Копчение рыбы как пример сложного тепло-массообменного процесса

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ РФ ПО РЫБОЛОВСТВУ

Федеральное государственное образовательное учреждение

Высшего профессионального образования

«Дальневосточный государственный технический

рыбохозяйственный университет»

(ФГОУ ВПО «Дальрыбвтуз»)

Региональная студенческая научно-техническая конференция

«Студент, наука, специалист»

17 - 18 апреля 2008 г.

Секция «Процессы и аппараты пищевых производств»

Доклад

Копчение рыбы как пример сложного тепло-массообменного процесса

РУКОВОДИТЕЛЬ: ВЫПОЛНИЛ:

к.т.н. доцент ст.гр. ПИ-31

Ткаченко Т.И. Шаховский П.А.

Шерин П.П.

Владивосток 2008

СОДЕРЖАНИЕ

Введение…………………………………………………………………...3

1. Классификация способов копчения…………………………………4

1.1 Дымовое копчение……………………………………………………4

1.2 Бездымное копчение………………………………………………….6

2. Составляющие процесса копчения………………………………......8

2.1 Образование цвета……………………………………………………8

2.2 Образование аромата и вкуса.………………………………………9

2.3 Консервирующий эффект копчения………………………………9

2.4 Образование вторичной оболочки………………………………….11

2.5 Физико-химические и биохимические изменения, происходящие при копчении рыбы и мяса ………………………………….……………….12

Заключение…………………………………………………………………16

Список использованной литературы……………………………………17

Введение

Копчение - способ консервирования соленой или подсоленной рыбы веществами неполного сгорания древесины, содержащимися в дыме или коптильных препаратах.

Копченая рыба - вкусный, питательный, готовый к употреблению без дополнительной кулинарной обработки продукт со специфическим ароматом, вкусом и цветом. При этом их поверхности окрашиваются в золотисто-коричневые цвета.

С давних времен люди используют копчение, как способ консервации продукта в аккорде с приданием ему особенно ароматного запаха и замечательного вкуса. Как впервые были получены копченое мясо или рыба никому не известно, но вместе с тем, это не было случайностью по той простой причине, что процесс этот продолжительный и требует наличия определенных знаний.

Современная классификация относит копченые продукты к закусочным. Среди последних они не имеют себе равных по особым, характерным только их специфическим свойствам. Копчение позволяет улучшать товарные свойства мяса и рыбы, получить стойкую в хранении продукцию или гастрономический привлекательный полуфабрикат для пресервного, консервного или кулинарного производства.

Наиболее перспективным представляется применение бездымных коптильных сред, химический состав которых и параметры применения поддаются регулированию. Из многочисленных бездымных агентов, предлагаемых сегодня для целей копчения, наибольший интерес представляют жидкие коптильные среды, получаемые на основе водных растворов дыма, как наиболее адекватные ему по составу, достаточно изученные и доступные, обладающие минимальной потенциальной токсичностью.

Можно сделать вывод, что человечество с развитием и освоением новых технологий в производстве придумывало всё более и более новые методы обработки мясной продукции. Оно шло к уменьшению затрат на производство, к уменьшению выброса вредных веществ в окружающую среду и уменьшению воздействия вредных веществ на наш организм, тем самым увеличивая своё развитие в общём. И кто знает, что нас ждёт на пороге следующих открытий и достижений в науке и технике. Но можно с уверенностью сказать, что технология копчения не будет стоять на месте, а будет прогрессивно развиваться, осваивая всё новые, способы и метод производства.

1.Классификация способов копчения.

В зависимости от температуры различают копчение холодное, горячее и полугорячее.

Холодное копчение ведется при температуре не выше 40 градусов, горячее копчение осуществляется при температуре от 80 до 180 градусов, а полугорячее - 50-80 градусов.

В зависимости от способа применения продуктов неполного сгорания древесины копчение рыбы подразделяют на дымовое, бездымное и смешанное.

1.1 Дымовое копчение.

Дымовое или обычное копчение осуществляется дымом, образующимся при неполном сгорании древесины.

Основным методом копчения мясной продукции а так же рыбы в настоящее время является дымовое копчение. При этом методе обработки эффект копчения достигается за счет попадания на поверхность мяса или рыбы под действием многочисленных факторов, например центробежных сил, седиментации, броуновского движения, конденсации паров, абсорбции в поверхностном слое влаги и пр., коптильных компонентов дыма и дальнейшего их проникновения в толщу, сопровождающегося специфическими реакциями взаимодействия с химическими составляющими продукта. Отличительными чертами обычного копчения являются длительность термической обработки и достигаемые при этом ярко выраженные свойства копченого продукта - интенсивная окраска поверхности, приятные дымовые вкус и аромат копчености.

