Размещено на http://www.allbest.ru/

Автореферат

диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук

Разработка комплексной технологии переработки каспийского тюленя

Специальность 05.18.04 - «Технология мясных, молочных, рыбных продуктов и холодильных производств»

На правах рукописи

Привезенцев Андрей Владимирович

Москва - 2008

Работа выполнена в Федеральном государственном образовательном учреждении (ФГОУ) высшего профессионального образования (ВПО) «Астраханский государственный технический университет».

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор Марфуга Дюсембаевна Мукатова

Официальные оппоненты: доктор технических наук, доцент Нэля Петровна Боева

кандидат технических наук, ст.н.с. Людмила Георгиевна Павельева

Ведущая организация: Федеральное государственное унитарное предприятие Полярный научно-исследовательский институт морского рыбного хозяйства и океанографии им. Н.М. Книповича (ФГУП «ПИНРО»)

Защита состоится 24 октября 2008 года в 13 часов на заседании диссертационного совета Д 307.004.02 при ФГУП «Всероссийский научно-исследовательский институт рыбного хозяйства и океанографии» (ВНИРО) по адресу: 107140, г. Москва, ул. Верхняя Красносельская, 17.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ВНИРО.

Автореферат разослан 22 сентября 2008 года.

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат технических наук В.А. Татарников

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

жир каспийский тюлень карбамид

Актуальность работы. В настоящее время особое внимание специалистами рыбной отрасли уделяется разработке малоотходных и безотходных комплексных технологий переработки водных биологических ресурсов (ВБР), ранее использовавшихся нерационально, с целью расширения ассортимента пищевой, лечебно-профилактической, ветеринарной и технической продукции. Одним из таких видов ВБР является каспийский тюлень. В настоящее время при его переработке традиционно используется только хоровина, отделенная от тушки, которая направляется на получение ветеринарного жира и полуфабриката шкуры, что резко снижает эффективность использования сырья.

В конце ХХ века объемы производства продуктов из ВБР, в частности, из морских млекопитающих, значительно снизились из-за ухудшения экологической обстановки, способствующей их гибели и загрязнению жировой части тела, а также удорожания промысла и транспортирования сырья до места переработки. Кроме того, имеющиеся способы заготовки каспийского тюленя и традиционные методы его переработки не позволяли вырабатывать качественные продукты, предназначенные для использования в пищевых целях.

В последние годы по данным ученых ФГУП «КаспНИРХ» численность популяции каспийского тюленя стабилизировалась, на основании чего в 2002-2007 годах ими был рекомендован объем допустимых уловов (ОДУ) в количестве 14000 голов по Каспию в целом и 9140 голов для России в частности.

В настоящее время из жиросодержащих водных биологических ресурсов: рыб, морских млекопитающих и других нерыбных объектов возможен выпуск продуктов целевого назначения: медицинского, пищевого, ветеринарного жиров и биологически активных добавок (БАД) к пище. Наряду с выработкой продуктов на основе жира, учеными в разное время проводились исследования по возможности рационального использования мяса и внутренних органов морских млекопитающих в пищевых целях.

Исследованиям в области получения пищевых и кормовых продуктов из водных млекопитающих посвящены работы Байдаловой Г.Ф., Бодрова В.А., Боевой Н.П., Гамзадзе А.И., Дубровина С.Ю., Кизеветтера И.В., Кошелева Ю.Д., Любавиной Л.А., Магомаева А.А., Мукатовой М.Д., Остяковой Е.Б., Ржавской Ф.М., Роговой А.Б., Строевой Т.К., Флис Л.Н., Чертовой Е.Н. и других ученых.

Вместе с тем, до настоящего времени отсутствует комплексная технология переработки каспийского тюленя и не все проведенные исследования по тем или иным причинам были завершены утверждением технической документации, а также не были определены технико-экономические показатели, позволяющие выявить степень эффективности разработанных технологий для внедрения в производство.

Вышеизложенное подтверждает необходимость разработки и внедрения комплексной технологии переработки каспийского тюленя, что является актуальным направлением в рациональном использовании сырья и способствует повышению заинтересованности предпринимателей к добыче каспийского тюленя.

Цели и задачи исследования. Исходя из анализа имеющейся информации и состояния изучаемой проблемы, целью исследований явилась разработка комплексной технологии переработки каспийского тюленя.

Из поставленной цели вытекали следующие задачи:

- выбор способа консервирования, условий транспортирования и хранения жиро- и белоксодержащих частей тела каспийского тюленя;

- обоснование рационального способа разделывания хоровины и переработки покровного сала каспийского тюленя;

- разработка способа получения пищевого жира из слоя «чистого» сала;

- изучение химического состава, показателей качества и безопасности, биологической ценности жира, полученного из «чистого» сала;

- выбор эффективного способа очистки полученного жира от хлорорганических пестицидов (ХОП), не снижающего его биологической ценности, и установление оптимального срока хранения;

- обоснование рационального способа разделывания тушки каспийского тюленя;

- исследование химического состава, показателей качества и безопасности, биологической ценности белоксодержащих частей каспийского тюленя;

- поиск и обоснование способов облагораживания мышечной ткани и печени, позволяющих устранить специфический запах мяса и привкус горечи в указанном органе, не снижающих их пищевой и биологической ценности;

- установление оптимальных сроков хранения продуктов из облагороженного мяса и отдельных внутренних органов на основании изучения изменений их качественных показателей и пищевой ценности;

- проверка комплексной технологии переработки жиро- и белоксодержащих частей каспийского тюленя в производственных условиях, разработка нормативной документации на пищевые продукты и исходных требований к технологическому оборудованию;

- расчет экономической эффективности от внедрения разработанной технологии комплексной переработки каспийского тюленя.

