Текст книги "Разработка технологий рыбных полуфабрикатов и готовой кулинарной продукции из них для школьного питания"

При производстве рыбных продуктов используют моно– и поли-функциональные добавки, одно– и многокомпонентные. Рыбные продукты могут вырабатываться в сочетании с зерновыми, овощными и другими продуктами. Рыбное сырье в этих продуктах рассматривается не только как основное сырье, но и как самостоятельный функциональный продукт, являющийся источником полноценных белков и незаменимых аминокислот, биоактивных пептидов, пищевых волокон, витаминов, минеральных веществ и других нутрицевтиков [79, 83, 84, 86].

При производстве обогащенных рыбных продуктов используют нежирную рыбу и морепродукты [91].

Функциональные наполнители вводятся в рыбные продукты на разных этапах их технологической обработки. При этом учитываются такие факторы, как температура технологической обработки, способ введения добавки, влажность сырья и готового продукта, равномерность распределения, антагонизм наполнителей, влияние добавки на пищевую ценность продукта, вкусовые характеристики, сроки хранения продукта и др. Функционально активные компоненты могут вводиться в мясные продукты в сухом, смешанном виде (при введении нескольких добавок), в виде раствора, геля, суспензии, белково-жировой эмульсии, в гидратированном виде [66, 78, 81, 92, 96, 129].

Наиболее эффективным с технологической точки зрения является производство новых видов рыбных рубленых изделий.

Рыбный фарш представляет собой сложную дисперсионную систему, в которой роль дисперсионной среды выполняет водный раствор белков, низкомолекулярных органических и неорганических веществ, а дисперсной фазой являются частицы мышечной, соединительной, жировой ткани, хлеба или других наполнителей. Свойства фарша зависят от его состава, степени измельчения, влажности, природы и концентрации растворимых веществ, водосвязывающей способности компонентов и прочности связи между дисперсными частицами. Структура фарша (натурального или с наполнителями) и характер взаимодействия отдельных частиц определяются химическим составом, биохимическими показателями, температурой, дисперсностью, агрегатным состоянием и рядом технологических факторов [109].

При изготовлении фарша белки вступают в следующие взаимодействия: белок – белок (гелеобразование); белок – вода (набухание, водосвязывающая и жироудерживающая способность). На характер взаимодействия в системе белок – вода оказывают влияние такие факторы, как растворимость белковых систем, концентрация, вид, состав белка, степень нарушения нативной конформации, глубина денатурированных превращений, рН системы, наличие и концентрация солей в системе. Знание и направленное использование особенностей связывания влаги различным белоксодержащим сырьем позволяет прогнозировать и регулировать выход, уровень потерь влаги при термообработке и органолептические характеристики продукта [122].

Влагоудерживающая способность фарша зависит от степени взаимодействия как белков с водой, так и белка с белком. На изменение влагоудерживающей способности мяса в процессе его тепловой обработки влияют многие факторы: вид мяса или рыбы, анатомическое происхождение мышц, температура прогрева фарша, температура среды, способ тепловой обработки, скорость нагрева, величина рН обрабатываемого сырья, химический состав продукта, количество поваренной соли, воды и др. В ходе тепловой обработки отделение влаги начинается уже при температуре 35 °С. Начиная с температуры 45–50 °С влага выделяется более интенсивно. Максимальное количество выделения слабосвязанной влаги наблюдается в мясе с исходным значением рН 5,25 при нагреве до 75 °С. Кроме изменения структуры воды, денатурационных изменений мышечных белков и дезагрегации коллагена, существенное влияние на изменение водоудерживающей способности оказывает рН сырья. Несмотря на то, что с повышением температуры рН возрастает, водоудерживающая способность его снижается, так как параллельно происходит сдвиг изоэлектрической точки фибриллярных белков к более высоким значениям рН [40, 50].

Всевозможные виды добавок оказывают различное влияние на водоудерживающую, влагосвязывающую характеристики фаршевых систем, от чего в конечном счете зависит качество готовых изделий, поэтому исследование влияния добавок на физико-химические, структурно-механические характеристики фарша и готовых изделий имеет большое значение в получении качественной продукции [109].