Дым - типичный аэрозоль, образующийся в результате частичной конденсации газообразных продуктов термического разложения различного древесного материала. Как всякий аэрозоль, дым состоит из двух частей: капельно-жидкой (дисперсной) фазы и газа (дисперсионная среда). При этом к капельно-жидкой фазе, как правило, относятся достаточно крупные частицы смолы и сажи, а также летучей золы. Для обработки рыбных и мясных продуктов применяют так называемый «технологический дым» - дым, обладающий определенными физическими, физико-химическими и химическими характеристиками. Качество дыма можно определить путем оценки качества готовой продукции. Однако это косвенная оценка, так как влияние на качество готовой продукции оказывают также химический состав сырья и технологические режимы (параметры) обработки.

Технологические свойства дыма зависят от его химического состава и прежде всего от степени насыщения ароматическими веществами. Во время копчения многочисленные компоненты дыма попадают в обрабатываемый продукт и обеспечивают его консервацию, ароматизацию и нужную окраску.

Предполагается, что в этих процессах должны принимать участие лишь 10% из 5000 компонентов, регистрируемых в дыме.

В настоящее время идентифицировано более 200 химических соединений дыма, участвующих в процессе копчения. К ним относятся в основном коптильные компоненты фенольной группы, карбонильные соединения (альдегиды и кетоны), кислоты, производные фурана, лактонов, полициклических ароматических углеводородов, спиртов и эфиров.

Наиболее полно исследована роль (в процессе придания продукту специфических свойств) трех групп органических веществ: фенолов, кислот и карбонильных соединений.

Фенольные соединения дыма способствуют в основном формированию аромата и вкуса копчености у обрабатываемого продукта.

Установлено, что выразительность аромата копчености на 66% связана с присутствием в продукте фенолов, тогда как роль карбонильных соединений в этом ограничивается: 14 и 20% приходится на все остальные коптильные компоненты.

Среди многочисленных фенолов исследователи выделяют отдельных представителей этого класса, по их мнению, наиболее активно способствующих образованию аромата и вкуса копчености.

Считается, что такими «активными компонентами» из фенольных соединений являются гваякол, 4-метилгваякол и 2,6-диметоксилол (сирингол). Однако аромат композиции, составленный только из этих трех фенолов, смешиваемых в тех же пропорциях, в каких они выделены из конденсата дыма, лишь весьма отдаленно напоминал дымовой аромат исходного конденсата.

Помимо гваякола, метилгваякола и сирингола в процессе формирования аромата продукта принимают активное участие такие фенольные соединения, как эвгенол, крезолы, ксиленолы и ряд других веществ.

В копченой рыбе, обработанной дымом или коптильным препаратом, доминируют метилгваякол, затем гваякол, фенол и крезолы. Постоянное присутствие гваякола в копченых изделиях, по мнению ученых, делает возможным использовать его в качестве «индекса копчения».

Тем не менее, запах растворов, приготовленных из фенолов, ранее идентифицированных в конденсатах дыма, отличался от исходных дымовых конденсатов по оттенкам и интенсивности. Это дает основание считать, что для полного воспроизведения аромата необходимы помимо фенолов другие химические соединения, способствующие в какой-то мере формированию запаха копчености.

Аромат копчения усиливается и приобретает наиболее выразительный характер при добавлении к фенольной композиции карбонильных соединений и других химических веществ. Установили, например, что активное участие в образовании аромата копчения принимают такие органические вещества, как фураны и лактоны, а также создающие специфический запах оксиметилциклопентанол и мальтол. Сочетание фенольных соединений обуславливает хорошо выраженный аромат копчения без каких-либо посторонних оттенков. В случае сочетания фенольной фракции с карбонильными соединениями возникает отчетливо выраженный аромат копчения с пряными оттенками. Так же сильно выражен аромат копчения с оттенками жженого сахара при соединении в одну композицию фенолов, карбонильных и некарбонильных веществ.

1.2. Бездымное копчение.

Бездымное или мокрое копчение - это копчение коптильными препаратами, которые представляют собой экстракты продуктов термического разложения древесины, подвергнутые специальной обработке.

Бездымное копчение основано на применении коптильных препаратов. Оно может осуществляться либо путем погружения рыбы либо мясной продукции в раствор коптильной жидкости с последующей термической обработкой, либо в процессе термической обработки средой из мелкодиспергированной или парообразной коптильной жидкости. В первом случае попадание коптильных компонентов в мясо происходит диффузионным путем, во втором - по аналогии с обычным дымовым копчением.