Научная новизна работы. Впервые разработана и обоснована комплексная технология получения пищевых продуктов из жиро- и белоксодержащих частей каспийского тюленя, предусматривающая получение высококачественного жира на основе применения неиногенного гидротропного вещества - карбамида, вносимого в измельченное «чистое» сало в виде раствора, способа молекулярной дистилляции, снижающей в нем ХОП до допустимых уровней, и обработку мяса раствором химического вещества - карбоната натрия, способствующую предотвращению специфического запаха мяса за счет реакций с низкомолекулярными соединениями белковой и жировой природы.

Установлено преимущество низкотемпературного способа консервирования, транспортирования и хранения жиро- и белоксодержащих частей каспийского тюленя при комплексной переработке на пищевые продукты.

Выявлено влияние топологического метода разделывания покровного сала хоровины и тушки каспийского тюленя на повышение качества вырабатываемой продукции.

Изучена зависимость выхода и качества полученного из «чистого» сала жира от щадящей температуры нагрева (60 0С) и гидротропного вещества - карбамида (1.5 % к массе измельченного сала), вводимого в виде 30 %-ного раствора.

Научно обоснована зависимость интенсивности специфического запаха мяса и горечи печени от уровня содержания в них низкомолекулярных веществ белковой и жировой природы.

Практическая значимость работы и реализация результатов. Разработанная комплексная технология переработки каспийского тюленя, позволяющая вырабатывать жир пищевой, мороженые полуфабрикаты из мяса и внутренних органов, прошла производственную проверку. Новизна технического решения подтверждена положительным решением Роспатента на выдачу патента по заявке № 2005105891 «Способ получения жира из покровного сала каспийского тюленя».

По результатам проведенных исследований разработана и утверждена нормативная документация: ТИ по получению тюленьего жира пищевого к ТУ 9281-005-00471704-07 «Жир каспийского тюленя пищевой», ТИ по производству полуфабрикатов пищевых мороженых из мяса каспийского тюленя к ТУ 9283-016-00471704-07 «Полуфабрикаты пищевые мороженые из мяса каспийского тюленя», ТИ по производству полуфабрикатов пищевых мороженых из субпродуктов каспийского тюленя к ТУ 9283-017-00471704-07 «Полуфабрикаты пищевые мороженые из субпродуктов каспийского тюленя».

Результаты исследований использованы при постановке учебного процесса инженерам-технологам специальности 260302.65 «Технология рыбы и рыбных продуктов» и инженерам-биотехнологам специальности 240902.65 «Пищевая биотехнология».

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Обоснованные рациональные технологические параметры способа извлечения жира из «чистого» сала с применением щадящей температуры и рациональной дозы гидротропного вещества - карбамида, предотвращающего накопление продуктов гидролиза, их последующего окисления в процессе получения и хранения, а также способствующего повышению его выхода.

2. Рациональные сроки хранения пищевого жира на основе изучения динамики изменения его качественных показателей, биологической ценности в зависимости от рекомендованных способов получения и очистки от пестицидов (ХОП).

3. Обоснованный метод предотвращения специфического запаха мяса каспийского тюленя на основе установления его природы и выбора химического вещества, снижающего интенсивность его проявления в полуфабрикате, предназначенном на пищевые цели.

Апробация работы. Основные результаты исследований обсуждены на I-ой Международной научно-практической конференции, посвященной 20-летию образования Атырауского института нефти и газа (Атырау, 2001); Международной научно-практической конференции «Проблемы и перспективы развития аквакультуры в России» (Адлер, 2001), Международной научно-практической конференции «Инновации в науке и образовании ? 2003» (Калининград, 2003), научно-практической конференции «О приоритетных задачах рыбохозяйственной науки в развитии рыбной отрасли в России до 2020 года» (Москва, 2004), II-ой Всероссийской научно-практической конференции «Высокоэффективные пищевые технологии, методы и средства для их реализации» (Москва, 2004), Международной научно-практической конференции «Повышение эффективности использования водных биологических ресурсов Мирового океана» (Москва, 2005).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 15 работ, в том числе 5 научных статей, 9 тезисов, 1 положительное решение на выдачу патента.

Объем и структура диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, 6 глав, выводов, списка литературных источников и 16 приложений. В приложениях приведены акты заготовки сырья, результаты производственных испытаний, пакет технической документации, расчет экономической эффективности в форме бизнес-проекта.

Работа изложена на 167 страницах основного текста, содержит 38 таблиц, 33 рисунка. Список литературы включает 148 наименований, в том числе 18 зарубежных публикаций.

СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫ

Введение. Обоснована актуальность темы, сформулированы цель и задачи исследования, указаны научная новизна и практическая значимость работы.

Глава 1. Литературный обзор. Приведен анализ состояния сырьевой базы Каспийского моря в целом, биологическая характеристика популяции каспийского тюленя, существующие способы получения жира из жиросодержащего сырья и методы его очистки, ранее использованные направления переработки морских млекопитающих. На основе результатов анализа литературных источников обоснована целесообразность разработки комплексной переработки каспийского тюленя. Намечены основные направления исследований по теме диссертации.

Глава 2. Объекты и методы исследований. Методика постановки экспериментов. Описаны объекты и основные методы исследований, методики постановки экспериментов.

