получения 2...3%-ного рас-
твора каррагинана. В результате обработки раствора изопропиловым спиртом
каррагинан выпадает в осадок. Осадок отделяют н высушивают под вакуумом для
регенерации избыточного спирта. На заключитезьном этапе процесса карраги-
нан измельчают и упаковывают.
В России каррагинан производят по технологиче-
ской схеме, представленной на рис. 11.28.
Технологический процесс производства карраги-
нана начинается с промывания сырых водорослей
проточной водой Затем водоросли варят с целью уда-
лить соли, соотношение водорослей и воды составляет
при варке 1:100. Разваренную мессу центрифугируют,
отделяя жидкую фазу. Очистка раствора каррагинана
проводится многократной обработкой активирован-
ным углем. При этом удадяюгся посторонние включе-
ния. Далее под вакуумом очишенный раствор карра-
гинана концентрируют до содержания сухих вешеств
0,8...2,0 %. Концентрат направляют на сушку в бара-
банные сушилки. Высушенный каррагинан измельча-
ют, упаковывают и хранят так же, как агар.
Полученный каррагинан представляет собой белый
или светло-кремовый порошок, хорошо растворимый в
горячей воде. Размер частиц определяется крупностью
помола. Растворимость разных каррагинанов зависит
от формы (каппа, лямбда или йота) и от растворителя.
Лямбда-каррагинан — вязкий, нежелируюший н нс чувствителен к калию (то есть
добавление калия не улучшает хелирование). Каппа-каррагинан образует гель, чув-
ствительный к калию. Йота-каррагинан желирует с добавлением калия, а еше луч-
ше кальция. Йота-кал ьциевые гелн более податливы, чем каппа-гели 112|. Свойства
каррагинановых гелей зависят от концентрации каррагинана.
Каррагинан превосходит агар и альгинат в тех случаях, когда требуется высо-
Водоросли-сырец
Промывание
Варка
Очистка
Концентрирование раствора
Сушка
Измельчение
I
Фасование, маркировка
Хранение
Рис. 11.28. Технологическая схе-
ма производства каррагинана
кая вязкость н сопутствующее сгущение, эмульгирование и суспендирование.
Агар предпочтительнее каррагинана там, где требуется очень твердые гели Кар-
895
Глава 11 Продукция и> промысловых беспозвоночных м водорослей
рагинан легко вступает в реакцию с белками молока и поэтому находит широкое
применение в различных молочных продуктах.
Каррагинан настолько широко применяется при производстве различных
продуктов, что перечислить их все просто невозможно. В табл. 11.12 перечислены
продукты, в состав которых входит каррагинан.
Таблице II 12 Пищевые и непищевые продукты, содержащие каррагинан
Клкс прод)ктов Наименования продуктов
Пищевые продукты
Молочные продукты Шоколадное молоко, мороженое, шербеты, домашний сыр. сырные пасты, полуфабрикагы завтраков, взбитые сливки, детское питание, жидкие диетические продукты, молочные коктейли
Сухие сладкие блюда Пудинги, фруктовые торты, заварные кремы, начинки для пирогов, диетические продукты, водные гели
Кондитерские изделия Мясные и рыбные про- дукты Приправы Кондитерские гели, маргим еллоу, украшения из сиропа Мясо в желе, желейные покрытия, оболочки колбас, рыбные консер- вы в желе, мясные консервы, льезон Соусы, горчица, заправки для салатов, белые соусы., соусы для спа- гетти, кетчуп
Хлебобулочные изделия Хлебное тесто, бездрожжевое тесто, фруктовые кексы, фруктовые и сливочные начинки, пончики, сахарные глазури, глазури, меренги
Напитки Безалкогольные напитки, фруктовые соки, стабилизаторы пивной пены, супы, вешества, ускоряющие созревание Непищевые продукты
Фармацевтические то- вары Зубная паста, лосьоны и кремы, суспензии антибиотиков, антацид- ные гели, зубные порошки, антикоагулянты для крови, связуюшее вешество в таблетках
Промышленные товары Керамические глазури Составы для выделки кожи Акварельные краски, пестициды, освежители воздуха, восковые эмульсии, графитовые суспензии, гальванические покрытия, каучу- ковые латексы
11.4.5. Технология производство фурцеллороно
Фурцелларан получают в основном из красной морской водоросли Furcellaria
fastigata. Процесс экстракции, сходный с тем, который применяют для получения
агара, включает мойку, выщелачивание, кипячение в воде для экстрагирования
фурнелларана. фильтрацию, внесение калиевой соли для ускорения желирова-
ния, замораживания с последующим оттаиванием и прессованием для удаления
включений, отбеливание. Сушку, измельчение, упаковку и маркировку.
Фурцелларан растворим в воде при температуре выше 75 "С и в кипящем мо-
локе. Фурцелларан по прочности не уступает агаровому. По структуре фурцелла-
ран сходен с каррагенаном, но в его молекуле содержится меньше сульфатных
групп. Фурцеоларан применяется как желирующее вещество при производстве
896
11.4. Технологи* переработки водорослей
джемов, желе, мясных и рыбных консервов. Используют также при производстве
молочных пудингов, консервированных продуктов, глазурей, а также как суспен-
дирующее вещество при производстве лекарственных препаратов, зубных паст и
как противоязвенное средство.
11.4.6. Технология производства технических продуктов
из отходов переработки водорослей
Использование промывных вод в качестве антинакипина. Водорослевые отходы
перед выгрузкой из диффузоров целесообразно тщательно промывать, так как
при последующей переработке отходов коллоидные вещества, оставшиеся в отхо-
дах, могут затруднять ведение технологического процесса.
Вместе с тем промывные воды, содержащие даже очень незначительное коли-
чество агара илн альгината или зостерата можно успешно использовать в качестве
антинакипина на месте или на соседних предприятиях. Еще в 1937г. Н. Ермолен-
ко и П. Журомская установили, что в присутствии агара большое количество
осадка при кипячении жестокой воды остается в растворе не осаждаясь на стен-
ках котла. В 1942 г. в Астрахани и в Баку рядом испытаний было показано такое
же действие зостерата натрия. Так, при кипячении воды с начальной жесткостью
16,3 получаются результаты, приведенные в табл. 11.13.
Твблииа 11.13. Влияние содержания
агара на образование накипи
Концентрация агар* аис(|#) Осадок ( мл) из 400 мл воды
... . всего
0,00 20.5 12 32.5
0,01 15 17,5 32,5
0,05 3 16 19
0,20 2,5 11.5 14
Как видно из табл. 11.13, при добавлении агара количество накипи резко
уменьшается. Вместо оседания ее иа стенках сосуда осадок (иакипь) остается во
взвешенном состоянии в воде.
Действие антинакипина объясняется тем, что его мицеллы имеют способ-
ность к взаимной адсорбции с ультра кристаллика мн углекислого кальция, выпа-
дающими при кипячении жесткой воды Эти ультракристаллики стабилизуются в
системе, удерживающей их виде коллоидных образований, и, поскольку из по-
добного коллоида образуется адсорбционная пленка, она защищает стенку сосуда
(котла) от отложений накипи.
Изготовление красок. Исследовательские работы и заводские опыты показали
что из водорослевых отходов можно получить коричневую н черную краски.
Отходы, предварительно подсушенные на воздухе, загружаются в аппарат, за-
крываемый крышкой, в которой имеются два отверстия: для пирометра и вывода
897
Глаао 11. Продукция ил промысловых беспозвоночных и водорослям
газообразных продуктов сухой перегонки. Пазы крышки плотно замазываются
глиной вместе с асбестом и после этого аппарат нагревается до 400...500 °C. Сна-
чала происходит выделение паров воды, затем газов и, наконец, углеводородов и
смолообразных вешеств. После окончания выделения летучих продуктов нагре-
вание прекращается, аппарат остывает и содержимое его выгружается.
Остаток от сухой перегонки, измельченный в тонкий порошок, представляет
собой краску. Цвет краски зависит от температуры разложения отходов: при тем-
пературе ниже 400 °C образуется коричневая, гри температуре выше 400 *С — чер-
ная краска, а при температурах выше 500 °C наблюдается графитапия — измене-
ние аморфной структуры остатка в более плотную, с уменьшением кроющей спо-
собности краски (рис. 11.29}.
Рве. 11.29. Получение красок при различной термической обработке водорослей:
а — схенк установки яла получены» красок: В — зависимость цвета продут ст температуры
Наиболее ценным продуктом сухой перегонки является коричневая краска,
получающаяся в пределах 320...400°C.
Летучие вещества сухой перегонки имеют чрезвычайно неприятный запах. В
основном они состоят из воды — от 18 до 24%, газообразных отгонов — от 35 до
47 % и жидких отгонов — от 55 до 60% к общему весу отгоняемых веществ. Смесь
их великолепно сгорает, и поэтому имеются основания для использования их в
виде горючего.
Получаемые краски хорошо растираются на маслах, олифах, лаках, быстро со-
хнут, обладают большой кроющей способностью. Они могут применяться для ок-
раски металла, дерева и, безусловно, в типолитографских работах. Прн приготов-
лении акварельных красок оказалось удобным применять в качестве клеящего ве-
щества слабые растворы альгината натрия (рис. 11.30).
Получение адсорбентов-осветлителей. В процессе исследований водорослевых
отходов была замечена способность их после переработки концентрированной
серной кислотой обесцвечивать ряд растворов и освобождать от мути взвеси. Это
898
114 Технологи* переработки «одорослей
Рис 11.30. Технологическая схема изготовления красок из водорослей
явление интересно не только с практической, но н с теоретической стороны, по-
скольку известно, что главную массу кизельгура составляют водоросли (диатомо-
вые). Именно они создают такую развитую адсорбционную поверхность кизель-
гура, широко используемого в различных областях техники.
В нашем случае можно предположить, что причины повышения или пониже-
ния активности заключаются в физико-химических изменениях структуры внут-
ренней части водорослей и удалении из нее с помощью серной кислоты ряда ве-
шеств. Благодаря этому Внутри водоросли образуются легко рассматриваемые
под микроскопом своеобразные пустые ячейки, строящиеся из продуктов реак-
иин, обладающих адсорбирующими свойствами.
Водорослевые отходы обрабатываются серной кислотой в кислотоупорных ре-
зервуарах, наполненных на % объема. Уже в начале реакции наступает самона-
гревание водорослей, которое постепенно нарастает, и, наконец, содержимое,
вспенивается н выделяет газообразные вещества. Столь бурное разогревание во-
дорослей нельзя отнести за счет взаимодействия их влаги и серной кислоты, так
как опыты, проведенные с абсолютно сухой водорослью и серной кислотой —
олеумом, вызвали еще больший термический эффект
Наоборот, влага водоросли или кислоты тормозит реакцию и, соответственно,
приводит к получению ее конечного продукта с худшими адсорбирующими свой-
ствами. Это явление можно объяснить своеобразным пер га монтированием по-
верхности водорослей, в результате которого задерживается проникновение ки-
слоты к центральным клеткам и полнота реакции не достигается. Это объяснение
подтверждается при рассматривании под микроскопом срезов обработанной
влажной водоросли: внутренняя часть срезов остается неизменной по цвету и
структуре, тогда как наружная становится черной (обугленной).
899
Глава 1 1. Продукции их промысловых беспозвоночных и водорослей
Поскольку мы стремимся в данном случае к раскрытию пор водоросли, к уве-
личению активной поверхности будущего адсорбента, то необходимо использо-
вать лишь наиболее сухие водорослевые отходы и концентрированную серную
кислоту, а еще лучше — олеум
Неудовлетворительное проведение реакции можно определять при промыва-
нии кислого адсорбента: пергаментированные частицы плавают на поверхности
волы, частично пергаментированные частицы находятся во взвешенном состоя-
нии и, наконец, полностью прореагировавшие частицы осаждаются на Дно сосу-
да. Соответственно этому распределению частиц оказалось удобным технологи-
чески оформить процесс отделения пергаментироваиной водоросли с помощью
декантации.
Продолжительность реакции находится в пределах четырех-пяти часов при
выходе адсорбента в количестве 62...68 % к весу водорослевых отходов. Реакция
задерживается вследствие образования первого вязкого слоя, через который с
трудом Проникает в остальные слои массы серная кислота. Перемешивание по-
добных вязких масс в промышленности потребует применения специальных тес-
томесилок из кислотоупорного материала. Для ускорения реакции и сохранности
оборудования можно вводить в реагирующую массу индифферентные материа-
лы, которые служат своеобразным дренажем для серной кислоты и вместе с тем
не ухудшают свойств адсорбента. Таким материалом является белый кислото-
упорный песок. Прокаленный при 300’С и перемешанный с измельченными во-
дорослевыми отходами в отношении 1:3, песок дает возможность серной кислоте
быстро проникать во всю толшу массы; благодаря этому продолжительность ре-
акции сокращается до двух часов Песок ускоряет также промывание кислого ад-
сорбента, ускоряя осаждение его Йемену промывных вод. Первые промывные во-
ды имеют темно-коричневую окраску н специфический сладковатый запах: затем
они становятся светлее и, наконец, когда адсорбент показывает нейтральную ре-
акцию. воды оказываются совершенно светлыми.
Промытый адсорбент может быть высушен на воздухе илн искусственно.
Опыты показали, что искусственную сушку необходимо осуществлять сначала
при небольшой температуре — от 50 до 60, а заканчивать — при 92. .96 'С. Непо-
средственная сушка при высокой температуре приводит к образованию комков, а
на комках плотной поверхностной корки, которая препятствует удалению из них
влаги. Сушку следует прекращать при остаточной влажности адсорбента, равной
28...30 %, ибо поверхность пересушенного продукта также приобретает корку и
активность его падает. В связи с этим следует предпочитать естественную сушку,
которая дает возможность получать адсорбент более мягким и пористым. Готовый
продукт получается темно-серого цвета. Тем не менее, будучи смешан с жидко-
стями белого цвета, адсорбент при фильтрации или даже осаждении не оставляет
следов.
Свежий адсорбент обладает несколько большей адсорбционной способно-
стью, чем долго сохранявшийся адсорбент. По-видимому, это явление можно
объяснить тем, что динамическое натяжение свежеобразовавшсйся поверхности
адсорбента имеет всегда большую величину, нежели статическое поверхностное
натяжение старой поверхности адсорбента
900
11 Л. Технология переработки водорослей
Активность водорослевого адсорбента, по сравнению с активностью торфя-
ного угля (норит), показана в примерной диаграмме, характеризующей степень
осветления молочной кислоты (рис. 11.31). Особенно она хорошо осветляется в
момент разложения лактата кальция серной кислотой.