Основными источниками для производства коптильных жидкостей, коптильных препаратов или концентратов коптильного дыма, предназначенных для замены обычного (дымового) копчения, являются органические соединения, получаемые при медленном или форсируемом термолизе древесины при условии неполного окисления (горения) органической массы древесины. При этом используют преимущественно древесину лиственных пород, лишь в отдельных случаях применяют древесину хвойных пород, которую при этом подвергают специальной обработке. В отдельных разработках предлагается использовать не древесину, а специфические источники сырья, например лигнин или целлюлозу.

Крайне нежелательно использовать в качестве основного источника подсмольную воду, образуемую при сухой перегонке древесины любых пород, из-за содержания в этом случае среди продуктов термолиза веществ, не свойственных натуральному коптильному дыму - полимерных соединений, фенолов и других веществ, обладающих иными сенсорными и токсикологическими свойствами по сравнению с аналогичными соединениями, образующимися при неполном окислении (горении) древесины.

В качестве ингредиентов синтетических коптильных препаратов могут быть применены как отдельные фракции и соединения, найденные в натуральном коптильном дыме, так и отдельные чистые реактивы при условии соблюдения гигиенических требований (отсутствие токсических свойств).

Обилие коптильных препаратов, коптильных жидкостей и коптильных эссенций, а также иных коптильных средств, которые предлагаются промышленными и торговыми фирмами в различных странах мира для изготовления пищевых копченых продуктов, прежде всего необходимо каким-то образом классифицировать. Это можно сделать, учитывая и технологию приготовления соответствующего коптильного средства, и основной источник исходного сырья для их производства, и способ применения.

Так как лучшим исходным сырьем для производства коптильных жидкостей и коптильных препаратов являются конденсаты древесного дыма, получаемые при определенных условиях пиролиза древесины и подвергаемые соответствующей обработке, нецелесообразно при классификации коптильных препаратов исходить из природы сырья, из которого они вырабатываются.

Чрезмерное разнообразие технологических приемов, используемых при изготовлении коптильных препаратов, также не позволяет принять в качестве основы классификации технологию их производства. Поэтому все имеющиеся коптильные препараты было бы правильно подразделить на следующие основные категории:

· коптильные препараты, изготавливаемые из конденсатов древесного дыма, предназначенные для обработки пищевых продуктов с поверхности. Пригодны для производства рыбы холодного и горячего копчения, консервов типа «Шпроты в масле», свинокопченостей, сырокопченых и полукопченых колбас и т.п.;

· коптильные препараты, изготавливаемые из конденсатов дыма и преимущественно используемые для целей копчения путем введения их в продукт на различных стадиях технологического процесса его производства. Рекомендуются при производстве различного рода формованных и структурированных изделий из рыбы и мяса, консервов различных видов, пастеризованной ветчины в банках и др.;

· коптильные препараты, которые изготавливают из сырья, полученного иным способом, нежели при образовании коптильного дыма при пиролизе древесины, а также путем неполного горения (т.е. так же, как и древесный дым, но не из целой древесины, а из составных частей древесины - лигнина, целлюлозы или другого материала). Для определения области их применения требуются специальные технологические эксперименты;

· прочие коптильные средства, точнее, добавки, придающие продуктам (изделиям из мяса, рыбы, плавленому сыру, суповым приправам, соусам, томатной пасте и т.п.) аромат и привкус копчения.

Для получения продуктов пиролитического разложения древесины могут быть применены любые процессы, обеспечивающие образование продуктов термического распада органической массы древесины, аналогичных или близких к продуктам, получаемым при естественном неполном сгорании (тлении) древесных опилок.

Оптимальными условиями, обеспечивающими максимальный выход полезных коптильных веществ при ограниченном количестве вредных (типа канцерогенных полициклических соединений) и нежелательных (балластных) компонентов, являются условия, при которых одновременно происходят умеренные процессы термического разложения лигнина, целлюлозы и гемицеллюлозы древесины и частичного (неполного) окисления возникающих продуктов термического разложения. Указанные условия обеспечиваются в первую очередь температурными параметрами деструкции органической массы древесины и скоростью отвода образующихся коптильных компонентов из зоны термолиза и окисления.

Коптильные препараты, которые производят, растворяя в воде химически чистые реагенты, имеют обычно сравнительно простой состав из ограниченного количества компонентов. В одном из таких препаратов под названием «Составы для придания мясным продуктам вкуса и аромата копчености» содержится всего 16 компонентов.

2. Составляющие процесса копчения

2.1 Образование цвета

Цвет традиционно считается важнейшим критерием правильности проведения процесса копчения. По мнению потребителя, красивый привлекательный цвет (колер) связан с высокими вкусовыми качествами продукта.