Объектами исследования были жиро- и белоксодержащие части каспийского тюленя, заготовленные во время экспедиций на научно-исследовательских судах сотрудниками ФГУП «КаспНИРХ», и пищевые продукты из них. Отбор средних проб для органолептических и физико-химических исследований жира и подготовку их к анализам осуществляли по ГОСТ 7631. Отбор проб и определение органолептических показателей качества мяса и внутренних органов тюленя осуществляли по ГОСТ 7269. Отбор проб для определения содержания радионуклидов в частях тела тюленя и жире осуществляли по МУК 2.6.2.717, содержание стронция-90 и цезия-137 определяли по МУК 2.6.1.1194. Подготовку проб и минерализацию образцов для определения содержания тяжелых металлов осуществляли по ГОСТ 26929. Содержание тяжелых металлов в частях тела тюленя выявляли: мышьяка - по МУК 4.1.1507, ртути - по МВИ 8-99, свинца - по ГОСТ Р 51301, кадмия - по МУК 4.1.1501. Химические показатели качества жира: кислотное, пероксидное, иодное числа, число омыления, содержание оксикислот, неомыляемых веществ определены по ГОСТ 7636. Пересчет значений пероксидного числа на ммоль активного кислорода/кг осуществлялся по ГОСТ 26593. Содержание остаточного количества карбамида в выделенном жире определены по ГОСТ Р 50032, остаточное количество хлорорганических пестицидов в частях тела тюленя и жире - методом газожидкостной хроматографии по ГОСТ Р 51359. Содержание в частях тела тюленя воды, общего, аминного азота, азота летучих оснований, липидов, минеральных веществ определялся по ГОСТ 7636. Уровень небелкового азота в частях тела каспийского тюленя устанавливали по методике Лазаревского (1955). Фракционный состав исследуемого жира устанавливался методом тонкослойной хроматографии (Хертман, 1986), жирнокислотный состав - методом газожидкостной хроматографии. Метилирование образцов жира осуществляли по ТУ 9281-036-72108157. Количество саркоплазматических, миофибриллярных белков и миостроминов в белоксодержащих частях тюленя определялся по методике Лазаревского (1955), содержание коллагена - по методике Воловинской (1960), эластина - по методике Дроздова (1962). Аминокислотный состав белков определялся на автоматическом аминоанализаторе с подготовкой образцов для анализа по методу Мура и Штейна (1958). Содержание летучих жирных кислот (ЛЖК) в мясе и внутренних органах тюленя определялся по ГОСТ 23392 «Мясо. Методы химического и микроскопического анализа». Отбор и подготовку проб для проведения микробиологических анализов осуществлялся по ГОСТ 26668. Количество мезофильных аэробных и факультативно-анаэробных микроорганизмов определялся по ГОСТ 10444.15, дрожжей и плесневых грибов - по ГОСТ 10444.12. Выявление и определение количества бактерий группы кишечной палочки осуществлялся по ГОСТ Р 50474, S. aureus ? по ГОСТ 10444.2, сульфитредуцирующих клостридий ? по ГОСТ 29185. Бактерии рода Salmonella выявлялся по ГОСТ Р 50480. При статистической обработке результатов исследований и построении графических зависимостей использована стандартная программа MathCAD Professional 2001. Выбор рациональных режимов протекания исследуемых процессов осуществлялся построением соответствующих математических моделей с последующим их анализом (Ахназарова, Кафаров, 1985).

Глава 3. Обоснование и разработка технологии получения жира из покровного сала каспийского тюленя с использованием карбамида.

Постановкой серий экспериментов по заготовке, транспортированию, хранению хоровины тушки и внутренних органов каспийского тюленя до переработки с применением разных способов консервирования: химического (поваренной солью) при температуре окружающей среды, физического (снижение температуры до 0-5 0С и минус 18 0С) было установлено, что температура минус 18 0С способствует лучшему сохранению качества жиро- и белоксодержащих частей без глубоких изменений, что было выявлено исследованием их органолептических и химических показателей.

Проведенными исследованиями была выявлена целесообразность применения топологического метода разделывания покровного сала хоровины на слои: прирези мяса, верхнюю строжку, «чистое» сало, прирези сала. Прирези мяса прилегают к внутренней поверхности покровного сала, имеют плотную консистенцию, темно-коричневый цвет с интенсивным запахом окислившегося жира; верхняя строжка - внешний слой покровного сала, имеющий рыхлую консистенцию, светло-желтый цвет с выраженным специфическим запахом тюленьего жира; средний слой, условно названный «чистым» салом, имеет уплотненную консистенцию, бледно-розовый цвет со слабо выраженным специфическим запахом и прирези сала, прилегающие к шкуре, имеющие бледный цвет со слабо выраженным специфическим запахом тюленьего жира. Указанные слои при разделывании хоровины отличаются как по органолептическим показателям, так и по химическому составу и выходу (табл. 1).

Таблица 1 - Химический состав слоев покровного сала каспийского тюленя

Слой покровного сала	Выход слоя, %	Содержание, %
		воды	липидов	сырого протеина (ОАх6.25)	минеральных веществ
Прирези мяса	3.8-4.2	42.5	38.8	14.9	3.7
Верхняя строжка	15.0-18.0	3.2	92.5	3.9	0.52
«Чистое сало»	67.0-75.0	1.3	95.2	3.2	0.41
Прирези сала	1.5	5.3	92.7	0.5	0.16

Различие слоев по органолептическим показателям свидетельствует о необходимости раздельной переработки «чистого» сала, выход которого составляет 67.0-75.0 %, с целью получения качественного жира пищевого назначения; смесь верхней строжки с прирезями сала следует направлять на получение жира ветеринарного. Прирези мяса, содержащие 14.9 % сырого протеина, целесообразно использовать в кормовых целях.