Изготовление плит, мелкодисперсного материала для пластмасс и линолеума. Во-
дорослевые отходы, содержащие значительные количества клетчатки, могут при-
меняться для изготовления картона, сухой штукатурки, изоляционных плит и
всех подобных материалов, которые должны быть жесткими.
Особенно пригодны для изготовления плит бурые водоросли и морские травы
после извлечения из них альгины или зостерина. В них всегда остается то или
иное количество альгинатов или зостератов, обладающих клеящей способностью.
Пользуясь этим свойством, можно добавлять к остаткам водных растений раз-
личные наполнители, в зависимости от места расположения предприятий. Орга-
ническими наполнителями могут служить древесные опилки, стружки, измель-
ченный камыш, тростник, зезеные водоросли. Минеральными наполнителями
могут служить окиси металлов (гашеная известь), которые переводят соли альги-
новой и зостериновой кнелот в нерастворимое в воде состояние.
После смешивания с органическими наполнителями рекомендуется (ТИНРО)
оставлять смесь на 10... 12ч для впитывания влаги из водорослевых отходов, а затем
добавлять 1...2% смолы. Далее масса замешивается с гашеной известью и складыва-
ется в формы с отверстиями для стекания влаги, а затем прессуется под давлением
50кг/см2. При прессовании влажность плит снижается с 70 до 45% и затем при
сушке в сушичках — до 5...7%. Для усиления влапжггойчивости плит можно по-
крывать их битумом или другими материалами
Более ценную теплоизоляционную продукцию можно изготовлять из осадков
(взвесей) водорослей и трав (остающихся после отстоя экстрактов) в смеси с рас-
творами (5 % и выше) агара, или альгината, или зостерата В жидкость добавляет -
901
Главе 11. Продукция из промысловых беспозвоночным и водорослей
ся сапонин или другое пеиообразуюшее вещество, а затем она взбивается с помо-
щью многолопастной мешалки, вращающейся со скоростью 250...400 об/мин.
После 10 мин взбивания к пене небольшими порциями добавляют дубитель
(например к раствору агара — формалин) или отверждающие соли (например к
раствору альгината натрня — уксуснокислые соли хрома, свинца). Затем переме-
шивание продолжается еше 10...15 мин в зависимости от вязкости раствора и
плотности пены. Удельный вес готовой к разливанию пены колеблется в пределах
0,3...0,5. Пена, разлитая в формы, отвердевает и сушится в обычных атмосферных
условиях (до 20...25 ’С).
Тотовые плиты обладают низким удельным весом (от 0.02 до 0.06). малым ко-
эффициентом теплопроводности (в среднем 0,03). Материал хорошо поддается
механической обработке, пристает с помощью клеев к поверхностям, легко и
прочно скрепляется шурупами, гвоздями.
Грубая дисперсность водорослевых отходов лишает возможности применять
их в промышленности пластических масс, в которой имеется большая номенкла-
тура изделий, изготовляемых из смол в смеси с древесной мукой. От степени дис-
персности древесной муки в значительной мере зависят полнота и равномерность
распределения ее в феноло-формальдегидных. карбамидных и других искусст-
венных смолах, что влияет на качество получаемых изделий. Однако мелкодис-
персный древесный порошок дорог и изготовление его сложно.
В целях применения водорослевых отходов для пластических масс была про-
ведена исследовательская работа, в которой установлена возможность получения
ИЗ отходов мелкодисперсного наполнителя. Это достигается обработкой водорос-
левых отходов слабыми растворами азотной кислоты или окисламн азота с после-
дующим промыванием, высушиванием и измельчением. После указанной обра-
ботки получается мелкодисперсный светло-желтый материал, который можно
применять также для изготовления линолеума, линкруста, тепловой изоляции
Изготовленные изделия из пластических масс, состоящие из феноло-формальде
гидной смолы и мелкодисперсного водорослевого материала в пропорции 1:1,
показали высокую прочность на сжатие, удар и разрыв.
Этот же мелкодисперсный наполнитель можно добавлять, как показали ис-
следовательские работы, в мыло.
Контрольные вопросы
I. Охарактеризуйте общие аспекты первичной обработки морских беспозвоночных
2. Опишите технологии переработки двустворчатых моллюсков (исландского гребешка сер-
рипсса, мидий).
3. Опишите технологии переработки брюхоногих моллюсков (трубачей)
4 Опишите технологии переработки иглокожих (кукмарии, морского ежа)
5. Опишите технологии переработки ракообразных (северной розовой креветки, камчатского
краба).
6. Дайте характеристику биологи чески-активных веществ морских беспозвоночных
Опишите технологию получения биологически активных вешеств из промысловых игзоко
жих.
8. Опишите технологию получения лецитина из гонад кальмара.
902
Глок 11 Продукция и> промысловых беспозвоночных и водорослей
9. Опишите технологии получения ДНК, РНК и спермальных белков.
10. Опишите технологии получения хитин* и хитозана из Панцирьсодержаших отходов про-
мысловых ракообразных
11. Опишите свойств* и технологию получения D-глюкозамина
12. Дайте характеристику общих аспектов технологии переработки промысловых водорослей.
13. Опишите технологию производства альгината.
14. Опишите технологию производства маннита.
15. Опишите технологию производства агара.
16. Опишите технологию производства каррагинана
17. Опишите технологию производства фуриеллорана.
10. Охарактеризуйте основные направления производства технической продукции из отходов
промышленной переработки водорослей
Список литературы к главе 11
I Воронова Ю. Г Использование беспозвоночных ня пищевые мели: Информационный пакет / ЦНИИТЭРИХ -
М. — 1997. — Вып. I1<11. — 44 с. — Сер: Обработка рыбы и морепродуктов
2 Донные беспозвоночные Баренцева моря (рекомендации к промысловому использованию). — Мурманск
ПИНРО, 1989. -68 с.
3 Исследования промысловых беспозвоночных в Баренцевом море- Сб. науч трудов / ПИНРО. // Мурманск
Изд-во ПИНРО. 1997. - 175с
4 Ичи Т*ннк* Продукты морского промысла Японии / Поп ред В. П- Быков* — м : Нишевая промыш-
ленность, 1975. — 352 с.
5 Калинин В. И . Левин В. С. Химическая морфология: тритерпеиовыс гликозиды голотурий (Holothuno-
idea Echinoderm*!*) — Владивосток Дальняуза 1994 —274с
fi Камчатский к *б в Баренцевом море (результаты исследований ПИНРО в I993-200J тг) // Мурманск* Изд-
во ПИНРО. 2003.
7 Кизсвсггор И В. Лов и обработка промысловых беспозвоночных дальневосточных морей // Владивосток
Приморское кн ии-яо, 1962 — 224 с.
8 Лсбскхя Т К Биохимические особенности и аспекты технологии Барениевоморского огурца Cucurruna
frond»* //Мурманск Изд-во ПИНРО. 2000. — ПО с
9 Лебека* Т. К . Толкачева В. Ф. Использование кукумарии для Получения биологически активных вешеста
// Няучно-практич. конференция МГАРФ Тез. докл. — Мурманск. 1996. — С. 29.- 30.
10 1евик В.С . Коробков В А. Морские ежи России. Биология, промысел, использование. // СПб.* Изд-во
ДОРН. 2003 -255с
II Ноаые достижения в исследован ин хитина и хитозан*- Матер. Шестой Междунар конф, г Шелково.
22.. 24 окт. 2001 г,-М И и-во ВНИРО. 2001
12 Нудьга Л-А. Получение хитозана, его нрои водных и исследование их свойств. Авгорсф. лист, на соиск уч.
степ. канл хны. наук — Л.: МВС АН CCCR 1979. — 22 с.
13 ПллскоЕ А. НудьгаЛ А., Данилов С Н. Хитин и его химические превращения //№оехи химии —1977 —
Т.46.-М8.-С. 1470.. 1487.
14 Семенов Б. Н., Одинцов А Б. Производство биологически-активных добавок из отходов промпереработки
гидробионтов: Уч пособие — Калининград, 1994.
15 Справочник по химическому составу и технологическим свойствам водорослей, беспозвоночных и морс-
ких млекопитающих / Под редакцией Быкова В П. // М * Им-во ВНИРО. 1999. — 262 с
16 Справочник технолога рыбной промышленности Т 31 Под ред. В. М Новиком — М Пишем* промыш-
ленность, 1972 — С-197 218.
17 . ЛЪлкачем В. Ф. К вопросу переработки брюхоногих моллюсков трубачей Баренцева моря // Водные био-
pecvpcu России решение проблем их изучения и рационального использования Тезисы аоклало* — М:
Изд-во ВНИРО, 2003.—С-156.. 158.
18 . Толкачев* В. Ф. Морской огурец Баренцева моря — новый источник нишевого сырья и продукции лечеб-
но-профилактического назначения // Рыбное хозяйство. — 1997. — ЬЬ2. — С. 48 ..49.
19 . Толкачев* В. Ф. Обоснование и разработка технологии комплексной переработки Сисыпапв frondota Ба-
ренцев* моря. — Автореф. диссерт. насонск. учен. степ. канд.техн, наук.// Мурманск. — 1998. — 26с.
20 . Толкачева В. Ф.. Борисов В. В. Технология переработки двустворчатого моллюск* Sempesgroenlndicia //
Водные биоресурсы России: Решение проблем их изучения и рационального использования Тезисы до-
кладов - М Изп-воВНИРО. 2003 -С 155 .156
903
Глава 11. Продукция из промысловых беспозвоночных и водорослей
21 Толкачева В Ф , Лебская Т. К , Ильина Л П Способ приготовления икры иглокожих для изготовления
течебно-профилактического продукта «Масло икорное» // Пат № 97118028/13 Заяал. 30.1 С 97 Опубл
10. 10.99: Бюл №28.
22 Трухин Н В. Комиссарова Н Ю. Современная обработка моллюсков Экспресс информация/ ЦНИИТЭРМХ
//М — 1981 — Вып. 2 —50с — Сер : Обработка рыбы и морепродуктов.
23 Уитон Ф. У. Производство продуктов питания из океанических ресурсов /ФУ. Уитон, Т Б. Лосон в 2-к то-
мах Пер. с внгл В. Е Тишина и В А. Пятаевой. Под ред. и с предмет. В. П. Быкова — М Агропромикаат.
1989 -415 с.
24 Хитин и хитозан: Получение, свойства и применение / Под ред К Г. Скрябина. Г А. Вихоревой. В. П. Вар-
ламова.— М Наука. 2002 — 368 с
25 Kunia К. Controlled functionalizalion of the poiyMcchtnde chitin // Progreso m Polymer Science.- 2001 - ЗЫ. 26.
No. 9. — P. 1921. .1971.
26 Chapman V. J. D. J. Chapman 1980 Seaweeds and their use». 3-nJ cd. Chapman and НаЛ, New York. Durrani.
Norman W BruceSapford 1970 Ph>coco!loids Fish Ind Res 6(1). IS.. SI
27 Durrant. Norman W.. Bruce Saplotd 1970 Phycocolloids. Fish Ind Ret 6(1). 11 51.
28 Muizirelll R A. A. Chitin.- Oxford, New Yorker al: Perganton Frets, 1977
29 MuziircJL R. A A Chitin and its derivatives new trends of applied research // CaTOohydr. Poiym.— 1983.— V>1 3
-No 1.-P53. 75
30 No H L, Meyers S. E Prtparauon ana chancieruarion of chum and chitosan — a review // Journal of Aquatic
Food Producl Technology.— 1995— Vb) 4. - No. 2 - P. 27.52
31 Purchase E. R.. Braun С E D-Gtuccnamine hydrochloride//Oig. Synth — 1946.— Xb! 26.—R36 37
32 Reca WM. 1969 PhycocoLoidi and Manne Colloids. Pages 521.. 527 in Frank E. Firth, ed The Encyclopedia of
Manne Resources. Vn Nodrand reinhoki, New York.
33 Saddington A.W 1969 Alginates front Kelp Pages 19 22 in Frank E Firth, ed The Encyclopedia of Manne
Rxcourees. VknNoatrand Reinholg, New York.
ГЛАВА 12. ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ НОРМИРОВАНИЕ
ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ ПРОДУКЦИИ
ИЗ ГИДРОБИОНТОВ
12.1. ОБЩИЕ ВОПРОСЫ НОРМИРОВАНИЯ
Современная система хозяйствования в рыбной отрасли строится на исполь-
зовании сложного комплекса экономических, технических, природоохранных,
экологических, санитарных и других показателей, направленных на сохранение,
контроль и рациональное использование сырьевых запасов гидробионтов, улуч-
шение качества и безопасности готовой продукции.
В области переработки гидробионтов имеются большие недоиспользованные воз-
можности, которые могли бы стать дополнительными резервами получения качест-
венных рыбных продуктов. Эти резервы прежде всего связаны с устранением факто-
ров, способствующих потерям массы обрабатываемого сырья и уменьшению выхода
продукции, снижению биологической ценности и ухудшению функциональных
свойств готовых изделий, обусловленных применением высоких температур, агрес-
сивных сред (кислот, щелочей, органических растворителей, химических консерван-
тов н др.), значительной продолжительностью и многостадийностью процессов.
Повышение экономической эффективности рыбохозяйственного комплекса
возможно за счет.
• внедрения современных ресурсосберегающих технологий;
♦ увеличения товарной и финансовой отдачи добываемого сырья.
Данные приоритетные направления позволят наиболее полно использовать
рыбу и морепродукты на пишевые, кормовые, лечебно-профилактические цели,
утилизировать отходы, будут способствовать производству продукции широкого
ассортимента высокой пишевой и биологической ценности.
Одним нз механизмов системы хозяйствования и повышения экономической
эффективности в отрасли является технологическое нормирование.
Ранее, в системе хозяйствования Минрыбхоза СССР, нормы расхода сырья ком-
плексно охватывали всю номенклатуру рыбной продукции, разрабатывались на ос
нове единых методических, инструктивных положений и были обязательными для
соблюдения предприятиями и организациями отрасли. Коэффициенты расхода сы-
рья (КРС) использовались контролирующими органами для расчета фактических
уловов. На производстве осуществлялся строгий учет расходования сырья, причем
была отлажена система отчетности, включающая в себя поощрительные или пре-
вентивные меры, соответственно за экономию или перерасход сырья.