В производстве функциональных продуктов из рыбного сырья используются молочные продукты, растительные белки, зерновые продукты, овощи, витамины, комплексные БАДы, пре– и пробиотические культуры.

Использование молочных продуктов. Молочные продукты улучшают сбaлансированность состава белков, повышая тем самым биологическую ценность продукта, также увеличивают содержание кальция, улучшают соотношение в готовом продукте кальция и фосфора..

Использование пищевых волокон. При создании рыбных функциональных продуктов применяется сырье, богатое пищевыми волокнами.

Существует два направления выпуска рыбных продуктов с пищевыми волокнами. Первое связано с изделиями массового потребления, содержание в них пищевых волокон не превышает 1–1,5 %. Эти продукты необходимы для предупреждения заболеваний у здоровых людей. Второе направление предусматривает производство рыбных изделий, в состав которых входит до 5 % и более различных компонентов пищевых волокон. Эти продукты выполняют лечебно-профилактическую роль.

Применение пищевых волокон в рыбных продуктах имеет ряд ограничений, которые связаны со снижением биологической ценности белковой системы продукта, с физиологической потребностью человека в пищевых волокнах, органолептическими показателями новых видов продуктов. В качестве источников пищевых волокон в рецептурах рыбных продуктов используют промышленные препараты пищевых волокон, овощные порошки и свежие овощи. Также используют свекловичный, цитрусовый и другие виды пектина. Пшеничные отруби содержат до 35 % пищевых волокон и абсорбируют условно-патогенную микрофлору при одновременном усилении синтеза витаминов В₁, В₂, В₆, РР в кишечнике, благоприятно действующих на рост лакто– и бифидобактерий. Соевая клетчатка снижает усвоение холестерина; предохраняет от гиперлипидемии и может быть рекомендована при ожирении.

Введение метилцеллюлозы (МЦ-100) в рецептуру рыбных рубленых изделий выполняет функцию эффективного загустителя, эмульгатора и стабилизатора.

Для улучшения консистенции продукции и снижения ее себестоимости в современных технологиях производства рыбных продуктов в качестве структурообразующих и водосвязывающих компонентов широко применяются природные полисахариды (гидроколлоиды) – каррагинаны. Они обеспечивают повышение выхода изделий, улучшение их товарного вида, консистенции и сочности.

Для обогащения рыбных изделий используют также морскую капусту. Она отличается высоким содержанием органических соединений йода, стимулирующих функцию щитовидной железы, тем самым обеспечивая высокий уровень обмена веществ в организме.

Использование овощного сырья. При создании комбинированных продуктов на основе рыбы находят применение различные виды овощей: морковь, тыква, капуста, кабачки и др. как источники пищевых волокон, витаминов, минеральных веществ. Овощи широко используются в производстве низкокалорийных рыбных продуктов для питания людей, страдающих избыточным весом, так как довольно долго задерживаются в желудке, снижая возбудимость пищевого центра, устраняют чувство голода, повышают активность ферментов, стимулирующих утилизацию жира. Свежие овощи могут заменяться овощными порошками, в том числе тыквенно-молочным, кабачково-молочным, свекловично-молочным.

В последние годы в рецептуры рыбных продуктов для функционального питания включают топинамбур. Функциональные свойства топинамбура определяет, прежде всего, содержание в нем инулина, а также пектинов и широкого спектра макро– и микроэлементов, особенно кремния. Топинамбур способствует снижению уровня инсулина в крови, в значительной степени восстанавливает его функциональную активность, приближая к норме все виды обмена веществ, в том числе и жирового, способствует уменьшению массы тела. Инулин обладает пребиотическими свойствами, поскольку в качестве неперевариваемых пищевых компонентов селективно способствует росту бифидобактерий в толстом кишечнике.

Использование соевых продуктов. В настоящее время при производстве комбинированных рыбных продуктов широко применяются соевые белки. Соевые белковые продукты (изоляты, концентраты, мука, текстурированный соевый белок) обладают очень важным функциональным (технологическим) свойством – способностью удерживать слабосвязанную влагу в мясных и рыбных фаршевых продуктах. Они могут присоединять от трехкратного до семикратного количества воды по отношению к собственной массе. Соевые белки обеспечивают повышение выхода готовых рыбных изделий, способствуют улучшению их товарного вида и консистенции. Концентраты соевого белка также являются высокоэффективными эмульгаторами.