Рис. 1. Влияние температуры нагрева на выход жира из

Кроме того, выявлено, что в процессе длительного хранения хоровины, консервированной поваренной солью, в условиях окружающей среды и при температуре минус 18 0С (в течение 9 месяцев) доля слоя «чистого» сала уменьшается с 69.3 до 51.1 % в зависимости от условий хранения с увеличением доли верхней строжки с 16.4 до 29.2 % за счет протекания гидролитических и окислительных процессов. Исходя из указанного следует, что хранение неразделанной хоровины до переработки более 9 месяцев нецелесообразно.

При исследовании влияния температуры в интервале от 30 до 100 0C на выход жира из «чистого сала» хоровины, хранившейся 1 и 9 месяцев, было установлено, что по мере повышения температуры нагрева выход жира увеличивается с 76.5 до 81.5 %. При этом, на выход жира оказывает существенное влияние степень свежести исходного сырья. Независимо от температуры нагрева выход жира из «чистого» сала хоровины, хранившейся 1 месяц, на 2-2.5 % больше, по сравнению с выходом из того же слоя хоровины с продолжительностью хранения 9 месяцев при температуре минус 18 0С.

Липиды гидробионтов являются высоко ненасыщенными (Ржавская, 1976), из-за чего окислительный процесс в них имеет место при любой температуре нагрева. В связи с этим, вносить антиокислитель необходимо перед тепловой обработкой жиросодержащего сырья. Из известных антиокислителей эффективным, дешевым и безопасным для организма является карбамид, разрешенный к использованию как пищевая добавка, под кодом Е927b (СанПиН 2.3.2.1078-01). Эффективность его определяется не только способностью тормозить окислительный процесс, а также денатурирующим свойством по отношению к белку (Ашмарин, 1968). Ранее проводившимися исследованиями по получению жира из внутренних органов океанических рыб было выявлено, что карбамид является гидротропным веществом, облегчающим высвобождение жира из жировой ткани и обладающим антиокислительным свойством (Мукатова, 1995).

Для выбора оптимальной дозы карбамида были проведены опыты по установлению выхода жира с дозами от 0.5 до 3.0 % сухого вещества к массе исходного сырья, вводимого в виде 30 %-ого водного раствора, при температурах в интервале от 30 до 100 0С (рис. 2 а, б).

а) б)

Рис. 2. Влияние дозы карбамида: а) на выход жира из «чистого» сала; б) на степень гидролиза жира при различных температурах процесса получения

Характер кривых на рис. 2а указывает на резкое возрастание выхода жира в пределах 3.0-3.5 % при температуре нагрева от 50 до 60 0С. Очевидно, это связано с интенсификацией процесса разрушения жировых клеток за счет коагуляции белковых веществ соединительной ткани под действием температуры и карбамида. При этом увеличение дозы карбамида способствует снижению степени гидролиза жира. Установлено, что кислотное число (КЧ) жира, полученного при температуре 60 0С, не превышает 0.9 мг КОН/г (рис. 3б), начиная с дозы карбамида 1.5 %. Дальнейшее увеличение дозы карбамида не приводит к снижению КЧ, следовательно, применение дозы карбамида более 1.5 % является нецелесообразным.

Уровень накопления первичных продуктов окисления - пероксидов, с увеличением дозы карбамида от 0 до 3.0 % при одной и той же температуре колеблется в незначительных пределах (0.08-0.13 ммоль О2/кг). При этом установлено, что повышение температуры нагрева способствует большему накоплению пероксидов (0.15 ммоль О2/кг при температуре 30 0С и 0.4 ммоль О2/кг - при 100 0С).

Рис.3 Поверхность функции отклика КЧ

Для обоснования рационального режима процесса получения жира из слоя «чистого» сала была осуществлена статистическая обработка данных по количеству образуемых свободных жирных кис-лот, результаты которой показали, что минимальный уровень КЧ имеет жир, по-лученный при дозе карбамида с=1.5 % и температуре t=55-57 0С (рис. 3). С учетом того, что инактивация фермента липазы на-ступает при температуре 60 0С (Тютюн-ников, 1992), данная температура была принята за рациональную для способа получения жира в присутствии карбамида.

Санитарно-гигиеническая оценка полученного новым способом жира показала повышенное содержание хлорорганических пестицидов (ХОП) в количестве 1.1- 1.4 мг/кг, по сравнению с требованиями СанПиН (0.2 мг/кг), что вызвало необходимость поиска способа его очистки от ХОП. Наибольший эффект был достигнут при очистке жира методом двухстадийной молекулярной дистилляции при следующих параметрах: 1-я стадия при температуре 145 0С, вакууме 100 мкм рт. ст.; 2-я стадия при температуре 145 0С, вакууме 2 мкм рт. ст., что снизило уровень ХОП до 0.12 мг/кг, соответствующий требованиям СанПиН 2.3.2.1078 на жир лечебно-профилактического назначения.

Научный интерес представляло исследование изменений фракционного и жирнокислотного составов жира из «чистого» слоя сала в процессе получения, очистки и хранения (табл. 2).