В 1991 г. с развитием рыночных отношений в стране появилось много частных
добывающих и перерабатывающих предприятий, которым было предоставлено
905
Глава I 2 Твхнолсгмчвсксв нормирование при производстве продукции из гидробионтов
право полной хозяйственной самостоятельности, включая разработку и примене-
ние норм расхода сырья на выпускаемую ими продукцию. Априори считалось,
что в основе хозяйственной деятельности частных предпринимателей будут зало-
жены принципы работы по ресурсосберегающим технологиям. Поэтому единая
система технологического нормирования в отрасли была ликвидирована. Однако
социальные теории нс всегда совпадают с их практической реализацией.
За период с 1991 по 1996гг. в связи с отсутствием единых методических и нор-
мативных требований предприятия разрабатывали и применяли на однотипную
продукцию разные нормы расхода сырья, что приводило к неоправданному завы-
шению уловов при добыче рыбы, занижению выпуска готовой продукции, за-
трудняло государственный контроль за изъятием выделенных квот рыбы и море-
продуктов, приводило к конфликтным ситуациям прн учете уловов с сопредель-
ными с РФ государствами в лицензионных районах промысла, искажалась оцен-
ка работы предприятий из-за несоответствия величины плановой и фактической
себестоимости выпускаемой продукции, возникали проблемы с налоговыми
службами при учете сырья, направленного на переработку.
Во избежание дальнейшего нанесения ущерба интересам страны, в 1997 г. в от-
расли восстановлено технологическое нормирование, включающее в себя разра-
ботку, анализ и виедреиие единых отраслевых норм расхода сырья на продукцию
из гидробионтов, по которым осуществляется учет и контроль за фактическим
выловом гидробионтов.
Нормирование расхода сырья и материалов — это установление необходимой
меры их производственного потребления для выработки готовой продукции.
Процесс нормирования состоит нз нескольких этапов: выбор методики по
разработке норм; разработка норм; утверждение норм; внедрение в производст-
венных условиях установленных норм расхода сырья и материалов.
Технологическое нормирование — это разработка и внедрение научно обосно-
ванных норм расхода сырья и материалов при производстве продукции.
Нормой расхода сырья и материалов является предельно (максимально) до-
пустимое количество его, необходимое для производства единицы продукции
стандартного качества.
Нормы расхода сырья устанавливаются с учетом состояния: сырьевой базы;
биологических особенностей гидробионтов; существующей на конкретном про-
изводстве техники и технологи и.
При установлении норм расхода сырья, выхода полуфабрикатов и готовой
продукции, определении возможного количества отходов с целью их направле-
ния на выпуск кормовой и технической продукции используют сведения о мас-
совом составе, который определяется как отношение массы отдельных частей
тела рыбы, получающихся при разделке, к ее обшей массе. Следует отметить,
что массовый состав является величиной переменной даже для одного и того же
вида рыбы и зависит от сезона и района промысла возраста, стадии зрелости
гидробионтов и т. п. [ 11.
Исходя из литературных данных, примерные соотношения отдельных частей
тела рыбы составляют: тушка 45. .80% (вт. ч. кости 5. .15%, кожа 2... 10 %), голова
10...45%, внутренности 4...30%, плавники 2...5% и чешуя 1...3%. Причем выход
906
12.1. Общие вопросы нормирования
разделанной рыбы при потрошении зависит от ее вила, размера, стадии развития
гонад, а также способов разделки, включая степень механизации этих операций,
В целом разработка норм расхода сырья включает в себя многофакторный
анализ состояния сырьевой базы, биологических особенностей гидробионтов,
изменений техники, технологии и организации производства, способов повыше-
ния качества продукции и комплексного использования отходов производства, а
также систему математических расчетов.
Нормы расхода сырья и материалов при производстве пишевой и технической
продукции рыбной промышленности классифицируются-. по назначению матери-
альных ресурсов; по периоду действия; по масштабу применения.
По назначению материальных ресурсов различают нормы расхода: сырья; ос-
новных материалов: вспомогательных материалов.
Сырьем является рыба, морские млекопитающие, беспозвоночные и водная
растительность.
Основными материалами являются те, что входят в состав вырабатываемого
продукта (соль, сахар, пряности н т. д.).
Вспомогательными материалами являются материалы, не входящие в состав
продукта, но используемые при его производстве (шпагат, опилки, тароупаковоч-
ные материалы и т. д.).
По периоду действия — в зависимости от сезона вылова, биологических осо-
бенностей и климатических условий, нормы расхода сырья подразделяются на:
квартальные — нормы, устанавливаемые по кварталам; полугодовые — нормы,
устанавливаемые по полугодиям; годовые — нормы, устанавливаемые без подраз-
деления по периодам гола
По масштабу прошения нормы расхода сырья подразделяются на: индивидуальные
(временные); групповые — бассейновые или региональные; отраслевые (единые).
Индивидуальные нормы устанавливаются на: новые виды продукции; новые ви-
ды разделки; новую технологию приготовления продукции; новые способы обра-
ботки. расфасовки, хранения; новые виды оборудования; виды продукции, не
входящие в обшеотраслевую номенклатуру.
Индивидуальные нормы применяются на определенный временной период
для уточнения и установления постоянной нормы расхода сырья.
Групповые — бассейновые или региональные нормы устанавливаются на все виды
пишевой и технической продукции, вырабатываемой предприятиями бассейна
или региона, работающими на однотипном оборудовании, однородном сырье и
выпускающих одноименную продукцию. Групповые нормы применяются только
на предприятиях бассейна или региона, для которых эти нормы утверждены.
Отраслевые нормы устанавливаются на одноименные для всех предприятий
рыбной промышленности виды сырья и продукции, район и сезон промысла, тип
оборудования, технологию, условия хранения и транспортирования, виды таро-
упаковочных материалов. Отраслевые нормы являются едиными и применяются
на всех предприятиях рыбной промышленности, независимо от территориально-
го размещения, административной подчиненности и форм собственности.
Сроки действия норм расхода сырья (КРС) в зависимости от масштабов их при-
менения (единые, бассейновые, индивидуальные) ограничены от 1 года до 5 лет, что
907
Глава 12 Т«хнологмч«ско» нормирование при производств» продукции ив гидробионтов
обусловлено необходимостью системного наблюдения, оценки и анализа состоя-
ния гидробионтов и продукции из них. изменяющихся в результате производствен-
но-хозяйственной деятельности и воздействия природно-климатических факторов,
с учетом экологических параметров окружающей среды, экономических факторов
развития производства, внедрения новой техники, технологии и др
Срок действия норм расхода сырья составляет: 1) индивидуальных (временных) —
не более 1 года; 2) бассейновых или региональных — 3...5 лет (в зависимости от про-
изводственной необходимости); 3) единых (отраслевых) — 5 лет и выше
По истечении вышеуказанных сроков действия, нормы расхода сырья должны
переутверждаться, если они соответствуют фактическому расходу сырья, или раз-
рабатываться вновь. В случае стабильного несоответствия утвержденных норм
фактическому расходу сырья в течение 2-х лет, оии могут быть пересмотрены и
переутверждены досрочно.
Порядок разработки и утверждения норм расхода сырья устанавливается глав-
ным органом управления рыбной отрасли (в настоящее время Государственным
Комитетом по рыболовству России).
Под составам норм расхода сырья и материалов следует понимать перечень
нормообразующих элементов, которые устанавливаются в зависимости от назначе-
ния сырья и материалов, технологии нх обработки, вида выпускаемой продукции
Соотношение отдельных составляющих норм расхода иа производство едини-
цы продукции образует се структуру. По структуре нормы расхода сырья и мате-
риалов подразделяются:
1) на нормы, связанные с полезным расходом сырья на единицу готовой про-
дукции стандартного качества, осуществленных в составе данной продукции или
теоретически необходимых для изготовления продукции (полуфабриката);
2) на нормы, связанные с технологическими отходами и потерями сырья, обу-
словленными установленной технологией производства.
Технологические отходы — это минимальные отходы сырья, получаемые при
выработке данного вида продукции стандартного качества из сырья или полуфаб-
риката при установленной технологии и организации производства, которые не
могут быть использованы при производстве данного вида продукции.
К пищевым отходам относится сырье (печень, икра, молоки, головы и др.), ко-
торое может быть использовано при производстве пищевой продукции. Печень
тресковых рыб, икра осетровых, лососевых и других ценных видов рыб являются
ценными пищевыми отходами. У осетровых, лососевых н других ценных видов
рыб пищевыми отходами являются головы, срезки мяса, хрящи, молоки, печень,
вязига, соединительная ткань ястыков осетровых рыб (пробойки) и т. д.
К непищевым отходам относятся все отходы, используемые для производства
кормовой и технической продукции.
Учет используемых отходов должен производиться на каждом предприятии на-
ряду с учетом используемого сырья раздельно по пищевым и непищевым отходам
В нормы расхода включаются также технологические потерн, которые не мо-
гут быть использованы при производстве продукции Технологические потери —
минимальные безвозвратные потерн массы сырья или полуфабриката, обуслов-
ленные установленной технологией производства готовой продукции.
908
12.1. Общие вопросы нормирования
Общее количество технологических отходов, потерь н выхода готовой продук-
ции составляет технологическую норму расхода рыбы-сырца, сырья или полу-
фабриката для производства единицы продукции стандартного качества
Норма расхода сырья или полуфабриката для производства пишевой, кормо-
вий и технической продукции устанавливается применительно к конкретной
продукции и соответствует единице ее учета, принятой при производстве продук-
ции, в тоннах на 1 тонну продукции.
В норму расхода сырья ие включаются:
• отсортированная рыба, мелочь и прилов, отходы и потери, вызываемые на-
рушением стандарта к качеству сырья, нарушениями технологии, неисправной
работой оборудования, наладкой оборудования, испытанием образцов новой тех-
ники, нарушениями в организации производства;
• потерн сырья н полуфабриката прн транспортировании и хранении до по-
ступления нх в обработку или торговую сеть.
Перечисленные потери относятся к допроизводственным и сбытовым, и нор-
мы на них устанавливаются отдельно (нормыестественной убыли).
Прн производстве продукции применяются следующие методы разработки
норм отходов, потерь, расхода сырья и полуфабрикатов:
1) . Расчетно-аналитический метод, позволяющий установить технически и экономи-
чески обоснованные нормы расхода сырья по нормообразующим элементам. На основе
использования аналитических данных о массовом составе рыбы-сырца и изменении хи-
мического состава сырья при различных способах обработки устанавливается полезный
расход сырья. Расчетно-аналитический метод применяется при установлении новых
норм, проверки действующих иорм и результатов опытно-контрольных работ.
2) . Опытный метод, основанный иа проведении опытно-контрольных работ в
производственных условиях, в результате которых методом прямого взвешивания
устанавливается полезный расход сырья и материалов, количество отходов и потерь
на различных стадиях технологического процесса, где происходит изменение массы
сырья и материалов. Опытно-контрольные работы проводятся по единым утвер-
жденным методикам при условии соблюдения технологии производства конкрет-
ной продукции стандартного качества. Опытный метод применяется при установ-
лении новых норм, проверки действующих норм и в арбитражных случаях.
3) . Опытно-статистический метод, основанный на проведении опытно-кон-
трольных работ в производственных условиях, анализе и обобщении отчетных
данных о фактическом расходе сырья н материалов, с последующим сопоставле-
нием полученных данных для установления норм. Опытно-статистнческий метод
применяется при проверке действующих норм.
Кроме перечисленных методов, может применяться способ определения сред-
нестатистической величины расхода сырья н материалов на основе данных об их
фактическом расходе при производстве единицы продукции за прошлые годы.
Среднестатистическая величина удельного расхода сырья должна быть принята
с корректировкой в сторону снижения или увеличения (без ущерба для качества
продукции) при соблюдении следующих условий:
* сопоставимости данных расхода прошлого периода с данными расхода за
текущий период;
909
Главе 12. Технологическое нормирование при произведете» продукции из гидробиоитов
Таблица 12.1. Нормы отходов, потерь, выхода разделанной рыбы на все виды обработки (кроме
Вил рыбы, хлраггернстикл Р»Аон и ссэон лом Вид разделки Голом Внутренности
Всего е рЦ ® » 5 Втоы числе
Икр» моюки течей
Треска аркто- Норвежское. Потрошеная с головой - 12 0.6 — 4.6
норвежская Баренцево Потрошеная обезглавленная 20,3 - 12 0,6 — 4,6
сырей моря, сред- Гушка спсцраздслки 20,5 - 14,1 0.7 0.3 5
негодовал
Кусок спецраз делки 20,5 — 14,1 0.7 0.3 5
Филс с кожей 20.5 — 14.1 0.5 0.4 5 1
Филе без кожи 20,5 14.1 0.5 0.4 5
Подписи разработчиков:
• анализа динамики фактического удельного расхода сырья за ряд лет;
• полноты и точности отчетно-статистических данных о фактическом расходе
сырья при производстве единицы продукции за отчетные периоды.
При планировании выпуска готовой продукции, расчетах потребности сырья
и материалов, для контроля выхода готовой продукции, отчетах о расходе сырья
используются следующие основные показатели-.
• Коэффициент расхода сырья (КРС) — показатель, выражающий отношение
количества израсходованного сырья к количеству готовой продукции.
• Коэффициент выхода готовой продукции (полуфабриката) — показатель, вы-
ражающий отношение количества готовой продукции (полуфабриката) к количе-
ству израсходованного исходного сырья.
« Коэффициент извлечения продукта из исходного сырья — показатель, харак-
теризующий степень использования полезного вещества, содержащегося в со-
ответствующем виде исходного сырья. Например, процент извлечения жира из
тресковой печени. Он определяется отношением количества извлеченного по-
лезного вещества нз исходного сырья к общему его количеству, содержащемуся
в этом сырье.
При разработке проектов норм используется следующая нормативно-техни-
ческая документация:
I) данные отехнохимической характеристике сырья:
2) нормативные показатели сырья и готовой продукции, предусмотренные
требованиями ГОСТ, ОСТ, ТУ и технологическими инструкциями;
3) данные по расходу сырья, полученные иа основании ранее проведенных
опытно-контрольных работ:
4) данные производственных отчетов о расходе сырья на выпушенную про-
дукцию и бухгалтерских отчетов за прошедший период, сроком не менее 1 3 по-
следних года по всем видам продукции, предусмотренных в проекте норм.