В основе образования копченого колера лежат следующие процессы:

Осаждение окрашенных компонентов на поверхность продукта за счет конденсации, сорбции, адгезии им когезии; окисление, полимеризация, поликонденсация коптильных компонентов на поверхности продукта или на пути к нему; реакции компонентов дыма с белковыми веществами продукта; фиксирование цвета кислотами.

Кроме того, формирование цвета копченого продукта при полугорячем и горячем копчении идет и под действием высоких температур среды, интенсифицирующих все цветообразующие реакции. Поэтому изделия данной группы окрашены, как правило, в темно-коричневые тона.

Цвет копченостей во многом определяется видом изделия, его структурой и химическим составом. Увеличение содержания жира улучшают блеск поверхности; повышение солености и несвежести продукта, а также смещение Ph среды в кислую и щелочную зоны интенсифицируют окрашивание, а увеличение влажности, наоборот, уменьшает. По мере хранения копченой продукции окраска поверхности усиливается.

Окрашенными коптильными компонентами является вещества смолистой фракции дыма, а также некоторые другие, имеющие коричневые оттенки; фенолы карбонилы, углеводы.

Оттенок цвета зависит от вида используемой древесины для получения коптильного дыма. Бук, клен, липа придают золотисто - желтые оттенки, акация - лимонные, дуб, ольха - желтовато - коричневые, груша - красноватые и т.д. Дым от хвойных пород древесины окрашивает изделия более интенсивно, чем дым от лиственных пород. Повышенная влажность придает продукту нежелательные серые тона. Увеличение концентрации кислорода в зоне горения способствуют более интенсивному окрашиванию продуктов.

Важнейшие процессы, влияющие на окрашивание поверхности при копчении, - реакции взаимодействия коптильных компонентов с ингредиентами продуктов. С белковыми веществами (аминогруппами) реагируют преимущественно карбонильные соединения дыма с образованием меланоидинов - азотсодержащих полимеров коричневого цвета. В цветообразовании участвуют также формальдегид, гликолевый альдегид, глиоксаль, ацетон, ацетол, метилглиоксаль, диацетил, фурфурол.

Из фенолов наиболее активное участие принимают фенолальдегиды ( конифериловый, синаповый альдегиды и другие), а также полифенолы ( пирокатехин, гидрохинон, пирогаллол и их производные ). Окрашивание усиливается также в результате реакций карамелизации углеводов, образующихся при распаде целлюлозы и гемицеллюлозы.

Окрашивающий эффект копчения фиксируется органолептически - с применением специальной стандартизированной терминологии или балловых шкал и инструментально - с использованием объективных цветовых характеристик (коэффициента отражения, показателей яркости, чистоты, доминирующей длины волны цвета и другие).

2.2 Образование аромата и вкуса

При анализе образования специфических аромата и вкуса копчености следует различать понятия: аромат коптильного дыма и аромат, и вкус копченого продукта (копчености)

Аромат коптильного дыма зависит от вида древесины, температуры тления, типа дымогенеоатора, степени дисперсности и химического состава дыма. Считается, что наиболее ароматные компоненты содержаться в газообразной сфере дыма. Газохроматографические исследования показали, что аромат коптильного дыма обеспечивают представители многих классов органических веществ, но основную долю вносят фенольные компоненты, особенно среднемолекулярные, а также карбонильные вещества и лактоны с высокой температурой кипения.

Установлено, что главными компонентами коптильного дыма являются следующие вещества в композиции: гваякол, метилгваякол, пирокатехин, сирингол, ванилин.

Аромат и вкус копченого продукта - это результат совокупного воздействия компонентов дыма, продукта и веществ, образующихся в результате реакции компонентов дыма друг с другом и с составляющими продукта.

До сих пор точной расшифровки механизма формирования этого эффекта нет, существуют только научные предположения. Что происходит с компонентами дыма по мере их деффузии в продукт - неизвестно. При это вкусо-ароматические ощущения во многом зависят от консистенции продукта, а также от его химического состава.

На аромат и вкус копченых изделий влияют кислотные коптильные компоненты, привносящие специфические вкусовые оттенки.

Количественную характеристику аромату и вкусу копченых продуктов можно дать с помощью органолептической балловой шкалы или описательно с применением стандартной терминологии.

2.3 Консервирующий эффект копчения

Aнтиокислительное действие. Является результатом синергического воздействия прежде всего фенолов дыма с содержанием, как мини-мум, одной свободной ОН-группы.