Таблица 2 - Изменения фракционного, жирнокислотного составов жира при получении, очистке и хранении

Наименование показателя	Содержание в жире
	исходном	после извлечения	очищенном от ХОП	после хранения в течение 10 мес.
Фракционный состав, %
Триглицериды	90.1	89.6	87.2	70.9
Диглицериды	1.0	1.2	1.7	4.1
Моноглицериды	1.1	0.4	4.2	10.7
СЖК	0.3	0.4	0.7	1.7
Фосфоглицериды	0.3	0.3	0.3	0.2
Фосфолипиды	2.6	2.5	1.9	1.7
Гликолипиды	1.9	1.8	1.0	0.8
Углеводороды	0.7	0.7	0.6	0.6
Холестерин	0.7	0.8	0.7	0.7
Сложные эфиры холестерина	0.3	0.2	0.1	-
Прочие вещества	1.5	1.0	2.3	8.8
Жирнокислотный состав, % от суммы кислот
Сумма насыщенных жирных кислот	11.02	11.09	11.81	16.59
Сумма мононенасыщенных жирных кислот	50.04	50.12	50.23	50.8
Сумма диеновых жирных кислот	3.57	3.53	3.59	4.76
Сумма ПНЖК	35.37	35.26	34.37	30.17
Сумма ?3-ПНЖК	31.02	30.98	30.03	26.63
Сумма C20:5+С22:6	20.89	20.87	20.00	17.81
Фактор F	2.46	2.46	2.41	2.28

Данные табл. 2 свидетельствуют о том, что наибольшую долю из всех фракций, как в исходном жире, так и на стадиях его получения, очистки и хранения составляют триглицериды (70.9-90.1 %). Содержание фосфолипидов в процессе хранения жира в течение 10 месяцев снижается с 2.5 до 1.7 %. Доля триглицеридов в процессе получения, очистки и хранения снижается, за счет чего возрастает количество ди- и моноглицеридов. Увеличение количества прочих веществ до 8.8 %, по-видимому, связано с некоторым накоплением вторичных продуктов окисления. При очистке жира от ХОП жирнокислотный состав изменяется незначительно. В процессе дальнейшего хранения в жире возрастает содержание насыщенных жирных кислот с 11.8 до 16.6 % за счёт разрушения двойных связей, что подтверждается снижением суммы ПНЖК с 34.4 до 30.2 %.

Срок хранения жира, полученного по новой технологии без ухудшения качества, устанавливался изучением его изменения в процессе хранения в течение 12 мес. при температуре 0-5 0C (рис. 4, 5).

Рис. 4. Изменение значения кислотного числа в жире в процессе

Рис. 5. Изменение значения пероксидного числа в жире в процессе

Выявлено, что через 12 мес. хранения КЧ жира достигает значения 3.5 мг КОН/г, ПЧ - 4.2 ммоль О2/кг, соответствующие требованиям СанПиН, следовательно, срок хранения жира при температуре 0-5 0C может составлять 12 месяцев.

Глава 4. Обоснование и разработка технологии переработки белоксодержащих частей каспийского тюленя.

Результаты оценки органолептических показателей и микробиологических исследований мяса и внутренних органов тюленя позволили выявить, что консервирование белоксодержащих частей при заготовке необходимо осуществлять способом замораживания до температуры минус 18 0С, который имеет преимущество при сравнении со способами охлаждения и консервирования поваренной солью: КМАФАнМ в образцах составляет 1·104, 5·105, 1·105 КОЕ/г соответственно.

При разделывании тушки каспийского тюленя было установлено, что мясо можно разделить на три категории, отличающиеся органолептическими показателями: высшую ? мясо, прилегающее к спинке с однородной, плотной консистенцией, бордового цвета с коричневым оттенком; первую ? мясо приреберной и прихвостовой частей рыхлой консистенции с наличием прожилок и пленок до 20 % от общей массы, темно-коричневого цвета с бордовым оттенком с выраженным специфическим запахом; вторую - мясную пленку с остатками покровного сала рыхлой консистенции с резко выраженным запахом тюленьего жира, которую можно использовать только в кормовых целях.

При изучении химического состава мяса и внутренних органов (табл. 3) определено большое содержание воды (74 %) в мясе приреберной части, что объясняет его рыхлую консистенцию. Мясо спинки отличается значительным содержанием белка (19.8 %) и низким - липидов (до 0.98 %), что позволяет отнести данную категорию к диетическому сырью.

Таблица 3 ? Химический состав мяса и внутренних органов каспийского тюленя

Часть тела тюленя	Содержание, %	Энергетическая ценность 100 г, ккал
	воды	белка	липидов	минеральных веществ
Мясо спинки	71.2±0.1	19.6±0.14	0.98±0.11	3.95±0.12	92.6
Мясо приреберной части	74.0±0.16	19.2±0.09	3.27± 0.09	3.53±0.48	101.1
Мясная пленка	68.0±0.16	14.2±0.2	9.54±0.09	3.13±0.32	151.2
Печень	76.1±0.2	17.5±0.2	4.9±0.2	1.35±0.2	120.5
Легкие	69.8±0.5	19.3±0.4	1.0±0.2	0.77±0.09	90.7
Почки	77.4±0.1	20.6±0.2	0.64±0.02	0.6±0.1	91.8
Сердце	76.1±0.7	19.9±0.8	2.2±0.5	1.07±0.08	104.7

Следует отметить значительное содержание воды (76.1 %) в печени, что объясняет ее пастообразную текучую консистенцию при измельчении, а также липидов ? до 4.9 %. Особенность химического состава легких, почек и сердца тюленя заключается в повышенном содержании в них белка (соответственно 19.3, 20.6 и 19.9 %), по сравнению с печенью (17.5 %).