К проектам норм представляются обосновывающие их материалы:
1) результаты опытно-контрольных работ (по формам, предусмотренным в
методиках проведения опытно-контрольных работ по каждому виду обработки) и
обоснование данных отходов и потерь по стадиям производства;
910
12.1. Общие «опросы нормирования
консервов и пресервов), в процентах к массе промытой рыбы, поступившей на разделку
Пленки ПИМТЕЛЬ- Плавни- ки. срез- ки мяса Плечевые кос- ти, грудные плавники Позвоноч- ная кость Кожа Чешут Итого от- хэдоа при разделке Потери при разделке, зачи- СТКС и мойке Всего от- колов и по- Выход раз- деланной
и! лузырт
— — — 12 2 14 86
— — — — — 32,3 2,1 34.4 65,6
- 5,9 — — — 0.4 41 1,8 42 8 57.2
6.3 — 0.5 41.3 1.8 43.1 56,9
— 6.1 — 9,8 — 0.5 50.9 2.1 53 47
- 6 1 — 9,8 2.5 53-4 2.1 556 44,4
2) сопоставительные таблицы действующих и проектируемых норм, результа-
тов опытно-контрольных работ н фактических данных зв 1 ...3 последних года;
3) пояснительная записка с обоснованием всех изменений действующих норм
или вновь вводимых.
Проекты норм отходов, потерь, выхода готовой продукции и расхода сырья
при производстве пищевой, кормовой и технической продукции представляются
иа рассмотрение и утверждение ло единым формам, установленным для всех
предприятий независимо от территриальною размещения, административного
подчинения и форм собственности. Некоторые основные формы представлены в
табл. 12.1...12.4.
Таблица 12.2. Нормы отходов, потерь, выхода готовой продукции и расхода рыбы-
сырца при производстве мороженой рыбопродукции (замораживание тоннельное и
плиточное)
Вил рыбы, деракте Район, сезон лова Вил разделки Способ за морвжзны- Отходы и по- тери при раз- делке, зачи- стке. мойке Потери при за- морвжи- Всего отхо- дов и Потерь Выход ГОТОВОЙ продук- ции Коэффи- циент рас- хай рыбы- сырпя ня
сырья НИЯ В чроиекткх к массе ры- бы, поступившей на данную операцию В процентах К массе рыбы единицу ГОТОВОЙ продукции
Треска Норвеж- Потрошеная с Блок- 14 0,6 14.5 85,5 1,17
аркто- ское. Ба- головой форма с
норвеж- ренпево крышкой
ская сы- рец моря. среднего- Потрошеная обезглавленная То же 34,4 0.6 34,8 65.2 1,534
Гушка спепраз- делки ** 42,8 0.5 43.! 56,9 1,756
Кусок спецраз- »• 43.1 0.5 43.4 56.6 1,766
делки
Филе с кожей » » 53 0,4 53,2 46.8 2,138
Филе без кожи » • 55,6 0.4 55,8 44,2 2,26
Подписи разработчиков.
911
Глава 12. Тахнологмчвскоа нормирование при производстве продукции из гидробионтов
Таблица 12.3 Нормы отходов, потерь, выхода готовой продукции и расхода сырья при
производстве соленой продукции
Наименование готовой продукции Хдрвггери- Опады к потери, вЖкмассс рыбы, поступившей на данную спервиию Всего от- ходов и потерь. Выход готовой продукции, в % к массе Коэффициент расхода сыры* ив единицу готовой праву кии и
ре шелка, зачистка, мойка мойка. «борка di? г ? 2 ленного сырья рыбы- сырт ленного рыбы- сыриа
Сельдь атлантиче- ская крупная жир- ная слабосоленая неразделянная- содержание со- Сельдь 0,8 3 3,8 96,2 95,8 1,039 1,044
ли от 4 до 6% содержание со- мороже- ная пераз деланная Тоже 0,8 5- 5.8 94.2 93,8 1,062 1,066
ли от 6 до 8%
Подписи разработчиков:
Таблица 12 4 Нормы отходов, потерь, выхода готовой продукции и расхода сырья при
производстве рыбопродукции горячего копчения
Наименова- ние готовой продукции Характеристика сырья, направляемого на обра- Всего Отходы и потери, в % к массе сырья. onto поступившего на данную операцию дови готовой продук- ции Коэффициеит раскола сыры На единицу готовой продукции
потерь
Размора- жива- ние. мой- РамсЛ- кд.эачи- СТКХ. мойка Посол направ- ленно- го еы- рья рыбы- сьфиа
уборка направленного в обработку
Салака балтийская горячего копчения неразде- ланная Салака балтийская не раздел энная: сырец, охлаж- денная: весенне-лет- него сезона 1,5 2.2 31 33,5 66,5 1,504
осенне-зимне- го сезона — 1.9 1,8 31,2 33.7 66.3 1,509
среднегодовая — 1,7 2 31,1 33,6 66,4 — 1,506
мороженая вссеннс-лет- него сезона 4 2,4 32,3 36,5 63,5 1,576 1,599
осенне-зимне- го сезона 4 2 31 35,1 64,9 1,541 1.564
среднегодовая 4 2,2 31,9 36,1 63,9 1,565 1,588
Подписи разработчиков:
912
12.2. Основные положении по проведению опытно-контрольных робот
Во всех формах указывается в графах:
1) «Вид рыбы, характеристика направленного сырья*— наименование видов
рыб в алфавитном порядке, длина и масса рыб в соответствии с требованиями
НД3 а также географическая принадлежность в том случае, когда рыба одного на-
именования различается по этому признаку (район промысла); для отдельных ви-
дов рыб указывается массовая доля жира в соответствии с ГОСТ;
2) «Вид разделки — вид разделки и способ предварительной обработки по-
ступившего сырья;
3) «Период лова» — период лова (квартал, полугодие), если рыба резко отли-
чается по своим биологическим особенностям в зависимости от периода лова;
4) -Способ и вид разделки» — способ разделывания рыбы (ручное или машинное),
наименование разделки в соответствии с ГОСТ (обезглавленная, тушка, филс и т. д.);
5) «Наименование готовой продукции» — вид рыбы, вид разделки, способ об-
работки.
12.2. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ПО ПРОВЕДЕНИЮ
ОПЫТНО-КОНТРОЛЬНЫХ РАБОТ
С учетом современного состояния производства рыбной продукции — хозяй-
ственной самостоятельности предприятий, изменением системы отчетности по
выходу продукции, сложностей с получением достоверной информации по фак-
тическому расходу сырья и т. д. — ведущая роль в разработке норм принадлежит
опытному методу, в основу которого входят опытно-контрольные работы, прово-
димые по определенным методикам [2].
Работы по определению отходов, потерь, выхода готовой продукции и расхода
сырья проводятся для уточнения действующих и разработки новых норм выхода
готовой продукции и расхода сырья.
Основанием для проведения опытно-контрольных работ являются:
• внедрение в производство новых видов сырья и материалов;
• изменившиеся промысловая обстановка или биологические особенности
гидробиоитов;
• внедрение в производство новых видов продукции, новой технологии, но-
вого оборудования и средств механизации,
• выявление причин перерасхода или экономии сырья при выпуске продук-
ции за период не менее 1 года;
♦ изменившиеся экономические условия хозяйственной деятельности и форм
собственности предприятий.
Для проведения опытно-контрольных работ приказом или распоряжением по
предприятию ( организации) назначается комиссия не менее 3-х человек, в состав
которой должны входить специалисты технологической лаборатории, производ-
ственного отдела, цеха или участка, бухгалтерии, при необходимости — предста-
вители НИИ или вышестоящей технологической структуры.
Проведение опытно-контрольных работ должно обслуживаться квалифици-
рованными рабочими.
913
Глава 12. Технологическое нормирование при производстве продукции из гидробионтов
Таблица 12.5. Результаты определения отходов и потерь при разделке рыбы для всех видов обра-
Наименование предприятия (судна)
Результаты опытно-контрольных работ оформляют по прилагаемым к методи-
кам формам (некоторые формы представлены в табл. 12.5... 12.8) и с обосновываю-
щими их материалами представляют для разработки проектов норм.
Израсходованное на проведение опытно-контрольных работ сырье, полуфаб-
рикат, а также выработанная готовая продукция подлежит учету на общих осно-
ваниях, предусмотренных для производственной продукции.
В случае невозможности выпуска готовой продукции стандартного качества,
полученной при проведении опытно-контрольных работ, израсходованное сырье
списывается в установленном порядке.
Результаты опытно-контрольных работ отражаются в следующих документах:
Таблица 12.6. Сводные результаты опытно-контрольных работ го определению отходов, потерь,
Наименование предприятия (судна)__________________________________________________
Район и период промысла
Способ замораживания (указать: стеллажное, россыпью, блоками и т. д.)
Режим: продолжительность замораживания; температура воздуха в аппарате (камере) — в начале замо-
сле замораживания.
Подписи:
914
12.2 Осноаные положения no проведению опитмо-контрольных работ
болен (кроме консервов и пресервов) (в процентах к массе промытой рыбы, поступившей на рамелку)
Опалы при разделке В том числе Потери при рамел- КС.»- Всего ОТХОДОВ и потерь при раз дедке
1 Плавни- сто вой. грудные, спинные) ночная кость Ребер ные. мел- кие внут- римы- шечные кое™ 1 к<». теша . I 1 Всего пищевые кепи
тхшечник, пленки плаав- Всего и* Ф-рш шеаые
• ХГ ' 1 кг 1 % 1 ~ *г К 1 Й кг % кг 1 % » % “ » кг | % кт nnv «г | Я
НIIIIIH 1 II
• учетные формы, подписанные членами комиссии, прилагаемые к конкрет
ной методике;
♦ пояснительная записка, в которой указывается: 1) основная нормативно-
техническая документация, по которой вырабатывалась опытная партия продук-
ции (ГОСТ, ТУ, ТИ и др.), 2) перечень измерительных приборов, используемых
при проведении опытно-контрольной работы; 3) особенности осуществления
технологического процесса на данном предприятии (особенности технологиче-
ской линии и др.). 4) предложения по уменьшению потерь сырья и сокращения
расхода сырья на выпуск единицы готовой продукции или обоснованные предло-
жения по их увеличению.
выхода готовой продукции и расхода сырья при производстве мороженой рыбы
Замораживание, у« з-> Всего отходов и потерь Выход готовой продукции Коэффициент
Масса рыбы Потери
отгул и a. i.ей на операции После замораживания уклалхи в кг и % к мяых сыры), напрев- расхода сырья на единицу готово»
•т/пйвшего н_ данную операцию ленного а обработку продукции
КЗ кг % кг ' % КГ 1 % кг ' Я
1 1
раживания, в копие замораживания; температура в теле рыбы (толще блока) — до замораживания и по-
915
Глане 1 2 Такнологнчаекоа нормирование при произведет»* продукции из гидробионтов
Таблица 12.7. Сводные результаты опытно-контрольных работ по определению отходов, norqx
Наименование предприятия (судна)
Способ посола (указать: чиновый, бочковой, смешанный, охлажденный и т.д.)
Ддт* про- клеим» Номер шцтгни Нжяые- ноыние готовой Видр»Х_1. Характери- стик» сыры Ралаелка. ямисты, мийи, стсыня
Масса посту- пившего сыры Потерн или привес Масса посту- пившего сыры Отходы и потеря
контроль- ных р» Вот (эюемп- направленно- го с обр«6от ку НОТО в об- работку, КГ
кг кг • кг %
2 Всего, среднее I
Режим: температура и концентрация туллука — в начале опыта, в конце опыта; продолжительность
Подписи-
Опытно-контрольные работы по определению отходов, потерь, выхода гото-
вой продукции и расхода сырья проводят для каждого вида рыбы или морепро-
дуктов: стандартной длины или массы; стандартного вида разделки; каждого вида
сырья или полуфабриката, направляемого иа данный вид продукции (свежее,
охлажденное, мороженое, соленое); каждого района и сезона промысла (для тех
объектов, биологические особенности которых отличаются по этим признакам).
Все работы проводят на сырье и готовой продукции, соответствующих требовани-
ям нормативно технической документации (ГОСТ, ТУ, ОСТ), с соблюдением техно-
логических инструкций при выработке продукции, одновременно с производствен
ной партией иа устойчиво работающем оборудовании. Отбор проб для проведения
анализов (химических и биологических) проводят из производственной партии.
Таблице 12.8 Сводные результаты опытно-контрольных работ по определению отходов, потерь
Наименование предприятия____________________________________________
Способ копчения_____________________________________________________
Дат» провс дени» кон тральных Номер пар- тии (Экземп- ляра} Наименова- ние готовой гротухпни Х»ра ктери сти- ка сырья, на- правленного в обработку Масса сы- ры, направ- ленного в обработку жи ванне Ридели, зачисти. ыойи, стеинне
Потера Масса посту- пившего сыры Отходы П сперм
в кг и % к массе сырье, посту-
кг « кг кг % кт К
Z J. Всего среднее
Режим: массовая доля в готовой продукции: влаги, в %, поваренной соли, в %; продолжительность копчения, ч;
Подписи.
916
12.2 Основные положения по проведению опытно-контрольных робот
и расхода сырья при производство соленой и пряной продукции
Посол И LB репание ( Уклад» готовой прол у ши и Всего стало» Выхол готовой и потерь продукции 1
Маси посту- пхвикгосыры Потери I UK""»*' F пившего сырья Потери Коэффициент раскола сыры на единицу готовой про- дукции
и яви к го н* данную операцию в кг к % к массе сырья, направленного в обработку
кг 1 % 1 кг кг Я кг Я | кг | Я
11
посола, массовая доля поваренной соли в готовом продукте, в процентах
Следует отметить, что работы проводят на одной партии стандартного сырья от на-
чала и до конца технологического процесса, с учетом всех отходов и потерь на каждой
стадии технологического процесса, где проходит изменение массы сырья. Наряду со
сквозным учетом, отходы и потери могут определяться для каждого вида сырья, на
том или ином этале или стадии производства, отдельно на ряде предприятий.
Опытно-контрольную работу повторяют ие менее 3-х раз, и результат опреде-
ляют по средним данным Резко отличные данные в расчет не принимаются и
опыт повторяют. Для рыб, вылавливаемых в небольших объемах, допускается
проводить одну работу.
При определении среднегодовых показателей проводится ие мсисс 4-х
опытно-контрольных работ в течение 1 года, из которых две работы — в холод-
и расхода сырья при производстве копченой рыбопродукции
Посол, отмочка, ополас кивание Копчение, омлжвение Ъкллжл в тиру Итого отхо- дов и потерь ВыхсдготовоЯ продукции Коэффици- ент раскола сыры на еди- ницу готовой про дроги и
Мвссл посту- пившего сыры Потери Мааса посту- Потери пившего сыры (привес) Маста посту- пившего сыры отходы виги % к массе сырья, на- превленного в обработку
пвыцегв на двннуко операцию
кг КГ 1 % .г ' «г «1 .. кг I % кг Я кг %
1
температура копнения. ‘С.