Торможение фенолами процесса окисления обусловлено тем, что окислительный потенциал молекулы фенола ниже окислительного потенциала пероксидных соединений, накапливающихся в резуль-тате цепных реакций окисления жира. Энергия связи jno-Н в Мо-лекулах фенолов составляет 242-294 кдж/моль, тогда как в моле-куле пероксида или гидропероксида RO-H она равна 336-- 378 кдж/моль. Поэтому свободные радикалы в жирах будут пре-имущественно взаимодействовать с молекулами антиокислителей jnо-Н, т. Е. Фенолами, что приводит к обрыву цепной реакции окисления:

ROO - + jn0-Н = ROOH + jп-0- R- + jnо-Н = RН + jn0-.

Образующиеся фенольные радикалы jn0-, как правило, ма-лоактивны, не способны к продолжению цепных реакций и вы-водятся из реакции, взаимодействуя между собой или с другими радикалами.

В. И. Курко доказал, что чем выше молекулярная масса фено-лов, чем больше у них ОН-групп, тем сильнее их антиокислительный эффект, так как в этом случае уменьшается энергия связи в молекуле jn0-Н. Так, производные гваякола - лучшие ан-тиоксиданты, чем фенола, а производные сирингола - лучшие, чем гваякола. Наиболее эффективными антиоксидантами явля-ются производные пирогаллола, пирокатехина, гидрохинона и резорцина. Из фенолальдегидов и фенолокислот антиокисли-тельными свойствами обладают ванилин, салициловый альдегид, гидроксибензойная кислота.

Д. Тильгнер показал, что степень антиокислительного воздей-ствия дыма зависит от типа дымогенерации. Экзотермический дым тления более эффективно подавляет антиокислительные процессы, чем фрикционный, хотя оба они богаты фенолами. Большое значение имеют и продолжительность воздействия коптильной средой, и сте-пень окислительной порчи продукта, и условия обработки и хране-ния изделий.

Коптильный дым содержит не только первичные, но и вто-ричные антиоксиданты, например многоосновные кислоты: фумаровую и янтарную. Однако степень их воздействия до сих пор не исследована.

Антиокислительное действие количественно устанавливают по показателям пероксидного и альдегидного чисел жира.

Бактерицидное действие. Представляет собой результат комби-нированнoгo влияния антисептических компонентов дыма, обез-воживания, посола, снижения рH (подкисления), высокой темпера-туры (при горячем копчении).

Считают, что бактерицидное действие проявляется только на поверхности изделий. По мере диффузии коптильных компонен-тов внутрь продукта зона угнетения микрофлоры увеличивается. Бактерицидное действие зависит от параметров дыма, химичес-кой природы компонентов дыма, продолжительности копчения, качественной и количественной характеристик обсемененности продукта.

Так, кислоты наиболее эффективно подавляют спорообразующую микрофлору, фенолы - банальную и условно-патогенную, нейтральные соединения и органические основания обладают слабым бактери-цидным эффектом, а углеводы, наоборот, стимулируют рост микро-организмов.

Основные бактерицидные компоненты дыма - высококипящие фракции фенолов и кислот. Так, с увеличением алкильных боковых цепей в фенольном ядре возрастает бактерицидная сила компонен-тов: крезол - ксиленол - пропилгваякол - этилсирингол - гидро-хинон - метилпирокатехин - пирогаллол (относительная анти-окислительная эффективность по отношению к крезолу, актив-ность которого условно принята за 1, равна соответственно 1, 2, 4, 11, 14, 51, 176).

Одними из самых эффективных антисептиков являются фор-мальдегид и фенол. Из кислот наибольшей бактерицидностью обладают пропионовая и янтарная кислоты, но из-за преоблада-ния в дыме уксусной кислоты значение последней будет веду-щим.

Копчение селективно (избирательно) воздействует на микро-организмы, в результате чего в остаточной микрофлоре копче-ных продуктов преобладают молочнокислые бактерии, а также грамположительные микрококки. Отмирание микроорганизмов в толще продукта по окончании копчения (остаточное бактери-цидное действие копчения) связано с медленной диффузией бак-терицидных компонентов дыма из поверхностных слоев в цент-ральные.

Количественно бактерицидное действие устанавливают по микробиологическим показателям готовой продукции.

Антипротеолитическое действие. Выражается в замедлении автолитических процессов в продукте, связанном с непосредственным воздействием коптильных компонентов на его тканевые ферменты. Коптильные компоненты, в основном фенольные и карбонильные, взаимодействуют с белками продукта и ферментами, имеющими белковую природу. В результате белки становятся менее доступны-ми действию малоактивных ферментов. Кислоты коптильной сре-ды, сдвигая pH продукта в кислую зону, способствуют частичной денатурации ферментов, что делает их менее активными в процессах расщепления тканевых белков. В результате протеолиз замедляется или приостанавливается. Так, в рыбном филе холодного копчения показатель ФТА (формольно титруемый азот), характеризующий степень расщепления белков, останавливается на уровне 67--70 мг%, что практически соответствует уровню соленого полуфаб-риката.