Таблица 4 - Фракционный состав белков мяса и внутренних органов каспийского тюленя

Исследуемый образец	Содержание фракций белков, в % от их общей доли
	альбуминов	глобулинов	миостроминов	коллагена	эластина	прочих
Мясо спинки	12.7	30.2	10.6	0.8	26.4	19.2
Мясо приреберной части	11.3	28.7	10.8	1.7	29.3	18.2
Печень	14.6	27.6	10.7	0	27.7	19.3
Легкие	26.8	16.0	1.8	0.4	47.3	7.6
Почки	19.7	10.8	5.4	0.6	27.6	36.0
Сердце	8.9	10.6	14.7	1.6	11.3	52.9

Для установления пищевой и биологической ценностей мяса и субпродуктов каспийского тюленя были проведены исследования по определению фракционного (табл. 4), аминокислотного (табл. 5) составов белков и жирнокислотного состава липидов, содержащихся в белоксодержащих частях.

Данные табл. 4 свидетельствуют о низком содержании в мясе высшей категории и печени коллагена с эластином и большом уровне солерастворимых (глобулинов) - 30.2 и 27.6 % соответственно. Высокая доля водорастворимых белков (альбуминов) отмечена в белках легких (26.8 %) и почках (19.7 %). Миостромины в большом количестве содержатся в сердце (14.7 %).

В белках исследуемых частей тюленя (табл. 5) в значительном количестве были обнаружены следующие незаменимые аминокислоты (г/100 г белка): валин - 5.3?6.1, лейцин - 8.9?11.6, лизин - 10.6?16.5, треонин - 5.3?9.3, сумма фенилаланина и тирозина - 10.4?13.0.

Таблица 5 - Содержание незаменимых аминокислот в частях тела каспийского тюленя, г/100г

Наименование аминокислоты	Шкала ФАО/ВОЗ, г/100 г	Наименование образца
		Мясо	Печень	Легкие	Почки	Сердце
Валин	3.5	5.7	6.1	5.9	5.3	5.3
Метионин+цистин	2.5	1.9	2.5	0.9	0.9	1.9
Изолейцин	2.8	3.0	4.5	1.6	3.5	3.9
Лейцин	6.6	8.9	11.6	10.9	10.0	10.4
Фенилаланин+тирозин	6.3	10.8	13.0	11.9	10.4	11.4
Лизин	5.8	13.0	16.5	12.7	14.7	10.6
Треонин	3.4	9.3	4.8	7.3	5.3	5.8
Триптофан	1.0	1.6	0.8	1.3	2.5	1.1
Сумма		55.2	59.8	52.5	55.6	50.4

Что касается общего содержания незаменимых аминокислот, то их сумма в белках исследованных образцов располагается по нарастающей от 50.4 до 59.8 % в ряду: сердце > легких > мясе > почках > печени.

Приведенные данные позволяют считать, что все исследованные образцы содержат значительную часть веществ белковой природы, основную долю которых составляют высокоусвояемые белки (сумма альбуминов, глобулинов и миостроминов), подтверждающие их высокую пищевую ценность. Выявлено, что в липидах мяса содержится большое количество ПНЖК, суммарное содержание которых достигает до 41.66 %. В составе ПНЖК установлено высокое содержание биологически активных ?3-ПНЖК, в частности, эйкозапентаеновой до 6.0 % и докозагексаеновой до 14.87 %. По биологической ценности липиды мяса уступают липидам печени: содержание ?3-ПНЖК в ней на 12.3 % больше, а фактор F превышает в 3 раза. Таким образом, результаты исследований аминокислотного и жирнокислотного составов подтверждают высокую биологическую ценность мяса и субпродуктов каспийского тюленя.

Изменения показателей качества белоксодержащих частей устанавливались в процессе хранения их при температуре минус 18 0С в течение 12 месяцев.

Рис. 6. Изменение содержания НБА в белоксодержащих частях каспийского тюленя в процессе хранения

Рис. 7. Изменение содержания ФТА в белоксодержащих частях каспийского тюленя в процессе хранения

Показателями, характеризующими качество, были выбраны содержание: небелкового азота (НБА), формольнотитруемого азота (ФТА), азота летучих оснований (АЛО), летучих жирных кислот (ЛЖК) и водоудерживающая способность белоксодержащей ткани (ВУС). Изменение указанных показателей приведено на рис. 7-8.

Характер кривых на рис. 7 показывает относительно равномерный рост НБА во всех образцах, за исключением печени, в которой процесс накопления небелкового азота с течением времени ускоряется.

Процесс накопления ФТА (рис. 8) во всех образцах протекает не интенсивно. Данный факт можно объяснить тем, что в процессе хранения мяса и внутренних органов тюленя при температуре минус 18 0С деятельность протеолитических ферментов менее активна.

Характер кривых по изменению содержания АЛО в исследуемых образцах (мясо высшей и первой категорий, печени, почках, легких, сердце) во время их хранения в течение 12 месяцев (рис. 8) свидетельствует об экстремальном количественном росте данного показателя на 0.075-0.08 %, начиная с уровня 0.05 % в печени и 0.01-0.022 % в названных выше.

Рис. 8. Изменение содержания АЛО в белоксодержащих частях каспийского тюленя в процессе хранения



Рис. 9. Изменение содержания ЛЖК в белоксодержащих частях каспийского тюленя в процессе хранения

Одинаковый характер всех изображенных на рис. 10 кривых показывает интенсивный рост содержания ЛЖК после 8 месяцев хранения образцов. Наиболее интенсивный рост количества ЛЖК в процессе хранения наблюдается в печени и мясе 1-ой категории (на 51-63 мг КОН/г), менее активный - в почках (на 17 КОН/г).