917
Главе 12. Твхиологичвскса нормирование при производстве продукции из гидробиоитов
ный период года и две работы — в теплый период. Для рыб, добываемых в опре-
деленный период года, работы проводят равномерно в период путины (кроме
осетровых рыб).
Одним из важных аспектов проведения опытно-контрольных работ является
порядок взвешивания, который разработан с учетом систематической ошибки и
точности взвешивания пробы по теории инженерного эксперимента [3] в зависи-
мости от навески. Согласно методик по нормированию [2] массу сырья или полу-
фабриката, поступившего на данную операцию и переданного на следующую, а
также отходов, устанавливают иа основании результатов прямого взвешивания
или замеров на отдельных операциях технологического процесса.
Основными контрольными единицами для учета изменения массы являются;
• вся масса сырья, взвешиваемая с точностью 0,1 кг;
♦ отдельные экземпляры рыб (крупная по стандарту и не подразделяемая
стандартами по длине рыба массой более Зкг как в разделанном, так и неразде-
ленном виде), взвешиваемые с точностью до 0,01 кг;
♦ вся масса полуфабриката или готовой продукции, взятая для опытно-кон-
трольной работы, и отходы, получаемые при разделке рыбы, взвешиваемые с точ-
ностью до 0,01 кг;
• отдельные ястыки, взвешиваемые с точностью до 0,001 кг и отдельные пор-
ции икры, взвешиваемые с точностью до 0,05 кг,
• антисептики, масло, глицерин, вводимые в икру, взвешивают с точностью
до 0,002 кг.
Взвешивание рыбы (сырца, соленой, отмоченной) и отходов, связанное с не-
обходимостью удаления крови, влаги (стекания), проводят в специальных перфо-
рированных емкостях.
Массу рыбы и отходов определяют по разности массы брутто и тары. Массу
тары проверяют после каждого взвешивания. Тару взвешивают немедленно после
освобождения от рыбы, не допуская высыхания, с точностью до 0,01 кг. Перфори-
рованные емкости, носилки, тележки и другие средства перемещения, в которых
производится взвешивание, следует держать в чистоте и пронумеровать. Массу
средств перемещения определяют после каждого взвешивания.
Потери сырья (полуфабриката) в кг на дайной операции определяют расчет-
ным путем по формуле:
Я = Л/, — (Л/, + Af). <«.i)
где П — потери массы сырья (полуфабриката) иа данной операции, кг; Л/, — мас-
са сырья (полуфабриката), поступившего изданную операцию; М2 — масса сырья
(полуфабриката), переданного на следующую операцию; М — общая масса отхо-
дов наданной операции.
При проведении работ необходимо пользоваться только исправными, про-
шедшими Государственную поверку н точно установленными в соответствии с
инструкцией по эксплуатации весами. Перед началом работ представитель лабо-
ратории. ответственный за весовое хозяйство должен определить погрешность
весов в сравнении с допустимой погрешностью весов по техническому паспорту и
зафиксировать это в акте или в пояснительной записке, где указать также номер
918
12.2. Основные положения по проведению олытно-контролвныж робот
весов, дату государственной проверки весов и гирь, максимальную нагрузку, тип
весов. Гири должны применяться допустимого срока клеймения.
Площадку весов следует держать в чистоте и насухо вытирать после каждого
взвешивания.
Для одной опытно-контрольной работы отбирают одну партию сырья, опре-
деленного вида и размерной группы, однородного по способу первоначальной
обработки. При наличии в лЛбой из размерных групп рыб, резко отличающих-
ся друг от друга своими длиной и массой, отбирают рыбу только средней длины
или массы.
Для видов рыб, не подразделяемых стандартом по длине или массе, отбирают
рыбу средней длины или массы, характерной для данной партии. В формах учета
указывают длину и массу рыбы в соответствии с классификацией по ГОСТу, на-
пример— крупная, средняя, мелкая.
В опытно-контрольную партию отбирают рыбу, соответствующую качеству и
размерному составу данной производственной партии, в количествах:
♦ рыбу, не подразделяемую стандартом по длине или массе, и рыбу массой до
Зкг (разделанную и неразделенную) — не менее 50 кг, для мелкой рыбы и рыбы (мо-
репродуктов), вылавливаемых в небольших объемах, допускается ие меиее 30 кг;
♦ рыбу массой более Зкг, а также учитываемую в производстве поштучно, ие
менее 10 экземпляров;
♦ семгу, лосось балтийский, чавычу, белорыбицу, рыбу тунцового промысла —
не менее 5 экземпляров
К каждой рыбе, взвешиваемой поштучно, прикрепляют бирку с указанием но-
мера и массы рыбы.
Массу рыбы, отобранной для опытно-контрольной работы, определяют:
♦ живой рыбы — после выдерживания до полного отделения слизи в охлаж-
даемом помещении с последующей мойкой и стеканием;
♦ рыбы-сырца, охлажденной рыбы — после освобождения ото льда, мойки и
стекания;
• мороженой рыбы - после освобождения от упаковки, льда, водной глазури
или зашитных покрытий;
• соленой рыбы (полуфабриката) — после освобождения от тузлука и соли.
При определении количества остаточной воды на рыбе-сырце, поступаю-
щей по гидротранспортсру, отбирают нс менее 5 порций рыбы, выходящей с ве-
сов. массой не менее 20 кг каждая, в предварительно взвешенный специальный
противень или металлический ящик, захватывающий всю ширину потока ры-
бы. Отобранную рыбу взвешивают в противне, переносят в корзину или сетча-
тый ящик и выдерживают в них в течение 1 часа для стекания воды с рыбы, по-
сле чего взвешивают.
По разности массы рыбы (нетто) до и после стекания определяют количество
остаточной воды на рыбе-сырце, направляемой в обработку (кг), и пересчитыва-
ют в процентах по формуле:
„ 100 (Л- В)
к _ ----v-----1 (U2)
А
919
Глава 12. Текнологмческо* нормирование прн производстве продукции из гидробионтов
где К — количество остаточной воды иа рыбе сырце, в процентах к массе рыбы,
направляемой в обработку; А — масса рыбы-сырца до стекания, кг; В— масса ры-
бы-сырца после стскаиия, кг.
Определение проводят ие менее пяти раз.
Количество остаточной воды (в процентах), среднее из проведенных опытов,
исключают из массы рыбы, отобранной для опытно-контрольной работы.
При определении количества глазури на мороженой глазированной рыбе от-
бирают из опытной партии мороженой глазированной рыбы по 3 штуки (рыбы,
блока, коробки, пакета) с различным количеством глазури и, освободив от упа-
ковки, взвешивают.
Глазурь и лед между рыбами тщательно удаляют гри неполном воздушном
размораживании (не допуская размораживания рыбы) и после полного освобож-
дения от глазури (льда) рыбу взвешивают. По разности массы рыбы глазирован-
ной и после удаления глазури (льда) определяют массу глазури (тьда) и пересчи-
тывают в процентах к массе глазированной рыбы.
Количество глазури (льда) (в процентах) исключают из массы мороженой ры-
бы, отобранной для опытно-контрольной работы.
Одной из общих технологических операций при производстве продукции из
гидробиоитов является мойка и стекание, которые проводят согласно действую-
щим технологическим инструкциям.
Мойку проводят чистой водой, допущенной органами Государственного сани-
тарного надзора для пищевых целей (речной, морской, водой изартскважин), до
полного удаления загрязнений, крови и слизи. Для мойки и последующего стека-
ния рыбу помешают в перфорированные емкости.
Выдержку для стекания проводят для удаления излишней влаги с поверхности
рыбы, всегда при одинаковом слое и продолжительности выдержки, до прекра-
щения стекания капель жидкости с рыбы.
Рыбу для стекания помещают: крупную укладывают на решетки; мелкую —
в перфорированные емкости насыпью высотой слоя 15...20см; разделанную
рыбу укладывают разрезом вниз, филе — в сетчатые противни наклонно в один
ряд кожей вверх
Продолжительность выдержки для стекания мелкой рыбы — тюльки, хамсы
и др. — до I часа, крупной — не менее 15...30 мин.
На каждом предприятии с учетом конкретных особенностей производства
продолжительность выдержки для стекания влаги уточняется лабораторией.
При определении продолжительности выдержки для стекания его ведут до
удаления капельной влаги, не допуская высыхания поверхности рыбы.
Перед началом любой опытно-контрольной работы подбирают и подго-
тавливают необходимый инвентарь, оборудование, измерительные приборы:
весы н гири действующего срока клеймения; ящики, носилки и корзины, вед-
ра, тележки, банки, вазы; бирки (из нержавеющего металла, деревянные или
пластмассовые) с номером по числу рыб или тарных мест; пломбир и пломбы;
сетные мешки; термометры, гидрографы, термографы, анемометры, ареомет-
ры, измерительные линейки или рулетки, секундомеры или часы; учетные
формы.
920
12.3. Обработка результатов опытно-контрольных взвешиваний
12.3. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ ОПЫТНО-КОНТРОЛЬНЫХ
ВЗВЕШИВАНИЙ
На основе контрольных взвешиваний определяют массу рыбы, отходов и по-
терь на каждой стадии технологического процесса (в кг) и пересчитывают в про-
центах к массе сырья, поступившего на данную операцию по формуле:
_ Z7, - 100
1 " Л/,
(123)
где /7Д — отходы и потери в процентах к массе сырья (полуфабриката), поступив-
шего на данную операцию; 7/, — отходы и потери на данной операции, кг; Му —
масса сырья (полуфабриката), поступившего на данную операцию, кг.
Пересчет пооперационных отходов и потерь в процентах к массе сырья (полу-
фабриката), направленного в обработку, проводят по формуле:
/7=^
М
(12.4)
где П— отходы и потерн в процентах к массе сырья (полуфабриката), направляе-
мого в обработку; ITt — отходы и потери на данной операции, кг; М — масса сы-
рья (полуфабриката), направляемого в обработку, кг.
Отходы и потери на любой операции технологического процесса в про-
центах к массе сырья (полуфабриката), направленного в обработку, определя-
ют по формуле:
(100-377пр)77я
100
(12 5)
где /7 — потери (отходы) на данной операции в % к весу сырья, направленного в
обработку; Z/7np — сумма отходов и потерь на предыдущих операциях, в % к весу
сырья, направленного в обработку; /7а — потерн (отходы) на данной операции в %
к весу рыбы (полуфабриката), поступившей на операцию.
Выход полуфабриката на данной операции в процентах к массе сырья (полу-
фабриката), поступившего на эту операцию, определяют по формуле:
где Вв — выход полуфабриката на данной операции в процентах к массе сырья
(полуфабриката), поступившего на эту операцию; В, — выход полуфабриката на
данной операции, кг; Л/, — масса сырья (полуфабриката), поступившего на дан-
ную операцию, кг.
Выход готовой продукции (полуфабриката), в процентах к массе направлен-
ного сырья, определяют по формуле:
921
Гпам 12. Технологичасхо* мормиромииа при промэподстм продукции иа гидробионтов
Я, 100
в= ~м~
где В — выход готовой продукции (полуфабриката) в процентах к массе на-
правленного сырья (полуфабриката); В — выход готовой продукции (полу-
фабриката), кг; М — масса сырья (полуфабриката), направленного в обработ
ку, кг.
Выход готовой продукции или полуфабриката на любой технологической опе-
рации в процентах к массе сырья (полуфабриката), направленного в обработку,
определяют по формуле:
_ Я, Дз Дя- 100
" Л/, ' М2' ‘ М„ ’
где В — выход готовой продукции (полуфабриката) на любой технологической
операции в процентах к массе сырья (полуфабриката), направленного в обра-
ботку; Bt, В2, В„ — выход полуфабриката на 1-ой, 2-ой, и-ой операции, кг; Л/,,
М2, Мп — масса сырья (полуфабриката), поступившего на 1-ую, 2-ую, л-ую опе-
рацию, кг.
Выход готовой продукции (полуфабриката) можно определить по формуле:
В - 100 - п,
(12 9)
где В — выход готовой продукции (полуфабриката), в процентах к массе сырья,
направленного в обработку; П — сумма отходов н потерь на всех операциях, в
процентах к массе сырья, направленного в обработку.
Коэффициент расхода сырья на единицу готовой продукции определяют по
формуле:
М *,100
К = — или К = — , (12.10)
Пг о
где К — коэффициент расхода сырья; М — масса сырья, направленного в обработ-
ку, кг; В, — выход готовой продукции, кг; 100 — масса сырья, направленного в об
работку, принятая за 100%; В — выход готовой продукции, %.
Пример расчета. Прн проведении опыта о-контрольной работы по оп-
ределению выхода скумбрии атлантической потрошеной холодного копчения из
скумбрии мороженой неразделанной получены результаты, приведенные в
табл. 12.9.
Расчет отходов, потерь и выхода полуфабриката показан в табл. 12.10.
Расчет отходов и потерь, выхода готовой продукции в процентах к массе сы-
рья, направленного в обработку, следующий
Всего отходов и потерь:
/7= 1,5+ 5,0+ 13,0+ 0,7+ 41,5 = 61,7 кг;
л=бц 1р о = 4113в41л%
922
12.3. Обработка результатов опытно-контрольных вмешиваний
Таблице 12.9 Результаты опытно-контрольной работы по определению выхода скумбрии
атлантической потрошеной холодного копчения из скумбрии мороженой неразделенной
Технологическая операция Масса рыбы, направлен- ной вобра Вотку, кг Выход полуфабриката Отходы и потери
% к массе рыбы, поступившей ня оПараиню кг %к массе рыбы, поступияшс* на операцию
1. Размораживание, мойка 150,0 148,5 99,0 1.5 1.0
2. Разделка, зачистка, мойка 148,5 143,5 96.6 5.0 3.4
1 Посол 143,5 130,5 90,9 13.0 9,1
4. Отмочка 130.5 129,8 99.5 0,7 0,5
5. Подсушка, копчение, уборка 129.8 88.3 68.0 41,5 32.0
Таблица 12.10. Пример расчета отходов, потерь и выхода полуфабриката (в кило-
граммах и процентах к массе сырья, поступившего на операцию)
Технологическая операция Оподы и потери Выход
I Размораживание, мой- ка /7=150.0- 148,5= 1,5 кг л= = 1.0% л= 1482.100 = 99Л% или В= 100-1,0 = 99.0%
2 Разделка, зачистка, мойка 37= 148.5 —143.5 = 5,0 кг „=5А_!°0 = 3 36.3,4% В . = <03.96,6* 148.5 или 5= 100-3,4 = 96,6%
3. Посол П = 143.8- 130,5= 13.0 кг Яе 1з^юов9О5в9>1% 143,8 В * 90.94.90.9% 143,5 или В = 100-9,1 =90,9%
4. Отмочка Я= 130,5 - 129,8 = 0,7 кг 77= = 0.53-0,5% а - ‘^'зо';100 - 99,46.99.5% илиВ= 100 - 0,5 = 99,5%
5. Подсушка, копчение, уборка П= 129,8 -88,3= 41,5 кг и ~ 4';^= 31.97-32.0% а = 8-8,29 = «8.02 - 68.0% илиЯ= 100-32.0=68,0%
Выход готовой продукции В = 100 - 41,1 = 58,9 % или
В = 150,0-61,7 = 88,Зкг;В = -8’?50‘- = 58,86 - 58,9 %
или В = (0.99 0.966 • 0.909 • 0,995 • 0,68) • 100 = 58,9 %.