Соевые белки обладают достаточно высокой биологической ценностью – 89 % ценности казеина, принятого в качестве единицы международного стандарта (для пшеницы этот показатель составляет 52 %). Обогащенные препаратами сои рыбные продукты можно рассматривать как лечебно-профилактические продукты, поскольку гиполипидемические, антиканцерогенные и антиосгеопорозные свойства сои признаны во всем мире. Противораковый и антихолестеринемический эффект соевых продуктов обусловлен присутствием изо-флавонов (генестеин) и олигосахаридов (рафиноза, стахноза). Содержание пищевых волокон в соевых продуктах придает рыбным изделиям противодиабетические свойства.

Использование премиксов и биологически активных добавок. В производстве функциональных продуктов на рыбной основе используются витаминные и другие препараты, полученные на основе природных биологически активных веществ.

«Цыгапан» – биологически активная добавка к пище из рогов северного оленя. Мясные и рыбные изделия, обогащенные «Цыгапаном», в первую очередь предназначены людям, находящимся в экстремальных условиях: спортсменам, спасателям, шахтерам, летчикам, морякам, а также при риске воздействия на организм ионизирующей радиации и отравляющих веществ.

Препарат «Витап» – концентрат эссенциальных фосфолипидов, повышает естественную сопротивляемость организма, способствует профилактике заболеваний печени и сердечно-сосудистых заболеваний, нормализации желудочно-кишечной деятельности, является антиоксидантом.

«Ветерон», концентрат бета-каротина, также обладает антиоксидантными, протекторными, иммуномоделирующими, антидепрессивными свойствами; играет профилактическую роль при онкологических, сердечно-сосудистых и желудочно-кишечных заболеваниях. Обогащает бета-каротином рыбные продукты.

Добавка «Севва», разработанная на основе морской капусты, рассчитана на восполнение недостатка антиоксидантов в организме, может использоваться в профилактических целях в период повышенной физической или нервной нагрузки, при комплексной терапии распространенных заболеваний.

Вышеперечисленные пищевые добавки и сырье составляют далеко не полный перечень функциональных добавок для производства рыбных продуктов повышенной пищевой ценности.

Производство рыбной формованной продукции на основе рыбного фарша открывает новые возможности в области рационального использования вторичного рыбного сырья, позволяет расширить ассортимент рыбных продуктов. Поэтому разработка рецептуры и рациональных технологий, обеспечивающих более полное использование всех ценных компонентов сырья, высокое качество готовой продукции с заданными вкусовыми и биологическими характеристиками, а также экономическая эффективность производства имеют важное социальное значение [78, 79, 81, 85, 86].

1.3. Обоснование сроков годности, качества и безопасности пищевых продуктов

При хранении качество всех пищевых продуктов может ухудшаться. Время, в течение которого качество продукта поддерживается на уровне, приемлемом для потребителя, может быть названо сроком годности при хранении (сроком хранения). Срок хранения определяется некоторыми авторами как время между производством/упаковкой продукта и моментом, когда продукт становится неприемлемым для потребления при заданных условиях окружающей среды [133], или как время, когда продукт считается неприемлемым для потребления [138].

Срок хранения продукта определяется нежелательными изменениями качества, вызванными биологическими, химическими, биохимическими и физиологическими причинами, или соображениями пищевой безопасности, связанными с ростом пищевых патогенов, которые не обязательно вызывают изменения качества продуктов [29].

Каждый продукт имеет свой срок хранения, зависящий от конкретной рецептуры, ингредиентов и применяемых условий производства и хранения [31]. Если некоторые из перечисленных факторов меняются, срок хранения подлежит изменению.

Чтобы разработать новый продукт, необходимо учитывать ряд фундаментальных исследований, которые влияют на вероятный достижимый срок хранения.