По характеру кривых на рис. 11 следует отметить, что во всех образцах в процессе хранения в течение 12 месяцев значение ВУС постепенно снижается. В начале хранения печень характеризуется значением ВУС 86.7 %, другие образцы - от 90 до 96 %. В процессе хранения белоксодержащих частей каспийского тюленя значения ВУС снижаются до 68-81 %.

Исследователями АтлантНИРО было установлено хорошее качество пищевого фарша при значении ВУС не ниже 50 %, следовательно, белоксодержащие части каспийского тюленя обладают хорошим качеством в течение всего срока хранения (12 месяцев).

Результаты проведенных исследований по комплексу показателей позволили установить допустимые сроки хранения мяса и внутренних органов при температуре минус18 0С, в месяцах, не более для: легких - 9; мяса высшей категории - 8; почек, сердца, мяса 1 категории - 6; печени - 4.

Для установления достоверности указанных сроков хранения на основании изменений вышеназванных показателей был осуществлен расчет стойкости коэффициента качества с интегральным показателем (Семенов, Притыкина, 2005), учитывающий их совместное (кумулятивное) влияние на качество исследуемого образца. Объективными показателями для оценки качества образцов были выбраны содержания НБА, АЛО, ЛЖК и значение ВУС. Расчеты показали необходимость корректировки продолжительности сроков хранения при температуре минус 18 0С в сторону уменьшения, в месяцах для: мяса высшей категории и легких - 7.0, сердца - 4.5, почек и мяса 1 категории - 4.0, печени - 3.0.

Рис. 10. Изменение содержания ВУС в белоксодержащих частях каспийского тюленя в процессе

Санитарно-гигиеническая оценка мяса и субпродуктов по содержанию токсичных элементов, пестицидов, радионуклидов и микробиологическим показателям показала их полное соответствие требованиям СанПиН 2.3.2.1078.

Мясо тюленя обладает специфическим запахом, что обусловлено содержанием в мышечной ткани низкомолекулярных азотистых веществ и летучих жирных кислот.

Для снижения интенсивности специфического запаха мяса были применены способы его обработки с использованием, как в отдельности, так и в комплексе, водных растворов разных химических соединений: карбоната натрия, поваренной соли, уксусной кислоты, перекиси водорода, этанола. При обработке использовано мясо 1 категории, в котором уровень содержания (в %) составил: НБА - 0.68, АЛО - 0.049, ЛЖК - 7.8 мг КОН/100 г. Результаты проведенных модельных опытов показали высокую эффективность обработки мяса раствором карбоната натрия (пищевой соды). Использование вещества при облагораживании мяса тюленя имеет ряд преимуществ перед другими: улучшаются органолептические показатели качества (запах, цвет), по сравнению с исходным сырьем; снижаются значения показателей, ухудшающие качество мышечной ткани (НБА, АЛО, ЛЖК). Данный факт можно объяснить реакцией карбоната натрия с низкомолекулярными продуктами распада белков и липидов. Образуемые при этом соединения легко выводятся из мяса при промывании, о чем свидетельствует снижение в облагороженном мясе НБА до 0.26 %, АЛО - до 0.011 %, ЛЖК - до 3.2 мг КОН/100 г, по сравнению с их исходными уровнями.

Изучены режимы процесса облагораживания мяса обработкой карбонатом натрия при разных технологических параметрах: концентрации раствора от 0.5 до 3 % с интервалом 0.5 %, продолжительности обработки - от 0.5 до 6 часов с интервалом 0.5 часа и гидромодуле от 1:1 до 1:5 с интервалом 1:1. При этом рациональными параметрами процесса облагораживания мяса являются следующие условия: концентрация раствора карбоната натрия 0.7 %, продолжительность 120 мин, соотношение мяса и раствора соды 1:3.

Внутренние органы тюленя - сердце, легкие, почки, кроме печени, не требуют дополнительной обработки для удаления специфического запаха.

Печень следует обрабатывать для удаления из нее присущей ей горечи. С этой целью ее обрабатывали раствором поваренной соли (0.5?3 %, ГМ 1:0.5?1:2) продолжительностью 10?60 мин. При пробной варке обработанных образцов печени они были исследованы органолептически на наличие горечи и ее интенсивности. Выявлено, что интенсивность горечи снижается при повышении концентрации раствора поваренной соли и продолжительности обработки, независимо от соотношения образца и экстрагента (ГМ). Горечь устраняется в образцах печени, выдержанных в 1 % растворе поваренной соли продолжительностью 40 мин при соотношении 1:1.5.

В главах 5, 6 описаны результаты производственной проверки и приведена экономическая эффективность разработанной технологии. Производственная проверка разработанной технологии была проведена на «чистом» сале, тушках и внутренних органах каспийского тюленя. Всего переработано 67 кг покровного сала (выход жира составил 53.6 кг), 22.5 кг мяса и 26.2 кг субпродуктов, что позволило утвердить и зарегистрировать в ЦСМ по Астраханской области пакет технической документации на жир пищевой, полуфабрикаты пищевые мороженые из мяса и субпродуктов каспийского тюленя.

Расчет основных финансово-экономических показателей производства по переработке каспийского тюленя в ценах 2006 года показали, что при внедрении разработанной технологии комплексной переработки каспийского тюленя возможно получение чистой прибыли 3000.2 тыс. руб/год при рентабельности продукции 30.5 % и сроке окупаемости 1.63 года.