Расчет коэффициента расхода сырья
= 1.698; К= = 1.698.
об,Э Эб,У
Результаты расчетов массы сырья, полуфабриката, готовой продукции, отхо-
дов и потерь округляют до первого знака после запятой. Коэффициент расхода
сырья округляют до третьего знака после запятой.
923
Г ла «с ] 2 Т*хнологич*охо* нормированы* при производств* продукции из гидробионтов
Средний результат по трем контрольным партиям, произведенным в один и
тот же сезон, определяют по сумме масс контрольных взвешиваний, м средний
процент находят к обшей массе сырья, направленного в обработку или поступив-
шего на операцию. Пример расчета приведен в табл. 12.11.
Таблица 12.11. Пример расчета среднего результата по трем
контрольным партиям
I Маси сырья HinpBB- Bu,0J1 гото»ойг1рол}кции(пвлуфввр»<квт1)
Номер партии пенного обработку; кг * <г
". д 4.
2 ". А
3 и, Ву
Всего м=м, + мг + му в= в, + в2 + ву =* ^Ittl 8
Среднее 9=^ Д. - у
Для установления среднегодовых норм используют данные опытно-кон-
трольных работ за три года н фактический расход сырья. Порядок расчета сред-
негодового выхода разделанной рыбы в завнснмостн от сезонных и биологиче-
ских колебаний массового состава отходов при разделке производится по ни-
жеприведенному примеру.
Пример. По отчетным данным (за 3 года) на тушку спенразделки направле-
но 207,5 ц сазана, из них: 131,9 цв I и FV кварталах и 75,6 во II и III кварталах.
Отходы и потери при разделке сазана по данным контрольных работ за год со-
ставили: в I н IV кв. —43,7%; во II и III кв. —41,6%.
Исходя из данных направления сырья в обработку, определяется удельный
расход сырья:
IhIVkb = 0.636; II и 111 кв.= 0,364.
Затем определяется процент отходов и потерь поквартально:
I и IV кв. -0,636-43,7 = 27,79%; II и III кв. - 0,364 -41,6 = 15,14%.
Среднегодовые отходы и потери определяются суммарно:
27,79 + 15,14 = 42,93, округляется до 42,9 %.
Соответственно производится расчет по всем видам отходов и выходу готовой
продукции. Результаты вносят в таблицу (см. табл. 12.12).
Данные по удетьному расходу сырья должны рассчитываться исходя из фак-
тически направленного сырья в обработку за три года, включая год проведения
опытно-контрольных работ.
924
12 4. Особенности технологического нормировони»
Табл ния 12.12. Определение среднегодовой величины отходов, потерь и выхода
разделанной рыбы
Сезон Л0В1 рыбы
I.IV 11,111 Среднегодовой
Вид и характеристика направленного сырья (сазан) Вид разделки Удельный расход сырья (направленно- го в обработку) Рыба -сы ре ц Ту ш ка
Отходы, потери и выход разделанной рыбы, % к массе промытой рыбы
Отходы: головы и плавники 0,636 24,2-15,39* 0,364 23,7= 8,63 24.02 - 24,0
внутренности- всего 0,636 12,8 = 8,14* 0,364 - 10,8 = 3,93 12,07- 12,1
в тч. икра 0,636-4,3 = 2,73“ 0,364 - 3,2= 1,15 3,89-3,9
чешуя 0.636 -4,9 -3.12* 0,364-4,7= 1.71 4,83-4,8
Итого отходов 0,636 1,9 = 26,65* 0,364 - 39,2 = 14,25 40,92 - 40,9
Потери при разделке, зачистке, мойке 0,636- 1.8= 1,14 0,364 - 2,4 = 0,87 2,01-2,0
Всего отходов и потерь 0,636-43.7 = 27.79“ 0,364 41,6= 15,14 42,93-42,9
Выход разделанной рыбы 0.636 56.3 = 35.81 0,364-58.4 = 21.26 57,07-57,1
•Данные олытно-контрслышх работ
12.4. ОСОБЕННОСТИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО
НОРМИРОВАНИЯ
12.4.1. Нормирование при производстве консервов
На производство консервов и пресервов направляют живые, охлажденные и
мороженые рыбу н морепродукты, как в нсразделанном, так и разделанном виде,
фарш рыбный пищевой, а также пищевые отходы от разделки (икра, печень, мо-
локи и др.) в соответствии с требованиями НД. Для пресервов сырьем также мо-
жет служить соленый полуфабрикат.
Основными материвлами в консервном производстве называются те, которые
входят в состав консервов и пресервов помимо рыбы (соль, растительное масло, са-
хар, мука, томат-паста, крупы, овощи, пряности и другие продукты). Помимо ос-
новных материалов используются вспомогательные, которые не входят в состав
продукта, но необходимы для осуществления технологического процесса — это ме-
таллические, стеклянные, полимерные банки, клей, шпагат, пакеты, этикетки и пр
Норму расхода сырья для выработки единицы консервов и пресервов состав-
ляют: общее количество отходов, общее количество технологических потерь, вы-
ход полуфабриката (готовой продукции).
925
Главе 12. Технологическое нормирование при производства продукции из гидробионтов
Норма закладки полуфабриката или сырья устанавливается в процентах к массе
нетто банки в соответствии с действующими НД. Единицей консервной продук-
ции считается учетная банка № 8 весом нетто 353,5 г (350 г).
Норма расхода направленного сырья указывается в кг на 1000 учетных банок
(туб) консервов н определяется по формуле:
Я, 100
Яр = ——------1000, (пли
где Яр — норма расхода сырья на туб (кг); Я3 — норма закладки полуфабриката
или сырья в одну учетную банку (кг); Вр — норма выхода расфасованного полу-
фабриката (%).
Например, если норма закладки полуфабриката составляет 210г, а норма
выхода расфасованного полуфабриката 54,1 %/кг, то расход направленного сырья
составит:
^54 1000 = ^88 кг иа.Пб-
При производстве консервов и пресервов пересчет физических банок в учет-
ные производится по весовым коэффициентам.
Коэффициент пересчета физических банок в учетные определяется по формуле:
Ф
К = — , (12-12)
где К — коэффициент пересчета физических баиок в учетные; Ф — масса нетто
физической банки в г; У — масса учетной банки в г.
Например, необходимо пересчитать фактический выпуск консервов в фи-
зической банке № 3 массой нетто 240 г в учетные.
Определяем коэффициент пересчета:
и умножаем на количество физических банок № 3.
Проекты норм отходов, потерь, выхода готовой продукции и расхода сырья или
полуфабриката при производстве консервов и пресервов представляются по оп-
ределенным формам (примерная форма представлена в табл. 12.13).
Твблици 12.13. Нормы отходов, потерь, выхода расфасованного полуфабриката и расхода сырья при
Ассортимент консервов (пресерво!). виды рыб, вид Характеристика направленного сыры От» ы и потери в * к массе рыбы поступившее на данную
мойка, размен рахимние раздалкд,за- чистка. мойка порционирова кие. noRu кусков панироы- ние (привес) [
•Щука обжаренная в томатном соусс» Щука не раз деланная I 37 2 °-5 °'3
926
12.4. Особенности технологического нормирования
В графе Ассортимент консервов» указывается наименование консервной
продукции в соответствии с утвержденным Реестром ассортиментных знаков
консервов, пресервов нз рыбы и морепродуктов (консервы рыбные натуральные,
в желе, в томатном соусе, в масле и т. д.; пресервы рыбные специального баноч-
ного посола, пряного посола, из разделанной рыбы ит. д.; консервы и пресервы
из морепродуктов).
Пересчет пооперационных потерь или отходов иа любой операции технологи-
ческого процесса к весу сырья, направленного в обработку, производят по форму-
ле (12.5), с. 921,
Пример; при изготовлении консервов «Щука обжаренная в томатном со-
усе» отходы и потери к весу рыбы, поступившей на данную операцию, составили:
при мойке и дефростацин . -1,0%
при разделке .—37,0%
при пориионировании ..... . 2,0 %
при мойке и посоле порций. . -0,5 %
при панировке (привес)___ 4-3,0 %
при обжарке и охлаждении ... . -23,0%
при расфасовке. ........ ... -1,0 %
При пересчете процент потерь (отходов) к весу рыбы составит:
1. При мойке и дефростации:
(100-0) ' Ч .,0%.
2. При разделке-
г. (Ю0 -1.0) 37,0 99.0-37,0 „ , „
Ч = -----ioo-------* —ire- * 3616 *
3. При пориионировании:
п [100- (1,0 ч- 36,6)3 • 2»° _ 62,4 • 2,0 _
100 юо
4. При мойке и посоле:
п _ [100-(1,0т 36,6-г 1,3)] 0,5 _ 61,1 0,5 _ п ,
100 “ 100 " ’
производстве консервов из обжаренной рыбы (в масле, томатном соусе, в маринаде, в желе и др.)
операцию Всего отходов и потерь Выход фасованного полуфабриката Корна мклалки а одну учетную банку 1000 учетных
обжарка к охлаждение Рио Другие компоненты
фасомннс % к массе направленного еырыа г | % к массе нетто банки Ж к массе нетто банки банок, кг
23 1 52.3 47.7 250 | 71,4 юо 28,6 524
927
Глава 12 Твкнологмчвсков нормирование при прок модеме продукции из гидробионтов
5. При панировке (привес)
п _ [100-(1,0 + 36,6+ 1,3+ 0,3)] -3,0 _ 60,8 - -3,0 _ . йа
г₽ = 100 " 100 = ’
6. При обжарке н охлаждении:
[100-(1,0+ 36,6 + 1,3+ 0,3-1.8)]-23,0 62,6-23,0 . %
°- 100 100 ’
7. При расфасовке:
п [100-(1,0+ 36,6+1,3+ 0,3- 1,8+ 14,411-1,0 48,2 1,0
= ------------------100-------------------------кхГ~ г °’5%-
Определяется сумма отходов н потерь.
/7- 1,0 + 36,6 + 1,3 + 0,3 - 1,8 + 14,4 + 0,5 - 52,3.
Выход уложенной рыбы в банки составит:
В = 100 - 52,3 = 47,7%.
Норма закладки обжаренной щуки Я, = 0,250 кг
Норма расхода рыбы на 1000 учетных банок:
Я, • 100 • 1000 0,25 100 1000 ...
Л = -------в---- = ---- = 524 кг.
Для установления норм отходов, потерь сырья и материалов прн производстве
консервов и пресервов проводят опытно-контрольные работы по ходу технологи-
ческого процесса, который охватывает все операции, связанные с изменением
веса рыбы и материалов в соответствии с «Методиками по определению расхода
сырья и материалов при производстве консервов и пресервов из рыбы, морских
беспозвоночных и водорослей» [4]. Опытно-контрольные работы проводят при
строгом соблюдении требований технологических инструкций. В соответствии с
Методиками отбирается опытная партия сырья общим весом не менее 100кг с
Таблица 12.14. Сводная форма результатов опытно-контрольных работ по определению отхо-
виде тушки, филе, кусочков)
Наименование предприятия
928
12.4. Особенности технологического нормирования
учетом сезона промысла (преднерестовый, нерестовый, посленерестовый, на-
гульный). Прн разделке и других технологических операциях проводят не меиее
3-х опытно-контрольных работ и соблюдают общие правила Методик определе-
ния расхода сырья при производстве пищевой продукции [2].
Результаты опытно-контрольных работ отражаются в учетных формах, подпи-
санных членами комиссии, и пояснительной записке. Примерная учетная форма
представлена в табл. 12.14.
При расчете отходов, потерь н выхода полуфабриката илн готовой продукции
используют следующие формулы.
Расход сырья (Рс) на 1000 учетных банок (туб) консервов или пресервов в кг
„ //, 100 1000
р'=^—в—
<12.13)
где //, — норма закладки фасованного полуфабриката в одну учетную банку, кг;
В — выход фасованного полуфабриката в процентах к массе сырья, поступившего
в обработку.
Выход полуфабриката (/?„) на данной операции в процентах к массе полуфаб-
риката, поступившего на эту операцию
я д»г-100
"=
где В„ — выход полуфабриката на данной операции, кг; Моп — масса полуфабри-
ката, направленного на данную операцию, кг.
Выход полуфабриката на данной операции в процентах к массе направ-
ленного сырья
<12 М)
„ -g" •100
м
(12 15)
где М — масса сырья, направленного на обработку, кг.
Пооперационные отходы и потерн (/?„) в процентах к массе полуфабриката,
поступившего на данную операцию
лов. потерь и выхода готовой продукции при производстве консервов (рыба уложена в банки в
Паниро вка Обжарка (блан- ширование) Копчение или цр)тие опера- ции
Фаслмнме Всего Выход фе^ Норма хакледки пса ну учетную Генку, кг % к массе нетто банки
‘ Сырье 1 Привес Сырье Потери Сыры Потери Сырье Потеря опоаог и потерь полуфеб- Рыба Другие ком- поненты 1000 учет
о на пину» операцию
И 1 КГ 1 % КГ КГ 1 % КГ 1 КГ | Я 'Г » кг '1 Я • « Г 1 Ж
11 j 1 1 1 1 " 1 1
929
Глава 12. Такиологмчвсков нормирование при производстве продукции из гидробионтов
Дп - 100 И'ЛИ Д. “ 100 ~ йг-
‘"оп
(U16)
где О„ — отходы и потери на данной операции, кг; Моп — масса полуфабриката,
направленного данную операцию, кг.