Количественно антипротеолитическое действие устанавливают по содержанию различных форм небелкового азота. Качественные изме-нения белков можно зафиксировать на модельных экспериментах с дополнительным введением ферментов, например желудочного сока, и красителей-индикаторов, меняющих цвет в присутствии продуктов распада белка (например, кармина).

2.4 Образование вторичной оболочки

Упрочнение поверхностных слоев продукта при копчении обус-ловлено образованием полимерных веществ и формированием так называемой вторичной оболочки, которая способствует повышению стойкости изделия при хранении.

Упрочнение наблюдается под кожей или оболочкой (при их наличии) или на поверхности, что облегчает их удаление или по-вышает защитную функцию. Упрочнение объясняется изменени-ем белковых структур в результате реакций между формальдегидом дыма и соединительнотканными белками продукта - формальдегид- коллагеновой конденсации:

Образующиеся - сн2 мостики между молекулами коллагена при-водят к уплотнению последних, формированию дополнительной эла-стичной оболочки, которая выполняет важные функции - предотв-ращает диффузию внутрь продукта высокомолекулярных ПАУ и дру-гих вредных веществ, сохраняет его форму, способствует формированию структуры.

Восстановление консистенции продукта возможно при обработке вторичной оболочки горячей водой или паром, что приво-дит к распаду формальдегидколлагеновых волокон.

Количественную характеристику упрочнения поверхности продукта можно получить при его органолептической оценке или инструментальном измерении на специальных приборах (пластометрах, вискозиметрах и др.).

2.5 Физико-химические и биохимические изменения, происходящие при копчении рыбы и мяса

Физико-химические изменения, происходящие в процессе копчения, связаны с тепловым воздействием, влиянием посолочных веществ и значительным обезвоживанием, а также насыщением тка-ней компонентами коптильной среды. Все это приводит к формиро-ванию характерных копченых свойств и некоторому консервированию продукта.

В ходе копчения одни компоненты коптильной среды осажда-ются на поверхности продукта, другие проникают внутрь. В про-цессе диффузии часть компонентов не меняет своей химической природы, а часть вступает в различные взаимодействия с веще-ствами ткани. Кислоты, содержащиеся в дыме, подкисляют про-дукт, снижая его pH до 5,7-5,2. Альдегиды и кетоны коптильно-го дыма активно взаимодействуют со свободными аминогруппа-ми полипептидов. Так, формальдегид, количественно преоблада-ющий в группе альдегидов, образует в конечном итоге моно- и диметильные соединения: R-NHCH₂-OH или RN(CH₂-OH)2. Взаимодействуя с двумя аминогруппами двух пептидных цепей, формальдегид связывает их метиленовыми мостиками R-NH--CH₂-NH-R. Физически это выражается в упрочнении ткани и по характеру действия похоже на процесс дубления. Дубящее дей-ствие на ткани оказывают также фенолы, реагирующие с амино-кислотными остатками и другими функциональными группами белков.

Копчение при высокой температуре (полугорячее и горячее) от 40 до 170 С сопровождается разной степенью денатурации белков и освобождением скрытых функциональных групп (сульфидных, карбоксильных, аминных, окси- и др.), которые вступают во взаи-модействие с коптильными компонентами. В результате наблюда-ются необратимая дегидратация, коагуляция части белков саркоп-лазмы и миофибрилл мышечных тканей, в связи, с чем уменьшается влагоудерживающая способность ткани, продукт лучше обезвожива-ется и уплотняется.

Наиболее сильные изменения при копчении претерпевает коллаген. Фибриллы мышечных тканей вначале изменяют свою про-странственную упаковку. При этом водородные связи разрушаются и освобождаются функциональные группы, вступающие в реакции с компонентами дыма. Под действием альдегидов, кетонов и фенолов протекают превращения, называемые дублением. Коллаген оболочек и кожи у рыб в этом случае играет защитную роль, связывая ряд ак-тивных коптильных веществ и препятствуя их диффузии внутрь про-дукта. Особенно это важно при непродолжительном горячем копче-нии.

Одновременно под действием высокой температуры коллагеновые молекулы обезвоживаются. В конце копчения резко изменяется их структура, в результате оболочка становится тонкой, полупрозрач-ной, кожа у рыбы подсыхает и легко отделяется от мышечных тканей. Поверхность копченого продукта приобретает характерный цвет от светло-золотистого до темно-коричневого.

Биохимические изменения при копчении связаны с действием по-варенной соли, нитритов, тканевых и микробиологических фермен-тов, компонентов дыма и температуры процесса. Глубина изменений определяется видом продукта и способом копчения.