Выводы

1. Впервые разработана и обоснована технология комплексной переработки каспийского тюленя, позволяющая вырабатывать из «чистого» сала жир пищевой, с применением гидротропного вещества - карбамида, щадящей температуры нагрева (60 0С), способа молекулярной дистилляции, и полуфабрикаты пищевые мороженые из мяса посредством облагораживания его раствором химического вещества - карбоната натрия, высокой пищевой ценности.

2. Доказано преимущество применения способа консервирования, транспортирования из района промысла и последующего хранения жиро- и белоксодержащих частей каспийского тюленя при температуре минус 18 0С, позволяющего сохранить без значительного изменения качества перед переработкой хоровину до 9, мясо и субпродукты - до 3-7 месяцев.

3. Изучены органолептические и химические показатели качества, санитарно-гигиеническая безопасность жиро- и белоксодержащих частей тюленя, позволившие выявить повышенный уровень ХОП в жире (до 1.4 мг/кг), природу присущих мясу специфических свойств (запаха, цвета) и наличие горечи в печени.

4. Предложен рациональный способ разделывания хоровины, основанный на топологическом методе, позволяющий из покровного сала выделить «чистый» слой для получения пищевого жира, верхнюю строжку и прирези сала - ветеринарного жира.

5. Обоснованы рациональные параметры способа получения пищевого жира из «чистого» сала при температуре 60 0С в присутствии гидротропного вещества - карбамида дозой 1.5 %, вносимого в виде 30 %-ного раствора при продолжительности 30 минут, способствующего получению жира повышенной биологической ценности.

6. Выявлена эффективность очистки полученного жира от ХОП методом двухстадийной молекулярной дистилляции при следующих параметрах: 1-я стадия осуществляется при температуре 145 0С и вакууме (100 мкм рт. ст.); 2-я стадия - при температуре 145 0С и вакууме (2 мкм рт. ст.), позволяющим снизить содержание пестицидов в 12 раз и получить жир высокой пищевой и биологической ценностей с содержанием ?3-ПНЖК 41.5 % и соответствующий по остаточному содержанию пестицидов гигиеническим требованиям безопасности.

7. Установлен рациональный срок хранения пищевого жира в течение 9 месяцев при температуре 0-5 0С на основании изучения изменений показателей его качества и биологической ценности, выразившихся в следующих значениях: КЧ - 3.5 мг КОН/г, ПЧ - 4.2 ммоль О2/кг, содержание оксикислот менее 0.9 %, сумма ?3-ПНЖК - 27 %.

8. Предложен топологический метод разделывания тушки, позволяющий установить разные категории мяса: высшую, первую, вторую по уровню азотистых веществ, равных: небелкового азота - 0.6, 0.7, 1.1 %, формольнотитруемого азота - 0.14, 0.14, 0.11 %, азота летучих оснований - 0.01, 0.01, 0.05 %, и содержанию летучих жирных кислот 2, 3, 11 мг КОН/100г соответственно.

9. Доказана возможность снижения интенсивности специфического запаха мяса обработкой 0.7 %-ным раствором пищевой соды в соотношении 1:3 продолжительностью 120 мин. при температуре 15-20 0С, и горечи печени - 1 %-ным раствором поваренной соли при соотношении 1:1.5 продолжительностью 40 минут при той же температуре, что позволяет использовать их в пищевых целях. Установлены рациональные сроки хранения при температуре минус 18 0С, в месяцах: мясо высшей категории и легкие - 7.0, сердце, почки - 4.0-4.5, мясо 1 категории - 4.0, печень - 3.0.

10. Осуществлена проверка технологии комплексной переработки каспийского тюленя в производственных условиях ООО НИиАЦРП «Каспрыбтестцентр» по получению пищевого жира из «чистого» сала и пищевых полуфабрикатов из облагороженного мяса, субпродуктов, позволившая разработать и утвердить пакет нормативной документации на пищевые продукты.

11. Рассчитана экономическая эффективность внедрения технологии комплексной переработки каспийского тюленя, свидетельствующая о возможности получения прибыли от реализации продукции 3000.2 тыс. рублей в год при общей рентабельности производства 30.5 % и сроке окупаемости 1.63 года.

Основные результаты диссертационной работы опубликованы в статьях

1. Mukatova M.D., Privesencev A.V. Complex prosessing of a Caspian seal // Наука и технология: Международный сборник научных трудов / Ассоциация университетов Прикаспийских государств. ? Атырау: Изд-во АУПГ, 2002. - с. 173-174.

2. Мукатова М.Д., Привезенцев А.В. Каспийский тюлень. Перспективные исследования. Комплексная переработка // Рыбное хоз-во, № 1. ? М., 2003. ? с. 56-58.

3. Привезенцев А.В. Изменение качественных показателей тюленьего жира в процессе его хранения // Вестник АГТУ. ? Астрахань: Изд-во АГТУ, 2004. ? № 2 (21). ? с. 108-112.

4. Привезенцев А.В. Изменение жирокислотного состава липидов, выделенных из покровного сала каспийского тюленя, в зависимости от выбранного режима обработки // Вестник АГТУ. - Астрахань: Изд-во АГТУ, 2006. - № 3 (32). - с. 239-242.

5. Привезенцев А.В. Изменение качества белоксодержащих частей каспийского тюленя в процессе хранения // Биотехнологические процессы и продукты переработки биоресурсов водных и наземных экосистем: Материалы докладов I Международной научно-практической конференции, посвящённой 450-летию г. Астрахани. - Астрахань: Изд-во АГТУ, 2008. - с. 127-131.

Размещено на Allbest.ru