Пооперационные отходы и потери в процентах к массе сырья, направленного
в обработку
П =
fie 100
М
или П =
Ю0-£Лга
---й----п°-
(12.17)
где Окг — отходы и потери на данной операции, кг: М — масса сырья, направлен
него в обработку, кг; £/7пр — сумма отходов и потерь на предыдущих операциях в
процентах к массе сырья, направленного в обработку; Па — отходы и потери на дан-
ной операции в процентах к массе полуфабриката, поступившего на эту операцию.
Выход фаршевой смеси (Всмесь) (сырой и обжаренной рыбы) в процентах к мас-
се исходного сырья из одного вида при производстве консервов и пресервов из
фаршевых изделий
^обж -^сыр "* Д:ыр -^обж
(12.1в)
где Ясыр — выход сырой рыбы при подготовке фаршевой смеси в процентах к мас-
се исходного сырья, направленного в обработку; В^ — выход обжаренной рыбы
при подготовке фаршевой смеси в процентах к массе исходного сырья, направ-
ленного в обработку; Дсыр, — массовая доля сырого и обжаренного фарша в
процентах от массы смеси.
Пример. При проведении опытно-контрольной работы по определению
отходов и потерь, расхода сырья при производстве консервов «Сардина атланти-
ческая аппетитная» из сардины атлантической мороженой неразделаниой в коли-
честве 140 кг при ручной разделке и ручном порционнрованни получены резуль-
таты, данные в табл. 12.15.
Таблица 12.15. Результаты опытно-контрольной работы по определению отходов и
потерь, расхода сырья при производстве консервов «Сардина атлантическая аппетитная»
из сардины атлантической мороженой неразделенной
Технологическая операция Мясся рыбы, направленной на данную операцию кг Выход полуфабриката Отходы м потери
а кг и % от массы пол уфабрик опер л та. поступившего иашнную иню
кг « кг %
Размораживание, мойка 140 137.2 98 2,8 2,0
Разделка, зачистка, мойка тушек 137,2 80,9 59 56,3 41.0
Пориионирование. мойка, кусков 80.9 80.5 99.5 0.4 0.5
Посол 80,5 79,3 98.5 1.2 1,5
Фасование 79.3 78-5 99 0.8 1.0
930
12 4. Особенности технологического нормирования
1. Р а с ч е т выхода полуфабриката на соответствующих технологических опе-
рациях в процентах к массе полуфабриката, поступившего на данную операцию
Д, и к массе направленного сырья Вч, а также пооперационных отходов и потерь в
процентах к массе полуфабриката, поступившего на данную операцию Пм, и к
массе направленного сырья 77показан в табл. 12.16.
Табл ина 12.16. Расчет выхода полуфабриката на соответствующих технологических
операциях, а также пооперационных отходов и потерь
Тсхнологичсссм оперший Оглцдм и питери Выаид
Разморажива- ние, мойка п = 2’8-' 100 = 2 0- - 140 А = 137,2-100 140 = 98,0 ;
П т 2.t1-100 ж w или/7_1оо_98 = 2,оили 140 4- 137.2 100 140 - 98.0
П . <100-0?-2,0 ж 100
Разделка, зачи- стка, мойка ту- 4. = 4,-100 - 59 - 41,0; 4- 80,9 100 137.2 = 59,0;
тек п 56,3-100 ,л- П - 140 ’ *’-2 ИЛИ (100-2)-41,0 100 ’ 4- 80,9- 100 140 = 57,8
Порционирова- ние, мойка кус- 4. = 0,5 ИЛИ Л„-100 - 99,5 - 0,5; 4- 80,5-100 80.9 = 99^>;
ков п 0,4-100 _ , п - -йо“ - 4 = 80.5 100 140 > 57,5
„ _ [100-(2,40.2)1-0.5 _
100 -°'3
Посол 4>. ’ ''goj.00 ’ 1,5 “ЛИ 100-98,5-1,5; 4 = 79,3-100 80,5 - 98,5 ;
^ЦДОО.0.9^ = 79,3-100 140 = 56,6
п _ [100-(2,40,2 + 0,3)1-1,5 _ 0о
П 100 °-9
Фасование 4» - °'*, j,00 = 1,0 или Л_- 100-99.0- 1.0; А = 78.5- 100 79.3 = 99.0;
п 0.8-100 П - —, 0.6 или А - 78 5 100 140 = 56,1
п - [10°-(2,402,0.3,0,9)]-1,0 . п <
" 100
2. Расчет обшего количества отходов и потерь в процентах к массе сырья,
направленного в обработку, следующий.
931
Глава 12. Технологически»* нормирование при производстве продукции из гидробионтов
I -Й вариант. П = 2+ 40,2 + 0,3 + 0,9 + 0,6 = 43,9;
2-й вариант: а) всего отходов и потерь, кг
/7- 140 - 78,5 = 61,5 или 2.8 + 56,3 + 0,4 + 1,2 + 0.8 = 61,5;
б) всего отходов и потерь в процентах к массе сырья, направленного в обработку
6L5J00
140
3-й вариант: а) выход фасованного полуфабриката в процентах к массе на-
правленного сырья составляет 56,1 (результат при фасовании); б) всего отходов
и потерь в процентах к массе направленного сырья 100 — 56,1 = 43,9.
3 Расчет расхода сырья на 1000 учетных банок консервов в кг
„ 0,315 -100-1000 л
-------56^--------561.0.
где 0,315 — норма закладки рыбы в 1 учетную банку, кг.
Результаты расчетов массы направленного сырья, полуфабриката, поопераци-
онных отходов и потерь округляют до первого знака после запятой. Средний ре-
зультат определяют по трем контрольным работам, проведенным в один н тот же
сезон по сумме масс контрольных взвешиваний направленного сырья (полуфаб-
риката) на каждой технологической операции
Нормы расхода основных и вспомогательных материалов устанавливаются на
основании результатов замеров на отдельных стадиях технологического процесса
и выражаются в процентах к количеству материалов, поступивших на данную
операцию, а затем к весу опытней партии.
Опытно-контрольные работы проводятся не менее, чем в трехкратной по-
вторности и затем выводятся средние результаты. Расход материалов (по видам)
на каждый ассортимент консервов устанавливается расчетным путем.
Опытно-контрольные работы должны проводиться на материалах стандарт-
ного качества при строгом соблюдении режимов, предусмотренных технологиче-
скими инструкциями для каждой стадии технологического процесса.
Установленные таким образом нормы расхода сырья и материалов при произ-
водстве консервов используются затем в продуктовых расчетах, в том числе при
проектировании предприятий (5].
12.4.2. Нормирование расхода сырья при производстве
продукции из осетровых рыб
Осетровые рыбы — это ценнейшие объекты промысла и воспроизводства, яв-
ляющиеся источником валютных доходов нашей страны, наряду с нефтью, газом
и другими природными ресурсами, поскольку практически вся икорная продук-
ция и 30 % пищевой продукции экспортируется за рубеж.
Основным дорогостоящим деликатесом является икра, поэтому установление
выхода нкры в ястыках и готовой икорной продукции является определяющим в
932
12.4. Особенности технологического нормирования
нормировании расхода сырья осетровых. Вместе с тем икра, по терминологии
нормирования, считается отходом от разделки осетровой рыбы.
Первичную разделку осетровой рыбы (потрошение) производят на месте про-
мысла или стационарных приемных пунктах сразу после приема ее в живом виде.
Особенностью технологического нормирования при производстве продукции из
осетровых рыб является то, что отходы и потери при разделке осетровых рыб опреде-
ляют для каждого вида рыб, в зависимости от района, сезона лова, отдельно для икря-
ной и неикряной рыбы. Для всех остальных объектов промысла — минтая, трески,
камбалы и Др., а также лососевых видов рыб, разделка и учет выхода икры в ястыках
осуществляется без подразделения на икряные и неикряные, т. с. если в нормах выхо-
да разделанной рыбы выход икры в ястыках горбуши составляет в среднем 4 %, то это
означает, что данное количество ястыков (4 кг) можно получить при разделке 100 кг
горбуши, куда будет входить как икряная, так и неикряная рыба.
При разделке осетровых определяют выход рыбы потрошеной с головой, вы-
ход икры в ястыках (для икряной), выход молок (для иеикряной). количество от-
ходов раздельно по видам отходов (пищевые — икра, молоки, печень, плаватель-
ный пузырь, вязига. и непищевые — скрип, кишечник) и величину технологиче-
ских потерь при потрошении, в том числе потерь при обескровливании и мойке
разделанной рыбы.
Определение выхода икры в ястыках производится ежемесячно в период пути-
ны по каждому виду осетровых рыб и от каждого экземпляра рыбы отдельно.
Отходы, потери и выход потрошеной рыбы определяются в соответствии с мето-
диками [21, в которых установлен единый порядок проведения опытно-контроль-
ных работ и обобщения результатов по определению отходов, потерь, расхода сы-
рья и выхода готовой продукции на всех стадиях обработки осетровых рыб.
Согласно Методикам для одной опытно-контрольной работы отбирают после
чекушения 10 экземпляров разных размеров осетра или севрюги; три экземпляра
белуги (калуги), икряных и неикряных. Отобранную рыбу оставляют на
20...30мин для стекания и взвешивают. Взвешенную рыбу обескровливают. После
стекания крови у икряной рыбы тщательно моют брюшко, затем разрезают его и
вынимают ястыки. Ястыки от каждой рыбы взвешивают отдельно.
Рыбу (икряную и неикряную) освобождают от внутренностей, зачищают от
жировых отложений, пленок, вяэиги н моют. После стекания в течение 30 мин
потрошеную рыбу взвешивают поэкземплярно и определяют выход разделанной
рыбы в процентах от массы круглой рыбы.
Внутренности от всей опытной партии рыбы разбирают и определяют массу
молок, печени, плавательного пузыря, кишечника, а также вязиги со скрипом.
Данные опытно-контрольных работ отражают в учетных формах и поясни-
тельной записке в соответствии с Методиками. При проведении контрольного
лова выход икры в ястыках определяется ежедневно для каждого вида рыбы по
результатам фактического вылова. Данные обобщаются, и рассчитывается сред-
нее значение выхода икры в ястыках по каждому месяцу лова.
На производство пищевой продукции из осетровых рыб направляется потрошеная
рыба. Отходы, потери при обработке и выход готовой продукции (мороженой, холод-
ного и горячего копчения) определяют для каждого вида рыбы (белуги, калуги, осет-
933
Глава 12. Твкислогмчвскси нормирование при производстве продукции из гидробионтов
pa. севрюги), вида разделки (спинка, спннка-кусок, боковник, теша, филе, филе-ку-
сок и др.) и способа обработки независимо от сезона лова и полового состава.
Для одной опытно-контрольной работы отбирают одну партию сырья, од-
ного наименования, однородного по способу первоначальной обработки В од-
ну партию отбирают осетра, шипа, севрюгу — не менее 10 экз., белугу (калугу) — не
менее 3 экз. Учет рыбы вопытной партии ведется по массе и по штучному счету.
Результаты измерений сводятся в соответствующие учетные формы в соответ-
ствии с методиками [2].
Вместе с тем. при производстве некоторых видов продукции из осетровых
рыб, в частности внарезку в мелкой потребительской таре, помимо расчета отхо-
дов и потерь от поступившего сырья на конкретную операцию необходимо про-
изводить продуктовый расчет.
Так, при производстве ломтиков холодного копчения и вяленых возможен вы-
пуск только ломтиков, соответственно отходы (кругляш, срезки мяса пищевые,
нестандартные ломтики) остаются только как пищевые отходы, которые не вхо-
дят в готовую продукцию. Следовательно, расход сырья учитывают только на вы-
пуск ломтиков, что означает уменьшение выхода готовой продукции. В этом слу-
чае расход сырья больше, чем при выпуске ломтиков и фарша, поскольку фарш
является готовой продукцией, он суммируется с выходом ломтиков и расход сы-
рья на единицу готовой продукции снижается за счет получения готовой продук-
ции из пищевых отходов. Одиако норм расхода сырья на выпуск только фарша
нет, поскольку фарш без ломтиков не выпускается. Нормы расхода сырья на вы-
пуск ломтиков и фарша представлены в табл. 12.17... 12.18.
Проценты отходов и потерь на каждой операции устанавливаются методом
прямого взвешивания согласно Методик проведения спытио-контрольиых работ.
Расчеты по выходу ломтиков и фарша производятся следующим образом.