Первый шаг, который необходимо предпринять, – это решить, какие характеристики продукта являются необходимыми. Тип продукта даст первоначальные указания на то, какие микроорганизмы, по всей вероятности, будут оказывать влияние на продукт, а следовательно, какой срок хранения может быть достигнут.

Сырье, используемое в производстве продукта, влияет на биохимические и микробиологические свойства готового продукта. Для получения стабильного срока хранения качество сырья должно быть стандартизовано, а характеристики, влияние которых на срок хранения продукта наиболее вероятно, должны быть заложены в технические условия на сырье. Изменения в качестве сырья могут вести к изменениям готового продукта, способным изменить срок его хранения. Изменения в сырье могут проходить по ряду причин, в частности в связи с изменением сорта, поставщика, сезонной доступности сырья или его предварительной обработки.

Если некоторый ингредиент сырья не соответствует согласованным требованиям (например, из-за уровня содержания в нем микроорганизмов), то этот ингредиент, тем не менее, можно использовать для другой цели, например для добавления к продукту перед приготовлением, при условии, что это не повлияет на его безопасность.

Так, например, рыбий жир содержит в большом количестве п-3-полиненасыщенные жирные кислоты, которые подвержены окислению атмосферным кислородом, что ведет к его порче. Несмотря на это, вкус прогорклости, видимо, влияет только на приемлемость более жирных видов рыбы, таких как форель, сардина, сельдь и скумбрия; причем форель и скумбрия окисляются при температурах выше 0 °С, а сельдь остается относительно «невредимой». В работе [129] было предположено, что в рыбе окисленные липиды связываются в липидно-протеиновые комплексы, а не образуют карбонильные соединения, обусловливающие прогорклый вкус. Липидно-протеиновые комплексы также являются одной из причин жесткости текстуры, появляющейся у плохо хранящейся рыбы. Потребность в кислороде микроорганизмов и ферментов (различная в зависимости от вида) может также определять количество кислорода, идущего на самоокисление.

Ингредиенты, принципиально важные для безопасности продукта или его стабильности в течение заданного срока хранения, должны быть определены с помощью анализа безопасности продукта [129], а при его производстве уровни этих ингредиентов необходимо контролировать.

Для преодоления в сырье естественной изменчивости факторов можно использовать состав (рецептуру) продукта, уменьшая, таким образом, изменения в конечном продукте. Один из важнейших факторов, влияющих на степень тепловой обработки, необходимой для достижения стерилизации, – уровень рН. Состав продукта может быть использован для преодоления этой изменчивости путем смешивания сортов с высокой и низкой кислотностью или путем добавления разрешенных к применению органических кислот. Здесь принципиально важно контролировать рН каждой партии продукта так, чтобы гарантировать достижение заданного уровня в тех случаях, когда уровень рН используется в качестве основного консервирующего фактора.

В сложных и многокомпонентных продуктах контакт компонентов может привести к миграции вкусовых добавок, красителей, влаги или масла от данного компонента к другому. Это может ограничивать срок хранения. Миграция может вести к соединению веществ, вступающих в химические реакции, а продукты этих реакций влияют на срок хранения продукта.

То, как многокомпонентные продукты соединяются, может существенно влиять на микробиологическую безопасность продукта. Если компоненты, которые стабильны благодаря низкой активности воды А_w или низкому рН, вступают в контакт с компонентами, нестабильными из-за высоких А_w или рН, между ними образуется слой, в котором А_w и рН позволяют микроорганизмам расти, причем в нем могут начать расти любые микроорганизмы из стабильного компонента. Для увеличения срока хранения миграция или контакт между компонентами могут быть ограничены, и этот вопрос должен быть рассмотрен уже при разработке продукта. В тех случаях, когда миграция или контакт компонентов вредят качеству продукта, рекомендуется рассмотреть возможность использования съедобных пленок или упаковки в отдельные отсеки.