На стадии копчения до 40 градусов С ускоряются реакции, катализируемые ферментами мышечных тканей и микроорганизмов, - протео-лиз, липолиз, денитрификация и др. По мере повышения температу-ры постепенно развиваются денатурация белков и инактивация фер-ментов.

В результате денатурации освобождаются скрытые функцио-нальные группы белков, в частности SН-группы, обладающие реду-цирующими свойствами. Под влиянием микроорганизмов, а также редуцирующих соединений из нитритов, добавляемых при посоле мяса теплокровных животных, освобождаются оксиды азота, что приводит под действием высокой температуры при участии окра-шенных веществ дыма к интенсификации окраски внутренних сло-ев мяса.

Оксимиоглобин при нагревании мяса теряет адсорбционно свя-занный кислород (последний вовлекается в окислительные реак-ции) и переходит в миоглобин, а затем вследствие взаимодействия с NO превращается в NО-миоглобин. Под действием высокой температуры он деструктурируется с образованием NO-гемохро-могена, придающего розово-красную окраску копченому соленому мясу.

При холодном копчении (18-23 градусовС) изменения миоглобина спо-собствуют появлению вишнево-красной окраски, так как содержа-щийся в дыме СО способствует образованию СО-миоглобина, окра-шенного в вишневый цвет.

Продолжительное холодное копчение сопровождается более глубокой, чем при горячем копчении, ферментацией - протео-лизом мышечной ткани. Структура ткани нарушается, консис-тенция становится мягче, нежнее.

Жиры, содержащиеся в мышечной ткани, при копчении активно сорбируют коптильные компоненты (карбонилы и особенно фено-лы). Концентрация фенолов в жировой ткани может достигать 20 мг%. В результате антиокислительного действия фенолов в жирах тормозятся окислительные реакции, особенно под влиянием гомоло-гов пирогаллола. Продукты взаимодействия фенолов с радикалами жиров имеют характерный привкус, что вносит специфический отте-нок во вкусо-ароматические ощущения.

В ходе копчения, особенно горячего, продукты теряют некоторое количество витаминов - 15-20 % тиамина, рибофлавина, ниацина.

Анализ накопленных данных позволяет предложить концепцию созревания продукции холодного копчения.

Процесс формирования специфических свойств продукции хо-лодного копчения можно условно представить в виде трех этапов:

1-й этап - посол: «стартовые» протеолитические и липолити-ческие изменения тканевых ферментов и ферментов микрофлоры. Характер этих процессов определяется природой составляющих в системе и количеством поваренной соли (биотехнологическая фаза);

2-й этап - собственно копчение: физические процессы, связан-ные с попаданием коптильных компонентов на продукт, протекани-ем химических реакций на его поверхности, обезвоживанием тканей (физико- химическая фаза);

3-й этап - хранение: массоперенос коптильных компонентов в глубь тканей, протекание основных химических реакций между составляющими субстрата, ингибирование тканевого ферментолиза и окислительных изменений в липидах, формирование ос-новного микробиологического сообщества (собственно созрева-ние).

Наиболее важным для качества является 3-й этап - собственно созревание. Готовый копченый продукт условно можно представить в виде смеси, включающей белки, полипептиды, аминокислоты, жиры, глицериды, различные альдегиды (из коптильной среды и вновь обра-зующиеся), комплексы коптильных компонентов с аминокислотами, пептидами, белками и пероксидами, продукты ферментативного и микробиологического протеолиза и липолиза, коптильные ингредиен-ты в растворенном состоянии, небелковые азотсодержащие вещества, поваренную соль, тканевую жидкость и др.

В такой многокомпонентной системе большое значение для конечного качества имеют и видовые особенности продукта (жир-ность, характер распределения липидов, активность ферментов и т. д.). Нельзя забывать и о разнообразии химического состава коп-тильных сред, особенно при бездымном копчении. В каждом конк-ретном случае процесс индивидуален.

Биологическая оценка копченых продуктов, т. е. степени вредного воздействия их на организм человека, может быть проведена как по содержанию в копченостях отдельных вредных веществ (ПАУ, аце-тон, формальдегид, фенол, метанол и др.), так и по результатам био-логических опытов на животных.

Накопление формальдегида нежелательно по причине снижения под его действием в присутствии соляной кислоты активнос-ти пищеварительных ферментов. Формальдегид даже в очень не-значительных количествах (меньше 0,001 %) - сильный ингиби-тор тиоловых ферментов.

Нежелательно также присутствие некоторых органических кислот в копченостях. Так, бензойная кислота ингибирует дей-ствие пепсина в желудке, уксусная - повышает кислотность ор-ганов пищеварения и т. д.