Ломтики и фарш холодного копчення (табл. 12.17 ):
♦ из боковника белуги (от охлажденной рыбы, потрошеной с головой)
— ломтики:
(100-58,1) 155^
100-9,2
100
100-5,2
100
= 36,0;
— фарш:
(100 - 58.1) 15^3
100 - 9.2 4.3 100- 1,0 100- 1,0
100 100 100 100
Всего выход:
36,0+ 1,6 = 37,6%; = 2,660;
37,6
• из спинки осетра (от охлажденной рыбы, потрошеной с головой)
— ломтики:
(100-50,9)
100-0,3 100- 19,4 100-3,0
100 100 100
934
Таблица 12.17. Нормы расхода сырья при производстве балычных изделий холодного копчения ннаре »ку (ломтики) и фарша
балычного из осетровых рыб
Вкд^бы, характер* стика готовой продук Ха1ктеристмка наловленного сыри Отходы Н Потери • * К массе сыри, поступившего на данную операцию Всего Выход го голой про духами СооТноше ние ломтиков и фарша на 100 кг гото- вой продук- ции (ломти- ки * фарш)
Произ- водство копче- ной про- дукции Охдаж- р-даеака Нарезка и фасование ломтиков Из- Фа- отходе 1 И потерь
noO С колче Всгго оЯ рыбы Втч кругляш круг- ляша Всего Втч Нестан- дартные яоы тики (привес) в % к массе напрев ленного сыри госы рья
белуга-
ломтики холод- Охлажденная 58.1 О,э 9.2 — — 5,2 4,3 — - м 36 2,778 95,7
ного копчения фарш балычный потрошеная с головой — — — — 1 1 1.6 4.3
Всего 37.6 2.66 100
Осетр, шип:
ломтики холод- Охлажден- 50,9 о.з 19.4 2,2 — 3 2.2 — — 61.7 38,3 2,611 96.7
ного копчения фарш балычный Всего ломтики холод- ный потроше- ный С ГОЛОВОЙ Мороженый 55.3 о.з 10,1 1.5* 57 57 2,9 187 187 1.9 1 1 1 1 61.1 1.3 39,6 38.9 2,525 2.571 3.3 100 96,5
ного копчения фарш балычный потрошеный с головой 114 1 1 1.4 3.5
Всего — — — — 57 — 187 1 1 — 40,3 2 481 100
* Срезки мяса пищевые
Та блица 12.18. Нормы расхода сырья при производстве вяленых балычных изделий амарезку (ломтики) и фарша балычного из
осетровых рыб
Вид рыбы, хдряктери- Характеристика направленного сыры* Отходы и потери п % к массе сырья поступившего ня данную опервиик Всего Вмхоаго товой про- дукции Раскол на единицу готовой продук- ции Соотноше- ние ломти ков и фарша на 100 кг гото- вой продук- ции (ломти кн + фарш)
Производ- ство иле ной про- дукции Охл аж- аенис аоО'С Рдмелкд пале- ной продукции Нарезка и фасование ломтиков ОТХО. Ж
НИИ Всего Втч с реши мяса Всего Вт.ч нестан- дартные .лом- тики (привес) некие ние а % к массе направ- ннногосырса
Осетр: ломтики вяленые Охлажден- 55 0,3 10,2 0.5 6.8 4.8 62,5 37,5 2,667 94.7
фарш балычный Всего ный потроше- ный с ГОЛОВОЙ - — - 860 1 1 2,1 39,6 2,525 5,3 100
Глава 12. Технологическое нормирование при производств» продукции и> гидробионтов
— фарш:
(100-50 91 100-0.3 2-2 100-57,0 100+ 187 100-1,0 100- 1.0 _ ,
1 100 100 100 ' 100 100 100
где 0.022 — выход кругляша (2,2%) к массе охлажденной копченой спинки, посту-
пившей на разделку; 0,43 — выход мяса после разделки кругляша 100 - 57 = 43 %;
2,87 — привес нестандартных ломтиков к мясу, полученному от разделки кругляша
100 + 187 = 287.
Всего выход ломтиков и фарша:
38,3+ 1,3 = 39,6; К = = 2,525;
♦ из филе осетра (от мороженой рыбы, потрошеной с головой)
— ЛОМТИКИ'
ЛОО 55 3V 100-0,3 . 100-10,1.100-2,9 _ g
ЛОО-^.З) —100 - 38,9,
— фарш:
(100 -55.3)-
1,5 100+114 100- 1,0 100- 1,0 _ ,
100' 100 '100 100
где 0,015 — срезки мяса пищевые при разделке копченого филе перед нарезкой на
ломтики — 1,5%; 2,14 — привес нестандартных ломтиков к нишевым срезкам
100+114 = 214.
Всего выход
38,9 + 1.4 = 40,3; К = = 2,481.
40,3
Ломтики и фарш вяленые из боковника осетра (от охлажденной рыбы, потро-
шеной с головой) (Таблица 12.18)
— ломтики:
— фарш:
,100 - 55 01 100 -°>3 °’5 . 100 + 860 100—1.0 100-1.0 _ 2 .
1 Г 100 ' 100' 100 ' 100 100 ' ’
где 0,005 — срезки мяса пищевые, полученные при разделке вяленого боков-
ника — 0,5%; 9,6 — привес нестандартных ломтиков к пищевым срезкам
100 + 860 = 960.
Всего выход
37,5 + 2,1 = 39,6; К = = 2,525.
936
12 4 Особенности технологического нормирования
Расчет соотношения ломтиков и фарша производится по следующему при-
меру: полагаем, что выход ломтиков составляет 36,0%, выход фарша 1,6%, все-
го 37.6 %, тогда выход ломти ков в готовой продукции составляет:
100 = 95,7 ; выход фарша —• 100 = 4,3 %.
3/ ,0 3/ ,о
Всего в 100кг готовой продукции ломтики и фарш составляют: 95,7 + 4.3 = 100 кг.
Продуктовые расчеты представлены в табл. 12.19 и могут быть использованы
на производстве для расчета выхода продукции, причем не только осетровых рыб,
но и других видов сырья, выпускаемых внарезку в мелкой потребительской таре.
Таблице 12 19 Продуктовый расчет производства балычных изделий холодного
копчения внарезку (ломтики) и фарша балычного из осетровых рыб
Технологическая операция, пошатала Ломтики Фарш
кг Ж к п/ф. по- ступившему на данную операцию % К на- правлен- ному сырью кг % к n/ф. по- ступившему на данную операцию «к на- правлен-
Производство чамтиков холодного копчения и фарша
{сырье — белуга потрошеная с я 1. Мойка, разделка, посол, копчение: поступило отходы и потери 2. Охлаждение: поступило потерн 3. Разделка копченого боковникд' поступило отходы и потери 4. Нарезка и фасование ломтиков, поступило отходы и потери в г.ч. пишевые 5. Измельчение на фарш: поступило потери 6. Фасование фарша: поступило потери хювой, ох 100 58.1 41.9 0.1 41,8 3,8 38 2 1.63 ложденная 58.1 0.3 9.2 5.2 4.3 Ъоковни 58.1 0.1 3,8 2 с холодно 1,63 0,02 1,61 0.01 го копчения 1 V
7 Выход готовой продукции Всего, % Выход ломтиков и фарша нз 100 кг рыбы: 36,0 Соотношение ломтиков и фарша* 95,7:4,3 Кломт " 100/36 0 “ 2.778; Ктомт + фарш 1 10 36.0/37.6 100 1.6/37,6 100 - 95.7.4,3-100 36 too + 1,6’37,6. 0/37 6-2.660 6. 36 1,598 1.6
937
Главе 12. Технологическое нормирование при производстве продукции ив гидробионтов
Таблица 12.19. Продуктовый расчет производства балычных изделий холодного
копчения внарезку (ломтики) и фарша балычного из осетровых рыб (продолжение)
т Технологическая операции, показатель Ломтики фарш
кг % к р/ф. по- % к на- ступившему 1 правлен- ия данную । ному операцию сырью КГ % к п/ф. по- ступившему на данную операцию правлен-
Производство ломтиков холодного копчения и фарша из спинки осетра холодного копчения
{сырье — осетр потрошеный с головой, охлажденный (спинка х/к){
1. Мойка, разделка, посол, копчение поступило отходы и потери 100 50.9 50.9
2. Охлаждение:
поступило 49. J
потери 0.1 0,3 0,1
3. Разделка спинки х/*:
поступило 49
отходы и потери 9.5 19,4 9.5
в т.ч. кругляш 1.078 2,2
3.1 Разделка кругляша:
поступило 1.078
отходы и потери 0.614 57
в т.ч. кругляш 0,464 43 0,464
4. Нарезка и фасование ломтиков
поступило 39,5 — —
отходы и потери 1.2 3 1.2
в т.ч. нишевые 0,869 2,2 0,869 187
5. Измельчение на фарш:
поступило 1,333
потери 0,013 1
6. Фасование фарша.
поступило 1.32
потери 0,013 1
7. Выход готовой продукции 38,3 — 38.3 1.307 — 1.3
Всего. % 100
Привес нестандартных ломтиков-0,869/0.464 100 187%
Выход ломтиков и фарша 38.3 + 1,3 -39,6.
Соотношение ломтиков и фарша 38.3/39,6 100:1,3/39,6 100 - 96,7-3.3
Производство ломтиков ломтиков холодного копчения и фарша из филе осетра холодного копчения
[сырье — осетр потрошеный с головой, мороженый (филе с кожей х/к){
1. Размораживание, разделка, по- 1 1 1
сол, копчение: 1
поступило 100
отходы и потери 55.3 | 55.3 55.3
938
12.4. Особенности технологического нормирование
Таблица 12.19 Продуктовый расчет производства балычных изделий холодного
копчения внарсзку (ломтики) и фарша балычного из осетровых рыб (продолжение)
Ломтики Фарш
Технологически операция показатель кг Я к п/ф, по- ступившему на данную операцию Я к на- правлен- ному сырью Ж к п/ф. по- ступившему на данную операцию Як на- правлен- ному сырью
2. Охлаждение: поступило потери 3. Разделка филе х/к: поступило отходы и потери в т.ч. пишевые 4. Нарезка и фасование ломтиков: поступило отходы и потери в т.ч. пишевые 5. Измельчение на фарш: поступило потери 6. Фасование фарша: поступило потери 7. Выход готовой продукции Всего, % Выход ломтиков и фарша из 100 кт рыСы: 38.9 44,7 0,1 44,6 4.5 0,669 40,1 1,2 0,762 38,9 100 + 1.4-40 0,3 10,1 1.5 2,9 1,9 3. Соотноше 0,1 4.5 0,669 1.2 0,762 114 1,431 0.014 1 1,417 0,014 1 38,9 1,403 - ие ломтиков и фарша’ 96,5.3,5. 1.4
Производство ломтиков вяленых и фарша из вяленого боковника осетра
{сырье — осетр потрошеный с головой, охлажденный (боковник вяленый)}
1. Разделка, посол, вяление:
поступило 100
отходы и потери 55 55 55
2. Охлаждение:
поступило 45
потери 0.1 0,3 0,1
3. Разделка боковника вяленогс:
поступило 44,9
отходы и потери 4,6 10,2 4,6
в т.ч. пишевые 0,225 0,5 0,225
4. Нарезка и фасование ломтиков: 1
поступило 40.3 1
отходы и потери 2,8 6,8 2,8
вТ.Ч. пишевые 1,934 4.8 1,934 860
939
Глава 12- Твжнологичвсков нормирование при производстве продукции из гидробионте
Таблица 12.19. Продуктовый расчет производства балычных изделий холодного
копчения внарезку (ломтики) и фарша балычного нз осетровых рыб (продолжение)
Текнологнчесия операииа. локиггель
5. Измельчение на фарш:
поступило
потери
6. Фасование фарша:
поступило
потери
7. Выход готовой продукции
Всего, %
Выход ломтиков и фарше: 37.3 + 2,1 = 39.6
Соотношение ломтиков и фарша: 94,7:5,3.
Ломтики Фарш
«г | % К п/ф. по- ггуп натеку на линую i оперению пршен- ноыу сырью кг % к п/ф, по- ступившему hi данную операцию п ремен- ному сырью
2,159
0,022 1
2,137
0,021 I
37,5 — 37,5 2,116 — 2.1
100
Разработанные и утвержденные в установленном порядке нормы расхода сырья
используются соответствующими органами, утвержденными международной Кон-
венцией о международной торговле видами дикой фауны и флоры, находящимися
под угрозой исчезновения — CITES (Convention on International Trade in Endange red
Species of Wild Fauna and Flora), которые контролируют весь вылов и экспорт пише-
вой продукции из осетровых всех видов, районов и сезонов промысла.
Контроль за экспортом осетровой продукции осуществляется экспертами
СИТЕС в соответствии с утвержденными нормами по следующей схеме:
♦ проверяются постановляющие акты правительства, администрации и 1ос-
комрыболовства России, лицензии, договора, ловчие билеты и другая документа-
ция, подтверждающая правомерность ведения промысла;
♦ рассчитывается конкретный вылов осетровых по накладным и приемным
актам с учетом икряных и ненкряных особей, а также соотношения полов, что
обычно в среднем составляет 60:40 (икряные. неикряные),
• сверяется конкретный вылов с имеющимися квотами предприятия;
♦ по коэффициентам расхода сырья рассчитывается выход продукции от вы-
ловленной рыбы, или обратным счетом — вылов рыбы от выхода продукции.
Например, предприятие законным путем, что подтверждают проверенные
соответствующие документы, вылови то в июле 449 кг икряного осетра. В соответ-
ствии с нормой выхода ястыков нкры из осетра в июле:
449 кг 13,3/100 =59,717 кг ястыков.
Коэффициент расхода сырья при производстве икры зернистой баночной в
расфасовке 0,1 кг по II полугодию составляет 1.330, соответственно
59.717 кгястыков
1,330
= 44.9 кг готовой продукции.
940
12.4. Особенности технологического нормирование
Предприятием на экспорт заявлено 43 кг, соответственно дается положитель-
ное разрешение иа вывоз.
Таким образом, рассчитывается законность обладания осетровой продукцией
и выдается по установленной форме соответствующее разрешение на экспорт.
В случае несоответствия вылова и готовой продукции органами CITES принимают-
ся меры — уменьшается экспортная квота иа вывоз продукции, в крайних случаях
предприятие лишается лицензии на промысел и другие превентивные меры.
Исходя из вышеизложенного следует, что нормы расхода сырья являются
практически единственным законодательным рычагом для контроля за выловом
гидробионтов, рациоиальным расходом сырья и экспортом продукции.
Контрольны» вопросы
I. Что такое нормирование расхода сырья и материалов?
2. Что относится к технологическим и пищевым отходам, в чем их различие?
3. Охарактеризуйте коэффициент расхода сырья и коэффициент выхода готовой продукции.
4. Что является основанием для проведения опытно-контрольных работ по определению от-
ходов, потерь, выходу готовой продукции и расходу сырья7
5. Каким образом проводят обработку результатов опытно-контрольных взвешиваний на каж-
дой стадии технологического процесса?
6. Укажите особенности технологического нормирования при производстве консервов
7. Как производится определение норм расхода вспомогательных материалов9
8. Каковы особенности нормирования расхода сырья при производстве продукции из осетро-
вых рыб9
Список литературы к главе 12
1 Справочник по химическому составу и технологическим свойствам морских и океанических рыб. — М
Им ВНИРО. 1998 -233 с.
2 Методики по определению отходов, потерь, тмхоаа готовой продукции и расхода сырья и материалов при
производстве тише во Я. кормовой и технической продукции нз гидробионтов, утв. Госкомрыболоэством
РФ 18.03 02 г.
3 Шенк X Теория инженерного эксперимента. — М.- Мир, 1972. — < 29...40.
4 .Инструкция по нормированию расхода сырья и материалов при производстве пишевой н технической
продукции из гидробионтов». УТв. Департаментом по рыболовству Минсельхозпрода России 31.1297 г.
5 . Методики по определению расхода сырья и материалов при производстве консервов и пресервов из рыбы,
морских беспозвоночных и водорослей, ути. 1805.84 Г.—Ленннфад: Гипрорыбфлст, 1984 т
6 ЕршовА. М . КвсьяновГИ, Пархоменко Г Д. Проектирование рыбообрабатывающих производств —
Краснодар, 2002.