Обработка продуктов проводится в широком диапазоне – от простого нагревания или мытья до тепловой обработки, подкисления, добавления консервантов, ферментации или засолки. Тип обработки существенно влияет на микрофлору, химические, биохимические и органолептические свойства пищевых продуктов. В некоторых случаях их обработка может быть направлена на достижение желаемых характеристик продукта и за счет снижения рН может вести к изменениям, увеличивающим срок хранения. При использовании того или иного вида обработки для достижения требуемого срока хранения следует понимать, что даже небольшие изменения обработки могут заметно влиять на срок хранения. Любые стадии производства продукта, необходимые для безопасного его хранения в течение срока годности, должны быть выявлены при анализе рисков и соответствующим образом контролироваться в ходе производства.

Недостаточный санитарно–гигиенический контроль при подготовке, обработке и упаковке пищевых продуктов может привести к высокому уровню внесенных в продукт микроорганизмов (например, плохая очистка оборудования для измельчения рыбы на котлетное мясо приводит к увеличению количества микроорганизмов в продукте). Это может отрицательно сказаться на безопасности и качестве продукта, что в свою очередь повлияет на срок хранения.

Продукты, чувствительные к окислению атмосферным кислородом, могут быть защищены упаковочными материалами, препятствующими доступу кислорода, а выбор влагонепроницаемых материалов может предотвратить высыхание продукта или удержать влагу в упаковке.

Условия, в которых находится продукт при хранении и сбыте, могут существенно влиять на срок хранения. Температура, освещение и влажность влияют на рост микроорганизмов, а также на типы и скорость происходящих биохимических реакций и физических изменений. Для оценки срока хранения готового продукта необходимо знать или определять условия, в которых продукт, по всей вероятности, будет находиться, и то влияние, которое они на него окажут.

На качество и безопасность может влиять и обращение потребителя с охлажденными продуктами. При задании времени и температурного режима, используемых при тестах на определение срока годности, необходимо учитывать такие факторы, как время, затрачиваемое на доставку продукта домой, восприятие охлажденных продуктов потребителем и условия хранения в домашних условиях. Это, по всей вероятности, наиболее изменчивый участок холодильной цепи, на который производитель может оказать лишь минимальное влияние.

Описанные выше факторы, а именно тип и источник ингредиентов, а также последующая обработка и упаковка, влияют на типы и количество присутствующих микроорганизмов, а также на химические и биохимические реакции, которые могут происходить в готовом продукте. Способность микроорганизмов расти или создавать проблемы, возможность протекания химических реакций в конечном продукте зависят от свойств конечного продукта, то есть от рН, А_w (внутренних факторов) и от внешних факторов, воздействующих на готовый продукт, в частности температуры. К внутренним факторам относятся:

• активность воды А_w (доступная вода);

• рН (общая кислотность);

• вид кислоты;

• консерванты, включая соль и пряности;

• питательные вещества;

• естественная микрофлора;

• окислительно-восстановительный потенциал Е_h;

• доступный кислород;

• естественные биохимические факторы (ферменты, химические реагенты).

Таблица 1

Минимальные условия роста микроорганизмов в охлажденных продуктах

Примечание. В таблице перечислены различные разновидности и указаны ориентировочный рост и пределы выживания при независимом действии различных факторов. Весьма вероятно, что взаимодействия между факторами приведут к значительному изменению приведенных значений.

^* Например, в вакуумной (герметичной) упаковке.

^** Минимальные температуры роста при типичных нейтральном рН, высокой активности воды в охлажденных продуктах.

^*** Данные для патогенов по [124].

^**** Данные для микроорганизмов, вызывающих порчу, по [126].

К внешним факторам относятся:

• тип тепловой обработки (жарка, варка или разогрев пищевых продуктов перед употреблением);

• состав газа в свободном пространстве над продуктом в упаковке;

• температура в ходе хранения и сбыта;

• относительная влажность Rh;

• свет (УФ и ИК).

Примеры минимальных условий роста для патогенов и микроорганизмов, вызывающих порчу и играющих важную роль в охлажденных продуктах, приведены в табл. 1.

Следует подчеркнуть, что приведенные значения являются типичными и зависят от конкретного штамма микроорганизма и использованных в исследованиях условий хранения. Такие данные лишь ориентировочно указывают на микроорганизмы, вероятность роста которых в продукте велика, и должны подтверждаться тщательными научными исследованиями.