Фенолы, содержащиеся в копченых продуктах, являются чу-жеродными для человека соединениями, что предопределяет не-обходимость разумного снижения их количественного присут-ствия.

Заключение

Копчение рыбы это сложный тепло-массобменный процесс, в результате которого протекают изменения в физико-химическом составе продукта (рыбы): процессы, влияющие на окрашивание, процессы связанные с образованием аромата и вкуса копчения в готовом прдукте, а так же консервирующий эффект копчения, образование вторичной оболочки, и физико-химические и биохимические изменения, происходящие при копчении рыбы и мяса.

На окрашивание влияют реакции взаимодействия коптильных компонентов с ингредиентами продуктов. С белковыми веществами (аминогруппами) реагируют преимущественно карбонильные соединения дыма с образованием меланоидинов - азотсодержащих полимеров коричневого цвета. В цветообразовании участвуют также формальдегид, гликолевый альдегид, глиоксаль, ацетон, ацетол, метилглиоксаль, диацетил, фурфурол.

Аромат коптильного дыма образуют представители многих классов органических веществ, но основную долю вносят фенольные компоненты, особенно среднемолекулярные, а также карбонильные вещества и лактоны с высокой температурой кипения. Образование аромата и вкуса копченого продукта это результат совокупного воздействия компонентов дыма, продукта и веществ, образующихся в результате реакции компонентов дыма друг с другом и с составляющими продукта.

Aнтиокислительное действие является результатом синергического воздействия прежде всего фенолов дыма с содержанием, как мини-мум, одной свободной ОН-группы. Бактерицидное действие представляет собой результат комби-нированнoгo влияния антисептических компонентов дыма, обез-воживания, посола, снижения рH (подкисления), высокой темпера-туры (при горячем копчении). Антипротеолитическое действие выражается в замедлении авто-литических процессов в продукте, связанном с непосредственным воздействием коптильных компонентов на его тканевые ферменты.

Образование вторичной оболочки обус-ловлено образованием полимерных веществ, которая способствует повышению стойкости изделия при хранении. Упрочнение объясняется изменени-ем белковых структур в результате реакций между формальдегидом дыма и соединительнотканными белками продукта - формальдегид- коллагеновой конденсации.

Физико-химические изменения, происходящие в процессе копчения, связаны с тепловым воздействием, влиянием посолочных веществ и значительным обезвоживанием, а также насыщением тка-ней компонентами коптильной среды. Все это приводит к формиро-ванию характерных копченых свойств и некоторому консервированию продукта.

В ходе копчения одни компоненты коптильной среды осажда-ются на поверхности продукта, другие проникают внутрь. В про-цессе диффузии часть компонентов не меняет своей химической природы, а часть вступает в различные взаимодействия с веще-ствами ткани.

Список использованной литературы.

Бессмертная И.А., Шендерюк В.И., Мезенова О.Я.Совершенствование технологии приготовления валенного рыбного филе, сб. научных трудов КГТУ. - Калининград: КГТУ, 1994. - С. 34-37.

Борисочкина Л.И., Гудович А.В. Производство рыбных кулинарных изделий. - М.: Агропромиздат, 1989. - 312 с.

Гроховский В.А., Мезенова О.Я., БеспаловаВ.В. Технология получения коптильного препарата и использование его при изготовлении различных рыбных продуктов, сб. научных трудов «Современные технологии и оборудование для переработки гидробионтов».- Мурманск: МГАРФ, 1994.- С. 19-24.

Курко В.И. Методы исследования процесса копчения и копченых продуктов.- М.: Пищевая промышленность, 1977.-191 с.

Курко В.И. Основы бездымного копчения. - М.: Легкая и пищевая промышленность, 1984.- 232 с.

Мезенова О.Я. Научные основы и технология производства копченых продуктов.- Калининград: КГТУ, 1997.- 133 с.

Никитин Б.И. Основы теории копчения рыбы.- М.: Легкая и пищевая промышленность, 1982.- 248 с.

Ребронн Э., Рутковски Ф. Рыба домашнего копчения, Пер. с нем.- М.: Агропромиздат, 1989.- 128 с.

Федько А.С. Современное коптильное оборудование, Сер. Технологическое оборудование для рыбной промышленности. Вып. 3.- М., 1997.- 54 с.

Хван Е.А., Гудович А.В. Копченная, вяленная и сушеная рыба.- М.: Пищевая промышленность, 1978.- 208 с.

Софронова Т.М., БогдановВ.Д. Технология комплексной переработки гидробионтов. Уч. Пос. Владивосток: Дальрубвтуз, 2002.- 512 с.